Purified lignin for demanding applications

Diplomityön tarkoituksena oli puhdistaa kraft ligniiniä. Raaka-aineena käytettiin pääasiassa Lignoboost -menetelmän kaltaisella menetelmällä havupuu- mustalipeästä saostettua ligniiniä. Diplomityön ensimmäisenä tavoitteena oli löytää menetelmä, jolla voidaan poistaa kraft ligniinistä tuhkaa. Työssä raaka-aineena käytetyn saostetun ligniinin tuhkapitoisuus oli noin 3 %. Tarkoituksena oli saada laskettua tuhkapitoisuutta uudelleenlieton, suodatuksen ja pesun avulla. Työn toisena tavoitteena oli hiilihydraattien poisto kraft ligniinistä. Hiilihydraatit, pääosin hemiselluloosaa, ovat kiinnittyneet ligniiniin vahvoin kovalenttisin sidoksin. Aiempien kokemusten perusteella hemiselluloosat eivät irtoa ligniinistä vesipesun yhteydessä, vaan niiden irrottaminen vaatii onnistuakseen happo-, entsyymi- tai mikrobikäsittelyn, mikäli halutaan säilyttää ligniinin rakenne muuttumattomana. Tässä työssä käytetyt kraft ligniinin puhdistusmenetelmät olivat lietto, happohydrolyysi ja entsymaattinen hydrolyysi, joista kumpikin sisälsi ligniinin uudelleenlieton, suodatuksen ja muodostuneen kakun pesun vedellä.

The aim of the Master’s thesis was to clean kraft lignin. The lignin was precipitated from softwood black liquor using a method similar to Lignoboost. The ash content of the lignin was about 3 %. The aim was to manufacture ultra-pure lignin. The first objective was to find a method for reducing ash content in kraft lignin > 90 % by re-slurring, filtration and washing. The second objective was to remove carbohydrates from kraft lignin. Carbohydrates, mainly hemicelluloses, and lignin are attached to each other with strong covalent bonds. Based on past experience, hemicelluloses anchored to the surface of lignin are not removed during the precipitation and washing process, since successful removal requires enzyme, acid or microbial treatment if the aim is the unaltered structure of lignin. In this research one enzyme, xylanase, was used to remove of hemicellulose from lignin. Re-slurring, filtration and washing, for both acid hydrolysis and enzymatic hydrolysis, were used as methods for cleaning lignin in this work.