Mäskin sisältämän ligniinin modifiointi PCD-hapetuksella

Teoriaosassa tutkittiin mäskin muodostumista oluentuotantoprosessissa, ligniiniä ja sen pilkkoutumista hapetuksella, eri kehittyneitä hapetusmenetelmiä ja hapetuksella saatavia potentiaalisia pääkomponentteja. Kehittyneissä hapetusmenetelmissä keskityttiin pääasiassa pulssitettuun koronapurkaukseen perustuvaan PCD-menetelmään (Pulsed Corona Discharge). Tutkittavana pääkomponenttina toimi glyoksyylihappo. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin mäskistä erotetun ligniinin pilkkoutumista PCD-hapetuksella. Tässä menetelmässä hapetus perustuu sähköpurkauksen aikana syntyvien hydroksyyliradikaalien ja otsonin muodostumiseen, jotka voivat toimia hapettimina. Kokeissa käytettiin oluentuotannosta saatua mäskiä, josta ligniiniä liuotettiin natriumhydroksidi-vesi-liuoksen avulla uuttamalla.. Tämän jälkeen liuosta käsiteltiin PCD laitteistossa. PCD-käsiteltyä tuotetta analysoitiin mittaamalla ligniinin ja aldehydien pitoisuudet siitä spektrofotometrin avulla. Työn tarkoituksena on tutkia PCD hapetusmenetelmän soveltuvuutta mäskin sisältämän ligniinin muokkaamiseen siten, että siitä syntyvää tuotetta voitaisiin käyttää jossakin muussa sovelluksessa, kuten esimerkiksi lääkkeiden raaka-aineena lääketeollisuudessa. PCD hapetusmenetelmä on koronasähköpurkauksiin perustuva laite, jota käytetään pääasiassa vedenpuhdistuksessa hajoittamaan haitallisia orgaanisia yhdisteitä. Tämän työn perusteella ligniiniä hajosi, aldehydejä muodostui ja hapetusnäytteiden pH laski hapetusajan kasvaessa. Tämä viittasi vahvasti glyoksyylihapon muodostumiseen PCD-laitteistossa.

In the theoretical section the parts which were studied were the formation of mash in beer production, lignin and its degradation by oxidation, different advanced oxidation processes and the main component. The main focus on different advanced oxidation processes was on PCD-oxidation (Pulsed Corona Discharge). The main component which was studied was glyoxylic acid. In the experimental part the degradation of lignin by PCD-oxidation which was extracted from mash was studied. In this method the oxidation is based on electrical discharges which create hydroxyl radicals and ozone that work as oxidants. In the experiments the mash which was received from beer production was handled. The mash was treated by extracting the lignin from it by a sodium hydroxide solution. After this the lignin solution was treated in a PCD electrical discharge device. The PCD-treated solution was then analyzed by measuring the concentration of lignin and aldehydes with a spectrophotometer. The purpose of this work was to study the suitability of pulsed corona discharge for the oxidation of lignin so that the oxidized product could be used in another application such as a raw material for medical drugs. Pulsed corona discharge is a method which is mainly used for treatment of water to degrade harmful organic components. According to this work lignin was degraded, aldehydes were formed and the pH of the oxidation samples decreased during the oxidation time. This refers strongly to the formation of glyoxylic acid in the PCD-system.