Avaluació del creixement del fong ligninolític Trametes versicolor sobre diferents suports sòlids per a l'aplicació en tractaments de bioremediació

Els fongs de podridura blanca (WRF - de l'anglès: White-rot fungi) són de gran interès en l'àmbit de la bioremediació per la seva capacitat de degradar la lignina. La lacasa, un dels enzims extracel·lulars que aquests fongs excreten per degradar la lignina, pot ser utilitzada per degradar els contamiants presents en una matriu donada. Trametes versicolor ha estat estudiat per la seva capacitat de produïr aquest enzim en rersidus agrícoles com a substrats. Un primer triatge basat en la producció de CO2, la mesura de l'activitat lacasa i la quantificació de l'ergosterol han permés seleccionar els substrats on es donava un major poder oxidatiu dels cultius inoculats amb T. versicolor. Els posteriors experiments de colonització de sòls, on es monitoritzava l'activitat lacasa i l'ergosterol, han mostrat que T. vesicolor és capaç de colonitzar sòls i que té una major activitat lacasa en condicions no estèrils. També h'ha provat, mitjançant el test ND24, que T. versicolor és capaç de degradar un contaminant emergent, el naproxè, en sòls estèrils i no estèrils esmenats amb residus agrícoles.

Study of chemical modification of alkaline lignin by the glyoxalation reaction

In this study, glyoxalated alkaline lignins with a non-volatile and non-toxic aldehyde, which can be obtained from several natural resources, namely glyoxal, were prepared and characterized for its use in wood adhesives. The preparation method consisted of the reaction of lignin with glyoxal under an alkaline medium. The influence of reaction conditions such as the molar ratio of sodium hydroxide-to-lignin and reaction time were studied relative to the properties of the prepared adducts. The analytical techniques used were FTIR and 1H-NMR spectroscopies, gel permeation chromatography (GPC), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). Results from both the FTIR and 1H-NMR spectroscopies showed that the amount of introduced aliphatic hydroxyl groups onto the lignin molecule increased with increasing reaction time and reached a maximum value at 10 h, and after they began to decrease. The molecular weights remained unchanged until 10 h of reaction time, and then started to increase, possibly due to the repolymerization reactions. DSC analysis showed that the glass transition temperature (Tg) decreased with the introduction of glyoxal onto the lignin molecule due to the increase in free volume of the lignin molecules. TGA analysis showed that the thermal stability of glyoxalated lignin is not influenced and remained suitable for wood adhesives. Compared to the original lignin, the improved lignin is reactive and a suitable raw material for adhesive formula

The suitability of steam exploded vitis vinifera and alkaline lignin for the manufacture of fiberboard

The main objective of this study was to explore the suitability of Vitis vinifera as a raw material and alkaline lignin as a natural binder for fiberboard manufacturing. In the first step, Vitis vinifera was steam- exploded through a thermo-mechanical vapor process in a batch reactor, and the obtained pulp was dried, ground, and pressed to produce the boards. The effects of pretreatment factors and pressing conditions on the chemical composition of the fibers and the physico-mechanical properties of binderless fiberboards were evaluated, and the conditions that optimize these properties were found. A response surface method based on a central composite design and multiple-response optimization was used. The variables studied and their respective variation ranges were: pretreatment temperature (Tr: 190-210ºC), pretreatment time (tr: 5-10 min), pressing temperature (Tp: 190-210ºC), pressing pressure (Pp: 8-16MPa), and pressing time (tp: 3-7min). The results of the optimization step show that binderless fiberboards have good water resistance and weaker mechanical properties. In the second step, fiberboards based on alkaline lignin and Vitis vinifera pulp produced at the optimal conditions determined for binderless fiberboards were prepared and their physico-mechanical properties were tested. Our results show that the addition of about 15% alkaline lignin leads to the production of fiberboards that fully meet the requirements of the relevant standard specifications

Synthesis and characterization of kraft lignin-based epoxy resins

Epoxidization is an interesting way to develop a new application of lignin and therefore to improve its application potential. In this work, kraft lignin-based epoxy resins were obtained by the epoxidization reaction, using the kraft lignin recovered directly from pulping liquor and modified by a methylolation reaction. The methylolated lignins were obtained by the reaction of original kraft lignin with formaldehyde and glyoxal, which is a less volatile and less toxic aldehyde. 1H-NMR spectroscopy showed that methylolated kraft lignin has more hydroxymethyl groups than glyoxalated kraft lignin. For the epoxidization reaction we studied the influence of the lignin:NaOH (w/w) ratio, temperature, and time of the reaction on the properties of the prepared epoxidized lignins. The structures of lignin-based epoxy resins were followed by epoxy index test and FTIR spectroscopy. Optimal conditions were obtained for lignin-based epoxy resin produced at lignin/NaOH = 1/3 at 70 ºC for 3h. Thermogravimetry analysis (TGA) revealed that the epoxidization enhances the thermal stability of lignins and may allow a wider temperature range for applications with lignin epoxy-PF blends

Characterization of alkaline lignins for use in penol-formaldehyde and epoxy resins

Besides polyurethanes and polyesters, phenolic and epoxy resins are the most prominent applications for technical lignins in thermosetting materials. To evaluate the potential application of lignin raw materials in phenol formaldehyde and epoxy resins, three types of alkaline lignins were characterized in terms of their structures and thermal properties. The lignin samples analyzed were kraft lignin (LIG-1), soda–rice straw lignin (LIG-2), and soda-wheat straw lignin (LIG-3). FTIR and 1H-NMR methods were used to determine their structure. Gel permeation chromatography (GPC) was used to determine the molecular weight distribution (MWD). Differential scanning calorimetry (DSC) was used to measure the glass transition temperature (Tg), and thermogravimetric analysis (TGA) to determine the thermal stability of lignin samples. Results showed that kraft lignin (LIG-1) has moderate hydroxyl-group content, is rich in G-type units, and has good thermal stability. These properties make it more suitable for direct use in phenol formaldehyde resins, and it is therefore a good raw material for this purpose. The alkaline soda-rice straw lignin (LIG-2) with a high hydroxyl-group content and excellent thermal stability is most suited to preparing lignin-based epoxy resin

Estudi de la capacitat del suro com a material adsorbent de pesticides

La presència de pesticides en el medi ambient pot comportar efectes nocius pel propi medi i la salut humana, fet que, en alguns casos, converteix en necessària la seva eliminació. Un dels mètodes utilitzats per dur a terme aquesta eliminació és la sorció de contaminats sobre materials adsorbents. Per tal de fer d’aquest mètode un procés sostenible cal investigar nous materials capaços de retenir els contaminants. El suro és la part més externa de l’escorça de l’alzina surera: Quercus Suber L. S’extreu cada 5- 10 anys depenent de la regió i es caracteritza per ser una font natural, renovable i biodegradable amb una heterogènia composició química que el converteix en un material potencialment apte com a adsorbent d’un ampli rang de contaminants. En aquest context, l’objectiu principal d’aquest treball és investigar l’afinitat d’adsorció del suro amb quatre pesticides de diferent hidrofobicitat i estructura química i estudiar el paper que hi juguen els seus compostos químics (extractius, suberina, lignina i polisacàrids) en aquest procés de sorció. Els pesticides investigats han estat: Metamitron: poc hidrofòbic (logKow = 0.83) i de caràcter molecular, Alaclor: moderadament hidrofòbic (logKow = 2.80) i de caràcter iònic (pKa = 0.62), 2,4-D: moderadament hidrofòbic (logKow = 2.81) i de caràcter iònic (pKa = 2.64) i Clorpirifos: molt hidrofòbic (logKow = 4.92) i de caràcter molecular

Estudi de la producció i de la qualitat farratgera de les pastures de la finca dels Cingles de l'Avenc (Tavertet). 2011

A Catalunya, la protecció i gestió de zones d’especial interès natural ha estat majoritàriament realitzada pel conjunt de les administracions públiques. Tot i així, en els últims anys han sorgit un conjunt d’iniciatives privades que a través d’acords de custòdia han passat a tenir un paper actiu en la protecció i gestió d’algunes finques amb un alt valor natural. És el cas de la finca els Cingles de l’Avenc, on s’ha dut a terme aquest treball, en la qual es pretén desenvolupar una activitat ramadera compatible amb la conservació dels valors naturals de la finca. L’objectiu principal d’aquest treball és conèixer la producció i qualitat farratgera dels diferents tipus de pastures que hi ha a la finca, i establir la càrrega ramadera que poden admetre. Aquest estudi ha tingut una durada de 3 anys i en aquest treball es presenten els resultats del 2011 i es fa l’anàlisi dels resultats dels 3 anys (2009, 2010, i 2011). L’estudi s’ha portat a terme en els 4 tipus principals de pastures que hi ha a la finca: joncedes, pastures mesòfiles, prats de dall i pastures sembrades. S’han utilitzat 11 parcel·les permanents excloses de la pastura, establertes l’any 2009, que inclouen la diversitat de tipus i zones de pastura. S’ha realitzat un mostreig de la biomassa mensual, d’abril a novembre, que ha consistit en dallar 4 quadrats de 50 x 50 cm, i s’ha calculat la producció anual. S’ha determinat la qualitat farratgera de l’herba de 4 moments de l’any: maig, juny, juliol i octubre. Després dels tres anys d’estudi hem obtingut que les pastures sembrades i els prats de dall són els més productius (1.067 g/m2.any i 1.005 g/m2.any, respectivament). La producció de les pastures mesòfiles i de les joncedes són més baixes (554 g/m2.any i 291 g/m2.any, respectivament). La qualitat farratgera de les pastures és bona a totes les comunitats, amb valors mitjans de proteïna digerible de 6,63%, de fibra bruta de 29,13%, de lignina de 7,29% i de 0,69 (ENL/1,700) unitats farratgeres. La producció anual global obtinguda a la finca durant aquests tres anys permet suportar una càrrega ramadera admissible d’unes 208 UBG (Unitats de Bestiar Gros. 1 U.B.G equival a 1 vaca a partir de 2 anys).

Estudi de la producció i de la qualitat farratgera de les pastures de la finca dels Cingles de l'Avenc (Tavertet). 2010

El present estudi s’emmarca dins les accions prioritàries del Pla de Gestió de la finca dels Cingles de l’Avenc, que té com a finalitat principal potenciar una explotació ramadera on la conservació dels recursos naturals, la protecció de la diversitat biològica i paisatgística i l’equilibri territorial, siguin els seus objectius fonamentals, garantint la viabilitat econòmica i el manteniment de les activitats agrícoles i ramaderes. L’objectiu principal d’aquest treball és conèixer la producció i la qualitat farratgera dels diferents tipus de comunitats pastorals presents a la finca dels Cingles de l’Avenc, i establir la càrrega ramadera que poden suportar les pastures durant l’any 2010, així com el d’observar la variabilitat d’aquest factors entre els anys 2009 i 2010. L’estudi s’ha portat a terme en les 4 tipologies de comunitats pradenques que hi ha a la finca: joncedes, pastures mesòfiles, prats de dall i pastures sembrades. S’han utilitzat les 11 parcel·les permanents excloses de la pastura, instal·lades l’any anterior (2009), que inclouen la diversitat de tipus i zones de pastura. S’ha realitzat un mostreig de la biomassa mensual, d‘abril a novembre, que ha consistit en dallar 4 quadrats de 50 x 50 cm, i s’ha calculat la producció anual. S’ha determinat la qualitat farratgera de l’herba de 4 moments de l’any: maig, juny, juliol i octubre. I finalment s’ha calculat la capacitat de càrrega de cada tipus pastura i del conjunt de la finca. Les pastures sembrades i els prats de dall són els més productius (961,33 g/m2 any i 876,73 g/m2 any, respectivament). La producció de les pastures mesòfiles i de les joncedes és més baixa (578,24 g/m2 ·any i 211,76 g/m2 any, respectivament). A les pastures de la part baixa s’obtenen en general produccions superiors a les de la part alta. La qualitat farratgera de l’herba és bona a totes les comunitats, amb valors mitjans de: 7,25% de proteïna digerible, 28,22% de fibra bruta, 7,08% de lignina i 0,72 unitats farratgeres(ENL/1,700). La producció anual obtinguda en global de la finca a l’any 2010 és molt semblant a la obtinguda l’any 2009, i permet suportar una càrrega ramadera d’unes 190 UBG (Unitats de Bestiar Gros. 1 U.B.G equival a 1 vaca a partir de 2 anys).

The effect of lignin as a natural adhesive on the physico-mechanical properties of Vitis vinifera fiberboards

Lignin was used as a natural adhesive to manufacture Vitis vinifera fiberboards. The fiberboards were produced at laboratory scale by adding powdered lignin to material that had previously been steam-exploded under optimized pretreatment and pressing conditions. The kraft lignin used was washed several times with an acidic solution to eliminate any contaminants and low molecular weight compounds. This research studied the effects of amounts of lignin ranging from 5% to 20% on the properties of Vitis vinifera fiberboards. The fiberboard properties evaluated were density, water resistance in terms of thickness swelling, water absorption, and the mechanical properties in terms of modulus of rupture, modulus of elasticity, and internal bond. Results showed that fiberboards made from Vitis vinifera without lignin addition had weaker mechanical properties. However, the fiberboards obtained using acid-washed kraft lignin as a natural adhesive had good mechanical and water resistance properties that fully satisfied the relevant standard specifications