Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
อนุภาคไมโคร-นาโนลิกนินจากลิกนินออร์กาโนซอลที่ได้จากทลายปาล์มเปล่าที่หาได้ในประเทศ
Year (A.D.)
2022
Document Type
Thesis
First Advisor
Joongjai Panpranot
Second Advisor
Rungthiwa Methaapnon
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Chemical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมเคมี)
Degree Name
Master of Engineering
Degree Level
Master's Degree
Degree Discipline
Chemical Engineering
DOI
10.58837/CHULA.THE.2022.1249
Abstract
Lignin nanoparticles have potential value in biomedical and environmental applications. Utilizing oil palm empty fruit bunches (OPEFB) for lignin nanoparticles production can improve the economics of oil palm. In this study, lignin was extracted from OPEFB by acid-catalyzed organosolv method, using either glycerol/glycerol carbonate or ethanol/water as the solvent. The FT-IR spectra of the lignin particles extracted by glycerol/glycerol carbonate and ethanol/water suggest that the ethanol/water system was able to remove more functional groups from the OPEFB than glycerol/glycerol carbonate. Without the homogenization, the organosolv lignin particle sizes extracted by glycerol/glycerol carbonate and ethanol/water were broadly distributed, ranging between 8-154 µm and 5-76 µm, respectively. The homogenization (3000 – 10000 rpm) was applied directly to the black liquor during lignin precipitation (method A), during the redispersion of lignin in an alcohol solvent following lignin precipitation (method B), or to the black liquor prior to precipitation (method C). Homogenization at the speed of 10000 rpm creates smaller lignin particle sizes and narrower particle size distribution. Among the three methods used, method B resulted in the narrowest size distribution of the micro-nano lignin particles (70% of particles were
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
อนุภาคนาโนลิกนินเป็นอนุภาคที่มีประสิทธิภาพในกระบวนการชีวการแพทย์และมีการใช้งานทางด้านสิ่งแวดล้อมที่หลากหลาย การใช้ทะลายปาล์มเปล่า (OPEFB) ในการผลิตอนุภาคนาโนลิกนินและสามารถเพิ่มคุณค่าทางเศรษฐกิจของน้ำมันปาล์มได้ ในการการศึกษานี้ อนุภาคลิกนินจะถูกสกัดจาก OPEFB ด้วยการเร่งปฏิกิริยาด้วยกรดของออกาโนโซล (organosolv) เมื่อเปรียบเทียบการใช้ทั้ง กลีเซอรอล/กลีเซอรอลคาร์บอเนต หรือเอทานอล/น้ำ เป็นตัวทำละลาย จากสเปกตรัมFT-IR ของอนุภาคลิกนินที่สกัดโดยใช้กลีเซอรอล/กลีเซอรอลคาร์บอเนตและเอทานอล/น้ำ แสดงให้เห็นว่าการใช้เอทานอล/น้ำสามารถกำจัดหมู่ฟังกชันบน OPEFB ได้มากกว่ากลีเซอรอล/กลีเซอรอลคาร์บอเนต โดยถ้าไม่มีกระบวนการโฮโมจีไนเซชัน ขนาดอนุภาคของลิกนินออร์กาโนโซลที่สกัดด้วยกลีเซอรอล/กลีเซอรอลคาร์บอเนตและเอทานอล/น้ำจะมีการกระจายตัวที่กว้างในช่วงระหว่าง 8-154 µm และ 5-76 µm ตามลำดับ จากนั้นศึกษากระบวนการโฮโมจีไนเซชัน (3000 – 10,000 รอบต่อนาที) 3 วิธี คือ โฮโมจีไนเซชัน ในระหว่างการตกตะกอนลิกนินออกจากของเหลวดำ (black liquor) (วิธีA), กระจายตัวลิกนินในตัวทำละลายก่อนนำไปโฮโมจีไนเซชัน ระหว่างตกตะกอนอีกครั้ง และโฮโมจีไนเซชัน กับของเหลวดำก่อน แล้วจึงค่อยนำของเหลวดำมาตกตะกอนลิกนินออกภายหลัง (วิธี C) พบว่ากระบวนการโฮโมจีไนเซชัน ที่ความเร็ว 10,000 รอบต่อนาทีจะทำให้ขนาดอนุภาคลิกนินที่ได้มีขนาดเล็กลงและมีการกระจายตัวของขนาดอนุภาคที่แคบ โดยพบว่าการใช้วิธีเตรียมแบบ B จะทำให้ขนาดอนุภาคมีการกระจายตัวแคบที่สุดโดยอนุภาคไมโครลิกนิน (70% ของอนุภาคมีขนาดเล็กกว่า 10 µm) มีขนาดอนุภาคเฉลี่ยอยู่ที่ 10 µm และมีค่าศักย์ไฟฟ้าซีตาที่ -41.3 mV ทั้งนี้ลิกนินที่ได้มีความบริสุทธิ์ 87.58% โดยมีขนาดและการกระจายตัวที่ดีกว่าลิกนินทางการค้า สุดท้ายนี้เมื่อนำลิกนินที่สังเคราะห์จาก B (เอทานอล/น้ำ-B10000rpm) มาผสมกับ PVA พบว่าการใช้ลิกนินเพียง 2wt% มีความสามารถในการป้องกันรังสีในช่วง UV และสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด ในขณะที่ยังคงมีเสถียรภาพทางความร้อนที่สูง และมีประสิทธิภาพที่สูงกว่าPVAที่ผสมลิกนินทางการค้าและลิกนินที่ไม่ผ่านการทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
Thasanabenjakul, Orawan, "Lignin micro-nano particles from organosolv lignin of domestically available oil palm empty fruit bunch" (2022). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 11522.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/11522
