Nyheter

Examensarbete - utveckla analysmetod för lignin

2019-05-22

Beskrivning av examensarbetet:

I all forskning och utveckling om lignocellulosa och i all verksamhet som berör skogsindustrier och bioraffinaderier är analys av råvarans sammansättning en central teknik. Utvecklingen inom området innebär också att industrin intresserar sig för nya typer av råvaror och att råvaran genomgår behandlingar som tidigare inte varit aktuella. Därför finns ett behov av att undersöka vissa grundläggande frågeställningar som berör analystekniken för olika slags råvaror och olika substanser som finns i råvarorna från början eller som bildas när råvarorna konverteras.

De föreslagna examensarbetena kommer att genomföras hos MoRe Research i nära samarbete med Umeå universitet, Sekab E-Technology och RISE Processum. Samtliga dessa organisationer är aktiva på Domsjö utvecklingsområde i Örnsköldsvik.

Examensarbete – Lignin (30p)

Lignin är en av huvudbeståndsdelarna i lignocellulosa och byggs upp på ett komplext sätt av fenylpropanenheter som härrör från de tre byggstenarna 4-kumarylalkohol, koniferylalkohol och sinapylalkohol. Ligninets uppbyggnad skiljer sig också åt för olika slags råvaror.

Det traditionella sättet att analysera lignin är att behandla ett lignocellulosaprov med stark syra (svavelsyra) och därigenom lösa upp och avlägsna hemicellulosa och cellulosa. Den utvägda återstoden anses vara lignin och kallas Klasonlignin. Man kan även mäta syralösligt lignin med UV-spektroskopi. Båda dessa sätt har nackdelar när det gäller att kvantifiera lignin i olika typer av råvaror och procesströmmar eftersom metoderna inte är specifika för lignin. Allt som inte löser sig efter syrabehandling betraktas som Klasonlignin och allt som absorberar vid en viss våglängd betraktas som syralösligt lignin.

I detta examensarbete kommer först en analysmetod baserad på tioacidolys att sättas upp och utvärderas för kvantitativ bestämning av lignin i olika råvaror och modifierade råvaror. Resultatet från tioacidolysen kommer att jämföras med Klasonlignin och syralösligt lignin från kända råvaror. Även pyrolys-GC/MS kommer att användas för att jämföra olika ligninkaraktäriseringsmetoder. Olika typer av lignin kommer att karaktäriseras; utfällt sulfatlignin, hydrolyslignin, lignocellulosa (t.ex. ved), enzymatiskt behandlad lignocellulosa, lignosulfonat och organosolvlignin.

Efter det att analysmetodiken utarbetats kommer den att tillämpas på en vetenskaplig frågeställning. Få mikroorganismer är kapabla att mineralisera lignin (bryta ned lignin till koldioxid), men det finns en slags svampar, vitrötesvampar, som kan åstadkomma en omfattande mineralisering av lignin. Detaljerna i hur nedbrytningen sker är emellertid fortfarande till stor del oklara. Vissa vitrötesvampar, t.ex. ekmussling (shiitake) och ostronskivling, är också goda matsvampar som odlas i industriell skala. Genom att analysera ligninets sammansättning före, under och efter svampodlingen bör man kunna få information om hur ligninnedbrytningens initiala steg går till. Frågan har både vetenskapligt och tillämpat värde, eftersom odling av svamp på vedsubstrat ger en förbehandling av lignocellulosan som gör att resterna från svampodligen sedan kan användas för vidareförädling av den resterande lignocellulosan till gröna kemikalier och drivmedel. Ligninnedbrytningen förmodas spela en nyckelroll i detta, vilket dock behöver undersökas närmare för att förstå hur processen fungerar.

Start: Hösten 2019

Kontakt: Robert Selling, 070-522 73 99, E-post