Ligniinin liukoisuus ja fraktiointi

Abstract

Ligniini on yksi yleisimpiä luonnossa esiintyviä biopolymeerejä, jonka ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi sitä sisältävän kasvin ominaisuuksiin. Ligniinin rakenne on hyvin monimutkainen ja siihen vaikuttaa sen alkuperän lisäksi mm. uuttotekniikka, jolla ligniini poistetaan kasvista. Yksi ligniinin ominaisuuksiin merkittävästi vaikuttavista tekijöistä on sen kokojakauma, johon voidaan vaikuttaa liuottamalla ligniiniä erilaisiin liuottimiin.

Työssä tutkittiin ligniinin liukoisuutta dimetyylisulfoksidia tai isopropanolia sisältävien vesiliuosten eri pitoisuuksiin ja samalla havainnoitiin, liukeneeko jokin tietty ligniinin partikkelikoko paremmin tietyn pitoisuuden liuottimeen. Tutkimus suoritettiin yksinkertaisella liuotuskokeella, jonka jälkeen sekä liuenneesta että liukenemattomasta fraktiosta suoritettiin kromatografinen tutkimus, jonka perusteella voitiin tehdä päätelmiä siitä, mitä liuotinta ja liuotinpitoisuutta olisi hyödyllistä käyttää, kun halutaan liuottaa tietyn kokoluokan ligniiniä. Työn tavoitteena oli löytää tapa liuottamaan ligniinistä halutut partikkelikoot, kun sitä pyritään muokkaamaan jatkojalostusta tai tulevia tutkimuksia varten.

Liukoisuuskokeen tuloksena huomattiin, että dimetyylisulfoksidi-vesi-seokseen liuetessaan ligniinin kokonaisliukoisuus kasvoi liuottimen pitoisuuden funktiona. Isopropanoli-vesi-seokseen ligniini liukeni parhaiten 50–60 % isopropanolipitoisuuden liuottimeen. Kromatografin tuottaman datan perusteella voitiin selvittää eri liuottimiin liuenneen ja liukenemattoman ligniinin polydispersiteettiarvot. Tämän tiedon perusteella voitiin päätellä, että halutessa pienen polydispersiteetin ligniiniä, on kannattavinta käyttää liuotinta, jonka dimetyylisulfoksidipitoisuus on 40 % tai isopropanolipitoisuus on joko 40 % tai 70 %.