Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Ocena biodegradowalności materiałów biomasowych przeprowadzona w środowisku wodnym metodą respirometryczną

Miros-Kudra P., Gutowska A., Kopania E., Szadowiak K., Szalczyńska M.

Przegląd Papierniczy

|

2016

|

R. 72, nr 9

567--572

PL

Ocena biodegradowalności materiałów biomasowych jest jednym z podstawowych kryteriów determinujących ich przydatność do różnych zastosowań. W związku z narastającym problemem związanym z ograniczonymi zasobami surowców kopalnych i wynikającą z tego ogólnoświatową tendencją zastępowania surowców kopalnych surowcami odnawialnymi nastąpił rozwój metod badawczych stosowanych w ocenie biodegradowalności materiałów biomasowych. Biomasa jako materia organiczna pochodzenia roślinnego i zwierzęcego jest najbardziej ewidentnym przykładem surowców odnawialnych, a wszystkie jej rodzaje, ze swojej natury, posiadają cechę biodegradowalności. Celem pracy było zastosowanie respirometrycznej metody wydzielania ditlenku węgla w czasie do oceny biodegradowalności materiałów, produktów i odpadów biomasowych z wykorzystaniem odpowiedniego środowiska badawczego.

EN

Assessment of the biodegradability of biomass materials is one of the main criteria determining their suitability for various uses. The huge amount of durable post-use waste materials, limited natural fossil resources and the hence resulting strive to replace fossil materials have fostered the development of methods to asses biodegradability. For the need of biomass processing as potential energy resource and related juridical regulations, definitions have been laid down to precisely state the kind of substances and materials that can be classified as biomass. It was purpose of the work to prepare and implement a examination method concerning the assessment of biodegradability of tested samples of materials, products and waste of biomass.

2

Biomasa jako źródło energii odnawialnej w odniesieniu do dokumentów normatywnych

Gutowska A., Kopania E., Szadowiak K., Miros-Kudra P., Szalczyńska M.

Przegląd Papierniczy

|

2016

|

R. 72, nr 12

745--749

PL

Biomasa stanowi biodegradowalne frakcje produktów, odpadów i pozostałości z rolnictwa (włączając roślinne i zwierzęce substancje), leśnictwa i po krewnych przemysłów, jak również biodegradowalne frakcje odpadów przemysłowych i rolniczych. W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój odnawialnych źródeł energii spowodowany przede wszystkim realizacją zobowiązań międzynarodowych, wynikających z Ramowej Konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu, stanowiskiem Komisji Europejskiej z 2007 r. oraz wypełnieniem wymogów prawa polskiego. W kontekście strategii Unii Europejskiej dotyczącej kontroli zużycia energii w Europie oraz zwiększenia stosowania energii ze źródeł odnawialnych, biomasa została zaliczona do odnawialnych źródeł energetycznych. Polska, jako członek Unii Europejskiej, a także w ramach realizacji międzynarodowej strategii zrównoważonego rozwoju, zobowiązana jest do wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych. Spalanie biomasy w ce lach energetycznych stanowi istotną pozycję w wypełnianiu tych zobowiązań.

EN

Biomass constitutes a biodegradable fraction of products, waste materials and residues from agriculture (inclusive plant and animal substances), forestry and related businesses as well as biodegradable fraction of industrial and agriculture waste materials. In the last years an intense development of renewable energy sources could have been seen as result of international obligations stipulated in United Nations Framework Convention on Climate Change, standpoint of the European Commission expressed in 2007 and the requirements of Polish law. In the context of the strategy of the European Union concerning control of energy use in Europe and increase of the application of energy from renewable sources, biomass has been classified as renewable energy source. Poland as member of the European Union as well as in the framework of the international strategy of consistent development has the obligation to provide energy from renewable sources. Burning of biomass for energy generation constitutes an important portion in the fulfillment of the obligations.

3

Utilization of Post-Maceration Liquid from Spartium junceum Enzymatic Retting in Biosynthesis of Bacterial Nanocellulose

Kazimierczak J., Wietecha J., Kopania E., Szadkowski M., Infelise L.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2016

|

Vol. 24, no. 6 (120)

45--51

EN

The idea of the production of high value-added materials from wastes originating from renewable plant biomass has great potential of becoming an integral part of modern biorefineries. Spartium junceum (Spanish broom) is a perennial shrub widespread in the Mediterranean area. Since ancient times it has been used as a raw material for the manufacture of ropes, nets, bags, sails and even high quality yarns, fabric and garments. Waste post-maceration liquid (PML) from Spanish broom enzymatic retting was utilized as a component of different culture media in the biosynthesis of bacterial nanocellulose (BNC) by Gluconacetobacter xylinus (ATCC 700178). The results of the experiments showed that it is possible to use post-maceration liquid as a medium component for the biosynthesis of BNC. It was also possible to reduce the cost of biosynthesis by elimination or reduction of the amount of individual medium components and to obtain BNC with a comparable or higher yield than in the standard culture medium.

PL

Wytwarzanie materiałów o wysokiej wartości dodanej z odpadów powstających z przetwórstwa odnawialnej biomasy roślinnej związane jest ściśle z ideą nowoczesnych biorafinerii. Spartium junceum jest wieloletnim krzewem szeroko rozpowszechnionym w basenie Morza Śródziemnego. Od czasów starożytnych wykorzystywany był jako surowiec do wytwarzania lin, sieci, worków, żagli a nawet przędz i tkanin ubraniowych. W celu efektywnego wydzielania włókien z gałązek Spartium junceum włoski instytut badawczy ARTES wyizolował szczepy mikroorganizmów produkujące wyspecjalizowane enzymy oraz opracował proces enzymatycznego roszenia włóknodajnej rośliny z wykorzystaniem opatentowanej mieszanki enzymów o nazwie GINEXTRA®. Odpadowa ciecz po maceracji (PML) została wykorzystana jako składnik ciekłych podłoży hodowlanych w procesie biosyntezy nanocelulozy bakteryjnej (BNC) z udziałem szczepu Gluconacetobacter xylinus (ATCC 700178). Badania wykazały, że odpadowa ciecz maceracyjna może z powodzeniem zastąpić wodę w podłożu hodowlanym. Dodatkowymi zaletami są: obniżenie kosztów biosyntezy BNC przez całkowite wyeliminowanie lub ograniczenie ilości drogich składników podłoża i otrzymanie nanocelulozy bakteryjnej z wydajnością porównywalną lub nawet wyższą niż przy zastosowaniu standardowego podłoża.

4

Biomasa jako źródło funkcjonalnych materiałów polimerowych

Ciechańska D., Wietecha J., Kucharska M., Wrześniewska-Tosik K., Kopania E.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 5

383--392

PL

Artykuł jest przeglądem dorobku pracowników IBWCH i partnerów projektów w zakresie zawartej w tytule tematyki. Wskazano możliwy zakres zastosowań biomasy, niesłusznie często uznawanej za produkt odpadowy, mający wartość jedynie energetyczną. Do materiałów najczęściej pozyskiwanych z biomasy należą: celuloza ze słomy zbóż, liści i łodyg kukurydzy czy łupin orzechów, keratyna z ptasich piór, chityna i chitozan z pancerzy skorupiaków. Te naturalne polimery służą jako dodatek do bazowych polimerów, np. PE, PP, zwiększający wytrzymałość (celuloza), ognioodporność i izolacyjność akustyczną (keratyna) lub też chłonność i bakteriostatyczność (chitozan, chityna) biokompozytów wytworzonych z ich udziałem.

EN

The article is a summary of a lecture presented at the Conference „Polymeric Materials — Pomerania-Plast 2013”, 4—7.06.2013, Międzyzdroje, Poland, which gave an overview of the achievements of researchers associated with the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres as well as their projects partners, related to the topic. The article does not describe the issue in a comprehensive manner, but merely indicates the possible applications of biomass, often mistakenly recognized as a waste having only fuel value. Cellulose is the most widely investigated polymer derived from plant biomass. Plants that are most often used in the production of cellulose fibres include: cotton, jute, agave, flax and hemp. Current research indicate the possibility for extraction of natural cellulose fibres with properties suitable for textile and paper industries, as a component of composite materials as well as for other industrial applications from cereal straws, banana and pineapple leaves, coconut shells, corn stalks and husks or from nettle. Keratin is an example of a polymer derived from animal biomass. Chicken feathers are the cheapest raw material for obtaining that protein due to their high keratin content (about 90—95 %) and high availability. Suitable processed feathers can be successfully used as a filler in composite materials with improved properties of acoustic and thermal insulation. Keratin has fire-retardant properties and the composition of its exhaust gases is similar to that produced by combustion of fuels belonging to the biomass group. Another interesting polymers derived from renewable sources are chitin and chitosan. The most common source of these polymers are marine crustaceans. They are also produced by fungi or bacteria in the course of microbial fermentation. Chitosan can be applied in waste water treatment, cosmetics, pharmaceuticals or for the production of haemostatic medical dressings, accelerating wound healing process.

5

Galactoglucomannans (GGMs) Extracted from Spruce Sawdust for Medical Applications

Kopania E., Wiśniewska-Wrona M., Wietecha J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2014

|

Vol. 22, no. 2 (104)

29--34

EN

The article presents a method of extracting galactoglucomannas (GGMs) from softwood (spruce). GGMs were extracted using thermal and enzymatic treatment in an aqueous environment. The GGMs extracted, depending on the extraction method, were characterized by different compositions of simple carbohydrates i. e. glucose, galactose and mannose, as well as by the average molecular weight. Evaluation of the composition of GGMs obtained was performed using GC/MS and SEC. The biopolymer composites obtained by combining GGMs with microcrystalline chitosan (MCCh), showed suitability for constructing dressing materials in the form of sponges. The studies were performed in order to evaluate antibacterial properities of composite realtive to Escherichia coli standard Gram (-) and their susceptibility to enzymatic and hydrolytic degradation. The research confirmed the usefulness of MCCh/GGMs composities for constructing dressing materials.

PL

W artykule przedstawiono metodę wyodrębniania galaktoglukomannanów (GGM) ze świerkowych trocin drzewnych, z zastosowaniem obróbki termicznej i enzymatycznej prowadzonej w środowisku wodnym. Wyodrębnione GGM (w zależności od metody wyodrębniania) charakteryzowały się zróżnicowanym składem pod względem zawartości poszczególnych cukrów prostych tj. glukozy, galaktozy i mannozy oraz wartością średniej masy cząsteczkowej. Ocenę składu i zmian strukturalnych otrzymanych GGM prowadzono z wykorzystaniem chromatografii GC/MS, SEC. Wytworzone biopolimerowe kompozyty, uzyskane w wyniku połączenia GGM z mikrokrystalicznym chitozanem (MKCh), wykazały przydatność do konstrukcji materiałów opatrunkowych w postaci gąbki. Oceniono działanie przeciwbakteryjne wytworzonych biokompozytów wobec wzorcowej bakterii Escherichia coli Gram (-) oraz ich podatność na degradację hydrolityczną i enzymatyczną. Przeprowadzone badania potwierdziły przydatność GGM do wytwarzania kompozytów z MKCh, stanowiących podstawowy składnik konstrukcyjny materiałów opatrunkowych.

6

Studies on Isolation of Cellulose Fibres from Waste Plant Biomass

Kopania E., Wietecha J., Ciechańska D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

167--172

EN

This paper presents the results of cellulose fibre extraction from plant biomass including: rape, hemp and flax straws. The selected materials were treated by thermal/mechanical/chemical method in order to remove non-cellulosic components such as lignin, hemicellulose, and pectin as well as to obtain cellulosic material with suitable structure and properties necessary for the manufacture of nanofibres. It has been shown that the use of multistage chemical treatment using oxygen and peroxide compounds as delignifing agents for hemp and flax straws, allowed the safe removal of lignin and other non-cellulosic components without degradation of the cellulose fibres obtained, while maintaining a polymerization degree above 1000 units. It was found out that it is possible to obtain cellulose fibres from hemp and flax straws (type retted flax straw-fibre variety, flax straw-oil variety), which can be processed into cellulose micro-and nanofibres.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań procesu wyodrębniania celulozowych składników włóknistych z różnych biomasowych surowców roślinnych między innymi: słomy rzepaku, słomy konopnej, a także słom lnianych. Badane surowce roślinne charakteryzowały się zróżnicowanym składem chemicznym pod względem zawartości celulozy, ligniny czy substancji nieorganicznych, co jest istotnym elementem wpływającym na możliwość wyodrębnienia z nich włókien celulozowych. Wybrane surowce roślinne poddano obróbce termiczno-mechaniczno-chemicznej, w wyniku której w różnym stopniu następowało oczyszczenie biomasy od z niecelulozowych składników (ligniny, hemicelulozy i pektyn) oraz przygotowanie surowca celulozowego o założonej strukturze i właściwościach niezbędnych do ich przerobu na formy nanowłókniste.

7

Extracting Galactoglucomannans (GGMs) from Polish Softwood Varieties

Kopania E., Milczarek S., Bloda A., Wietecha J., Wawro D.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2012

|

Vol. 20, no. 6B (96)

160--166

EN

The article presents a method of extracting galactoglucomannans from conifers: spruce and larch. Galactoglucomannans (GGMs) were extracted from shavings of Polish varieties of spruce and larch, using thermal and enzymatic treatment in an aqueous environment. The composition of the extracted GGMs (depending on the extraction method) was characterized by varied content of individual monosaccharides, i.e. glucose, galactose and mannose, as well as the average particle mass. The quantitative and qualitative composition of the extracted GGMs is an important factor affecting the possibility of their wide employment in modifying cellulose fibre-containing materials in order to improve their barrier qualities, and as biological agents in plant health products. GC/MS and SEC chromatographic tests and 13C NMR analysis made it possible to establish the composition and structural changes of the acquired GGMs.

PL

W artykule przedstawiono sposób wyodrębniania galaktoglukomannanów z drzew iglastych: świerku i modrzewia. Galaktoglukomannany (GGM) wyodrębniono z trocin drzewnych krajowych odmian świerku i modrzewia z zastosowaniem obróbki termicznej i enzymatycznej w środowisku wodnym. Wyodrębnione GGM (w zależności od metody wyodrębniania) charakteryzowały się zróżnicowanym składem pod względem zawartości poszczególnych cukrów prostych tj. glukozy, galaktozy i mannozy oraz wartością średniej masy cząsteczkowej. Skład ilościowy i jakościowy wyodrębnionych GGM jest istotnym elementem wpływającym na możliwość ich szerokiego zastosowania do modyfikacji materiałów zawierających włókna celulozowe w celu polepszenia ich właściwości barierowych oraz jako czynniki czynników biologicznych dla środków ochrony roślin. Badania z wykorzystaniem chromatografii GC/MS, SEC oraz analiza 13C NMR pozwoliły ocenić skład i zmiany strukturalne otrzymanych GGM.

8

Susceptibility of Deinked Waste Paper Mass to Peroxide Bleaching

Kopania E., Stupińska H., Palenik J.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2008

|

Vol. 16, no. 4 (69)

112--116

EN

Secondary fibres are valuable feedstock for the paper industry, constituting about one third of the total amount of raw materials used, which is due to favourable prices, when compared to primary fibrous pulp, and as a result of waste paper recycling promotion in many European countries. The bleaching of waste paper mass is economically important and technically quite complicated since mechanical pulp of varying compositions are processed. The results presented of trials performed show how the effect of hydrogen peroxide can be enhanced by employing proper activators and other peroxy compounds like peracetic acid in the bleaching of deinked pulp (DIP) from mixed office waste (MOW). The bleaching action of the hydrogen peroxide and other peroxy compounds was intensified under the shield of stabilisers and adequate process conditions preventing excessive decomposition of the peroxide and deterioration of useful properties of the bleached waste paper pulp. The use of hydrogen peroxide and peroxide derivatives in the bleaching of MOW resulted in an effective brightness increase by several percent.

PL

Włókna wtórne są niezastąpionym surowcem dla przemysłu papierniczego, i stanowią 33% całkowitej ilości zużywanych surowców włóknistych, z powodu korzystnej ceny w porównaniu z pierwotnymi rynkowymi masami włóknistymi oraz w wyniku promocji recyklingu makulatury w wielu krajach europejskich. Bielenie mas makulaturowych jest procesem ważnym z punktu widzenia handlowego ale skomplikowanym, ze względu na zawawartość włóknien mas mechanicznych o zmiennej ilości i składzie chemicznym. Wyniki prób pokazały sposoby zwiększenia efektywności działania nadtlenku wodoru poprzez zastosowanie odpowiednich jego aktywatorów, związków nadtlenowych, jak np. kwas nadoctowy Pa, w bieleniu odbarwionych mas z makulatury typu „Mixed Office Waste”. Działanie bielące nadtlenku wodoru oraz innych środków nadtlenowych intensyfikowano pod osłoną odpowiednich stabilizatorów oraz warunków prowadzenia procesu, zapobiegających nadmiernemu rozkładowi nadtlenku i obniżeniu właściwości użytkowych bielonej masy. Zastosowanie nadtlenku wodoru i jego pochodnych w bieleniu masy makulaturowej pozwoliło w efektywny sposób podnieść jej białość o kilka punktów procentowych.

9

An Environment - Friendly Method to Prepare Microcrystalline Cellulose

Stupińska H., Iller E., Zimek Z., Wawro D., Ciechańska D., Kopania E., Palenik J., Milczarek S., Stęplewski W., Krzyżanowska G.

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2007

|

Vol. 15, no. 5-6 (64)

167--172

EN

In this article a method is presented to prepare MCC from cellulose pulp employing an environment-friendly, effective two-step radiation-enzymatic depolymerisation process. The process was grounded on the radiation degradation by means of an electron beam to initially depolymerise the pulp prior to enzymatic hydrolysis. The cellulose pulp and the MCC made of it were estimated with the following quality indices: polymerisation degree, content of crystalline fraction (KWr), water retention value (WRV), specific volume, whiteness and grain coarseness. The characteristic of the molecular and crystalline structure of MCC as done by gel chromatography (GPC), the microscopic inspection of images and by the wide angle X-ray scattering (WAXS) method. It was documented that the results of preparing MCC by means of two-step depolymerisation depend primarily upon the average cellulose pulp polymerisation degree after enzymatic treatment. MCC preparation conditions recognised as optimal, may be specified as: irradiation of cellulose pulp with a 50 kGy dose followed by enzymatic hydrolysis during 0.5% at 50 °C and module E/S 46 UCMC/g. The depolymerised cellulose pulp is further processed in laboratory scale to form MCC by milling and drying. The MCC obtained is characterised by: DPv 150, a content of crystalline fraction (KWr) of about 64%, specific volume of 38 g/100 cm3and whiteness of 75%. Mass loss was 4.4% and the content of reducing sugars in the solution was 1.4 mg/cm3. The two-step depolymerisation route makes it possible to prepare MCC with quality indices close to materials used in the pharmaceutical industry, paving the way toward an ecological method of manufacturing microcrystalline cellulose for special uses.

PL

Przedstawiono metodę otrzymywania mikrokrystalicznej celulozy (MKC) z masy celulozowej z zastosowaniem nietoksycznego, sposobu dwustopniowej depolimeryzacji celulozy – radiacyjnej i enzymatycznej. Podstawą metody jest wstępna depolimeryzacja celulozy poprzez degradację radiacyjną wiązką elektronów przed hydrolizą enzymatyczną. Oceniono masę celulozową i otrzymaną z niej MKC poprzez oznaczenie stopienia polimeryzacji, zawartości frakcji krystalicznej (KWr), wskaźnika wtórnego pęcznienia (WRV), ciężaru nasypowego, białości i granulację. Charakterystykę molekularnej i krystalicznej struktury otrzymanej MKC zbadano za pomocą chromatografii żelowej (GPC), mikroskopowej analizy obrazu i szerokokątnego rozpraszania promieni rentgenowskich (WAXS). Wykazano, że jakość otrzymywanej MKC przy zastosowaniem dwustopniowej depolimeryzacji zależy od średniego stopnia polimeryzacji masy celulozowej po obróbce enzymatycznej. Za optymalne warunki otrzymywania MKC z zastosowaniem depolimeryzacji radiacyjnej i enzymatycznej uznano: napromienianie masy celulozowej Alicell Super dawką 50 kGy, hydrolizę enzymatyczną przy module E/S 46 JCMC/g, w temperaturze 50 °C, w czasie 0,5 h. Z tak depolimeryzowanej masy celulozowej otrzymano MKC , która charakteryzowała się DPV = 150, zawartością frakcji krystalicznej (KWr) ok. 64%, ciężarem nasypowym 38 g/100 cm3 i białością 75%. Opracowana metoda pozwala otrzymać MKC o parametrach zbliżonych do MKC stosowanych w przemyśle farmaceutycznym, co otwiera drogę do ekologicznej technologii wytwarzania celulozy mikrokrystalicznej do celów specjalnych.

10

Selektywna delignifikacja i bezchlorowe bielenie twardej masy celulozowej siarczanowej sosnowej z użyciem aktywnych postaci nadtlenku wodoru

Kopania E., Wandelt P.

Przegląd Papierniczy

|

2006

|

R. 62, nr 12

717-721

PL

Duża selektywność delignifikacji tlenowej stwarza możliwość znacznego podwyższenia wydajności bielonych mas celulozowych przez podniesienie, a nie obniżenie zawartości ligniny w masie przeznaczonej do bielenia. Pogłębioną delignifikację tlenową i bezchlorowe bielenie takiej twardej masy trzeba jednak wspomagać bardziej aktywnymi utleniaczami, najlepiej na bazie nadtlenku wodoru. Nadtlenek wodoru, nadający się także do delignifikacji, wymaga przekształcenia go w bardziej aktywną postać, jaką jest np. kwas nadoctowy, lub/i przez użycie odpowiedniego aktywatora. Zastosowanie takich nadtlenowych pochodnych do międzystopniowej aktywacji resztkowej ligniny w dwustopniowej delignifikacji tlenowej twardej masy celulozowej siarczanowej sosnowej (I. kappa 52,6) pozwoliło bezpiecznie obniżyć liczbę kappa nawet o 90%, zamiast do 75%, co jest niezbędne do dalszego jej wybielenia środkami bezchlorowymi. Wszystko to razem pozwoliło podwyższyć wydajność masy bielonej o ok. 5% bezwzgl.

EN

High selectivity of oxygen delignification makes possible to increase yield of bleached pulp by increasing, instead of decreasing, lignin content in kraft pulp cooked for bleaching. Extended oxygen delignification and TCF bleaching of such a high-yield pulp should be supported by more active oxidizers, preferably activated derivatives of hydrogen peroxide. Then hydrogen peroxide to be used, as a lignin activating and delignifing agent, must be converted to a more active form like peracetic acid and/or should be assisted by some specific activator. The application of such peroxide derivatives for interstage activation of lignin in two-stage oxygen delignification of high-yield kraft pine pulp has made possible to remove safely 90% of original lignin, instead of 75%, necessary for TCF bleaching, and increase the bleached pulp yield by about 5%.

11

Otrzymywanie mikrokrystalicznej celulozy z zastosowaniem ekologicznych metod depolimeryzacji celulozy : Część 1. Degradacja radiacyjna

Stupińska H., Iller E., Zimek Z., Kopania E., Palenik J., Milczarek S.

Przegląd Papierniczy

|

2006

|

R. 62, nr 8

475-481

PL

We współpracy Instytutu Celulozowo-Papierniczego, Instytutu Chemii i Techniki Jądrowej Instytutu Biopolimerów i Włókien Chemicznych wykonano badania nad zastosowaniem między innymi radiacyjnej depolimeryzacji celulozy i hydrolizy enzymatycznej do procesu wytwarzania mikrokrystalicznej celulozy (MKC) w celu zastąpienia konwencjonalnej hydrolizy katalizowanej kwasami generującej toksyczne ścieki. Pierwsza część dotyczy metody radiacyjnej, w której badano wpływ dawki napromieniania wiązką elektronów w przedziale 60-200 kGy oraz wilgotności masy celulozowej 6% i 57% na właściwości MKC. Po napromienianiu dawką 200 kGy uzyskano mikrokrystaliczną celulozę, którą charakteryzuje: zawartość celulozy krystalicznej 65,2%, ciężar nasypowy 32,9 g/100 cm³, średni stopień polimeryzacji 51.

EN

The Pulp and Paper Research Institute in cooperation with the Institute of Nuclear Chemistry and Technology at the Institute of Biopolymers and Chemical Fibres carried out the research work on the application of radiational cellulose depolymerization and enzymatic hydrolysis in the manufacturing process of microcrystalline cellulose (MCC) in order to replace the conventional hydrolysis catalyzed with acids generating toxic wastes. Part 1 investigates the radiation method and focuses on the effect of the radiation dose with the electron beam in the range 60-200 kGy and cellulose moisture content of 6% and 57% on MCC properties. After the radiation with dose of 200 kGy the microcrystalline cellulose was obtained with the following properties: content of crystalline cellulose 65,2%; bulk density 32,9 g/ 100 cm³, average degree of polymerization 51.

12

Otrzymywanie mikrokrystalicznej celulozy z zastosowaniem ekologicznych metod depolimeryzacji. Cz. 2. Enzymatyczna hydroliza

Stupińska H., Wawro D., Ciechańska D., Krzyżanowska G., Stęplewski W., Kopania E., Palenik J., Milczarek S.

Przegląd Papierniczy

|

2006

|

R. 62, nr 9

543-548

PL

Pierwszą część pracy opublikowano w numerze 8/2006 "Przeglądu Papierniczego" (1). Druga część dotyczy metody hydrolizy enzymatycznej, w której badano wpływ czasu hydrolizy w przedziale 4-8 godzin, modułu enzym-substrat E/S 46-184 JCMC/g i temperatury w przedziale 45-55°C na właściwości mikrokrystalicznej celulozy. Wytypowane warunki hydrolizy masy celulozowej do przerobu chemicznego Alicell-Super za pomocą celulazy Econase CE to: temperatura 55°C, czas 6 godzin, moduł E/S 184 JCMC/g. Mikrokrystaliczną celulozę otrzymaną z zastosowaniem enzymatycznej hydrolizy w wymienionych warunkach charakteryzuje DPV 230-250, zawartość frakcji krystalicznej celulozy 60-61%, ciężar nasypowy 53 g/100 cm³.

EN

Part 1 was published in the Polish Paper Review No. 8/2006 (1). Part 2 discusses the method of the enzymatic hydrolysis, in which an impact of hydrolysis time within 4-8 hours, enzyme/substrate combination (46-184 JCMC/g) and temperature ranging from 45° to 55°C on the properties of microcrystalline cellulose was analyzed. The following conditions of cellulose pulp hydrolysis for Alicell-Super chemical treatment with Econase CE cellulase were selected: temperature of 55°C, duration - 6 hours, E/E 184 JCMC/g combination. Microcrystalline cellulose obtained with the enzymatic hydrolysis in the above mentioned conditions is characterized by DPV 230-250, crystalline fraction of 60-61% and bulk density 53g/cm³.

13

Zastosowanie związków nadtlenowych w bieleniu mas papierniczych

Kopania E., Wandelt P.

Przemysł Chemiczny

|

2003

|

T. 82, nr 8-9

1135-1137

PL

Efektywne wykorzystanie nadtlenku wodoru, jako środka delignifikującego, wymaga przekształcenia go w bardziej aktywną postać, jaką jest kwas nadoctowy, lub użycia dodatku odpowiedniego aktywatora. Zastosowanie nadtlenowych pochodnych do aktywacji ligniny w dwustopniowej delignifikacji tlenowej pozwala bezpiecznie obniżyć liczbę kappa nawet do 90%, (zamiast 75%), bez większych strat wydajności i wytrzymałości włókien masy celulozowej.

EN

To intensify H2O2 as delignifier (and bleachant), peracetic acid was used at pH 7 or dimethyldioxirane was added as activator. Interstage activation (in 2-stage oxygen delignification) with peracetic acid, dimethyldioxirane or (NH4)2MoO4-activated H2O2 (pH 5) increased delignification yield from 75 to 90%.

14

Wpływ kationów metali ciężkich oraz określonych stabilizatorów nadtlenku wodoru na kinetykę jego rozkładu w środowisku alkalicznym

Rutkowski J., Wandelt P., Kopania E.

Przegląd Papierniczy

|

2001

|

R. 57, nr 6

379--382

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych ustalono w ujęciu kinetycznym wpływ katalizujący rozkład nadtlenku wodoru w środowisku alkalicznym w temperaturze 80°C dwuwartościowych kationów manganu, żelaza, miedzi obecnych w roztworze w stężeniach 0,2-10 mg/dm3. Najsilniej działającym katalizatorem rozkładu okazał się jon miedzi, najmniej-jon manganu. Stwierdzono, że wprowadzenie do układu reagentów siarczanu magnezu, a także związku chelatowego - EDTA o stężeniu 0,5 g/dm3 hamuje rozkład nadtlenku wodoru w obecności wspomnianych jonów metali ciężkich, przy czym siarczan magnezu okazał się najbardziej skuteczny wobec jonu żelazawego, związek chelatowy - wobec jonów manganu i miedzi. Wykazano synergetyczne korzystne oddziaływanie mieszanki równych ilości wprowadzonych do układu reagentów stabilizatorów nadtlenku wodoru. Mieszanka z przewagą chelatowego składnika wprowadzona do układu zawierającego jony metali ciężkich o stężeniu Fe2+-2 mg/dm3, Mn2+-2 mg/dm3, Cu2+ -0,5 mg/dm3 w zakresie hamowania rozkładu nadtlenku wodoru okazała się nieefektywna. Stosując układ kationów metali ciężkich Fe2+ - 5 mg/dm3, Mn2+ -10 mg/dm3, Cu2+ - 0,5 mg/dm3 przy różnej ilości NaOH (1 i 2 g/dm3 potwierdzono niekorzystne działanie jonów metali na alkaliczny roztwór nadtlenku wodom i białość masy celulozowej. Zmniejszona wartość pH, zarówno z udziałem masy celulozowej, jak i bez, w początkowej fazie procesu powodowała mniejszy rozkład nadtlenku wodoru.

EN

In the laboratory experiments it has been determined the effect of divalent cations of manganese, iron, copper present in the solution of the concentration 0.2-10 mg/dm3 on the kinetics of the decomposition of the hydrogen peroxide in an alkaline medium at the temperature of 80°C was studied. The most effective decomposing catalyst appeared to be the copper ion - in contrary the activity of the manganese ion was the lowest. It was found that an introduction to the reagent system of the magnesium sulfate and also of the chelate compound EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) with concentration of 0.5 g/dm3 was inhibiting the decomposition of the peroxide in the presence of the above mentioned ions of heavy metal, atthe same time the magnesium sulfate turned outto be most effective in relation to the ferrous ion, the chelate compound in relation to the manganese and copper ions. It was revealed that the advantageous synergetic effect has been obtained with the mixture of the equal amounts being introduced to the system of reagents stabilizing the hydrogen peroxide. The mixture with the prevalence of the chelate component introduced to the system with the content of heavy metal ions showing the concentration Fe2+-2 mg/dm3, Mn2+-2 mg/dm3, Cu2+ -0,5 mg/dm3 in respect of the inhibiting the decomposition of hydrogen peroxide showed to be ineffective. Using the system of the heavy metal cations Fe2+ - 5 mg/dm3, Mn2+ -10 mg/dm3, Cu2+ - 0,5 mg/dm3 przy różnej ilości NaOH (1 i 2 g/dm3 with different amounts of NaOH (1 and 2 g/dm3) the disadvantageous activity of heavy metal ions on an alkaline solution of hydrogen peroxide and on the chemical pulp brightness. Decreased value of pH both with the content of chemical pulp and without it in the initial process phase resulted in the lowest decomposition of the hydrogen peroxide.

15

Wpływ technologicznych warunków nadtlenkowego bielenia masy chemotermomechanicznej (CTMP) na efekty procesu

Rutkowski J., Wandelt P., Kopania E.

Przegląd Papierniczy

|

2000

|

R. 56, nr 6

354--357

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych, zmierzających do optymalizacji nadtlenkowego bielenia masy chemotermomechanicznej, wykazano, że końcową jej białość, przy określonej ilości użytego utleniacza, można podwyższyć na drodze odpowiedniego zwiększenia stężenia masy włóknistej, przez dobór i ilość wspomagających chemikaliów oraz przez zastąpienie procesu jedno-stopniowego - wielostopniowym. Stwierdzono, że użyty w procesie związek chelatowy - kwas dietylenotriaminopentametylenofosfoniowy (DTPMPA) działa efektywniej niż kwas etylenodiaminotetraoctowy (EDTA). Nadtlenkowe bielenie masy chemotermomechanicznej z zastosowaniem stalowego reaktora z szybkoobrotowym mieszadłem, pozwala na znaczne przyśpieszenie procesu. Użycie w tym reaktorze 1% H2O2, z odpowiednim dodatkiem związków stabilizujących, w jednostopniowym procesie prowadzi do osiągnięcia przyrostu białości o ok. 9% ISO - w czasie 5 min, a ilość 2% H2O2 w dwustopniowym procesie, bez międzystopniowego mycia, zapewnia osiągnięcie przyrostu omawianego wskaźnika o ponad 13 jednostek procentowych ISO - w czasie procesu 14 min. Nowe rozwiązanie technologiczno-aparaturowe nie powoduje pogorszenia charakterystyki wytrzymałościowej wybielonej masy włóknistej.

EN

In the laboratory experiments aiming at an optimisation of a peroxide bleaching of the chemothermomechanical pulp it was found that the final brightness of the pulp at a definite amount of the peroxide used it is possible to increase the brightness value by increasing suitable the concentration of the pulp, proper selection and amount of auxiliary chemicals as well as an applicalion of the multi-stage process instead of single-stage one. It was found that the chelate compound used in the process -diethylenetriaminepentamethylenephosphonic acid (DTPMPA) is more effective than the ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). The peroxide bleaching of the chemithermomechanical pulp in a steel reactor with the high-speed propeller permits to speed-up considerable the process. The use in this reactor of 1% H2O2 with addition of the suitable agents in the single-stage process brings a gain in brightness by about 9% ISO - in time of 5 minutes and a dose of 2% of H2O2 in the two-stage process without interstage washing provides an increase in the sald factor by over 13 per cent units ISO - within 14 minutes of the process. The new development in technology and apparatus does not deteriorate the strength properties of the bleached pulp.

16

Wpływ technologicznych warunków nadtlenkowego bielenia ścieru drzewnego na efektywność procesu

Rutkowski J., Wandelt P., Kopania E.

Przegląd Papierniczy

|

1999

|

R. 55, nr 9

615--618

PL

W doświadczeniach laboratoryjnych ustalono wpływ ilości H2O2 i chemikaliów wspomagających, stężenia masy włóknistej oraz czasu reakcji w systemie jedno- i wielostopniowym na efektywność nadtlenkowego bielenia konwencjonalnego ścieru drzewnego. Wykazano, że na jednostkowy przyrost wskaźnika białości ścieru przypadający na 1% użytego utleniacza korzystnie oddziałują: odpowiednia ilość NaOH, zapewniająca optymalne pH środowiska, dobór rodzaju i ilości stabilizatorów utleniacza, wysokie stężenie masy włóknistej w cieczy bielącej oraz - przy większej ilości użytego H2O2 - stopniowe wprowadzanie chemikaliów do układu reakcyjnego. Zachowanie wymienionych warunków umożliwia także skrócenie czasu procesu.

EN

In laboratory experiments the effect of H2O2 and auxiliary chemical aids amounts, concentration of a pulp and time of reaction in single- and multi-stage system on the effectiveness of peroxide bleaching of the conventional groundwood have been studied. It was found that an increase of whiteness by one unit per 1 per cent of oxidant used the advantageous effect has been achieved by: suitable amount of NaOH ensuring the optimum pH value of the medium, selection of a type and amount of the oxidant stabilizators, high concentration of pulp in the bleaching liquor as well as - at high amount of H2O2 being used - gradual introduction of chemical agents to the reaction system. Maintaining of the above mentioned conditions makes it possible to shorten the time of the process.

17

Odbarwianie makulatury gazetowej zawierającej masę chemotermomechaniczną

Rutkowski J., Wandelt P., Kopania E.

Przegląd Papierniczy

|

1999

|

R. 55, nr 1

29--31

PL

Zbadano wpływ technologicznych warunków dyspergowania farby drukarskiej oraz flotacji w procesie odbarwiania makulatury gazetowej zawierającej 23% masy chemotermomechanicznej na końcową białość masy włóknistej. Ustalono, że końcowy efekt odbarwiania, wyrażający się podniesieniem białości włóknistego surowca o 1 -3 jednostki procentowe ISO, osiąga się dozując w procesie rozwłókniania makulatury 1,8% H2O2, 1,2-1,5% NaOH i 1,5% krzemianu sodowego przy wprowadzaniu niewielkich ilości stabilizatorów/aktywatorów działania nadtlenku; EDTA, MgSO4, TAED. Efekt odbarwiający uzyskano przy użyciu w procesach dyspergowania i flotacji zarówno wody destylowanej, jak i wodociągowej o twardości ogólnej ok 10° niemieckich, przy czym roztwory nadtlenku wodoru produkcji krajowej Z. A. "Puławy" S.A. oraz firm zagranicznych "Solvay" i "Degussa" wykazały oddziaływanie zbliżone. Wprowadzenie w procesie flotacji niewielkiego dodatku niejonowego środka powierzchniowo-czynnego rokafenol bądź pomocniczego środka papierniczego - ureapap wywarły na wskaźnik białości odbarwianego surowca nieznaczny wpływ pozytywny, a podniesienie stężenia masy włóknistej w tym procesie z 0,5% do 0,8% nieznacznie efekt odbarwiania pogorszyło.

EN

The effects of the technological conditions of dispersing the printing inks and of tloatation in the process of the newspaper stock deinking that contained 23% of CTMP on the final brightness of the stock have been studied. It was tound that the final effect of deinking expressed in terms of an increase of brightness of the deinked stock by 1 - 3 percent points ISO was achieved by metering during pulping the recycied newspapers 1,8% of H2O2, 1,2-1,5% of NaOH and 1,5% of sodium silicate together with the addition of the smali amounts of the stabilizers/activators of the peroxide effects such as EDTA, MgSO4, TAED. The deinking effect had been achieved if in the dispersing and floatation processes both the distilled and tap water of 10° German hadnness were used. The solutions of peroxide made by Z.A. PUŁAWY S.A, and by foreign firms "Solvay" and "Degussa" shown the similar effects. An addition to the floatation process of a small amount on a non-ionic surfactant Rokafenol or of a papermaking auxiliary agent Ureapap shown an insignificant positive eftect on the brightness index of the raw material being deinked, and an increase in consistency of the stock in this process from 0,5% to 0,8% deteriorated insignificantly the effects of deinking.