การหาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดในการสลายลิกนินเพื่อได้วานิลลินบนตัวเร่งปฏิกิริยา Cu/Al2O3

ผู้แต่ง

  • Sirawit Sangnak นักศึกษา หลักสูตรปรัชญาดุษฎีบัณฑิต สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
  • Pongsert Sriprom ผู้ช่วยศาสตราจารย์ สาขาวิศวกรรมแปรรูปอาหาร คณะอุตสาหกรรมอาหาร สถาบันเทคโนโลยีพระจอมเกล้าเจ้าคุณทหารลาดกระบัง
  • Arthit Neramittagapong รองศาสตราจารย์ สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น
  • Sutasinee Neramittagapong รองศาสตราจารย์ สาขาวิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยขอนแก่น

คำสำคัญ:

การสลายลิกนิน , วานิลลิน , สารมูลค่าเพิ่ม

บทคัดย่อ

การหาสภาวะที่ดีที่สุดในการสลายลิกนินเพื่อได้วานิลลินบนตัวเร่งปฏิกิริยา Cu/Al2O3 ใช้การออกแบบการทดลอง บ็อกซ์เบห์นเก้นร่วมกับการใช้พื้นผิวตอบสนอง ซึ่งได้ศึกษาผลของ 4 ปัจจัย คือ อุณหภูมิ (80-140 °C) ปริมาณของโซเดียมไฮดรอกไซด์ (1-2 กรัม) เวลา (30-90 นาที) และปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา (0-1 กรัม) โดยมีความเข้มข้นของวานิลลินที่ผลิตได้เป็นตัวแปรตอบสนอง ผลการทดลองที่ได้ถูกนำมาสร้างสมการเชิงถดถอยที่มีความถูกต้องที่ยอมรับได้ (R2=78.81%) พบว่า การเพิ่มขึ้นของปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์ทำให้เกิดวานิลลินเพิ่มขึ้นอาจเนื่องจากการรักษาสภาวะที่เป็นด่างในระหว่างการทำปฏิกิริยาทำให้ลดการตกตะกอนของลิกนิน แต่เมื่อเพิ่มเวลาทำปฏิกิริยาทำให้ได้วานิลลินลดลงซึ่งอาจเกิดจากการสลายตัวของวานิลลิน สำหรับสภาวะที่ดีที่สุดในการสลายลิกนินเพื่อได้วานิลลิน เกิดที่อุณหภูมิ 80 °C  เวลาในการทำปฏิกิริยา 48 นาที ปริมาณโซเดียมไฮดรอกไซด์ 1.38 กรัม และปริมาณของตัวเร่งปฏิกิริยา 0.98 กรัม ได้ร้อยละผลได้ เท่ากับ 5.65 ± 0.04

References

Araújo JDP, Grande CA, Rodrigues AE. Structured packed bubble column reactor for continuous production of vanillin from Kraft lignin oxidation. Catalysis Today. 2009;147, Supplement:S330-S335.

Bjørsvik H-R, Liguori L. Organic Processes to Pharmaceutical Chemicals Based on Fine Chemicals from Lignosulfonates. Organic Process Research & Development. 2002;6(3):279-290.

Walton NJ, Mayer MJ, Narbad A. Vanillin. Phytochemistry. 2003;63(5):505-515.

Villar J, Caperos A, Garcia-Ochoa F. Oxidation of Hardwood Kraft-lignin to Phenolic Derivatives with Oxygen as Oxidant. Wood Science and Technology. 2001;35:245-255.

Sriprom P. Treatment of Wastewater From Pulp And Paper Industry Using Advance Oxidation Process: Khon Kaen University; 2015.

Voitl T, Rohr PRv. Demonstration of a Process for the Conversion of Kraft Lignin into Vanillin and Methyl Vanillate by Acidic Oxidation in Aqueous Methanol. Industrial & Engineering Chemistry Research. 2010;49(2):520-525.

Sriprom P, Leephisuth P, Neramittagapong A, Neramittagapong S. Partial oxidation of synthesized wastewater containing lignin to vanillin and phenol under mild conditions. Energy Reports. 2020;6:719-723.

Sangnak S, Neramittagapong A, Neramittagapong S.Degradation of Lignin to High Value-Added Compounds Using Hydrothermal Method Over Ni/Al2O3 Catalyst. KKU Research Journal (Graduate Studies). 2015;15(4):36-44.

Phithakkuncharoen W, Neramittagapong A, Neramittagapong S. Vanillin production from lignin degradation using hydrothermal method over Fe2O3/Al2O3 catalysts. KKU Engineering Journal. 2016;43 (2016)(Special Issue (S1):The 6th KKU International Engineering Conference 2016):84-86.

Chaiyasat K, Sriprom P, Neramittagapong A, Neramittagapong S. Lignin Degradation to Vanillin by Hydrothermal Process Over Fe2O3/Al2O3 Catalyst. KKU Research Journal (Graduate Studies). 2017;16 No. 4 (2016)(Vol. 16 No. 4 (2016)):74-81.

Kang S, Li X, Fan J, Chang J. Hydrothermal conversion of lignin: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2013;27:546-558.

Sriprom P. Optimization of Lignin Conversion by Hydrothermal Method for Recovery of Vanillin. Journal of the Japan Institute of Energy. 2020:215-219.

Leephisuth P, Neramittagapong S, Neramittagapong A. Optimization of Lignin Degradation to Phenol Using Wet Oxidation Under Mild Condition. KKU Research Journal (Graduate Studies). 2020(Vol. 20 No. 1 (2020)):90-101.

Suttaphakdee P. SYNTHESIS OF BIO - BASED FOAM FROM NATURAL RESIN. Graduate School: Khon Kaen University; 2021.

Leephsuth P. DEGRADATION OF LIGNIN TO PHENOL USING HYDROTHERMAL OVER METAL OXIDE CATALYST. Graduate School: Khon Kaen University; 2019.

Downloads

เผยแพร่แล้ว

2022-08-06

ฉบับ

บท

บทความวิจัย