Extraction of Lignin from Kraft Cooking Liquor by Ultrafiltration

University dissertation from Department of Chemical Engineering, Lund University

Abstract: Popular Abstract in Swedish Lignin är ett biobränsle som kan extraheras från sulfatmassaindustrins koklutar (svartlut). Lignin kan även användas som specialkemikalie. Massaindustrin har därmed tillgång till en än så länge outnyttjad källa för inkomster. Dessutom kan ligninuttag leda till processförbättringar under kokning och blekning av pappersmassan. I det här arbetet har ligninuttag med keramiska ultrafiltreringsmembran studerats. Experimenten har utförts vid temperaturer upp till 90°C i laboratoriestudien samt vid temperaturer upp till 145°C vid ett massabruk. Ny metodik utvecklades för att göra det möjligt att arbeta vid dessa höga temperaturer på ett säkert och tillförlitligt sätt. Membran med cut-off 5000 och 15000 g/mol har använts under de experimentella studierna. Fluxet av lut var 55 l/m² h och 110 l/m² h vid koncentrering till 90% volymreduktion vid 90°C för de båda membranen. Retentionen av lignin var samtidigt 60% och 30%. Ligninets renhet med avseende på den totala torrsubstansen ökade från 30% till 60% när membranet med cut-off 5000 användes. Att nå högre renhet av lignin var problematiskt därför föreslås det att fällning alternativt diafiltrering av retentatet används för att nå högre renhet. I arbetet visas det att det är tekniskt möjligt att använda keramiska ultrafiltreringsmembran vid temperaturer över den normala kokpunkten när alkaliska lösningar filtreras. Fluxet var lägre när lut filtrerades i ett massabruk jämfört med när luten filtrerades i laboratoriet. Ligninretentionen minskar från 55% vid 90°C till 30% vid 145°C (400 kPa transmembrantryck). Fouling och rengöring av membranen studerades både i laboratoriet och vid försöken på massabruket. En framgångsrik rengöringsmetod som baserades på sköljning med permeat utvecklades på laboratoriet. Vid försöken på bruk kunde membranen användas upp till 70 timmar utan att kapaciteten föll för mycket och den ursprungliga kapaciteten återställdes efter rengöring av membranen.

  CLICK HERE TO DOWNLOAD THE WHOLE DISSERTATION. (in PDF format)