بررسی خواص پلی استر جدا شده از پارچه و تولید گلوکز و اتانول از پنبه آن

همراه با رشد جمعیت در جهان و افزایش استاندارد های زندگی تولید و مصرف الیاف، روز به روز در حال افزایش است. به طوری که در سال 2011، تولید جهانی الیاف با سهم 40 % الیاف سلولزی و 60% الیاف مصنوعی به بیش از 85 میلیون تن رسیده است. این حجم زیاد الیاف در پوشاک، مصارف خانگی و صنایع استفاده و پس از مدت زمان مشخصی به عنوان ضایعات دور انداخته می شود. متأسفانه متداولترین روشهای دفع ضایعات نساجی، دفن و سوزاندن آن ها می باشد، این درحالی است که این ترکیبات یک منبع غنی از انرژی و مواد هستند، که پتانسیل استفاده به عنوان مواد خام، برای تولید محصولات بیولوژیکی از طریق فرآیندهای زیستی را دارند. بیواتانول یکی از سوخت های زیستی است که در طی چهار مرحله شامل پیش فرآوری، هیدرولیز، تخمیر و خالص سازی می تواند از ضایعات نساجی تولید -شود. در این تحقیق به منظور بهبود بازده هیدرولیز آنزیمی و تولید اتانول، پس از پیش فرآوری فیزیکی، پیش فرآوری شیمیایی با حلال های قلیایی(سود، سود/اوره، سود/تیواوره و سود/اوره/تیواوره)، فسفریک اسید 85% و حلال آلی نرمال متیل مورفولین نرمال اکسید (nmmo) انجام شد. عملیات پیش فرآوری با حلالهای قلیایی در چهار دمای مختلف (20-، صفر، 23 و 100 درجه سانتی گراد) به مدت 1 ساعت، با فسفریک اسید در دمای 50 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت و با نرمال متیل مورفالین نرمال اکسید در دمای 120 درجه سانتی گراد به مدت 3 ساعت صورت گرفت. در طی پیش فرآوری با حلالهای فسفریک اسید و nmmo، الیاف پنبه و پلی استر از یکدیگر جدا شدند، ولی در پیش فرآوری با حلال های قلیایی جداسازی الیاف در فرآیند هیدرولیز انجام شد. هیدرولیز آنزیمی پارچه پیش فرآوری شده و نشده در دمای 45 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت برای تولید قند و فرآیند هیدرولیز و تخمیر همزمان در دمای 36 درجه سانتیگراد به مدت 72 ساعت برای تولید اتانول انجام شد. در مرحله هیدرولیز آنزیمی از fpu30 آنزیم سلولاز و iu60 آنزیم بتاگلوکوسیداز به ازای هر گرم سوبسترا استفاده شد. این مقادیر در فرآیند تخمیر و هیدرولیز همزمان به ترتیب fpu 15 و iu 30 به ازای هر گرم سوبسترا بود. نتایج حاصل از هیدرولیز آنزیمی نشان داد، که بازده هیدرولیز آنزیمی نمونه های پیش فرآوری شده با حلال های قلیایی بیش از 80% و با دو حلال فسفریک اسید و nmmo به ترتیب بیش از 99 و 94% می باشد، در حالی که این مقدار برای پارچه پیش فرآوری نشده تنها 3/46% بود. بازده تولید اتانول در مرحله تخمیر و هیدرولیز آنزیمی از 1/36% برای پارچه پیش فرآوری نشده به بیش از 70% برای حلالهای قلیایی و فسفریک اسید افزایش یافت. نتایج حاصل از آنالیز ترکیبات موجود نشان داد، درصد جداسازی الیاف پلی استر- پنبه در طی پیش فرآوری با حلالهای فسفریک اسید وnmmo به ترتیب 9/84 و 4/95% است. هم چنین درصد جداسازی الیاف مذکور پس از هیدرولیز آنزیمی پارچه پیش فرآوری شده با حلال های قلیایی بیش از 90% می باشد، این در حالی است که پس از هیدرولیز برای نمونه پیش فرآوری نشده، درصد جداسازی 8/51% مشاهده شد. نتایج بررسی خصوصیات پلی استر پس از جداسازی از پنبه نشان داد، که بلورینگی نمونه های پیش فرآوری شده افزایش و ویسکوزیته آن ها نسبت به پلی استر پیش فرآوری نشده کاهش یافته است.