امروزه بهره­گیری از روش های نوین بسته بندی و به کارگیری فناوری نانو امکان استفاده از ترکیبات زیست تخریب پذیر با خاصیت ضد میکروبی به جای مواد مصنوعی مضر برای سلامتی را ایجاد کرده است. یکی از این ترکیبات زیست تخریب پذیر نانو کیتوزان است. نانوذرات کیتوزان نانوذرات پلیمری و زیستی امیدوارکننده ‌ای هستند که در دهه‌ های اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته ‌اند. در این مطالعه مروری، روش های تهیه کیتوزان و نانوکیتوزان، کاربرد نانوکیتوزان در صنعت بسته بندی کاغذ، و بسته بندی مواد غذایی، و همچنین اهمیت، کاربرد، و نحوه ترکیب نانوکیتوزان با سایر مواد در بسته بندی، با استفاده از مقالات و کلیدواژه های مرتبط بین سال های 2005 تا 2023 مورد بررسی قرار گرفته است. نانو ذرات کیتوزان به دلیل دارا بودن خاصیت زیست تخریب پذیری، ویژگی‌ های مقاومتی بالا، خواص ضد میکروبی و ضد قارچی، قابلیت شکل‌گیری مطلوب، سبکی، تنوع خواص فیزیکی، چاپ پذیری خوب، و فرایند تولید آسان، اهمیت ویژه و کاربرد گسترده‌ای در صنایع کاغذ و بسته بندی مواد غذایی پیدا کرده اند‌. بر اساس نتایج حاصل از این بررسی ترکیب کردن نانوکیتوزان با ترکیبات زیستی دیگر نظیر پلی ساکاریدها یا پروتئین ها و ایجاد نانو کامپوزیت های پلیمری می تواند موجب بهبود خواص عملکردی فیلم های حاصل از این ترکیب شود. همچنین نانوکیتوزان می‌تواند نقش موثری در تهیه فیلم های فعال زیستی ایفا نماید و و از این رو در حفظ و بهبود کیفیت مواد بسته‌ بندی شده در طول فرایند نگهداری و انبارسازی کمک شایانی به صنعت کاغذ و بسته ‌بندی مواد غذایی می ‌کند.

کربوهیدرات‏های باگاس که عمدتا شامل سلولز و همی‏سلولزها هستند، مواد اولیه مهمی در صنایع شیمیایی می‏باشند؛ چون آنها در مقادیر عظیم از زیست‏توده قابل تهیه‏اند و این موضوع کاربردشان را در مقیاس‏های بزرگ تسهیل کرده است. استحصال و خالص‏سازی ترکیبات شیمیایی موجود در زیست‏توده‏ها کاری دشوار، پرهزینه و مستلزم استفاده از روش‏های پیچیده و مواد و حلال‏های مختلف و مضر برای محیط زیست می‏باشد. لذا پژوهشگران به‏دنبال یافتن ترکیبات و فرایندهایی ساده‏تر، کم هزینه و کم خطرتر و البته دوست‏دار محیط زیست می‏باشند. اخیرا استفاده از حلال‏های یوتکتیک عمیق به‏عنوان یکی از این روش‏ها در فرایندپذیری زیست‏توده‏ها گزارش شده است. این پژوهش به بررسی تاثیرات استفاده از حلال‏های یوتکتیک جدید اسید اگزالیک-کولین‏کلراید و اسید لاکتیک-کولین کلراید در تیمار باگاس نیشکر پرداخته است. نتایج نشان داد که این حلال‏های نوین در انحلال و استخراج کربوهیدرات‏های کوتاه زنجیر و آمورف، بالاخص همی‏سلولزها موثر بوده به‌طوری‌که بازده نهایی به‌ترتیب به حدود 50 و 59% کاهش یافته و بخش عمده این افت مربوط به همی‏سلولزها بود. نسبت سلولز موجود در هولوسلولز در تمامی تیمارها افزایش یافته و به حدود 90% رسیده است. حلال اسید لاکتیک-کولین کلراید در انحلال لیگنین موثرتر بوده به‌طوری‌که میزان لیگنین به 2/6% کاهش یافت، اما حلال اسید اگزالیک-کولین‏کلراید در حذف لیگنین عملکرد خوبی نداشت و حداقل میزان لیگنین در ماده تیمارشده در حدود 11% بود. همچنین افت گرانروی خمیرکاغذ سلولزی حاصل از تیمار اسید لاکتیک-کولین کلراید نسبت به اسید اگزالیک-کولین‏کلراید خیلی کمتر بود، به‌طوری‌که گرانروی خمیرکاغذ سلولزی حاصل از این دو تیمار به-ترتیب 1/11 و 3/4 سانتی‌پواز بود.

با توجه به کمبود منابع نفتی و اثرات زیست محیطی ناشی از فیلم­ های پوششی حاصل از مواد نفتی و پلاستیکی که معایب فراوانی از جمله زیست تخریب ­پذیر نبودن و آلایندگی دارند، .استفاده از زیست­ تود به ­عنوان یک مادة پایدار و تجدیدپذیر برای تولید انواع فیلم از منابع لیگنوسلولزی از جمله کاه گندم و کلش برنج در سال­ های اخیر افزایش یافته است. در این پژوهش، تهیة فیلم لیگنوسلولزی بر پایه انحلال کلش برنج مورد بررسی قرار گرفت. در ابتدا برای انحلال کلش برنج از هیدروکسید سدیم با غلظت ­های متفاوت استفاده شد. تیمارهای مختلفی مانند انجماد-ذوب و پیش­تیمار اسیدی برای بهبود انحلال کلش برنج استفاده شد. بر اساس محاسبه بازده انحلال، نتایج مطلوبی برای انحلال کلش برنج در محلول هیدروکسید سدیم حاصل نشد، اما، با اعمال پیش­تیمار شیمیایی اسید، استفاده از محلول سود- اوره و توالی انجماد- ذوب، بازده انحلال بهبود یافت و فیلم­هایی با استفاده از روش قالب­ریزی تولید شدند. خواص ظاهری و شیمیایی فیلم ­های تهیه شده با روش ­های آنالیز از جمله شفافیت محلول به ­عنوان شاخصی از کیفیت انحلال، تصاویر میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی و آزمون EDXبررسی شد. نتایج نشان داد فیلم حاصل­شده از انحلال کلش برنج پیش­تیمار اسیدی شده و سپس انحلال با محلول سود- اوره دارای خواص نوری، یکنواختی و توپوگرافی سطح مناسبی بوده که می­تواند برای پوشش­دهی در صنعت بسته­بندی مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش، تاثیر تیمارهای خشکی، کوددهی، زخم و خمش بر میزان و ترکیب لیگنین نهال‌های دوساله اکالیپتوس (Eucalyptus camaldulensis) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد چوب پس از اعمال تیمار خشکی در مقایسه با سایر تیمارها، بیشترین غلظت لیگنین و واحدهای گواییاسیل (G) و کمترین مقدار واحدهای هیدروکسی‌فنل (H) و سیرینجیل (S) و همچنین کمترین نسبت S/G را دارد. برعکس، کمترین غلظت لیگنین و واحدهای G و بیشترین مقدار واحدهای S و بیشترین نسبت S/G در تیمار کوددهی دیده شد. در این تیمار، واحدهای H افزایش نشان دادند. در تیمار زخم در مقایسه با تیمار شاهد، غلظت لیگنین تغییر محسوسی نداشت و تنها به میزان ناچیزی کاهش یافت. با‌این‌حال بر اثر این تیمار، واحدهای G افزایش چشمگیری داشته و واحدهای H و S و نسبت S/G کاهش یافتند. مهم‌ترین تغییر شیمیایی دیده شده در تیمار خمش، افزایش شدید واحدهای H، کاهش لیگنین گواییاسیل و سیرینجیل و افزایش نسبت S/G بود. درمجموع، می‌توان نتیجه گرفت که شیمی بافت چوبی به‌گونه‌ای تغییر می‌یابد که به گیاه بهترین امکان مقابله با تنش‌های محیطی را بدهد. لیگنین گواییاسیل نقش حفاظتی بیشتری داشته و افزایش لیگنین H با افزایش سرعت رشد و یا افزایش انعطاف‌پذیری ساقه مرتبط است.

صنوبر ازجمله گونه­های پرکاربرد در صنعت کاغذسازی می­باشد و نیاز به تولید چوب آن به­صورت زراعت چوب و بررسی عوامل مؤثر در ویژگی­های بیومتری الیاف، آناتومی، فیزیکی، شیمیایی چوب آن بسیار حائز اهمیت است. ازجمله عکس‌العمل‌های درختان چوبده ازجمله صنوبر به تنش­ها و عوامل محیطی، تشکیل چوب واکنشی (چوب‌کششی) در ساختار چوب آن­ها می­باشد. چوب‌کششی منبع غنی از سلولز است که می­توان با تولید درختانی با چوب‌کششی بیشتر، میزان سلولز بیشتری را برای مصارف فراوان سلولز ازجمله تولید کاغذ و یا سوخت­های زیستی در اختیار داشت. هدف از این تحقیق، تحریک تشکیل چوب‌کششی در نهال­های دوساله صنوبر (Populus alba) به‌وسیله اعمال خم متناوب، کوددهی نیتروژن (NPK) و هورمون جیبرلین (G) می­باشد. اعمال خم به­صورت متناوب یک ماه در یک‌جهت و ماه بعدی در جهت مخالف در طول فصل رویش، تیمار کود یک‌بار در اول و یک‌بار در وسط فصل رویش و تیمار جیبرلین یک‌بار اوایل فصل رویش اعمال شدند. پس از پایان فصل رویش ویژگی­های رویشی، فیزیکی و آناتومی موردبررسی قرار گرفت. بررسی رنگ‌آمیزی دوگانه سافرانین/آسترابلو در تصاویر مقطع عرضی نمونه­ها نشان داد که به‌طورکلی تیما­رهای تحت خم متناوب نسبت به تیمارهای قائم دارای سطح چوب‌کششی و ضخامت لایه ژلاتینی بیشتری بودند. همچنین، تیمار خم متناوب با NPK+G دارای دانسیته بیشتر، هم کشیدگی طولی بیشتر، هم کشیدگی شعاعی و مماسی کمتر، قطر آوند و درواقع میانگین مساحت آوند کمتر، تخلخل کمتر، طول الیاف و ضخامت دیواره بیشتر، قطر کلی و قطر حفره الیاف کمتری بود. این نتایج اظهار داشت که این تیمار بیشترین اثر را در تحریک چوب‌کششی داشت و شدت تشکیل چوب‌کششی در این نمونه­ها بیشتر بود.

سابقه و هدف: ویژگی‌های آب‌دوستی چوب یکی از عوامل محدودکننده برای کاربرد چوب در برخی مصارف به‌ویژه در فضای باز است. برای حفاظت چوب در مقابل جذب رطوبت از روش‌های پوشش‌دهی، اشباع با مواد شیمیایی آب‌گریز مختلف و یا روش‌های اصلاحی می‌توان استفاده کرد. در این تحقیق، تاثیر اصلاح شیمیایی چوب با استفاده از جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل با گروه‌های عاملی حلقوی (گروه فتالات) و زنجیر خطی کوتاه (گروه استیل) بر خواص آب‌گریزی آن بررسی شد. مواد و روش‌ها: از قسمت برون‌چوب دو گونه صنوبر دلتوئیدس (Populous deltoides ) و نوئل ( Picea abies)، نمونه-هایی با قطر 48 میلی‌متر و ضخامت 5 میلی‌متر تهیه شد. قبل از عملیات اصلاح، نمونه‌ها با استفاده از حلال ترکیبی استون و اتانول ( 2:1حجم/حجم) به مدت 8 ساعت عصاره‌گیری شدند. فرایند اشباع با محلول انیدریداستیک و انیدریدفتالیک به روش خلاء و فشار در دمای 120 درجه‌سانتیگراد برای مدت زمان‌های 1، 2، 4 و 24 ساعت انجام شد. بعد از فرایند اصلاح، ابتدا نمونه‌ها به مدت 48 ساعت با استن و سپس به مدت 48 ساعت با آب مقطر آبشویی شدند. پس از عملیات آبشویی، نمونه‌ها در آون در دمایC ° 2±103 به مدت 24 ساعت خشک و توزین شدند. مقدار افزایش وزن (WPG)، ویژگی‌های فیزیکی چوب‌های اصلاح شده شامل رطوبت تعادل کاهش یافته (EMCR)، کارایی ضد رطوبت (MEE) و تر شوندگی با آزمون دینامیک زاویه تماس قطره آب به روش Sessile Drop اندازه‌گیری شد و با استفاده از آزمون طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادون قرمز تجهیز شده با بازتابش کلی کاهش یافته ( ATR-FTIR) تغییرات شیمیایی ایجاد شده بررسی شد.یافته‌ها: بر اساس مطالعات ATR-FTIR، پیک مشاهده شده در عدد موجی cm-1 1732-1746 مربوط به ارتعاش کششی گروه کربونیل (C=O) تشکیل اتصالات استری در نمونه‌های اصلاح شده با هر دو نوع انیدرید را تایید می‌کند. نتایج نشان داد که اصلاح هر دو گونه چوبی با انیدریداستیک در مقایسه با انیدریدفتالیک در مدت زمان مشابه واکنش منجر به WPG و کارائی ضد رطوبت بیشتر می‌شود و الگوی تغییرات آن‌ها با مدت زمان واکنش متأثر از گونه بود. دستیابی به WPG کمتر در فرایند اصلاح با فتالات می-تواند ناشی از بزرگ‌تر بودن گروه عاملی فتالات در مقایسه با گروه عاملی استیل و بالطبع غیرقطبی‌تر بودن آن و نیز هیدرولیز پیوند استر حاصل از واکنش انیدریدفتالیک با گروه هیدروکسیل چوب در اثر آبشویی باشد. با این وجود، در WPG تقریبا برابر، تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوب‌های اصلاح شده با دو نوع انیدرید مشاهده نشد. در فرایند استیلاسیون، چوب نوئل در مقایسه با چوب صنوبر بهتر اصلاح شد ولی در فرایند اصلاح با فتالات، تفاوتی بین دو گونه چوبی مشاهده نشد. نتایج آزمون ترشوندگی نشان داد که مقدار زاویه تماس در چوب نوئل پس از اصلاح با هر دو نوع انیدرید، افزایش یافت. در حالی‌که در چوب صنوبر، فقط نمونه اصلاح شده با انیدریدفتالیک با WPG زیاد، زاویه تماس بیشتری در مقایسه با نمونه شاهد داشت. نتایج همچنین نشان داد که در مقایسه با فرایند استیلاسیون، مقدار WPG چوب اصلاح شده با انیدریدفتالیک کم‌تر تحت تاثیر مدت زمان واکنش بود. این مسئله می‌تواند ناشی از واکنش‌پذیری کم‌تر گروه فتالیک با چوب در مقایسه با گروه استیل باشد. نتیجه‌گیری: تفاوتی بین کارائی ضدرطوبت چوب اصلاح شده با انیدرید زنجیر خطی کوتاه (انیدریداستیک) در مقایسه با انیدرید حلقوی (انیدریدفتالیک) در WPG مشابه وجود نداشت که بیانگر عدم تاثیرگذاری نوع انیدرید بر این ویژگی فیزیکی چوب است. همچنین، مقدار ترشوندگی سطح این نوع چوب‌های اصلاح شده علاوه بر مقدار جایگزینی گروه‌های هیدروکسیل می‌تواند تابعی از عوامل دیگر مانند کیفیت و نفوذپذیری سطح باشد.

در این تحقیق، تأثیر پیش استخراج‌های آب داغ و قلیا بر روی ویژگی‌های خمیرکاغذهای مونواتانول آمین-آنتراکینون باگاس مورد بررسی قرار گرفت و نتایج با خمیرکاغذسازی سودا مقایسه شد. پیش استخراج قلیای 10% در مدت زمان 30 دقیقه با میزان بازده کل 7/94 درصد و بازده هولوسلولز برابر با 6/71 درصد و پیش استخراج آب داغ، با نسبت مایع به باگاس 10 به 1 در مدت زمان 45 دقیقه با میزان بازده کل 94 درصد و بازده هولوسلولز 4/69 درصد، به عنوان تیمارهای بهینه انتخاب گردیدند. مونواتانول آمین به صورت خالص ودر نسبت های مختلف همراه با آب استفاده شد. عامل متغیر، نسبت مونواتانول آمین به آب در سه نسبت 100 به 0، 75 به 25 و 50 به 50 بود و عوامل ثابت شامل نسبت مایع پخت به باگاس6 به1، زمان پخت در دمای بیشینه 60 دقیقه، دمای پخت C◦ 165 و 1/0% آنتراکینون در نظر گرفته شدند. بر اساس نتایج به دست آمده، خمیرکاغذهای تولید شده با نسبت مونو اتانول آمین به آب 75 به 25 (ازباگاس پیش استخراج نشده)، دارای بیشترین بازده کل (9/61) و عدد کاپای قابل قبول (5/19) بودند . مرحله پیش استخرا ج سبب بهبود بازده خمیرکاغذ، در هر دو فرآیند مونواتانول آمین-آنتراکینون و سودا شد. بعد از پیش استخراج، شاخص مقاومت به کشش و طول پارگی خمیرکاغذهای حاصله افت کرد. برخلاف این دو عامل، شاخص مقاومت به پارگی خمیرکاغذهای حاصل از باگاس پیش استخراج شده، افزایش پیدا کرد. درجه روشنی خمیرکاغذهای سودا حاصل از باگاس استخراج شده و نشده در مقایسه با خمیرکاغذهای مونواتانول آمین بیشتر بود. ماتی خمیرکاغذها بعد از مرحله پیش استخراج تقریبا بدون تغییر باقی ماند.

در این تحقیق پیش استخراج قلیایی و خمیرکاغذ سازی سودا و مونواتانول آمین بر روی کاه جو مورد مطالعه قرار گرفته است. مرحله پیش استخراح با میزان همی سلولز استخراج شده 34 درصد بدلیل بازده زیاد به عنوان تیمار بهینه انتخاب گردید. نتایج خمیرکاغذ سازی نشان می دهد که مرحله پیش استخراج سبب افت بازده در هر دو فرآیند خمیرکاغذسازی شده است در حالی که عدد کاپا فقط در فرآیند پخت سودا تحت تأثیر مرحله پیش استخراج قرار گرفته است. به علت پیش استخراج قلیایی شاخص مقاومت به کشش و شاخص مقاومت به ترکیدن خمیرکاغذهای حاصله افت می نماید. بر خلاف این دو شاخص، شاخص مقاومت به پارگی خمیرکاغذهای پیش استخراج شده حاصل از فرآیند سودا افزایش پیدا کرده است. درجه روشنی خمیرکاغذهای سودا حاصله از کاه جو پیش استخراج قلیایی شده به طور چشمگیری افزایش یافت در حالی که در مورد فرآیند مونواتانول آمین فرآیند پیش استخراج اثر قابل توجهی روی درجه روشنی نداشت. ماتی خمیرکاغذها بعد از مرحله پیش استخراج قلیائی بدون تغییر باقی ماند.

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.45.66.1.1575.1575 در این تحقیق، سرعت رشد کپک بر روی پوشش‌های پلی یورتان و دیترول حاوی دو نوع آفت‌کش طبیعی (اسانس آویشن شیرازی) و سنتزی (3-ید2-پروپینیل-N بوتیل کربامات،IPBC) که به دو صورت معمولی و میکروکپسوله شده به ترکیب آنها اضافه شده بود، مورد بررسی قرار گرفت. سنتز میکروکپسول‌ها با پوسته پلیمری متیل متاکریلات با استفاده از روش تبخیر حلال و با شکل‌گیری امولسیون روغن در آب انجام شد. مقاومت نمونه‌ها در برابر کپک آسپرژیلوس نایجر با استفاده از کاغذ صافی مطابق استاندارد ASTM D 5590 قبل و بعد از کهنگی تسریع شده ارزیابی شد. همچنین مقاومت به چسبندگی پوشش‌ها و زبری سطح آنها به روش پروفیلومتری اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد پوشش‌های عاری از آفت‌کش‌ها به تنهایی قادر نیستند که در برابر رویش کپک مقاومت کنند ولی افزودن هر دو نوع آفت‌کش‌ به ویژه IPBC موجب بهبود مقاومت آنها در برابر رشد کپک شد. همچنین، میکروکپسوله کردن آفت‌کش‌ها با ایجاد مکانیسم رهایش کنترل شده آنها از داخل پوشش در مقایسه با آفت‌کش‌های معمولی مقاومت بیشتری در برابر رشد کپک حتی پس از فرآیند کهنگی سبب شد. افزودن هر دو نوع آفت‌کش به ویژه به صورت کپسوله شده ضمن افزایش زبری سطح منجر به کاهش چسبندگی پوشش پلی‌یورتان شد.

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.124.66.1.9.1580 در این تحقیق از پسماندهای کلش ساقة برنج به‌عنوان مادة لیگنوسلولزی تجدیدپذیر برای تولید آئروژل لیگنوسلولزی نانو ساختار استفاده شد. بدین منظور، ابتدا پودر کلش برنج در محلول قلیایی آب – هیدروکسید سدیم تیمار شد و مخلوط حاصل با توالی انجماد – ذوب، تبادل حلال و در آخر با خشک‌کن انجمادی به آئروژل لیگنوسلولزی تبدیل شد. خواص محصول حاصل شامل دانسیته و میزان تخلخل کل تعیین شد و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با روش‌های آنالیز شامل SEM، FTIR، XRD، جذب نیتروژن (BET) و DSC ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تیمار قلیایی سبب انحلال و خروج بخش زیادی از مواد ساختاری کلش برنج در جریان ساخت آئروژل می‌شود که نتیجة آن تولید محصولی با چگالی کم، تخلخل پیوسته، سطح ویژة زیاد و اندازة حفره‌های نانومتری است. آئروژل حاصل دارای زمینه‌ای متشکل از ذرات و الیاف به‌هم‌پیوسته با ابعادی در مقیاس نانومتر بود که تفاوت زیادی از نظر شیمیایی و فیزیکی با کلش ساقة برنج اولیه داشت.

DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.124.66.1.9.1580 در این تحقیق از پسماندهای کلش ساقة برنج به‌عنوان مادة لیگنوسلولزی تجدیدپذیر برای تولید آئروژل لیگنوسلولزی نانو ساختار استفاده شد. بدین منظور، ابتدا پودر کلش برنج در محلول قلیایی آب – هیدروکسید سدیم تیمار شد و مخلوط حاصل با توالی انجماد – ذوب، تبادل حلال و در آخر با خشک‌کن انجمادی به آئروژل لیگنوسلولزی تبدیل شد. خواص محصول حاصل شامل دانسیته و میزان تخلخل کل تعیین شد و سایر خواص فیزیکی و شیمیایی با روش‌های آنالیز شامل SEM، FTIR، XRD، جذب نیتروژن (BET) و DSC ارزیابی شد. نتایج نشان داد که تیمار قلیایی سبب انحلال و خروج بخش زیادی از مواد ساختاری کلش برنج در جریان ساخت آئروژل می‌شود که نتیجة آن تولید محصولی با چگالی کم، تخلخل پیوسته، سطح ویژة زیاد و اندازة حفره‌های نانومتری است. آئروژل حاصل دارای زمینه‌ای متشکل از ذرات و الیاف به‌هم‌پیوسته با ابعادی در مقیاس نانومتر بود که تفاوت زیادی از نظر شیمیایی و فیزیکی با کلش ساقة برنج اولیه داشت.

کی از منابع مهم لیگنین، مایع پخت سیاه موجود در کارخانه‌های خمیرکاغذ سازی است که با توجه به حجم بالای مایع پخت تولید شده تیمار آن هم از نظر اقتصادی و هم از نظر محیط‌زیستی اهمیت زیادی دارد. لیگنین قلیایی به دلیل نامحلول بودن در آب و عدم واکنش‌‌پذیری، کاربرد‌های صنعتی محدودی دارد. بنابراین برای افزایش دامنه کاربردهایش نیازمند اصلاح شیمیایی است.. این تحقیق با هدف بررسی اصلاح شیمیایی لیگنین و تبدیل آن به فرآورده‌های محلول در آب انجام گرفته است. در این تحقیق ابتدا لیگنین موجود در مایع پخت سودای باگاس با فرآیند لیگنوبوست جدا شد و سپس فرآیند سولفونیشن با استفاده از سولفیت سدیم در سه شرایط واکنشی متفاوت (دمای 75 درجه سانتیگراد و زمان 6 ساعت، دمای 90 درجه سانتیگراد و زمان 6 ساعت و دمای 90 درجه سانتیگراد و زمان 4 ساعت) انجام شد. تغییرات ساختاری لیگنین با استفاده از دستگاه طیف سنج مادون قرمز (FTIR )، وزن مولکولی با استفاده از کروماتوگرافی اندازه طردی (SEC) ، رفتار حرارتی توسط آنالیز گرما وزن سنجی (TGA) و عناصر مشتقات محلول در آب از طریق دستگاه آنالیز عنصری (CHNS) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که لیگنین‌های سولفونه شده از نظر مقدار گروه‌های سولفونات با لیگنین اصلاح نشده متفاوت هستند و دارای مقادیر بیشتری از گروه سولفانات هستند. همچنین وزن مولکولی ، انحلال‌پذیری و پایداری حرارتی لیگنین‌های سولفونه شده به دلیل وجود گروه های سولفوانات نسبت به لیگنین اصلاح نشده افزایش یافت.

در این تحقیق امکان استفاده از گاماوالرولاکتون به عنوان یک حلال آلی سبز برای تولید خمیرکاغذ از چوب توس مورد بررسی قرار گرفت. عوامل متغیر پخت شامل نسبت های مختلف مایع پخت به خرده چوب توس(3 و 5)، دما(170 و 180 درجه سانتی‌گراد)، و زمان(60 و 120 و 180 دقیقه) در نسبت ثابت گاماوالرولاکتون به آب 50 /50 بودند. میزان بازده، وازده، عدد کاپا ،گرانروی و درجه پلیمریزاسیون پخت های مختلف تعیین گردیدند. بر اساس نتایج به دست آمده، نسبت مایع پخت به خرده چوب 5، دمای 170 درجه سانتیگراد و زمان 180 دقیقه با بازده 59.58 % ، وازده 0% ، عدد کاپا 45.06 ، گرانروی 1158 و درجه پلیمریزاسیون 3633 بعنوان تیمار بهینه پخت گاماوالرولاکتون تعیین شد. پس از اندازه گیری لیگنین غیر قابل حل و قابل حل در اسید، اندازه گیری قندهای مونوساکارید در خمیرکاغذ با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مبدل آنیونی با کارایی بالا(HPAEC-PAD) و اندازه گیری هیدروکسی متیل فورفورال، فورفورال و اسیدهای آلی در مایع پخت با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا(HPLC) توازن ترکیبات خمیرکاغذ تولیدی با فرآیند گاماوالرلاکتون- آب از چوب توس بر اساس وزن خشک چوب و خمیرکاغذ محاسبه گردید. اندازه‌گیری توزیع وزن ملکولی خمیرکاغذ با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی نفوذ ژلی(GPC) انجام شد. درجه پلیمریزاسیون 50، 100 و 2000 پخت بهینه به ترتیب 1.536، 7.690، 55.683 بوده است. همچنین ضریب بسپارش در پخت بهینه 12.53 محاسبه گردید. نتایج این تحقیق حاکی از آن است که تولید خمیرکاغذ از چوب توس با استفاده از فرآیند پاک گاماوالرولاکتون موفقیت-آمیز میباشد و طبق نتایج افزایش زمان پخت نسبت به افزایش دما تاثیر بهتری در خمیرکاغذ حاصله داشته است.

در این تحقیق، خمیر کاغذ رنگبری شده باگاس کارخانه صنایع کاغذ پارس برای استخراج همی‌سلولز و تولید خمیر حل‌شونده، در معرض تیمار زایلاناز و استخراج قلیایی سرد به صورت مجزا و تلفیقی قرار گرفت. اثر مثبت آنزیم بر حذف همی‌سلولزها مشاهده و با افزایش دوز آنزیم زایلاناز( 01/0 تا 05/0 گرم بر گرم خمیرکاغذ)، خروج همی‌سلولزها از خمیرکاغذ افزایش یافت اما همچنان مقادیر زیادی از همی‌سلولزها در خمیرکاغذ بعد از تیمار آنزیمی باقی می‌مانند. شاخص پلی‌دیسپرسیتی (PDI) با اعمال تیمار زایلاناز افزایش (21/8-45/8 ) یافته که منجر به دامنه توزیع وزن مولکولی گسترده‌تری می‌شود. میزان سلولز با وزن مولکولی زیاد (2000DP>) با اعمال تیمار زایلاناز افزایش یافته و بیشترین میزان در سطح 05/0 گرم آنزیم مشاهده گردید. تیمار استخراج قلیایی سرد در مقایسه با تیمار زایلاناز، منجر به خروج بسیار قابل ملاحظه همی‌سلولزها از خمیرکاغذ می‌شود. از سوی دیگر تیمار استخراج قلیایی سرد موجب افزایش درجه روشنی و گرانروی خمیرکاغذها (بترتیب به میزان 04/82 و 454 میلی‌لیتر/گرم ) می‌گردد. همچنین با این تیمار، دامنه توزیع وزن مولکولی محدودتری می‌تواند حاصل شود که پتانسیل زیادی برای تولید هدفمند سلولز ایجاد می‌کند. در کل نتایج این تحقیق حاکی از موفقیت تبدیل خمیرکاغذ به خمیر حل‌شونده با یک مرحله تیمار قلیایی سرد می‌باشد.

در این پروژه برای سنتز و تولید نیتروسلولز با حساسیت پائین از روش استیلاسیون استفاده گردید. ابتدا نیاز به نیتروسلولزهایی با درصد ازت‌های مختلف 50/9، 50/11، 40/12 و 80/12 بود. با استفاده از متغیرهای تأثیر گذار در مقدار ازت از قبیل درصد اسید مخلوط(به علت حجیم بودن در متن اشاره شده است)، زمان نیتراسیون 35، 45، 55 و60، نسبت اسید به آلفا سلولز 60 و 75 نیتروسلولزهای مورد نظر تولید شد. سپس با استفاده از شرایط ثابت مختلف واکنش استیلاسیون از قیبل مقدار اسید استیک، انیدرید استیک و شرایط متغیر از قبیل استفاده یا عدم استفاده از تولوئن (رقیق کننده بی اثر) و درصد کاتالیزور پرکلریک اسید 03/0 و 04/0 درصد سلولز نیترات- استات (CNA) تولید شد. نتایج نشان داد که در اثر عدم استفاده از حلال بی اثر بجای محصول فیبری شکل محصولی ژله مانند تشکیل شد که غیر قابل خشک کردن بود. همچنین با درصد کاتالیزور 03/0 می‌توان به الیاف سفید رنگ سلولز نیترات- استات دست یافت و در اثر افزایش مقدار کاتالیزور محصول سیاه رنگ بدست می‌آید. همچنین منحنی‌های IR نشان داد که وقتی نیتروسلولز به سلولز نیترات – استات تبدیل می‌شود با استفاده از واکنش استیلاسیون، گروه‌های استیل جایگزین گروه‌های هیدروکسیل آزاد اشغال نشده نیتروسلولز می‌شوند. با مشاهده نتایج حاصل از IR برای نمونه‌های مختلف، مشخص شد که با تبدیل نیتروسلولز به CNA ، پیک باقی‌مانده گروه هیدروکسیل (OH)، با افزایش درصد ازت کاهش می‌یابد. به گونه‌ای که در نیتروسلولزهای با درصد ازت بالاتر از 12.80% کاملا حذف می شود. بدین ترتیب طیف IR می تواند ملاک مناسبی برای اطمینان از استیلاسیون باشد.همچنین نتایج نشان داد که با استیلاسیون نیتروسلولز حلالیت، مقاومت حرارتی، پایداری محصول افزایش یافته و سرعت سوزش و کالری آن کاهش می‌یابد.

تبدیل پسماندهای کشاورزی به محصولات ارزشمند یکی از روش‌های کاهش آلودگی ناشی از سوزاندن آنهاست. یکی از این محصولات نوین و ارزشمند آئروژل‌های لیگنوسلولزی هستند که به‌دلیل تخلخل و سطح ویژة زیاد می‌توانند به‌عنوان جاذب انواع آلودگی‌ها مانند رنگ‌ها استفاده شوند. در این تحقیق، آئروژل لیگنوسلولزی حاصل از کلش برنج برای جذب رنگ اسید اورانژ (AO7) از آب استفاده شد و اثر پارامترهای مختلف بر کارایی جذب بررسی شد. نتایج نشان داد که با کاهش pH و دما کارایی جذب کاهش می‌یابد. مدت زمان رسیدن به تعادل جذب در غلظت‌های مختلف حداکثر 120 دقیقه تعیین شد. ایزوترم جذب از معادله لانگمویر تبعت خوبی داشت و میزان حداکثر جذب 1/52 میلی‌گرم بر گرم آئروژل محاسبه شد که حدودا دو برابر ظرفیت جذب کلش برنج خام است. بررسی سینتیک جذب نشان داد که فرایند جذب از سینتیک شبه مرتبه دوم تبعیت می‌کند. با توجه به تبعیت ایزوترم جذب از معادله لانگمویر و سینتیک جذب از سینتیک شبه مرتبه دوم، مکانیسم غالب جذب شیمیایی است که تحت تاثیر گروه‌های عاملی موجود در رنگ و سطح جاذب است.

با توجه به اهمیت پرکننده رزین اوره فرمالدهید در صنعت تخته‌لایه و با هدف جایگزینی یک پرکننده مناسب برای این نوع چسب با آرد گندم (پرکننده متداول)، لیگنین حاصل از سه مایع پخت سیاه فرآیندهای سولفیت قلیایی-آنتراکینون، سودا-آنتراکینون و کرافت به عنوان فیلر-اکستندر رزین اوره فرمالدهید در ساخت تخته‌لایه مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور از هر یک از انواع لیگنین‌ها، در چهار سطح 0، 10، 20 و 30 درصد بر اساس وزن خشک رزین استفاده شد. سپس خواص فیزیکی و مکانیکی نمونه‌های آزمونی شامل واکشیدگی ضخامت بعد از 2 و 24 ساعت غوطه‌وری در آب، مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته موازی و عمود بر الیاف لایه سطحی و مقاومت برشی اندازه‌گیری شد. نتایج حاصل از این بررسی نشان دادند که به ترتیب با افزایش مصرف لیگنین سولفیت قلیایی-آنتراکینون و لیگنین کرافت، مقاومت خمشی و مدول الاستیسیته موازی با الیاف لایه سطحی افزایش یافت. همچنین مقاومت برشی در سطح اتصال نمونه‌ها در صورت استفاده از هر سه نوع لیگنین نیز افزایش نشان داد. از سوی دیگر استفاده از این سه نوع لیگنین، باعث بهبود پایداری ابعادی تخته‌ها شد. نتایج حاکی از برتری لیگنین حاصل از فرآیند سولفیت قلیائی- آنتراکینون در مقایسه با سایر لیگنین‌ها در بهبود ویژگی‌های مکانیکی تخته لایه می باشد.

هدف از این تحقیق استفاده از روش میکروکپسوله‌کردن یا ریزپوشانی برای حفظ ترکیبات فرار اسانس‌ آویشن و افزایش اثربخشی خصوصیات ضدقارچی آن با مکانیسم رهاسازی کنترل شده طی زمان بود. برای این منظور، در ابتدا با استفاده از دستگاه کلونجر اسانس آویشن تهیه و سپس با استفاده از روش تبخیر حلال و تشکیل امولسیون روغن در آب، کپسول‌های هسته- پوسته تشکیل شدند که دارای هسته روغنی و پوسته پلیمری از جنس پلی متیل متاکریلات بودند. بازدهی میزان کپسوله‌شدن مواد با روش طیف‌سنجی مرئی- فرابنفش اندازه‌گیری شد و میزان بازدهی کپسول‌ها 68 درصد تعیین شد. همچنین اندازه و شکل کپسول‌های تولید شده با کمک میکروسکوپ نوری و مرفولوژی آن‌ها توسطمیکروسکوپ الکترونی روبشی بررسی شد. نتایج سینتیک رهایش ترکیبات فرار آویشن در حالت معمولی و کپسوله‌شده نشان داد که در مدت زمانی که همه ترکیبات اسانس آویشن تبخیر می‌شوند، تنها 6 درصد آویشن کپسوله شده تبخیر شده و وارد محیط می‌شود. همچنین برای بررسی میزان اثربخشی اسانس آویشن در دو حالت معمولی و کپسوله‌شده قبل و پس از آبشویی، از کپک آسپرژیلوس نایجر با روش آزمون کاغذ صافی استفاده شد. نتایج نشان داد تفاوت چندانی بین خصوصیات مانع‌شوندگی اسانس آویشن در حالت معمولی با نمونه شاهد وجود ندارد و سرعت تبخیر بالای ترکیبات موثره آویشن از اثربخشی آن می‌کاهد. در مقابل، نقش بارز میکروکپسوله‌کردن پس از آبشویی مشخص شد وکارائی بالای اسانس آویشن کپسوله‌شده در برابر رویش کپک حاکی از قابلیت بالای این روش در حفظ ترکیبات ضدمیکروبی اسانس آویشن بود.

در این تحقیق از کلش برنج که جزء مواد لیگنوسلولزی فراوان و ارزان‌ قیمت در کشور است برای جذب رنگ‌های اسیدی و واکنشی از آب استفاده ‌شد و کارایی جذب آن مورد بررسی قرار گرفت. کلش برنج به‌عنوان ماده اولیه از مزارع برنج شمال تهیه ‌شد و بعد از خردکردن و استخراج مواد استخراجی مورد استفاده قرار گرفت. رنگ‌های مورد استفاده شامل اسید اورانژ 7 (AO7) و ریموزول بلکB (RBB) از شرکت الوان ثابت همدان تهیه‌ شد. در این تحقیق اثر pHپساب، دما، مقدار جاذب، غلظت رنگ و زمان برای تعیین شرایط بهینه جذب بررسی شد و مدل‌های جذب ایزوترم برای هر دو رنگ مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از جذب رنگ توسط کلش برنج نشان داد که میزان جذب به مقدار زیادی بهpH محلول بستگی دارد و در pH های اسیدی کارایی حذف رنگ ساقه برنج در حد بالایی قرار دارد و با افزایش pH از 2تا 12میزان حذف رنگ تا 50% کاهش می‌یابد. همچنین میزان جذب رنگ در زمان‌های اولیه تیمار بسیار سریع است و حدود بیش از 95% جذب رنگ در 5 دقیقه اول رخ می‌دهد. میزان حداکثر جذب رنگ AO7 توسط کلش برنج برابر 3/27 میلی‌گرم بر گرم و برای رنگ RBB برابر 5/16 میلی‌گرم بر گرم تعیین شد و پیروی ایزوترم جذب هر دو رنگ از مدل لانگمویر مشاهده گردید. با توجه به نتایج، می‌توان گفت که کلش برنج به دلیل ارزان‌قیمت بودن و فراوانی گزینه مناسبی برای حذف آلاینده‌های رنگی از پساب‌های صنعتی و شهری می‌باشد.

زیست‌تخریب‌پذیری و فعالیت ضد میکروبی مواد بسته‌بندی مواد غذایی از مهم‌ترین پارامتر‌های صنایع مدرن بسته‌بندی مواد غذایی به شمار می‌آیند. برای توسعه و ارتقاء فیلم‌های پلی لاکتیک اسید به کامپوزیت‌های ضد باکتریایی، غلظت‌های مختلف اسانس آویشن شیرازی و یا عصاره اتانولی بره‌موم به کمک روش قالب‌ریزی به پلی‌مر اضافه گردید. فعالیت ضد‌میکروبی کامپوزیت‌های حاصل با کمک روش انتشار دیسک علیه چهار پاتوژن رایج غذازاد مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که فیلم‌های طراحی شده به طور موثر علیه همه باکتری‌های مورد آزمایش عمل کردند و کامپوزیت‌های حاوی اسانس آویشن شیرازی ظرفیت مناسبی برای محدود کردن رشد باکتری‌های بیماری‌زای مواد غذایی از خود به نمایش گذاشتند. همچنین اضافه شدن عصاره بره‌موم به فیلم‌های حاوی اسانس آویشن ویژگی‌های ضد ‌باکتریایی فیلم‌ها را کمتر از انتظار افزایش داد که احتمالا طبیعت آبگریزی با آبدوستی اجزاء تشکیل‌دهنده فیلم‌های فعال تولید شده نقش مهمی در بروز این نتایج داشته است. بر اساس نتایج این مطالعه و سایر مطالعات مشابه، پلی‌مر زیست‌تخریب‌پذیر پلی لاکتیک اسید می‌تواند به عنوان یک پلی‌مر پایه مطلوب برای طراحی و توسعه فیلم‌های ضد میکروبی نوین مخصوصا در ترکیب با اسانس‌های ضدمیکروبی گیاهی مطرح باشد.