بهينه سازي فرآيند ليگنين زدايي الياف خرما به روش پاسخ سطح و تابع مطلوب

بهينه سازي فرآيند ليگنين زدايي الياف خرما به روش پاسخ سطح و تابع مطلوب

استفاده از الياف گياهي براي تقويت محصولات بيوكامپوزيتي اخيراً مورد توجه محققين قرار گرفته است. ليگنين موجود در اين الياف باعث كاهش خصوصيات مكانيكي بيوكامپوزيت ها شده و لازم است الياف تحت تيمار شيميايي قرار گرفته تا ليگنين آن ها كاهش يابد. در اين پژوهش با استفاده از روش پاسخ سطح (RSM) و تابع مطلوب به بهينه سازي متغيرهاي موثر در فرآيند كاهش ليگنين الياف خرما پرداخته شد تا اليافي با حداقل ليگنين و حداكثر استحكام كششي بدست آيد. متغيرهاي مستقل در نظر گرفته شده در اين پژوهش عبارت بودند از: 1) درصد وزني آب اكسيژنه، 2) در صد وزني هيدرواكسيد سديم، 3) دماي محلول قليايي و 4) مدت قرار دادن الياف در محلول. آزمايش ها براساس طرح مركب مركزي چرخشي انجام و از دو چند جمله اي درجه دوم براي بيان تابع وابستگي بين متغيرهاي مستقل و متغيرهاي وابسته (ليگنين و استحكام كششي) استفاده شد. مقادير پيش بيني شده توسط دو مدل بدست آمده با نتايج آزمايشگاهي مطابقت خيلي بالايي داشتند (98/0 = R2). مقادير بهينه متغيرهاي مستقل كه با استفاده از روش تابع مطلوب بدست آمدند عبارت بودند از: آب اكسيژنه (wt) 5/4% ، هيدروكسيدسديم (wt) 7/5% ، دما C°9/41 و مدت آزمايش 8/16 ساعت. آزمايش هاي انجام شده با مقادير بهينه شده ميانگين ليگنين و استحكام كششي الياف را به ترتيب 23/10% و MPa 08/220 نشان دادند

During the past decade, the use of plant fibers for reinforcing biocomposite material has attracted many researchers. The lignin content of the fibers reduces the mechanical properties of the resulting biocomposites, thus the lignin content is reduced by chemical treatments. In this research, the effective factors in the process of lignin reduction, including hydrogen peroxide and sodium hydroxide content, and temperature of the medium and the retention time, were optimized to prepare fiber with lowest amount of lignin and with highest tensile strength. The experiments were performed based on "central composite rotatable design" using four independent factors, each at five levels. A second degree polynomial was used to define a function relating the dependent and independent variables. The experimental data and the predicted data by the models were highly correlated (R2 < 0.98). The optimization results indicated that the optimized level for hydrogen peroxide and sodium hydroxide were 4.5% and 5.7% ،wt. The optimum medium temperature and retention time were 41.9?C and 16.8 h, respectively. At the optimized values of the independent variables, the lignin content and the tensile strength of the fibers were 10.23% ww and 220.08 MPa, respectively.