research centers


Search results: Found 4

Listing 1 - 4 of 4
Sort by

Article
Studying the Improvement of the Solubility of Cellulosic Fibers
دراسة تحسين ذوبانية الالياف السليلوزية

Author: Asem Hassan Mohammed عاصم حسن محمد حسن
Journal: Journal of Engineering مجلة الهندسة ISSN: 17264073 25203339 Year: 2016 Volume: 22 Issue: 7 Pages: 21-37
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

This study focuses for improving the increase the solubility of fiber cellulose in sodium hydroxide solution in concentrations ranging from (4- 12%), from one point of view and from other point of view in (sodium hydroxide and urea) solution concentration (6% NaOH + 4% urea), under low temperature (- 15, - 20 Co) , depending on the principle of reducing the degree of polymerization for fiber cellulose, which is represented in our tests cotton linter who its represent (Whatman filter paper, Grade 1), some samples subjected to chemical pretreatment as simulation the method of decomposition of cellulosic materials by white or brown fungi that grow on trees, this method involves the use of chemical materials, including hydrogen peroxide (H2O2) , oxalic acid C2H2O4 and ferrous sulfate FeSO4 to be reaction known ( Fenton reaction or Fenton's reagent) which produce free radicals helps the decomposition of cellulose fibers. The results were as follows: The solubility of cellulose fiber in sodium hydroxide solution was up to 42% cellulose and the best sodium hydroxide concentration is 8% for treated simples in Fenton solution and for untreated simples were the best solubility of cellulose fiber up to 28% and the best temperature is -20 Co for both. For the solubility of cellulose fibers in sodium hydroxide and urea solution (6% NaOH + 4% urea) was more than 60% of treated cellulose in Fenton reaction , while for untreated cellulose was the best solubility ratio up to 35% and it was the best temperature - 15 Co

في هذه الدراسة تركز عملنا على تحسين زيادة ذوبانية الياف السليلوز في محلول هيدروكسيد الصوديوم بتراكيز تتراوح بين ( 4- 12 % ) هذا من ناحية ومن ناحية اخرى في محلول هيدروكسيد الصوديوم واليوريا بتركيز ( 6% NaOH + 4% يوريا ) تحت درحات حرارة منخفضة ( -15 , - 20 ) درجة مؤية . معتمدين بالدرجة الاساس في هذا البحث على مبدأ تقليل درجة البلمرة (Degree of polymerization) لزغب القطب ( Cotton Linter ) والذي يمثله في تجاربنا ورق الترشيح رقم -1- (Whatman filter paper, Grade 1 ) , بعض النماذج سوف نستخدم فيها معالجة اولية ( Pretreatment ) لزغب القطن بطريقة كيمياوية تحاكي طريقة تحلل المواد السليلوزية التي تستخدهما الفطريات التي تنمو على الاشجار , هذه الطريقة تتضمن استخدام مواد كيمياوية تشمل بيروكسيد الهيدروجين (H2O2 ) حامض الاوكسالك (C2H2O4) و كبريتات الحديدوزالثنائية ( FeSO4) ليكوّن لنا تفاعل يعرف بكاشف فينتون (Fenton's reagent ) ينتج من هذا التفاعل جذور حرة تساعد على تحلل الياف السليلوز. وكانت النتائج كما يلي : بالنسبة الى ذوبانية الياف السليلوز في محلول هيدروكسيد الصوديوم بتركيز هو 8% كانت افضل نسبة اذابة تصل 42% للسليلوز المعالج في كاشف فينتون اما بالنسبة للسليلوز الغير معالج فكانت افضل نسبة ذوبان تصل الى 28% و كانت افضل درجة حراراة لعملية اذابة الياف السليلوز المعالج والغير معالج هي بحدود - 20 درجة مؤية .أما بالنسبة الى ذوبانية الياف السليسلوز في محلول هيدروكسيد الصوديوم واليوريا (NaOH/urea ) والذي كان بتركيز( 6% NaOH + 4% يوريا ) فكانت نسبة الاذابة تصل اكثر من 60% للسليلوز المعالج في كاشف فينتون و للسليلوز الغير معالج فكانت افضل نسبة ذوبان تصل الى 35% وكانت افضل درجة حراراة لعملية الاذابة هي - 15 درجة مؤية .


Article
Conversion of Lignocellulosic Material Into Fermentable Sugars
تحويل المواد اللكنوسليلوزية الى سكريات قابلة للتخمر

Authors: Asem Hassan Mohammed عاصم حسن محمد --- Frank Behrendt فرانك بيرنت --- Frank- Jürgen Methner فرانك يوركن متنر
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2016 Volume: 12 Issue: 4 Pages: 141-153
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

Enzymatic hydrolysis process of lignocellulosic biomass materials is difficult because of inherent structural features of biomass, which represents barriers that prevent complete hydrolysis; therefore, pretreatment techniques are necessary to render biomass highly digestible in enzymatic hydrolysis process. In this research, (non?) oxidative short-term lime pretreatment of willow wood was used. A weight of 11.40 g of willow wood was mixed with an excess of calcium hydroxide (0.4 g Ca(OH)2/g raw biomass) and water loading (15 g/g raw biomass). Lime pretreatment was carried out for various periods of time including 1, 2, 3.5, 5 and 6 h, with temperatures at 100, 113, 130, 147 and 1600C, and oxygen pressures as oxidativeagent (6, 9, 13.5, 17.8, 21 bar absolute). The optimization of both pretreatment and enzymatic hydrolysis were depended on the maximum overall yields of glucan and xylan after two processes of lime pretreatment and enzymatic hydrolysis. The optimal conditions of pretreatment were as follow: 1) 1.33 h, 1470C, 17.8 bar absolute, 0.26 g Ca(OH)2/g raw biomass. 2) 1.25 h, 155 0C, 21 bar absolute, 0.26 Ca(OH)2/g raw biomass. Furthermore, the optimal values for low impact factors such as water loading was 15 g/g raw biomass and particle size was less than 3 mm. The optimal conditions of enzymatic hydrolysis were as follow: Cellulase enzymeloading was 0.1 g /g glucan in raw biomass, at substrate concentration of 50 g/L during 72 h of enzymatic hydrolysis The yield of enzymatic hydrolysis under these conditions were as follow: 96.00 g glucan/100 g of glucan in raw biomass, and 65.00 g xylan/100 g xylan in raw biomass.

ان عملية التحلل الانزيمي للمواد اللكنوسليلوزية هي عملية صعبة بسبب البنية الهيكلية للمواد اللكنوسليلوزية والتي تمنع من نفوذ الانزيمات الى داخل الكتلة الخشبية. في بحثنا هذا تم اختيار محلول هيدروكسيد الكالسيوم Ca(OH)2 والاوكسجين المضغوط بوصفه عامل مؤكسدة في عملية المعالجة الاولية وخلال مدة قصيرة من الزمن , وتم اختيار خشب الصفصاف انموذجا للمواد اللكنوسليلوزية او الكتلة حيوية . حيث تم مزج خشب الصفصاف (11.4 غم خشب خام ) مع فائض من هيدروكسيد الكالسيوم (0.4 غم Ca(OH)2/ غم كتلة الحيوية الخام) والماء الخالي من الاملاح (15 غم ماء / غم الكتلة الحيوية الخام). كانت مدة المعالجة الاولية متغيرة و لمدد مختلفة من الزمن (1، 2، 3.5، 5، 6) ساعة ، ولدرجات حرارة مختلفة ايضا"والتي كانت بحدود (100، 113، 130، 147، 1600م0) , والأوكسجين المضغوط الذي استخدم عاملا مؤكسدا بضغط (6، 9، 13.5،17.8، 21 ) بار (مطلق) . كانت الظروف المثلى لكل من المعالجة الاولية والتحلل الإنزيمي تعتمد على أقصى قدر من العائدات الإجمالية للكلوكان (Glucan ) والزيلان ( Xylan ) بعد عمليتي المعالجة الاولية والتحلل الانزيمي , حيث كانت الظروف المثلى للمعالجة الاولية على النحو التالي: (1) 1.33 ساعة ، 1470م0، 17.8 بار (المطلق)، 0.26 (هيدروكسيد الكالسيوم /غم كتلة حيوية خام). (2) 1.25 ساعة، 155 م0، 21 بار(المطلق)، 0.26 (هيدروكسيد الكالسيوم /غم كتلة حيوية خام)، كما أن الظروف المثلى للعوامل قليلة التأثير مثل كمية الماء المستخدمة كانت 15 (غم ماء / غم كتلة حيوية خام ) والحجم الحبيبي للخشب كان ما بين 2- 3 مم . وكانت الظروف المثلى لعملية التحلل الإنزيميي على وفق النحو الاتي: كمية انزيم السليليز (0.1 غم/ غم كلوكان في الكتلة الحيوية الخام)، تركيز الكتلة الحيوية 50 غم/ لتر وخلال 72 ساعة من التحلل الإنزيميي، بعدها كان العائدالاجماليلعملية التحلل الانزيمي للكتلة الحيوية المعالجة على النحو التالي: 96.00 غم جلوكان / 100 غم من جلوكان في الكتلة الحيوية الخام، و63.00 غم زيلان / 100 غم زيلان في الكتلة الحيوية الخام.


Article
Delignification of Date Palm Fronds using Modified Organosolv Technique
ازالة اللكنين من سعف نخيل التمربأستخدام طريقة المذيب العضوي المعدله

Authors: Alaa Kareem Mohammed علاء كريم محمد --- Asem Hassan Mohammed عاصم حسن محمد --- Yasmeen Salih Mahdi ياسمين صالح مهدي
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2017 Volume: 13 Issue: 3 Pages: 1-9
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, modified organic solvent (organosolv) method was applied to remove high lignin content in the date palm fronds (type Al-Zahdi) which was taken from the Iraqi gardens. In modified organosolv, lignocellulosic material is fractionated into its constituents (lignin, cellulose and hemicellulose). In this process, solvent (organic)-water is brought into contact with the lignocellulosic biomass at high temperature, using stainless steel reactor (digester). Therefor; most of hemicellulose will remove from the biomass, while the solid residue (mainly cellulose) can be used in various industrial fields. Three variables were studied in this process: temperature, ratio of ethanol to water and digestion time. Statistical experimental design type Central Composite Design (CCD) has been used to find a mathematical relationship between the variables and the remaining lignin percent as dependent variable. The results obtained in this study were represented by a polynomial mathematical equation of the second degree. The results showed that the best digestion time was (80 minutes), which gave the best percent remaining concentration of lignin (3%) at temperature of 185oC and ratio of ethanol: water equal to 50: 50 wt/wt. In order to reduce digesting time, the effect of using different catalysts have been studied such as (NaOH, H2SO4, Ca (OH) 2) at low concentration (0.025, 0.025, 0.05M) respectively. It was found that the best catalyst is sodium hydroxide at concentration (0.025) mol/L which gave the same percent of lignin 3% but with low digestion time about 30 min.

تم في هذه الدراسة تطبيق طريقة المذيب العضوي المعدلة ( Modified organosolv ) لازالة كمية اللكنين العالية الموجودة في سعف نخيل التمر المأخوذ من البساتين العراقية (نوع الزهدي) وذلك بتجزئة الكتلة الحيوية الى مكوناتها الثلاثة الرئيسة ( السيليلوز والهيمي سليلوز واللكنين ) بأستخدام هاضم ( Digester ) وخليط من الأيثانول والماء بنسب محددة عند درجات حرارية عالية لآزالة اللكنين وتحلل الهيميسلسلوز بينما البقايا الصلبة (السيليلوز) يتم أذابته في العمليات اللاحقة لآستخدامه في مجالات صناعية مختلفة. تم دراسة ثلاثة متغيرات في هذه العملية وهي : درجة الحرارة و نسبة الأيثانول الى الماء و الوقت. تم أستعمال طريقة Central composite design لايجاد علاقة رياضية تربط المتغيرات الثلاثة مع نسبة اللكنين المتبقية بالنموذج. النتائج العملية التي تم الحصول عليها بأستخدام هذه الطريقة والتي تم تمثيلها بمعادلة رياضية متعددة الحدود ( polynomial ) من الدرجة الثانية. من خلال النتائج التي تم الحصول عليها وجد أن افضل وقت للهضم هو (80 دقيقة ) والذي أعطى أفضل أزالة للكنين المتبقي بنسبة 3%عند افضل درجة حرارة 185 درجة مئوية ونسبة أيثانول : الماء تساوي 50: 50 نسبة وزنية. وبهدف تقليل الزمن اللازم لعملية الهضم تم دراسة تأثير استخدام عوامل مساعدة مختلفة مثل (NaOH , Ca(OH)2, H2SO4) بتراكيزقليلة (0.025,0.05,0.025.) مول لكل لتر على التوالي ، وقد وجد أن افضل عامل مساعد هو هيدروكسيد الصوديوم بتركيز( 0.025 ) مول لكل لتر حيث أعطى نسبة اللكنين المتبقي نفسها 3% ولكن بزمن أقل حوالي 30 دقيقة.


Article
Cellulose Fibers Dissolution in Alkaline Solution
أذابة ألياف السيليلوز في المحاليل القاعدية

Authors: Yasmeen Salih Mahdi ياسمين صالح مهدي --- Asem Hassan Mohammed عاصم حسن محمد --- Alaa Kareem Mohammed علاء كريم محمد
Journal: Al-Khwarizmi Engineering Journal مجلة الخوارزمي الهندسية ISSN: 18181171 23120789 Year: 2018 Volume: 14 Issue: 2 Pages: 107-115
Publisher: Baghdad University جامعة بغداد

Loading...
Loading...
Abstract

In this study, NaOH dissolution method was applied to dissolve cellulose fibers which extracted from date palm fronds (type Al-Zahdi) taken from Iraqi gardens. In this process, (NaOH)-solution is brought into contact with the cellulose fibers at low temperature. Experiments were conducted with different concentrations of NaOH (4%, 6%, 8% and12%) weight percent at two cooling bath temperatures (-15 oC) and (-20oC). Maximum cellulose dissolution was 23 wt% which obtained at 8 wt% concentration of NaOH and at cooling bath temperature of -20oC. In order to enhance the cellulose fibers dissolution, the sample was pretreated with Fenton's reagent which consists of hydrogen peroxide (H2O2), oxalic acid (C2H2O4) and ferrous sulfate (FeSO4). This reagent reacts with cellulose fibers and produces free radicals which increase cellulose dissolution. In this work three variables were studied: cooling bath temperature (-15oCand-20oC), NaOH concentration (4%, 6%, 8% and12%) and time of Fenton's reagent treatment (1-48) hrs. The results showed that the best percent of cellulose dissolution was (42 wt %) which occurred at treatment time (24 hours), temperature (-20oC) and NaOH concentration 8%. In another set of experiments urea was added to NaOH solution as a catalyst with proportion (6%NaOH+4% urea) at two temperatures -15 and -20 oC. The results show that the solubility of cellulose increase to 62% for the sample which treated with Fenton's reagent and to 35% for the untreated sample, both values were obtained at -15oC.

في هذه الدراسة، تم أستخدام محلول هيدروكسيد الصوديوم لأذابة الألياف السليلوزية المستخلصة من سعف النخيل (نوع الزهدي) المأخوذ من المزارع العراقية. في عملية الاذابة، يتم تفاعل محلول هيدروكسيد الصوديوم مع ألياف السليلوز في درجات حرارة منخفضة. أجريت التجربة مع تراكيز وزنية مختلفة من هيدروكسيد الصوديوم (4٪، 6٪، 8٪ و 12٪) في درجتين حرارية - 15 درجة مئوية و- 20 درجة مئوية. كان الحد الأقصى لذوبانية السليلوز هي 23 ٪ نسبة وزنية وقد تم الحصول عليها عند تركيز 8٪ من هيدروكسيد الصوديوم وفي درجة حرارة -20درجة مئوية. من أجل تعزيزذوبانية ألياف السليلوز ، تم معالجة النموذج مع كاشف فينتون الذي يتكون من بيروكسيد الهيدروجين (H2O2) وحامض الأوكساليك (C2H2O4) وكبريتات الحديد الثنائية (FeSO4). يتفاعل هذا الكاشف مع ألياف السليلوز لينتج الجذور الحرة التي تزيد من ذوبان السليلوز. في هذه الحالة تم دراسة ثلاثة متغيرات وهي درجة الحرارة عند (-15 و -20) درجة مئوية، تركيز هيدروكسيد الصوديوم (4٪، 6٪، 8٪ و 12٪) ووقت المعالجة بكاشف فينتون (1-48) ساعة. وأظهرت النتائج أن أفضل نسبة لذوبانية السليلوزهي (42٪) عند زمن معالجة (24 ساعة) ، درجة حرارة (-20درجة مئوية) وتركيز هيدروكسيد الصوديوم 8٪. في مجموعة أخرى من التجارب تمت إضافة اليوريا إلى محلول هيدروكسيد الصوديوم بوصفه محفزا بنسبة (6٪ هيدروكسيد الصوديوم + 4٪ اليوريا) عند درجتين حرارية هي (-15 و -20) درجة مئوية. أظهرت النتائج أن ذوبانية السليلوز تزداد إلى 62٪ للنموذج الذي تم معاملته مع كاشف فنتون و35٪ للنموذج غير المعالج، وكلتا القيمتين لذوبانية السيليلوز تم الحصول عليها عند درجة حرارة -15درجة مئوية.

Listing 1 - 4 of 4
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (4)


Language

Arabic and English (3)

Arabic (1)


Year
From To Submit

2018 (1)

2017 (1)

2016 (2)