Study on hydrotropic STEX extracted lignin as a hydrophobic coating material for food packaging
(2024) KETM05 20242Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
- Abstract
- Lignin is a by-product from the paper industry and has shown good liquid barrier properties according to previous studies. The objective of this work was therefore to study the liquid barrier properties of hydrotropic extracted lignin through steam explosion (STEX), obtained from spruce. The lignin was dissolved in three different solvents (concentrations: acetone 65 %v/v, ethanol (EtOH) 80%v/v and acetic acid (AcOH) 70%v/v), and then spray coated onto bleached kraft paper. The lignin solution was however very low in concentration since lignin was sparingly soluble in the chosen solvents.
Afterwards Cobb and contact angle (CA) measurements were done to determine the liquid barrier properties of the lignin-coating. When compared to the... (More) - Lignin is a by-product from the paper industry and has shown good liquid barrier properties according to previous studies. The objective of this work was therefore to study the liquid barrier properties of hydrotropic extracted lignin through steam explosion (STEX), obtained from spruce. The lignin was dissolved in three different solvents (concentrations: acetone 65 %v/v, ethanol (EtOH) 80%v/v and acetic acid (AcOH) 70%v/v), and then spray coated onto bleached kraft paper. The lignin solution was however very low in concentration since lignin was sparingly soluble in the chosen solvents.
Afterwards Cobb and contact angle (CA) measurements were done to determine the liquid barrier properties of the lignin-coating. When compared to the reference sample no improvements regarding liquid barrier properties were obtained. On the contrary the barrier properties of the paper decreased for lignin coated samples regardless of the solvent used. The same goes for the CA measurements.
Through this one could conclude that EtOH is a good candidate as a solvent for coating purposes if lignin concentrations can be increased. (Less) - Popular Abstract (Swedish)
- I dag är det lätt att få tag på information via exempelvis internet. Befolkningen besitter allt större kunskap vad gäller den globala uppvärmningen och vad som orsakar detta samtidigt som strävan efter att förebygga detta är stort. Lagar regleras utifrån ett mer miljövänligt perspektiv där fokus ligger på att ersätta material och industriella processer med hög klimatpåverkan. Plast har länge varit ett omtalat material då den är svår att ersätta på grund av dess unika egenskaper i att lätt kunna formas och hanteras av människan. Plast har många användningsområden. Dock är detta material svår nedbrytbart i naturen, samtidigt som dess produktion påverkar klimatet negativt på grund av utsläpp av växthusgaser. De flesta plaster idag tillverkas... (More)
- I dag är det lätt att få tag på information via exempelvis internet. Befolkningen besitter allt större kunskap vad gäller den globala uppvärmningen och vad som orsakar detta samtidigt som strävan efter att förebygga detta är stort. Lagar regleras utifrån ett mer miljövänligt perspektiv där fokus ligger på att ersätta material och industriella processer med hög klimatpåverkan. Plast har länge varit ett omtalat material då den är svår att ersätta på grund av dess unika egenskaper i att lätt kunna formas och hanteras av människan. Plast har många användningsområden. Dock är detta material svår nedbrytbart i naturen, samtidigt som dess produktion påverkar klimatet negativt på grund av utsläpp av växthusgaser. De flesta plaster idag tillverkas av råolja, kol och naturgas vars klimatpåverkan är hög. Man vill därför hitta en ersättning till detta.
Biobaserade plaster som är helt eller delvis tillverkade av förnyelsebara råvaror från naturen, är ett alternativ till dagens plast. Lignin har länge varit en omtalad biopolymer vars hydrofoba egenskaper skulle kunna nyttjas som en möjlig vätskebarriär. Lignin är en komplex molekyl, amorf och förgrenad. Ligninet är efter cellulosan den mest förekommande polymeren i naturen. Växter består upp till 30 - 35% av lignin, som ingår i växternas cellvägg där det ger stadga. Utnyttjande graden av lignin är dessvärre låg och mycket går till spillo då det förbränns i samband med vedbränning. Det är därför önskvärt att nyttja denna spillprodukt i nya applikationer.
I ett tidigare examensarbete av Anna Wagne, har lignins potentiella egenskaper som vätskebarriär bekräftats. Syftet med detta examensarbete är att fortsätta undersöka ligninets hydrofoba egenskaper som möjlig vätskebarriär och hur detta kan användas i olika områden. För detta har en litteraturstudie gjorts som inledning och förklaring till det problem som vill lösas, samt metodbeskrivning, diskussion och sammanfattning av utförda experiment och moment. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
http://lup.lub.lu.se/student-papers/record/9199529
- author
- Avcil, Aylin LU
- supervisor
- organization
- course
- KETM05 20242
- year
- 2024
- type
- H2 - Master's Degree (Two Years)
- subject
- keywords
- Lignin, Hydrophobic, Liquid, Barrier, Cobb, Contact Angle, NMR, Chemical engineering
- language
- English
- id
- 9199529
- date added to LUP
- 2025-06-18 14:18:49
- date last changed
- 2025-06-18 14:18:49
@misc{9199529,
abstract = {{Lignin is a by-product from the paper industry and has shown good liquid barrier properties according to previous studies. The objective of this work was therefore to study the liquid barrier properties of hydrotropic extracted lignin through steam explosion (STEX), obtained from spruce. The lignin was dissolved in three different solvents (concentrations: acetone 65 %v/v, ethanol (EtOH) 80%v/v and acetic acid (AcOH) 70%v/v), and then spray coated onto bleached kraft paper. The lignin solution was however very low in concentration since lignin was sparingly soluble in the chosen solvents.
Afterwards Cobb and contact angle (CA) measurements were done to determine the liquid barrier properties of the lignin-coating. When compared to the reference sample no improvements regarding liquid barrier properties were obtained. On the contrary the barrier properties of the paper decreased for lignin coated samples regardless of the solvent used. The same goes for the CA measurements.
Through this one could conclude that EtOH is a good candidate as a solvent for coating purposes if lignin concentrations can be increased.}},
author = {{Avcil, Aylin}},
language = {{eng}},
note = {{Student Paper}},
title = {{Study on hydrotropic STEX extracted lignin as a hydrophobic coating material for food packaging}},
year = {{2024}},
}