Trên thế giới cũng đã có rất nhiều công trình nghiên cứu tổng hợp lignosulfon t từ a lignin thu hồi của quá trình sản xuất bột giấy hay từ lignin tự nhiên (tách hết các thành phần khác trong gỗ).
Năm 1985, Peter Dilling thực hiện phản ứng sulfometyl hóa và liên kết chéo các lignin. Theo phƣơng pháp của ông, lignin đƣợc phản ứng với Na2SO3 theo tỷ lệ Na2SO3 : lignin = 0,8 : 1 và tỷ lệ formaldehyt : lignin = 0,12 : 1, tại điều kiện phản ứng tại nhiệt độ 140°C trong 2 giờ. Sau đó, tiếp tục bổ sung formaldehyt theo tỷ lệ formaldehyt : lignin = 0,6 : 1 (mol/mol) và tiếp tục thực hiện phản ứng trong 5 giờ tại 100°C, pH = 7. Sau phản ứng, mật độ điện tích âm tăng từ 0 tới 1,6 meq/g, trọng lƣợng phân tử tăng lên từ khoảng 22,700 tới 53,400 g/mol và hàm lƣợng nhóm sulfat tăng từ 0,03 tới 1,48 g/mol [21].
Peter Dilling đã tiếp tục ổng hợp lignosulfonat bằng cách cho lignin tác dụng với t axít sulfuric đặc hoặc với ol um trong điều kiện nhiệt độ thấp hơn 40°C. Phát minh của e ông đã đƣợc cấp bằng sáng chế tại Mỹ năm 1991.
M t nghiên cộ ứu khác đã tiến hành phƣơng pháp này d a trên s phân c t oxy hóa ự ự ắ c a enzym. M c dù các quá trình sinh h c là ch n lủ ặ ọ ọ ọc, nhƣng chi phí và thời gian c n thiầ ết để th c hi n nh ng quá trình này gây ph c t p cho vi c ng d ng s n ph m trong công ự ệ ữ ứ ạ ệ ứ ụ ả ẩ nghi p. Ho t tính cệ ạ ủa lignin cũng đƣợc tăng cƣờng b ng quá trình kh lignin [43]. ằ ử
Ở Việt Nam, cho đến nay trong nhiều ngành công nghiệp đã sử dụng rất nhiều sản phẩm lignosulfonat, nhƣng vẫn phải nhập sản phẩm này từ nƣớc ngoài, chủ yếu là từ Nhật Bản, Trung Quốc. Trong khi đó, khi nghiên cứu xử lý dịch đen của ngành công nghiệp Giấy hầu nhƣ chỉ mới dừng lại cô đặc dịch đen để làm phụ gia cho bê tông, xử lý để làm giảm mức độ ô nhiễm của dịch đen, hoặc thu hồi lignin từ dịch đen, chứ chƣa có một giải pháp hay hƣớng nghiên cứu thích hợp để tận dụng nguồn lignin thải từ dịch đen dùng làm nguyên liệu sản xuất lignosulfonat, một sản phẩm có nhiều ứng dụng trong công nghiệp.
Các nghiên cứu trong nƣớc chuyên sâu về quá trình tổng hợp lignosulfonat vẫn còn rất ít, hầu nhƣ mới chỉ có công trình đã công bố của nhóm tác giả Phan Huy Hoàng, Doãn Thái Hòa [7]. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện nhiều khảo sát chi tiết về quá trình tổng hợp lignosulfonat từ dịch đen nhà máy sản xuất bột giấy. Nghiên cứu đã tách lignin từ dịch đen nhà máy sản xuất bột giấy và thực hiện tổng hợp lignosulfonat từ lignin đã tách bằng tác nhân natri hidrosulphit (NaHSO3) trong môi trƣờng pH từ 2 – 5. Các tác giả đã đề xuất các điều kiện thích hợp để tổng hợp lignosulfonat từ lignin thu hồi của nhà máy nấu bột giấy theo phƣơng pháp kiềm nhƣ sau: nồng độ NaHSO3là 250 g/l; nhiệt độ quá trình 135°C; thời gian phản ứng 10 giờ. Từ kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả, nhận thấy rằng, để
21
tổng hợp thành công sản phẩm lignosulfonat từ lignin trong dịch đen nhà máy giấy, thời gian cần thiết cho phản ứng khá dài, nhiệt độ tổng hợp cao, do vậy việc mở rộng sản xuất tới quy mô công nghiệp sẽ rất khó khăn.
Do đó, tác giả đã chọn đề tài “Mô hình hóa quá trình tổng hợp lignosufonat từ dịch đen nấu bột giấy sulfat làm phụ gia xây dựng” với mục đích mở rộng hơn các hƣớng nghiên cứu phản ứng tổng hợp lignosulfonat từ lignin thu hồi mong muốn rằng sẽ tổng hợp
đƣợc sản phẩm lignosulfonat, một sản phẩm có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệ từ nguồn nguyên liệu sẵn có là lignin từ dịch đen thải, đồng thời xây dựng mô hình p toán học để có thể chuyển quá trình tổng hợp từ quy mô phòng thí nghiệm sang quy mô công nghiệp. Ngoài ra còn góp phần làm giảm hàm lƣợng COD, BOD trong dịch đen của nhà máy sản xuất bột giấy, giảm thiểu ô nhiễm môi trƣờng.