Projekti / Programi
Vplivi razgradnje lignina na materiale na papirni osnovi v skrajnih pogojih
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 4.01.00 |
Biotehnika |
Gozdarstvo, lesarstvo in papirništvo |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| 2.05 |
Tehniške in tehnološke vede |
Materiali |
Ligninski papir; Razgradnja; Kompostiranje; Arhivski papir; Spektroskopija; Kromatografija
Podatki za zadnjih 5 let (citati za zadnjih 10 let) na dan
25. april 2024;
A3 za obdobje
2018-2022
Podatki za razpise ARIS (
04.04.2019 - Programski razpis,
arhiv
)
| Baza |
Povezani zapisi |
Citati |
Čisti citati |
Povprečje čistih citatov |
| WoS |
539 |
12.724 |
11.478 |
21,29 |
| Scopus |
561 |
14.067 |
12.751 |
22,73 |
Raziskovalci (15)
Organizacije (3)
Povzetek
Projekt se osredotoča na učinek razgradnje lignina na papir v dveh sklopih "ekstremnih" pogojev: (i) med kompostiranjem in (ii) med dolgotrajno razgradnjo okolja v arhivskih razmerah. Posebej zanimivo je, kako lignin vpliva na razgradnjo drugih sestavin papirja, kot je celuloza. Medtem ko je lignin obilen biopolimer, saj predstavlja >20% biosfere, je trenutno v celulozni industriji nezanimiv stranski proizvod, saj ga 98% izgorevamo za energijo. A vendar, v preteklosti je bil papir z visoko vsebnostjo lignina pogost, tako da se stalno preizkušajo nove aplikacije za lignin pri proizvodnji materialov za pakiranje. Zgodovinsko visoke koncentracije lignina v papirju (35-40%) so sovpadale s kislim galunskim klejenjem, ki je glavni vir kislosti in vodi do hitre kislinsko katalizirane hidrolize celuloze. Glede na to, da je ogroženih 70-80% arhivskega papirja, je nujno, da pojasnimo prispevek lignina k temu procesu. Nedavne raziskave so pokazale, da bi kislost, ki nastane med razgradnjo lignina, lahko prispevala k razgradnji celuloze, kar bo obravnaval ta projekt. Obravnavani bosta še dve neznanki: (i) ali je lignin v zgodovinskem papirju pomemben vir ocetne in mravljične kisline v skladiščih; in (ii) ali nedavno razvite škodne funkcije za zgodovinski papirj (te opisujejo stopnjo izgube stopnje polimerizacije celuloze v odvisnosti od kislosti, temperature in relativne vlažnosti) veljajo tudi za papir, ki vsebuje velike količine lignina. Vzporedno bomo razjasnili učinek lignina na razgradnjo celuloze v embalažnih izdelkih, ki so sestavljeni iz papirja z ligninsko bogatimi premazi. Tem se v zadnjem času posveča velika pozornost, a je njihova trajnost povezana z vplivi njihovega odstranjevanja na okolje, pri čemer ima razgradnja s kompostiranjem ključno vlogo. Vključevanje lignina v prevleke za papirnato embalažo je pomembno z vidika antioksidativnih, protimikrobnih in UV-blokirnih lastnosti, pomembnih za razvoj aktivne embalaže živil. Dokazano je tudi, da imajo papirne prevleke na osnovi lignina številne pregradne lastnosti, pa tudi odpornost na maščobe. Ker odpadna embalaža za živila predstavlja 60% celotne embalaže in gre več kot 1/3 v gospodinjske smeti, konča na odlagališčih ali v oceanih, je nujno, da so obloge, bogate z ligninom, optimizirane glede na njihovo kompostabilnost. Projekt ima zato naslednje cilje: (i) Razviti analitsko metodologijo za kvantitativno spremljanje kopičenja produktov razgradnje snovi na osnovi lignina v medijih za kompostiranje in pri sobnih pogojih. (ii) Razviti jasno kvantitativno razumevanje vpliva razgradnje lignina na razgradnjo celuloze v premazih, bogatih z ligninom, med kompostiranjem. (iii) zagotoviti kvantitativni vpogled v vpliv razgradnje lignina na arhivski, galunsko klejeni papir, in njegov vpliv na razgradnjo celuloze. Za analizo razgradnih procesov bomo uporabili različne tehnike, tako med kompostiranjem kot med dolgotrajno razgradnjo pri sobni temperaturi. Procese biološke razgradnje bomo spremljali s standardnimi tehnikami, medtem ko bomo razgradnjo lignina in celuloze spremljali s spektroskopskimi tehnikami, kot sta Raman in IR oslikovanje, in kromatografskimi metodami za razumevanje kopičenja razgradnih produktov, pa tudi velikostne izločitvene kromatografije, da bi ocenili stopnjo razgradnje celuloze. Iste kemijske tehnike bodo uporabljene tudi za vzorce zgodovinskega papirja, modelirali pa bomo tudi prispevek lignina k razgradnji celuloze. Projekt je sodelovanje med vodilnimi raziskovalnimi skupinami za celulozo in papir na Univerzi v Ljubljani, Inštitutu za celulozo in papir in Zavodu za varstvo kulturne dediščine Slovenije.
