การสลายลิกนินเพื่อได้วานิลลิน โดยกระบวนการไฮโดรเทอร์มัลบนตัวเร่งปฏิกิริยา Fe2O3/Al2O3 (Lignin Degradation to Vanillin by Hydrothermal Process Over Fe2O3/Al2O3 Catalyst)

Abstract

บทความนี้เป็นการศึกษาการสลายตัวของลิกนินเพื่อได้วานิลลินด้วยกระบวนการไฮโดร-เทอร์มัลบนตัวเร่งปฏิกิริยา Fe₂O₃/Al₂O₃ ที่เตรียมโดยวิธีเอิบชุ่ม ปฏิกิริยาได้ถูกทดสอบในเครื่องปฏิกรณ์แบบกะ โดยใช้สารละลายลิกนินที่มีความเข้มข้นเริ่มต้น 1,000 มิลลิกรัมต่อลิตร ภายใต้ความดันของอากาศเริ่มต้น 10 บาร์ และใช้อุณหภูมิในช่วง 100 – 200 องศาเซลเซียส พบว่าเมื่อใช้อุณหภูมิสูงขึ้นจะมีการสลายตัวของลิกนินเพิ่มขึ้น ซึ่งสอดคล้องกับปริมาณวานิลลินที่เพิ่มขึ้น ในช่วง 30 นาทีแรก และลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อใช้เวลาในการทำปฏิกิริยานานขึ้น ซึ่งอาจเกิดจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของวานิลลิน โดยตัวเร่งปฏิกิริยา Fe₂O₃/Al₂O₃มีศักยภาพในการนำมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการสลายตัวลิกนินเพื่อเกิดเป็นวานิลลิน โดยวานิลลินมีค่าความเข้มข้นสูงสุดเท่ากับ 19.8 มิลลิกรัมต่อลิตร ที่อุณหภูมิ 160 องศาเซลเซียส และเวลาในการทำปฏิกิริยา 30 นาที

The objective of this research was to evaluate lignin degradation to vanillin by hydrothermal over Fe₂O₃/Al₂O₃. The catalyst was synthesized by wetness impregnation method. The reaction was carried out in a batch reactor with an initial lignin concentration of 1000 mg/L under pressure of 10 bar and the reaction temperature between 100 – 200^oC. The increase of reaction temperature caused a high decomposition of lignin and a slight increase of vanillin product. It was consistent with large amount of vanillin formed during first of 30 minutes. Then it was decreased due to an oxidation of vanillin. Fe₂O₃/Al₂O₃ has a potential to use as a catalyst in lignin degradation to vanillin with the highest vanillin concentration of 19.8 mg/L at 160^oC and 30 minutes of reaction time.