FR3072386A1 - Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications - Google Patents
Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications Download PDFInfo
- Publication number
- FR3072386A1 FR3072386A1 FR1759682A FR1759682A FR3072386A1 FR 3072386 A1 FR3072386 A1 FR 3072386A1 FR 1759682 A FR1759682 A FR 1759682A FR 1759682 A FR1759682 A FR 1759682A FR 3072386 A1 FR3072386 A1 FR 3072386A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- lignin
- soluble
- equal
- fibers
- solution
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 title claims abstract description 164
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 title claims description 9
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 title claims description 9
- 230000009144 enzymatic modification Effects 0.000 title abstract description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 27
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 19
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 108010015428 Bilirubin oxidase Proteins 0.000 claims description 17
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 16
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 12
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 12
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 10
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 10
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 9
- FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 6-{[2-carboxy-4,5-dihydroxy-6-(phosphanyloxy)oxan-3-yl]oxy}-4,5-dihydroxy-3-phosphanyloxane-2-carboxylic acid Chemical compound O1C(C(O)=O)C(P)C(O)C(O)C1OC1C(C(O)=O)OC(OP)C(O)C1O FHVDTGUDJYJELY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229940072056 alginate Drugs 0.000 claims description 8
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 claims description 8
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 claims description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 claims description 7
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 7
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 5
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 10
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 6
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 5
- BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N Bilirubin Chemical compound N1C(=O)C(C)=C(C=C)\C1=C\C1=C(C)C(CCC(O)=O)=C(CC2=C(C(C)=C(\C=C/3C(=C(C=C)C(=O)N\3)C)N2)CCC(O)=O)N1 BPYKTIZUTYGOLE-IFADSCNNSA-N 0.000 description 4
- 239000002655 kraft paper Substances 0.000 description 4
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 4
- KLIDCXVFHGNTTM-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethoxyphenol Chemical compound COC1=CC=CC(OC)=C1O KLIDCXVFHGNTTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010029541 Laccase Proteins 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 2,6-Dimethylphenol Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1O NXXYKOUNUYWIHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000194103 Bacillus pumilus Species 0.000 description 2
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 2
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229920005611 kraft lignin Polymers 0.000 description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000003381 solubilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HJFZAYHYIWGLNL-UHFFFAOYSA-N 2,6-DiMepyz Natural products CC1=CN=CC(C)=N1 HJFZAYHYIWGLNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 241001344133 Magnaporthe Species 0.000 description 1
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 1
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N azane;(2e)-3-ethyl-2-[(e)-(3-ethyl-6-sulfo-1,3-benzothiazol-2-ylidene)hydrazinylidene]-1,3-benzothiazole-6-sulfonic acid Chemical compound [NH4+].[NH4+].S/1C2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N(CC)C\1=N/N=C1/SC2=CC(S([O-])(=O)=O)=CC=C2N1CC OHDRQQURAXLVGJ-HLVWOLMTSA-N 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- YARKTHNUMGKMGS-LQGKIZFRSA-N chembl3193980 Chemical compound COC1=C(O)C(OC)=CC(\C=N\N=C\C=2C=C(OC)C(O)=C(OC)C=2)=C1 YARKTHNUMGKMGS-LQGKIZFRSA-N 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 1
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 1
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000386 microscopy Methods 0.000 description 1
- 229920005615 natural polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000002908 osmium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000013520 petroleum-based product Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical class C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- -1 polyoxyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000004537 pulping Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000003232 water-soluble binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L97/00—Compositions of lignin-containing materials
- C08L97/005—Lignin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07G—COMPOUNDS OF UNKNOWN CONSTITUTION
- C07G1/00—Lignin; Lignin derivatives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
- C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y103/00—Oxidoreductases acting on the CH-CH group of donors (1.3)
- C12Y103/03—Oxidoreductases acting on the CH-CH group of donors (1.3) with oxygen as acceptor (1.3.3)
- C12Y103/03005—Bilirubin oxidase (1.3.3.5)
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D1/00—Treatment of filament-forming or like material
- D01D1/02—Preparation of spinning solutions
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/06—Wet spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
- D01F9/08—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments of inorganic material
- D01F9/12—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof
- D01F9/14—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments
- D01F9/16—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from products of vegetable origin or derivatives thereof, e.g. from cellulose acetate
- D01F9/17—Carbon filaments; Apparatus specially adapted for the manufacture thereof by decomposition of organic filaments from products of vegetable origin or derivatives thereof, e.g. from cellulose acetate from lignin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Zoology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
Abstract
L'invention concerne une lignine soluble en milieu de pH supérieur ou égal à 4, une solution la contenant, un procédé de fabrication et ses applications, notamment pour préparer des fibres de lignines et des fibres de carbone. La lignine soluble peut être obtenue par modification enzymatique.
Description
Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications
La présente invention concerne une lignine soluble en milieu aqueux à pH supérieur ou égal à 4, typiquement obtenue par voie enzymatique en absence de solvant organique, un procédé de solubilisation enzymatique de la lignine ainsi que ses applications, en particulier pour la préparation de fibres de lignine et de fibres de carbone.
Il est possible de fabriquer des fibres de carbone à partir de produits dérivés du pétrole. Cependant, il est désiré d’éviter d’utiliser des produits issus du pétrole pour des raisons économiques et écologiques, du fait de leur effet néfaste sur l’environnement. Il existe donc un besoin industriel de développer de nouveaux précurseurs de fibres de carbone, et plus généralement de matériaux carbonés, moins coûteux et plus respectueux de l’environnement.
La lignine est un polymère naturel disponible en grande quantité, en particulier de par les usines de transformation en pâte à papier ou cellulose. À la différence des polysaccharides, ce polymère phénolique a fait l’objet de peu de valorisation industrielle autre que les applications « lignosulfonates » et la valorisation énergétique. Les applications potentielles de la lignine sont nombreuses. En effet, la lignine présente un rendement carbone très élevé lors d’une pyrolyse. La lignine est la principale source de carbone aromatique produite dans la nature. Ainsi, la possibilité d’obtenir des fibres de carbone à partir de lignine est d’un intérêt croissant pour réduire le coût des matériaux et ne plus utiliser de dérivés du pétrole. Les lignines aujourd’hui commerciales sont essentiellement solubles dans des solvants organiques ou des solutions aqueuses alcalines très concentrées en base (pH >10). Certaines lignines sont modifiées chimiquement et fonctionnalisées pour donner des lignosulfonates qui sont solubles dans des solvants aqueux de pH neutre, acide ou légèrement basique. Mais ces lignines modifiées chimiquement présentent en général un mauvais rendement carbone lors d’une calcination. Les lignines, de façon générale, peuvent se liquéfier, ou non, à haute température. Par abus de langage on parle de lignine fusible ou infusible. Les lignines fusibles peuvent être mélangées à des polymères thermoplastiques pour être filées en voie fondu. Cependant, il est critique de stabiliser les fibres lors de la calcination en raison de la liquéfaction de la lignine. Cela rend le procédé lent, coûteux et délicat. Les lignines infusibles ne peuvent être utilisées en voie fondu. Elles peuvent cependant être filées en voie solvant, généralement en présence d’un polymère liant, typiquement du type PVA ou cellulose. Cependant, il n’existe pas à ce jour, à la connaissance des inventeurs, de procédé par voie aqueuse à pH neutre permettant de produire des fibres de lignine.
Ainsi, la présente invention a pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir un précurseur de matériau carboné qui n’est pas dérivé du pétrole, et plus particulièrement pour but de fournir un précurseur d’origine naturelle.
La présente invention a également pour but de résoudre le problème technique consistant à fournir une nouvelle voie de synthèse de fibres de carbone.
La présente invention a également pour but de résoudre le problème technique consistant à limiter l’impact négatif sur l’environnement des procédés actuels de fabrication de fibres de carbone.
La présente invention a encore pour but de fournir un procédé de préparation de fibres de carbone à coûts réduits.
La présente invention a encore pour but de fournir un procédé de préparation de fibres de carbone par voie aqueuse.
La présente invention a encore pour but de fournir un procédé de préparation de lignine par voie aqueuse pour son utilisation pour la préparation de fibres de lignine et/ou de fibres de carbone.
La présente invention a plus particulièrement pour but de résoudre le problème technique consistant à solubiliser la lignine. La présente invention a encore plus particulièrement pour but de résoudre le problème technique consistant à solubiliser la lignine sans solvant organique.
La présente invention permet de résoudre un ou plusieurs des problèmes techniques énoncés ci-dessus.
Les laccases sont des enzymes à base de cuivre utilisées pour transformer la lignine par voie enzymatique en composés chimiques aromatiques de haute valeur ajoutée. Néanmoins, ces enzymes ne sont actives qu’à de faibles pH (inférieur à 5)). Or, comme la lignine n’est pas très soluble en milieu acide, il est nécessaire de rajouter des solvants organiques pour la solubiliser, au détriment de l’activité de l’enzyme.
Il a été découvert par les présents inventeurs qu’il est possible de solubiliser la lignine à pH neutre ou légèrement basique, et ce, sans ajout de solvant organique pour la solubiliser. Cette solubilisation peut être réalisée par voie enzymatique.
Ainsi la présente invention concerne un procédé pour la solubilisation de lignine comprenant la mise en contact d’une lignine avec au moins une enzyme bilirubine oxydase (BOD), en présence ou absence d’un médiateur rédox, et l’obtention d’une lignine soluble en milieu de pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égal à 5, de préférence supérieur ou égal à 6, et encore de préférence supérieur ou égal à 7.En effet, il a été découvert que des enzymes du type bilirubine oxydase qui sont stables et actives en milieu acide mais aussi en milieu neutre et basique permettent de modifier la lignine et ce de manière à la rendre soluble à pH neutre ou basique (notamment à pH 5 à
11). De plus, et avantageusement, ces bilirubines oxydases seront plus actives et plus stables que les laccases à des températures plus élevées (jusqu’à 70°C). Pour autant, les bilirubines oxydases peuvent aussi fonctionner dans les conditions utilisées pour les laccases.
La méthode selon l’invention permet de solubiliser la lignine à pH basique, sans qu’elle ne précipite lorsque l’on redescend le pH. A l’inverse, par les méthodes classiques, si, on redescend le pH, la lignine précipite.
Selon une variante, la bilirubine oxydase (BOD) est d’origine fongique. Selon un mode de réalisation, la BOD utilisée dans le cadre de la présente invention est une BOD décrite dans la demande internationale WO 2012/160517 (BOD E.C. 1.3.3.5. d’origine Magnaporthe oryzaë).
Selon une autre variante, la BOD est d’origine bactérienne. Selon un mode de réalisation, la BOD utilisée dans le cadre de la présente invention est une BOD décrite dans la demande internationale WO 2011/117839 (BOD E.C. 1.3.3.5. d’origine Bacillus pumilus).
Ces deux demandes internationales WO 2011/117839 et WO 2012/160517 sont incorporées ici par référence. Ces deux demandes internationales n’envisagent toutefois nullement la solubilisation de lignine. Elles envisagent uniquement la délignification de la pulpe de papier (« wood pulp » en anglais »).
Typiquement, un procédé selon l’invention comprend la solubilisation de lignine dans une solution comprenant de l’eau, et de préférence un agent tampon.
Selon un mode de réalisation, la lignine est du type kraft (ou lignine alcaline). On parle de lignine kraft lorsqu’elle est obtenue par un procédé kraft (aussi connu comme « kraft pulping » ou processus au sulfate) qui est un processus de conversion du bois en pâte à papier. Le procédé kraft comprend le traitement de copeaux de bois avec un mélange chaud d'eau, d'hydroxyde de sodium, et de sulfure de sodium, cassant les fibres de bois et séparant la lignine et l'hémicellulose de la cellulose. Cette technique comprend des étapes mécaniques et chimiques, notamment dits d’imprégnation et de cuisson.
Selon un mode de réalisation, la lignine est du type organosolv.
Par exemple, un agent tampon est choisi parmi un tampon borate, phosphate de sodium (NaPi) ou tout autre tampon permettant de maintenir un pH neutre à basique.
La lignine dispersée dans la solution subit de préférence un traitement aux ultrasons de manière à fragmenter le matériau en de petites particules qui seront à mieux de réagir avec les enzymes.
Ensuite, la bilirubine oxydase est ajoutée à cette solution contenant la lignine, en présence ou absence d’un médiateur rédox, puis placée dans des conditions permettant son action enzymatique sur la lignine afin de la solubiliser. Typiquement, la bilirubine oxydase est incubée à 37 °C, de préférence sous agtation et apport d’oxygène. Typiquement, l’action enzymatique se déroule pendant 2 à 48 heures, de préférence pendant 10 à 24 heures.
Parmi les médiateurs rédox, on peut citer par exemple le 2,2-azino-bis-[3ethylbenzthiazoline-6-sulfonicacid] (ABTS), le 2,6-dimethoxyphenol (2,6-DMP), Syringaldazine, la bilirubine conjuguée ou non conjuguée, ou les composés d’osmiums.
Selon un mode de réalisation, la lignine obtenue après traitement enzymatique subit de préférence un traitement aux ultrasons de manière à optimiser et accélérer sa dissolution, et à dénaturer l'enzyme en fin d'incubation.
Avantageusement, la lignine obtenue après traitement enzymatique en solvant aqueux est séparée des sels, par exemple par dialyse, ou centrifugation.
Selon un mode de réalisation préféré, on sépare, par exemple par centrifugation, les insolubles de la lignine soluble. La lignine soluble est présente dans le surnageant lorsqu’on utilise la centrifugation.
Selon un mode de réalisation, la lignine soluble est lyophilisée.
Ainsi la présente invention concerne un lyophilisât de lignine soluble.
Typiquement, la lignine soluble est soluble dans l’eau à une concentration allant jusqu’à 90 % en masse par rapport à la masse de la solution.
La solubilité de la lignine est appréciée à température ambiante, de préférence dans une solution aqueuse, typiquement de l’eau, par microscopie et par re-dissolution spontanée de la lignine lyophilisée dans un solvant aqueux. On n’observe aucun précipité.
La présente invention concerne donc également une lignine soluble en milieu de pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égale à 5, de préférence supérieur ou égale à 6, et encore de préférence supérieur ou égale à 7, et de pH inférieur à 12, de préférence inférieur à 11, et encore de préférence inférieur à 10.
Avantageusement, selon un mode de réalisation, la lignine est infusible.
Avantageusement, la lignine soluble est obtenue par modification par voie enzymatique.
Selon un mode de réalisation, la lignine est soluble à pH supérieur ou égal à 7,5, et encore de préférence un pH supérieur ou égal à 8.
Selon un mode de réalisation, la lignine est soluble sur une plage de pH allant de 8 à 10.
La lignine selon l’invention peut être soluble à un pH plus faible (plus acide).
Par infusible on entend que la lignine ne se liquéfie pas même en chauffant le matériau jusqu’à sa température de calcination, typiquement par exemple à 1000 °C. Ainsi, il est plus facile d’obtenir des fibres de carbone à partir de lignine infusible.
Selon une variante préférée, la lignine selon la présente invention ne comprend pas de groupe sulfonate.
Selon une variante, la lignine selon l’invention présente un rendement carbone supérieur à 30 %, de préférence supérieur à 35 %, et encore de préférence supérieur à 39 %. Le rendement carbone est défini comme le rapport entre la masse de carbone obtenu et la masse de produit initial après traitement à haute température et sous atmosphère inerte permettant la calcination du produit initial.
Très avantageusement, selon l’invention, la lignine est soluble dans une solution aqueuse, et de préférence dans l’eau. Ainsi la présente invention concerne une solution à pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égal à 5, de préférence supérieur ou égal à 6, et encore de préférence supérieur ou égal à 7, ladite solution comprenant une lignine soluble telle que définie selon la présente invention ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la présente invention.
Selon un mode de réalisation, la solution de l’invention comprend au moins 5 %, et de préférence au moins 6 %, en masse de lignine soluble par rapport au poids de la masse totale de la solution.
Selon un mode de réalisation, le solvant de la solution comprend ou est constituée d’eau.
Selon une variante, la solution de lignine soluble comprend un polymère soluble dans l’eau, par exemple un polysaccharide soluble dans l’eau. Avantageusement, le polymère soluble dans l’eau est choisi parmi les polymères formant le liant de la lignine pour la préparation de fibres de lignine.
Avantageusement, à titre de polymère soluble dans l’eau, on peut utiliser un alginate, un alcool polyvinylique et ses dérivés, un acide lactique et ses dérivés, un polyacrylamide et ses dérivés, un acide polyacrylique et ses dérivés, une polyvinylpyrolidone, un polyoxyethylene et ses dérivés, un polyuréthane et ses dérivés.
Selon un mode de réalisation, la solution comprend de 0,11 à 40 % de lignine soluble et de 0,05 à 20% d’un polymère soluble dans l’eau, par exemple d’alginate, les pourcentages étant exprimés en masse par rapport à la masse totale de la solution.
Selon un mode de réalisation, la solution comprend de 0,6 à 20 % en masse de lignine et de 0,2 à 2 % en masse d’alginate.
L’invention concerne également un procédé de préparation de fibres de lignine.
Plus particulièrement, l’invention concerne de fabrication de fibres de lignine, caractérisée en ce qu’il comprend :
la préparation de lignine soluble telle que définie selon l’invention ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon l’invention, la mise en contact de la lignine soluble avec une solution aqueuse, éventuellement en présence d’un polymère soluble dans l’eau, la coagulation ou la réticulation de la lignine, éventuellement en présence du polymère soluble dans l’eau, avec un agent coagulant ou réticulant, et l’obtention de fibres de lignine. La préparation de fibres de lignine peut se réaliser selon un procédé classique, connu de l’homme du métier. Avantageusement, selon un mode de réalisation, la présente invention permet d’utiliser un procédé de fabrication de fibres de lignine par voie aqueuse, c’est-à-dire qu’il n’est utilisé que de l’eau à titre de solvant, sans ajout de solvant organique. Ainsi, la présente invention permet de fournir un procédé de fabrication de fibres de lignine écologique. Par ailleurs, un procédé selon la présente invention permet de limiter les coûts d’une production de fibres de lignine.
Selon un mode de réalisation, un polymère soluble dans l’eau formant liant de la lignine pour la fabrication de fibres de lignine est ajouté dans la solution contenant la lignine soluble. On peut par exemple préparer une solution décrite précédemment comprenant un polymère soluble dans l’eau et la lignine soluble.
Par exemple, cette solution comprenant une lignine soluble dans l’eau et un liant soluble dans l’eau est mise en contact d’un agent réticulant ou coagulant pour former des fibres de lignine.
À titre d’agent réticulant ou coagulant, on peut par exemple utiliser un sel de calcium, mais d’autres cations divalents (Mg2+, Mn2+, Ba2+, Cu2+, l’acide borique et sels de borate, le sulfate de sodium, les solvants organiques,...) peuvent être utilisés. Avantageusement, pour limiter l’impact négatif sur l’environnement, on utilise du Chlorure de Calcium comme agent réticulant avec l’alginate comme liant. Typiquement, la solution contenant la lignine et le liant est injectée dans une solution contenant un agent réticulant ou coagulant, pour former des fibres de lignine.
L’invention concerne donc également des fibres de lignine comprenant une lignine soluble telle que définie selon l’invention ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon l’invention et au moins un polymère soluble dans l’eau.
Selon un mode de réalisation, les fibres de lignine comprennent un alginate.
Avantageusement, selon un mode de réalisation, les fibres de lignine comprennent une concentration massique de lignine supérieure ou égale à 60 %, et de préférence supérieure ou égale à 90 % dans la fibre de lignine.
Selon un mode de réalisation, la fibre de lignine comprend une concentration massique de lignine supérieure ou égale à 70 %, et de préférence supérieure ou égale à 80 % dans la fibre de lignine.
Avantageusement, la présente invention permet aussi de fournir un procédé d’extrusion en continu de fibres de lignine. Ce procédé permet de fournir des fibres de lignine en mono ou multi filaments, homogènes, reproductibles, et à diamètre contrôlés.
Selon un mode de réalisation, l’extrusion de la solution du mélange (lignine/polymère soluble) est réalisée par injection d’une quantité de solution à un débit variant de 2 à 20 ml_/h et encore plus préférentiellement de 8 à 15 ml_/h dans un bain de coagulation contenant au moins un agent réticulant (par exemple un sel de calcium). Le diamètre de la buse d’injection peut varier en général entre 50 et 500 pm que ce soit en mono ou multi filaments. La solidification de la fibre au sein du bain de coagulation est très rapide et intervient pratiquement immédiatement après l’injection de la solution. Cependant, afin d’optimiser le temps de contact et de renforcer la solidité des fibres, il est important de contrôler le débit d’injection et la vitesse d’extraction de la fibre du bain de coagulation. Ainsi le temps de contact de la solution dans le bain de coagulation varie typiquement de 10 secondes à 5 minutes environ. Selon un mode de réalisation, l’extraction de la fibre en dehors du bain de coagulation est également réalisée en continu à une vitesse variant de 0.5 à 3m/min. La fibre de lignine composite est ensuite lavée, en continu, dans un bain de lavage comprenant préférentiellement de l’eau à une vitesse variant par exemple de 0,5 à 3m/min. Selon une variante, la durée de l’étape de lavage, c'est-à-dire la durée de mise en contact des fibres de lignine composite avec le bain de lavage est d’au moins 1 minute, cette durée variant préférentiellement de 1 à 3 minutes environ. L’étape de séchage des fibres de lignine composite peut par exemple être réalisée par exposition des dites fibres à une température variant de 50 à 90 °C, et encore plus préférentiellement de 60 à 70°C. La durée de létape de séchage peut par exemple varier de 1 à 5 minutes environ en fonction de la température de séchage utilisée. Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’étape de séchage est réalisée par passage continu des fibres de lignine composite entre des lampes émettant un rayonnement infrarouge ou bien par passage dans l’enceinte d’un four à gaz circulant de préférence à une vitesse de 1 à 8 m/min.
Le fait de contrôler, à chaque étape de fabrication, les vitesses d’extraction de la fibre composite, permet avantageusement de produire des fibres de lignine de façon reproductive et de diamètre contrôlé. De plus grâce à ces taux d’étirement contrôlés que subit la fibre composite durant sa production il est possible de modifier ses propriétés physiques.
Les fibres de lignine composites séchées peuvent par exemple être utilisées comme matière première et prendre la forme de mono-filaments continus, de fibres courtes ou discontinues, de fils ou de nappes tissées, ou toute autre forme de fibres appropriée.
Les fibres de lignine peuvent être utilisées pour différentes applications. Par exemple on peut utiliser les fibres de lignine dans le domaine des cosmétiques, de l’agroalimentaire, comme additifs pour le ciment, ou pour former des émulsions, par exemple pour la préparation d’asphalte. Les fibres de lignine peuvent en particulier être utilisées pour la fabrication de fibres de carbone.
Avantageusement, les fibres de lignine obtenues présentent une concentration élevée de lignine.
Les propriétés mécaniques d’intérêt sont le module d’Young, la résistance à la rupture, l’allongement à la rupture, la capacitance électrochimique, la porosité, la conductivité électronique et thermique.
L’invention concerne donc également un procédé de préparation de fibres de carbone comprenant la calcination d’une fibre de lignine telle que définie selon l’invention ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon l’invention.
Selon un mode de réalisation, le procédé de fabrication de fibres de carbone par voie aqueuse comprend :
la préparation de lignine soluble telle que définie selon l’invention ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon l’invention, la mise en contact de la lignine soluble avec une solution aqueuse, éventuellement en présence d’un polymère soluble dans l’eau, la coagulation ou réticulation de la lignine avec un agent coagulant ou réticulant, l’obtention de fibres de lignine, éventuellement le lavage à l’eau et le séchage des fibres de lignine, la calcination des fibres de lignine, et l’obtention de fibres de carbone.
La calcination se réalise typiquement à une température supérieure à 700°C, et par exemple à 1000°C sous atmosphère inerte. Au-deà d’une certaine température, on peut obtenir la graphitisation des fibres. Cette température se situe généralement au-delà de 2000 °C.
L’invention concerne donc également des fibres de carbone susceptibles d’être obtenues par un procédé tel que décrit dans la présente invention. Avantageusement, les fibres de carbone obtenues sont bio-sourcées, et ont un faible coût de production.
Les fibres de carbone selon l’invention possèdent une résistance chimique, une résistance à la chaleur, une conductivité électrique et une flexibilité textile intéressantes pour des applications industrielles dans divers domaines. On peut par exemple utiliser les fibres de carbone selon l’invention dans l’industrie automobile, comme charge pour plastiques, comme matériau filtrant, comme matériau pour l'élimination des poussières de gaz à haute température, comme matériau résistant électrique, comme électrode, comme matériau d'emballage, dans les matériaux composites pour l’aéronautique, l’espace, l’automobile, le sport et de façon générale toute structure devant combiner légèreté et haute tenue mécanique, etc.
Il n’existe pas à ce jour de fibres de carbone commerciales fabriquées à partir de lignine modifiée par voie enzymatique.
La présente invention permet de fournir des fibres de carbone issues d’un procédé écologique, n’utilisant pas de solvant organique, en particulier pas de solvant toxique, ni de précurseurs issus du pétrole. La présente invention permet de fournir un procédé de préparation de fibres de carbone à partir d’un procédé par voie aqueuse.
Avantageusement, les fibres de lignine selon la présente invention n’étant pas fusibles, on peut éviter la délicate opération de stabilisation lors de la calcination pour la préparation de fibres de carbone.
L’invention représente donc un progrès important en termes de coûts de fabrication des fibres de lignine et des fibres de carbone, d’une part, et d’autre part, pour son aspect respectueux de l’environnement.
L’invention permet en outre de fournir un procédé par voie aqueuse, par dissolution de la lignine infusible, avec un haut rendement carbone et permet la préparation d’une solution fortement concentrée dans l’eau. Avantageusement, une lignine selon la présente invention permet d’obtenir des taux élevés de carbone lors de la calcination.
Les termes «selon l’invention » définissent l’un quelconque des modes de réalisation, variantes, et caractéristiques avantageuses ou préférées, pris seuls ou selon l’une quelconque de leurs combinaisons.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront clairement à l'homme de l'art suite à la lecture de la description explicative qui fait référence à des exemples qui sont donnés seulement à titre d'illustration et qui ne sauraient en aucune façon limiter la portée de l'invention.
Les exemples font partie intégrante de la présente invention et toute caractéristique apparaissant nouvelle par rapport à un état de la technique antérieure quelconque à partir de la description prise dans son ensemble, incluant les exemples, fait partie intégrante de l'invention dans sa fonction et dans sa généralité.
Ainsi, chaque exemple a une portée générale.
D'autre part, dans les exemples, tous les pourcentages sont donnés en masse, sauf indication contraire, la température est celle ambiante 20-25°C) et exprimée en degré Celsius sauf indication contraire, la pression est la pression atmosphérique (101325 Pa), sauf indication contraire.
Exemples
Exemple 1 - solubilisation de lignine
2g de lignine kraft, achetée chez Sigma-Aldrich sous la référence (370959) sont repris dans 100mL de tampon 50mM Borate pH9 et soniqués 30 min dans les conditions suivantes : amplitude 20 %, 0,5s ON, 0,5s OFF (Branson).
5,4mg de BOD de Bacillus pumilus sont ensuite ajoutés à cette solution est mis à 37 °C sous agitation avec un barreau aimanté à 100 tr/m et un bullage d’air comprimé à 0,1 L.min’1, pendant 16 heures. La solution est ensuite soniquée 30 min dans les conditions précédemment décrites, puis elle est dialysée dans un boudin de dialyse de 100 mL de 10 kDa, dans trois bains de 4 L d’eau mQ, le premier de 2 heures, le deuxième de 4 heures et le troisième pour la nuit. La solution est centrifugée 5 minutes à 1500 tr/mn. Le surnageant contenant la lignine soluble est lyophilisé pendant la nuit et conservé à température ambiante.
Exemple 2 -fabrication de fibres de lignine composite
La lignine lyophilisée obtenue à l’exemple 1 est resolubilisée dans de l’eau. On y ajoute de l’alginate de sodium (Protanal LF200 FTS, FMC Corporation) pour obtenir une solution homogène, aqueuse contenant 5,67 % en masse de lignine et 0,66 % en masse d’alginate. Cette solution est ensuite injectée, à une vitesse de 12ml/h dans un bain de coagulation contenant une solution de 100 mM de chlorure de calcium, à l’aide d’un pousse seringue et d’une buse de 300pm. La fibre coagulée est ensuite retirée en continu à une vitesse de 1.3m/min, puis rincée, en continu, dans un bac de lavage d’eau distillée à une vitesse de 1.7m/min. la fibre lavée de lignine composite est ensuite séchée à 60°C dans un four à infrarouge à 1.7m/min puis directement mise sous forme de bobine à une vitesse de 1.8m/min. A la fin du processus de fabrication, on obtient une fibre de lignine homogène à une concentration massique de 90.9 % de lignine.
Exemple 3 - préparation de fibres de carbone
Des fibres de lignine obtenues selon l’exemple 2 sont utilisées dans cet exemple.
Après calcination sous atmosphère inerte de cette fibre à 1000 °C (montée en température de 5°C/min et plateau de 30 min), une ibre de carbone est obtenue. La lignine utilisée étant infusible, il n’a pas été nécessaire de réaliser de traitement de stabilisation pour la carbonisation, rendant ainsi le procédé encore moins coûteux et plus rapide que les procédés avec lignine fusible.
Un tel procédé selon les exemples 1 à 3 est facilement transposable à l’échelle industrielle.
Claims (15)
- REVENDICATIONS1, - Lignine soluble en milieu de pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égal à 5, de préférence supérieur ou égale à 6, et encore de préférence supérieur ou égale à 7, et de pH inférieur à 12, de préférence inférieur à 11, et encore de préférence inférieur à 10.
- 2, - Lignine soluble, selon la revendication 1, caractérisée en ce qu’elle est infusible.
- 3. - Lignine soluble, selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la lignine soluble est obtenue par modification par voie enzymatique.
- 4, - Procédé pour la solubilisation de lignine caractérisé en ce qu’il comprend la mise en contact d’une lignine avec au moins une enzyme bilirubine oxydase (BOD), en présence ou absence d’un médiateur rédox, et l’obtention d’une lignine soluble en milieu de pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égal à 5, de préférence supérieur ou égal à 6, et encore de préférence supérieur ou égal à 7.
- 5. - Lyophilisât d’une lignine soluble telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 4.
- 6. - Solution à pH supérieur ou égal à 4, de préférence supérieur ou égal à 5, de préférence supérieur ou égal à 6, et encore de préférence supérieur ou égal à 7, ladite solution comprenant une lignine soluble telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 4.
- 7, - Solution, selon la revendication 6, caractérisée en ce qu’elle comprend au moins 5 %, et de préférence au moins 6 %, en masse de lignine soluble par rapport au poids de la masse totale de la solution.
- 8. - Solution, selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, caractérisée en ce que le solvant de la solution comprend ou est constituée d’eau.
- 9. - Solution, selon l’une quelconque des revendications 7 à 8, caractérisée en ce qu’elle comprend un polymère soluble dans l’eau, et par exemple un polysaccharide soluble dans l’eau, et plus particulièrement de l’alginate.
- 10. - Fibres de lignine comprenant une lignine soluble telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 4 et au moins un polymère soluble dans l’eau.
- 11. - Fibres de lignine selon la revendication 10, caractérisée en ce qu’elle comprend un alginate.
- 12. - Fibres de lignine selon la revendication 10 ou 11, caractérisée en ce qu’elle comprend une concentration massique de lignine supérieure ou égale à 60 %, et de préférence supérieure ou égale à 90 % dans la fibre de lignine.
- 13. - Procédé de fabrication de fibres de lignine, caractérisée en ce qu’il comprend :la préparation de lignine soluble telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 4, la mise en contact de la lignine soluble avec une solution aqueuse, éventuellement en présence d’un polymère soluble dans l’eau, la coagulation ou la réticulation de la lignine, éventuellement en présence du polymère soluble dans l’eau, avec un agent coagulant ou réticulant, et l’obtention de fibres de lignine.
- 14. - Procédé de fabrication de fibres de carbone, caractérisé en ce qu’il comprend la calcination d’une fibre de lignine telle que définie à la revendication 12 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 13.
- 15. - Procédé de fabrication de fibres de carbone par voie aqueuse, caractérisé en ce qu’il comprend :la préparation de lignine soluble telle que définie selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 ou susceptible d’être obtenue selon le procédé défini selon la revendication 4, la mise en contact de la lignine soluble avec une solution aqueuse, éventuellement en présence d’un polymère soluble dans l’eau, la coagulation ou réticulation de la lignine avec un agent coagulant ou réticulant, l’obtention de fibres de lignine,5 éventuellement le lavage à l’eau et le séchage des fibres de lignine, la calcination des fibres de lignine, et l’obtention de fibres de carbone.
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1759682A FR3072386B1 (fr) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
| JP2020521579A JP7348896B2 (ja) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | 可溶化のためのリグニンの酵素修飾、及び使用 |
| CA3080687A CA3080687A1 (fr) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
| EP18783534.3A EP3697850A1 (fr) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
| PCT/EP2018/078244 WO2019076893A1 (fr) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
| US16/756,016 US20200407388A1 (en) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1759682A FR3072386B1 (fr) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
| FR1759682 | 2017-10-16 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3072386A1 true FR3072386A1 (fr) | 2019-04-19 |
| FR3072386B1 FR3072386B1 (fr) | 2020-09-25 |
Family
ID=61003128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1759682A Active FR3072386B1 (fr) | 2017-10-16 | 2017-10-16 | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20200407388A1 (fr) |
| EP (1) | EP3697850A1 (fr) |
| JP (1) | JP7348896B2 (fr) |
| CA (1) | CA3080687A1 (fr) |
| FR (1) | FR3072386B1 (fr) |
| WO (1) | WO2019076893A1 (fr) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019165443A1 (fr) * | 2018-02-26 | 2019-08-29 | The Texas A&M University System | Fractionnement et fabrication de lignine pour fibre de carbone de qualité |
| JP7246288B2 (ja) * | 2019-09-19 | 2023-03-27 | 株式会社クラレ | 水溶液、その製造方法及びその用途 |
| US20240052530A1 (en) * | 2020-08-25 | 2024-02-15 | The Texas A&M University System | Lignin Fractionation and Fabrication for Quality Carbon Fiber |
| FR3127127A1 (fr) | 2021-09-22 | 2023-03-24 | Centre National De La Recherche Scientifique | Utilisation de lignine hydrosoluble comme filtre anti-uv |
| GB202208061D0 (en) * | 2022-05-31 | 2022-07-13 | Imperial College Innovations Ltd | Method for making fibres |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3461082A (en) * | 1964-10-10 | 1969-08-12 | Nippon Kayaku Kk | Method for producing carbonized lignin fiber |
| JPH05336951A (ja) * | 1991-10-19 | 1993-12-21 | Nakamura Sangyo:Kk | 好熱性繊維素分解菌 |
| EP2213678A1 (fr) * | 2007-10-17 | 2010-08-04 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Procédés de fabrication de lignine solubilisée, de matière première saccharidique et de matière première monosaccharidique et lignine solubilisée |
| WO2012160517A1 (fr) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Centre National De La Recherche Scientifique | Bilirubine oxydase provenant de magnaporthe oryzae et ses applications |
| EP2535378A1 (fr) * | 2010-02-10 | 2012-12-19 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Composition de résine, corps moulé et corps moulé composite |
| US20150037241A1 (en) * | 2011-05-18 | 2015-02-05 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for the production of lignin-containing precursor fibres and also carbon fibres |
| WO2017017381A1 (fr) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Les Laboratoires Brothier | Filament multi-composant a base d'alginate |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5514165B2 (fr) * | 1973-01-31 | 1980-04-14 | ||
| DE19632623A1 (de) * | 1996-08-13 | 1998-02-19 | Consortium Elektrochem Ind | Mehrkomponentensystem zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder ähnlichen Stoffen sowie Verfahren zu seiner Anwendung |
| US6072015A (en) * | 1998-12-08 | 2000-06-06 | Genencor International, Inc. | Lignin based paint |
| US6905853B1 (en) * | 2000-09-07 | 2005-06-14 | Genencor International, Inc. | Phenol oxidizing enzyme variants |
| JP3672888B2 (ja) * | 2002-04-24 | 2005-07-20 | 株式会社エス・ディー・エス バイオテック | 木材処理方法 |
| JP2004043998A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Gun Ei Chem Ind Co Ltd | 微細フェノール樹脂繊維及び微細フェノール樹脂炭素繊維及び微細フェノール樹脂活性炭素繊維の製造法 |
| FI121892B (fi) * | 2003-12-23 | 2011-05-31 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Menetelmä kuituyhdistelmätuotteiden valmistamiseksi |
| FI20085345L (fi) * | 2008-04-22 | 2009-10-23 | Kemira Oyj | Menetelmä valon aikaansaaman ligniinipitoisen materiaalin kellertymisen vähentämiseksi |
| FR2957934B1 (fr) | 2010-03-24 | 2014-10-17 | Centre Nat Rech Scient | Bilirubine oxydase de bacillus pumilus et ses applications |
| FI127740B (en) * | 2015-05-29 | 2019-01-15 | Upm Kymmene Corp | Method and apparatus for forming a lignin fraction and lignin composition and use thereof |
| EP3219747B1 (fr) * | 2016-03-15 | 2018-10-17 | Sika Technology AG | Lignine modifiee par enzyme |
| WO2018019707A1 (fr) * | 2016-07-25 | 2018-02-01 | Metgen Oy | Procédé de dépolymérisation de lignine |
| US20220064200A1 (en) * | 2019-01-07 | 2022-03-03 | Metgen Oy | Method For Obtaining Low Molecular Weight Lignin |
-
2017
- 2017-10-16 FR FR1759682A patent/FR3072386B1/fr active Active
-
2018
- 2018-10-16 EP EP18783534.3A patent/EP3697850A1/fr active Pending
- 2018-10-16 WO PCT/EP2018/078244 patent/WO2019076893A1/fr unknown
- 2018-10-16 JP JP2020521579A patent/JP7348896B2/ja active Active
- 2018-10-16 US US16/756,016 patent/US20200407388A1/en active Pending
- 2018-10-16 CA CA3080687A patent/CA3080687A1/fr active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3461082A (en) * | 1964-10-10 | 1969-08-12 | Nippon Kayaku Kk | Method for producing carbonized lignin fiber |
| JPH05336951A (ja) * | 1991-10-19 | 1993-12-21 | Nakamura Sangyo:Kk | 好熱性繊維素分解菌 |
| EP2213678A1 (fr) * | 2007-10-17 | 2010-08-04 | Nippon Steel Chemical Co., Ltd. | Procédés de fabrication de lignine solubilisée, de matière première saccharidique et de matière première monosaccharidique et lignine solubilisée |
| EP2535378A1 (fr) * | 2010-02-10 | 2012-12-19 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Composition de résine, corps moulé et corps moulé composite |
| US20150037241A1 (en) * | 2011-05-18 | 2015-02-05 | Fraunhofer-Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. | Method for the production of lignin-containing precursor fibres and also carbon fibres |
| WO2012160517A1 (fr) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | Centre National De La Recherche Scientifique | Bilirubine oxydase provenant de magnaporthe oryzae et ses applications |
| WO2017017381A1 (fr) * | 2015-07-30 | 2017-02-02 | Les Laboratoires Brothier | Filament multi-composant a base d'alginate |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA3080687A1 (fr) | 2019-04-25 |
| EP3697850A1 (fr) | 2020-08-26 |
| JP2020536577A (ja) | 2020-12-17 |
| FR3072386B1 (fr) | 2020-09-25 |
| JP7348896B2 (ja) | 2023-09-21 |
| US20200407388A1 (en) | 2020-12-31 |
| WO2019076893A1 (fr) | 2019-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FR3072386A1 (fr) | Modification enzymatique de la lignine pour sa solubilisation et applications | |
| Kassab et al. | Sunflower oil cake-derived cellulose nanocrystals: Extraction, physico-chemical characteristics and potential application | |
| EP0852588B1 (fr) | Microfibrilles de cellulose a surface modifiee - procede de fabrication et utilisation comme charge dans les materiaux composites | |
| JP6472753B2 (ja) | 熱反応性熱可塑性中間体生成物及びその製造方法 | |
| EP2593508A1 (fr) | Nouveaux matériaux composites à base de cellulose | |
| JP2013542276A (ja) | カーボンファイバの製造のための熱可塑性のリグニン | |
| CN114015072A (zh) | 一种源于废弃木材的高耐磨木质纤维素基摩擦材料及其制备方法 | |
| EP3704289B1 (fr) | Préparation de fibres de carbone à partir de fibres précurseurs lignine/pva | |
| CA2948314C (fr) | Procede de preparation d'un materiau composite carbone en vue de son utilisation pour la fabrication de blocs de carbone | |
| EP3532661A1 (fr) | Procede de fabrication de fibres de carbone a partir de precurseurs biosources et fibres de carbone obtenues | |
| JP2018040083A (ja) | リグノセルロースナノファイバーの製造方法 | |
| WO2016193617A1 (fr) | Procédé pour la fabrication de nanocelluloses à partir d'un substrat cellulosique | |
| FR2694770A1 (fr) | Procédé de production de fibres de carbone. | |
| FR2578865A1 (fr) | Procede pour la preparation de solutions d'un materiau ligno-cellulosique et solutions obtenues. | |
| KR102596017B1 (ko) | 전구체 얀의 제조 방법 | |
| Vestena et al. | Isolation of whiskers from natural sources and their dispersed in a non-aqueous medium | |
| WO2019151937A1 (fr) | Procédé de filage humide de fibres précurseurs comprenant de la lignine et un hydrocolloïde gélifiant, et fibres précurseurs associées | |
| KR102596016B1 (ko) | 성형체의 제조 방법 | |
| WO2022117967A1 (fr) | Procede de solubilisation et de regeneration de la cellulose | |
| CA2969074A1 (fr) | Procede de preparation d'un materiau polymere a base de matiere vegetale | |
| Yong et al. | Extraction and Characterization of Microcrystalline Cellulose (MCC) from Durian Rind for Biocomposite Application | |
| EP4392608A1 (fr) | Procédé de préparation d'une pâte de cellulose | |
| FR3113494A1 (fr) | Procédé de production de Welan de haute viscosité parSphingomonas sp . |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20190419 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 4 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 5 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 6 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 7 |