Fourier-transformed infrared spectroscopy (FT-IR) was evaluated as an analytical technique for the estimation of the chemical composition and functional properties of lignin. A sample set containing various non-wood, hardwood and softwood lignins isolated by different processing technologies was used. The lignin samples were characterised by both conventional chemical analysis and non-destructive methods, such as diffuse reflectance FT-IR. Principal component analysis (PCA) based on the IR-fingerprint spectral region allowed classification of lignins according to origin and processing conditions. The antioxidative properties of each lignin sample in both aqueous and micellar systems were determined. All lignin samples showed radical scavenging activity, with sisal and abaca lignin being the most effective radical scavengers. The radical scavenging efficiency of the most efficient lignin was about 20% of that of BHT and tocopherol (based on weight), compounds that are commonly used in food and cosmetic industries. Multivariate analysis was applied to correlate chemical composition and antioxidative properties of lignins with the FT-IR spectral data. Partial least squares (PLS) models were able to predict the major components’ concentrations and radical scavenging activity at the 99% confidence level presenting r2 values higher than 0.80 in most cases.

Multitechnique characterization of six technical lignins including nuclear magnetic resonance and size exclusion chromatography studies.

Lignin is one of the most abundant renewable raw materials available on earth. Despite its unique characteristics as a natural product with multiple chemical and biophysical functionalities, it is largely under-exploited because of its image as low quality and low added value material. Also a complete lack of any organised professional co-ordination and communication tools explicitly dedicated to lignin market promotion is one of the major drawbacks for the further development of commercial applications for lignin. As remedy, the thematic multi-partner network called EUROLIGNIN has been started in August 2002 till July 2005 with financial support of the European Commission. The major goal of this project is accelerated introduction of sustainable, high-value, lignin-based raw materials derived from leftovers in pulp and paper, and biomass processes to industry and consumers. This will be accomplished by compilation of fundamental information packages on existing and future lignin production and utilisation to create defined actions in research projects and technology activities that very precisely and with direct economic implications show the way to increased use of lignin. EUROLIGNIN consists of 26 participants including lignin producers, research centres, universities and lignin end users from 16 European countries resulting in a well-balanced consortium.

In this work, a set of eight technical lignin samples from various botanical origins and production processes were characterized for their chemical composition, higher heating value, size distribution, dust explosion sensitivity and severity, thermal hazard characteristics and biodegradability, in further support of their sustainable use. More specifically, safety-focused parameters have been assessed in terms of consistency with relating physico-chemical properties determined for the whole set of technical lignins. The results emphasized the heterogeneity and variability of technical lignins and the subsequent need for a comprehensive characterization of new lignin feedstocks arising from novel biorefineries. Indeed, significant differences were revealed between the samples in terms of hazards sensitivity. This first comparative physico-chemical safety profiling of technical lignins could be useful for the hazard analysis and the safe design of the facilities associated with large scale valorisation of biomass residues such as lignins, targeting "zero waste" sustainable conversion of bioresources.