تأثیر همی‌سلولز در کارایی فیبریله شدن آنزیمی و مکانیکی الیاف سودای باگاس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیئت علمی گروه فناوری تولید سلولز و کاغذ- دانشکده مهندسی انرژی و فناوری های نوین دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

همی‌سلولزها به‌لحاظ فراوانی دومین پلی‌ساکارید موجود در مواد لیگنوسلولزی شامل الیاف گیاهان چوبی و غیرچوبی هستند. در این تحقیق، برای تولید نانوالیاف سلولزی، از دو نوع خمیر شامل خمیر رنگبری‌شده و خمیر حل‌شوندۀ سودای باگاس با مقادیر متفاوت همی‌سلولز با بهره‌گیری از فرایند همگن‌ساز با فشار برشی زیاد استفاده شد. همچنین پیش‌تیمار آنزیمی اندوگلوکاناز برای جلوگیری از کلوخه شدن الیاف و نیز کاهش مصرف انرژی در بخش همگن‌ساز به‌کار گرفته شد. به‌منظور اندازه‌گیری مقدار فیبریله شدن الیاف شامل ضخامت نانوالیاف سلولزی و ناهمواری سطح، از دستگاه پروفیل‌سنج لیزری و میکروسکوپ الکترونی روبشی استفاده شد. نتایج نشان داد که نانوالیاف سودای باگاس دارای ضخامت کمتر از 40 نانومتر بوده‌اند و رابطۀ مستقیمی بین مقدار همی‌سلولز و فیبریله شدن الیاف دیوارۀ سلولی خمیر باگاس وجود دارد. همچنین نانوکاغذ حاوی همی‌سلولز بیشتر، دارای ناهمواری سطح کمتر و نانوالیاف سلولزی نازک‌تری از خمیر حل‌شونده بوده است. ناهمواری سطح، ویژگی بسیار مهمی برای بررسی میزان فیبریله شدن است؛ در نتیجه تأثیر همی‌سلولز به‌عنوان تسهیل‌کنندۀ فیبریله شدن الیاف در این تحقیق ثابت شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of hemicellulose on the enzymatic and mechanical fibrillation efficiency of soda bagasse fiber

نویسنده [English]

  • Seyed Rahman Djafari Petroudy
چکیده [English]

Hemicelluloses are the second most abundant polysaccharides in the lignocellulosic materials such as wood and non-wood plants. In this research, high pressure homogenizer (HPH) was used to produce cellulose nanofibesr from two different pulps from bagasse with different amount of hemicelluloses. Also, endoglucanase enzyme pre-treatment was applied to hinder the aggregation of produced fibers and to reduce energy consumption during homogenization process. The amount of fiber fibrillation was analyzed as cellulose nanofiber thickness and surface roughness using laser profilometry (LP) and field emission scanning electron microscopy (FESEM). The results showed that the thickness of the prepared cellulose nanofibers were less than 40nm and there is a direct relationship between hemicellulose content and bagasse cell wall fibrillation. Moreover, paper sheets that contains more hemicelluloses showed a lower LP roughness as well as thinner cellulose nanofiber than that of dissolved pulp. Since roughness can be considered as most important characteristic for fibrillation study, as a result in this study the facilitator effect of hemicellulose for fibrillation was corroborated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bagasse
  • Dissolving pulp
  • Filed Emission Scanning Electron Microscopy Hemicelluloses
  • Homogenizer
  • Laser Profilometery