水熱処理によるアブラヤシ中皮繊維のナノセルロース化【環境技術】Nanocellulose from oil palm mesocarp fiber using hydrothermal treatment

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低濃度シュウ酸水熱処理によるアブラヤシ中皮繊維のナノセルロース化

Full article (before 2 Dec. 2021) Personalized Link: authors.elsevier.com/

Permanent link: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2021.09.357

Nanocellulose from oil palm mesocarp fiber using hydrothermal treatment with low concentration of oxalic acid

Worked mainly by School of Chemical Engineering, College of Engineering, Universiti Teknologi MARA, Malaysia; Faculty of Chemical and Process Engineering Technology, Universiti Malaysia Pahang.

アブラヤシ中果皮繊維(OPMF)は、パーム油を抽出した後に発生するバイオマスの一つである。OPMFは通常、ボイラーで蒸気を発生させるための燃料として使用される。ボイラーは生果房(FFB)の殺菌工程に使用される。OPMFの油分は、スクリュープレスで圧搾してパーム油を得た後、6%以下でなければならない。OPMFにはセルロースが42.81〜32.22%、ヘミセルロースが33.10〜31.62%、リグニンが20.49〜23.89%含まれている。パーム油にはリグノセルロースが豊富に含まれており、この関係の研究が盛んになっている。Oil palm mesocarp fiber (OPMF) is one of the biomasses produced after an extraction of crude palm oil. The OPMF are usually used as fuel to generate steam for boiler. The boiler is used in sterilization process of fresh fruit bunch (FFB). Oil content of the OPMF should be below than 6% after being pressed by screw press to obtain palm oil. It contains 42.81–32.22% of cellulose, 33.10–31.62% of hemicellulose and 20.49–23.89% of lignin. It also creates a big opportunity for researchers as it is rich in lignocellulose which is highly potential of nanocellulose development for further application.

本研究では、OPMFからナノセルロースを分離するために,150kPa,120℃の圧力で水熱処理を行い,低濃度の弱酸であるシュウ酸二水和物(OAD)を用いて加水分解を行った。原料繊維の結晶化度は,OADの添加量を変えた場合39.5から70.4まで増加した。ナノセルロースの平均粒子径は約25nmであり、懸濁液のゼータ電位は-26~-27.5mVであり、比較的に分散性が良い。水熱処理と低濃度のOADを組み合わせた分離技術は、OPMFナノセルロースを高い結晶化度、100nm以下の粒度分布で、安定した懸濁液にするのに有効であった。Nanocellulose from oil palm mesocarp fiber (OPMF) was isolated using hydrothermal treatment at a pressure of 150 kPa and 120 °C coupled with hydrolysis of low concentration of weak acid i.e. oxalic acid dihydrate (OAD). Crystallinity index of the raw fiber increased from 39.5 to 70.4. The average particles sizes of nanocellulose was approximately 25 nm. The values of zeta potential of the nanocellulose suspension were between −26 and −27.5 mV. Isolation technique which is hydrothermal treatment coupled with low concentration of OAD was effective in producing OPMF nanocellulose at high crystallinity index, less than 100 nm size distribution, and it is a stable suspension.

アブラヤシの中皮繊維の電子顕微鏡のイメージ(a)未処理、(b)漂白、(c)分離(超音波処理前のナノセルロース)。

Selection and peer-review under responsibility of the scientific committee of the Innovative Manufacturing, Mechatronics & Materials Forum 2021

MaterialsToday: Proceedings, Oct. 2021