Research into Isolation of Cellulose Microand Nanofibres from Hemp Straw Using Cellulolytic Complex from Aspergillus niger

• Autorzy: Kazimierczak J. , Bloda A. , Wietecha J. , Ciechańska D. , Antczak T.

Warianty tytułu

PL

Badania procesu wytwarzania mikro- i nanowłókien celulozowych ze słomy konopnej z wykorzystaniem kompleksu celulolitycznego z Aspergillus niger

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Cellulose micro- and nanofibers were produced on a base of pulp obtained as a result of thermal-mechanical and chemical pretreatment of hemp straw. Isolation of micro-and nanofibres was carried out using the enzymatic treatment with the use of a cellulolytic complex of Aspergillus niger and two-stage enzymatic and mechanical treatment. Nanofibres obtained by intense enzymatic treatment were characterized by a diameter of less than 100 nm. As a result of the two-stage enzymatic-mechanical treatment micro-and nanofibres were obtained with a diameter in the range of 25-400 nm and a length of several hundred nanometers to several micrometers.

PL

Mikro- i nanowłókna celulozowe zostały wytworzone na bazie masy celulozowej otrzymanej w wyniku wstępnej obróbki termo-mechanicznej i chemicznej słomy konopnej. Izolacja mikro- i nanowłókien była przeprowadzona przy wykorzystaniu obróbki enzymatycznej z zastosowaniem kompleksu celulolitycznego z Aspergillus niger oraz obróbki dwuetapowej – enzymatycznej i mechanicznej dezintegracji. Nanowłókna otrzymane w wyniku intensywnej obróbki enzymatycznej przypominały wyglądem nanokryształy celulozowe wytwarzane na drodze hydrolizy kwasowej i charakteryzowały się średnicą poniżej 100 nm. W wyniku dwuetapowej obróbki enzymatyczno-mechanicznej otrzymano mikro- i nanowłókna o średnicach w zakresie 25 - 400 nm i długości od kilkuset nanometrów do kilku mikrometrów. Dla porównania wyjściową masę celulozową poddano jedynie obróbce mechanicznej, jednak nie doprowadziła ona do powstania nanowłókien a jedynie do częściowej fibrylizacji włókien celulozowych.

Słowa kluczowe

EN

cellulose nanofibres; hemp straw; cellulolytic complex; mechanical disintegration

PL

nanowłókna celulozowe; słoma konopna; masa celulozowa; obróbka enzymatyczno-mechaniczna

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 20, no. 6B (96)
• Strony: 40--43
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kazimierczak J.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Bloda A.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Wietecha J.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Ciechańska D.

• Poland, Łódź, Institute of Biopolymers and Chemical Fibres

autor

Antczak T.

• Poland, Łódź, Technical University of Łódź, Institut of Technical Biochemistry

Bibliografia

• 1. Azizi Samir MAS, Alloin F, Dufresne A, Review of recent research into cellulosic whiskers, their properties and their application in nanocomposite field. Biomacromolecules 2005; 6(2): 612–626.
• 2. Simon J, Muller HP, Koch R, Muller V. Thermoplastic and biodegradable polymers of cellulose. Polymer Degradation and Stability 1998; 59: 107–115.
• 3. Clowes FAL, Juniper BE. Plant cells. Blackwell Scientific Publications, Oxford 1968.
• 4. Liang CY, Marchessault RH. Infrared spectra of crystalline polysaccharides. I. Hydrogen bonds in native celluloses. J Polym Sci 1959; 37: 385–395.
• 5. Habibi Y, Lucia LA, Rojas OJ. Cellulose nanocrystals: Chemistry, self assembly, and applications. Chemical Reviews 2010; 110(6): 3479–3500.
• 6. Abdul Khalil HPS, Bhat AH, Ireana Yusra AF. Green composites from sustainable cellulose nanofibrils: A review. Carbohydrate Polymers 2012; 87: 963– 979.
• 7. Szczęsna-Antczak M, Kazimierczak J, Antczak T. Nanotechnology - Methods of ManufacturingCellulose Nanofibres, Fibres & Textiles in Eastern Europe 2012; 20, 2(91): 8-12.
• 8. Lavoine N, Desloges I, Dufresne A, Bras J. Microfibrillated cellulose – Its barrier properties and applications in cellulosic materials: A review. Carbohydrate Polymers 2012; 90: 735– 764.
• 9. Struszczyk H, Ciechanska D, Wawro D. Biotransformed Cellulose and its Potential Applications, Fibres & Textiles in Eastern Europe 1995; 3, 1(8): 47.
• 10. Struszczyk H, Ciechańska D, Wawro D, Urbanowski A. Guzińska K, Wrześniewska-Tosik K. Method for the manufacture of fibres, films and other products from modified soluble cellulose, Patent EP 1228098, 2006.
• 11. Cao Y, Tan H. The properties of enzyme- hydrolyzed cellulose in aqueous sodium hydroxide, Carbohydrate Research 2002; 337: 1453–1457.
• 12. Miller GL. Analytical Chem 1959; 31: 426.
• 13. Trinder P. Determination of glucose in blood using glucose oxidase with an alternative oxygen acceptor; Ann. Clin. Biochem. 6, 24-27 (1969)
• 14. Polish Standard PN-P-50099:1962, Products of the paper industry – Technical analyses - Determination of alphacellulose in special cellulose pulps (in Polish).
• 15. TAPPI Standard T 236 cm-85, Kappa number of pulp.
• 16. Polish Standard PN-P-50101-02:1992, Cellulose in dilute solutions - Determination of limiting viscosity number - Part 2: Method in iron(III) sodium tartrate complex (EWNN mod NaCl) solution (in Polish).
• 17. Ekmanis JL. GPC analysis of cellulose,; American Laboratory News 1987; Jan./ Feb: 10.