The possibility of using bacterial cellulose in particleboard technology

• Autorzy: Wacikowski Błażej , Michałowski Michał

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0014.3046

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The possibility of using bacterial cellulose in particleboard technology. The paper presents the results of the influence of bacterial cellulose multiplication on industrial pine particles (used in wood materials technology), and then the use of the obtained biomass in the production of particleboards with reduced density LP1 type. Based on previous preliminary studies it was determined that the most effective growth of bacterial cellulose occurs using 5% wood particles in the breeding mixture. Two series of particleboards were produced: control and containing bacterial cellulose. Selected mechanical properties of produced particleboards (modulus of rupture, modulus of elasticity and internal bond) and selected physical properties (swelling and water absorption after 2 and 24 hours of soaking in water) were determined in turn. The boards made with bacterial cellulose had lower MOR and MOE values. Swelling after 2 and 24 hours was lower for boards with bacterial cellulose. The presented tests allow to state that bacterial cellulose can be a potential raw material ingredient in the production of particleboard while meeting the minimum requirements of the technical specification for boards with reduced density LP1.

PL

Możliwość wykorzystania celulozy bakteryjnej w technologii płyt wiórowych. W pracy przedstawiono wyniki wpływu namnażania celulozy bakteryjnej na przemysłowych wiórach sosnowych (wykorzystywanych w technologii tworzyw drzewnych), a następnie wykorzystanie otrzymanej biomasy przy produkcji płyt wiórowych o obniżonej gęstości typu LP1. Na podstawie wcześniejszych badań wstępnych określono, że najefektywniejszy przyrost celulozy bakteryjnej następuje przy zastosowaniu 5% zawartości wiórów drzewnych w mieszaninie hodowlanej. Wyprodukowano dwie serie płyt wiórowych: kontrolną oraz zawierających celulozę bakteryjną. Kolejno określono wybrane właściwości mechaniczne wytworzonych płyt wiórowych (wytrzymałość na zginanie statyczne, moduł sprężystości przy zginaniu statycznym oraz wytrzymałość na rozciąganie w kierunku prostopadłym do płaszczyzn płyty) oraz wybrane właściwości fizyczne (spęcznienie i nasiąkliwość po 2 i 24 h moczenia w wodzie). Płyty wykonane z udziałem celulozy bakteryjnej charakteryzowały się niższymi wartościami MOR oraz MOE. Spęcznienie po 2 i 24 godzinach było niższe w przypadku płyt z udziałem celulozy bakteryjnej. Przedstawione badania pozwalają stwierdzić, iż celuloza bakteryjna może stanowić potencjalny ingredient surowcowy w produkcji płyt wiórowych spełniając przy tym minimalne wymagania specyfikacji technicznej dla płyt o obniżonej gęstości typu LP1.

Słowa kluczowe

EN

particleboard; low density; bacterial cellulose; Kombucha; physical and mechanical properties

• Wydawca: Wydawnictwo Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie
• Czasopismo: Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology
• Rocznik: 2020
• Tom: No. 109
• Strony: 16--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Wacikowski Błażej

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Faculty of Wood Technology

autor

Michałowski Michał

• Warsaw University of Life Sciences - SGGW, Faculty of Wood Technology

Bibliografia

• 1. ABDELRAOF M., HASANIN M. S., EL-SAIED H., 2019: Ecofriendly green conversion of potato peel wastes to high productivity bacterial cellulose. Carbohydrate and of bending strength. Polymers 211: 75-83.
• 2. BETLEJ I., KRAJEWSKI K. J., 2019: Bacterial cellulose synthesis by Kombucha microorganisms on a medium with a variable composition of nutrients, Annals of Warsaw University of Life Sciences Forestry and Wood Technology 108: 53-57.
• 3. BETLEJ I., SALERNO-KOCHAN R., KRAJEWSKI K. J., ZAWADZKI J., BORUSZEWSKI P., 2020: The influence of culture medium components on the physical and mechanical properties of cellulose synthesized by kombucha microorganisms BioResoucers 15(2): 3125-3135.
• 4. DE AMORIM J. D. P., DE SOUZA K. C., DUARTE C. R., DA SILVA DUARTE I., DE ASSIS SALES RIBEIRO F., SILVA G. S., DE FARIAS P. M. A., STRINGL A., COSTA A. F. S., VINHAS G. M. SARUBBO, L. A., 2020: Plant and bacterial nanocellulose: production, properties and applications in medicine, food, cosmetics, electronics and engineering. A review. Environmental Chemistry Letters 18: 851-869.
• 5. DUFRESNE C., FARNWORTH E., 2000: Tea, Kombucha, and health: a review. Food Research International 33(6): 409-421.
• 6. EN 310:1994 Wood-based panels - Determination of modulus of elasticity in bending and of bending strength.
• 7. EN 312:2011 Particleboards - Specifications.
• 8. EN 317:1999 Particleboards and fibreboards - Determination of swelling in thickness after immersion in water.
• 9. EN 319:1999 Particleboards and fibreboards - Determination of tensile strength perpendicular to the plane of the board.
• 10. FAN X., GAO Y., HE W., HU H., TIAN M., WANG K., PAN S., 2016: Production of nano bacterial cellulose from beverage industrial waste of citrus peel and pomace using Komagataeibacter xylinus. Carbohydrate Polymers 151: 1068-1072.
• 11. GALLEGOS A. M. A., HERRERA CARRERA S., PARRA R., KESHAVARZ T., IQBAL H. M. N., 2016: Bacterial Cellulose: A Sustainable Source to Develop Value-Added Products - A Review. BioResources 11(2): 5641-5655.
• 12. KALAIAPPAN K., MARIMUTHU S., RENGAPILLAI S., MURUGAN R., PREMKUMAR T., 2019: Kombucha scoby-based carbon as a green scaffold for high-capacity cathode in lithium-sulfur batteries. Ionics 25: 4637-4650.
• 13. KEYWERTH R. 1958: Zur mechanik der mehrschichtigen spanplatten.Holz als Roh-und Werkstoff, Holz als Roh- und Werkstoff 16: 419-430.
• 14. KOJIMA Y., KATO N., OTA K., KOBORI H., SUZUKI S., AOKI K., ITO H., 2018: Cellulose Nanofiber as Complete Natural Binder for Particleboard. Forest Products Journal 68: 203-210.
• 15. LEE K.-Y., BULDUM G., MANTALARIS A., BISMARCK A., 2013: More Than Meets the Eye in Bacterial Cellulose: Biosynthesis, Bioprocessing, and Applications in Advanced Fiber Composites. Macromolecular Bioscience 14(1): 10-32.
• 16. ORAL H. V., 2020: Deforestation. The Palgrave Encyclopedia of Global Security Studies. Palgrave Macmillan, Cham (ISBN : 978-3-319-74336-3).
• 17. prEN 16368:2011 Lightweight Particleboards - Specifications.
• 18. SÁNCHEZ C., 2009: Lignocellulosic residues: Biodegradation and bioconversion by fungi. Biotechnology Advances 27(2): 185-194.
• 19. SHODA M., SUGANO, Y., 2005: Recent advances in bacterial cellulose production. Biotechnology and Bioprocess Engineering 10(1): 1-8.
• 20. SKOČAJ M., 2019: Bacterial nanocellulose in papermaking. Cellulose 26: 6477-6488.
• 21. SZYMAŃSKA-CHARGOT M., CHYLIŃSKA M., CYBULSKA J., KOZIOŁ A., PIECZYWEK P. M., ZDUNEK A., 2017: Simultaneous influence of pectin and xyloglucan on structure and mechanical properties of bacterial cellulose composites. Carbohydrate Polymers 174: 970-979.
• 22. UL-ISLAM M., KHAN S., ULLAH M. W., PARK J. K., 2019: Comparative study of plant and bacterial cellulose pellicles regenerated from dissolved states. International Journal of Biological Macromolecules 137: 247-252.
• 23. UL-ISLAM M., KHAN T., PARK J. K., 2012: Water holding and release properties of bacterial cellulose obtained by in situ and ex situ modification. Carbohydrate Polymers 88: 596-603.
• 24. VILLARREAL-SOTO S. A., BEAUFORT S., BOUAJILA J., SOUCHARD J.-P., RENARD T., ROLLAN S., TAILLANDIER P., 2019: Impact of fermentation conditions on the production of bioactive compounds with anticancer, anti-inflammatory and antioxidant properties in kombucha tea extracts. Process Biochemistry 83: 44-54.
• 25. WANG D., 2019: A critical review of cellulose-based nanomaterials for water purification in industrial processes. Cellulose 26: 687-701.
• 26. YU X., ATALLA R. H., 1996: Production of cellulose II by Acetobacter xylinum in the presence of 2,6-dichlorobenzonitrile. International Journal of Biological Macromolecules 19(2): 145-146.
• 27. ZHAO H., XIA J., WANG J., YAN X., WANG C., LEI T., XIAN M., ZHANG H., 2018: Production of bacterial cellulose using polysaccharide fermentation wastewater as inexpensive nutrient sources, Biotechnology & Biotechnological Equipment 32(2) 350-356.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).