بازیافت پسماند تخته فیبر با دانسیته متوسط با استفاده از دیگ پخت و تولید نانوکریستال سلولز از الیاف بازیافتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

در این مطالعه، الیاف موجود در پسماند تخته فیبر با دانسیته متوسط با استفاده از دیگ پخت بازیافت شدند. سپس از این الیاف برای تولید نانوکریستال‌ سلولز استفاده شد. مورفولوژی، ساختار شیمیایی و بقایای رزین روی الیاف مورد بررسی قرار‌گرفت. به منظور تولید نانوکریستال سلولز از روش هیدرولیز اسیدی استفاده‌شد. خصوصیات نانوکریستال‌سلولز ساخته‌شده از الیاف بکر و بازیافتی بررسی شد. نتایج نشان‌دهنده تغییر در مورفولوژی و ساختار شیمیایی الیاف بازیافتی بود. الیاف بازیافت‌شده با استفاده از دیگ پخت در مقایسه با الیاف بازیافت‌شده از روش مرسوم بازیافت (با استفاده از اتوکلاو) کیفیت بهتری داشتند. آنالیز عنصری نشان داد که بعد از بازیافت، بقایای رزین روی الیاف بجا می‌ماند.با توجه به مدت زمان کوتاه‌تر تیمار حرارتی و حذف مرحله جداسازی مکانیکی و کیفیت بهتر الیاف بازیافتی، می‌توان گفت استفاده از دیگ پخت روش کارآمدی برای بازیافت پسماندتخته فیبر با دانسیته متوسط محسوب می‌شود. بررسی خواص نانو‌کریستال‌سلولز نشان داد که هیچ تفاوتی بین نانو سلولزهای تولیدشده از الیاف بکر و بازیافتی وجود ندارد و الیاف بازیافتی می‌توانند به خوبی برای تولید نانو کریستال سلولز مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


[1] FAO, FAO STAT: Forestry production and trade. http://www.fao.org/faost at/en/#data/FO. Accessed 24 March 2020
[2] Hagel’s., Joy, J., Clcala, G., Saake, B., 2021. Recycling of waste MDF by steam refining evaluation of fiber and paper strength properties. Waste and Biomass Valorization, doi.org/10.1007/s12049-021-01391-4
[3] Hagel, S., Saake, B., 2020. Fractionation of waste MDF by steam refining, Molecules, (25) 2165, doi: 10.3390/molecules25092165.
 [4] Moezzipour, B., Abdolkhani, A., Doost-hoseini, K., Ahmad Ramazani, S.A., Tarmian, A., 2018. Practical properties and formaldehydeemission of medium density fiberboards (MDFs) recycled by electrical method. Eur. J. Wood Wood Prod, 76, 1287–1294, https: //doi.org/10.1007/s0010 7-018-1291-2
[5] Couret, L., Irle, M., Bellonche, C. H., Cathala, B., 2017.  Extraction and characterization nanocrystals from post-consumer wood fiberboard waste, Cellulose: 1352-7.
[6] Araki, J., Wada, M., Kuga, S., Okuna, T., 1998. Flow properties of microcrystalline cellulose suspension prepared by acid treatment of native cellulose, Collids Surf Physicochem Eng Asp, 142: 75-82.
[7] Costa, L., Assis, D., Gomes, G., Silva, J., Fonesca, A., Druzian, J., 2015. Extraction and characterization of nanocellulose from corn stover. Mater Today Proc, 2: 287-294.
[8] Jiang, Q., Xing, X., Jing, Y.,  Han, Y., 2020.  Preparation of cellulose nanocrystals based on waste paper via different systems, Biological macromolecules, 2 (110): 1-12.
[9] Geffert, A., Geffertova, J., Dudiak, M., 2019. Direct method of measuring the pH value of wood, Forests, 10, 852: 1-9.doi:10.3390/f10100852.
[10] Lykidis, C.H., Grigoriou, A., 2008. Hydrothermal recycling of waste and performance of recycled wooden particleboard, Waste management Journal, 28: 57-63.
[11] Roffael, E., Huster, H.G., 2012. Complex chemical interactions on thermo hydrolythic degradation of urea formaldehyde resins (UF-resins) in recycling UF-bonded boards, Eur. J. Wood. Prod, 70: 401-405.
[12] Dix, B., Schafer, M., Roffael, E., 2001. Using fibers from waste fiberboards pulped by a thermo-chemical process to produce medium density fiberboard (MDF), Holz als Roh und Werkstoff, 59(4):276-276.
[13] Feng.Y., Mu.J., Chen. S.H., Huang. Z.H., Yu.Z.H., 2012. The influence of urea formaldehyde resins on pyrolysis characteristics and products of wood based panels. Bio resources Journal, 7(4): 4600-4613
[14] Yang, H.,Yan, R., Chen, H., Lee, H.D., Zheng,C., 2007. Characteristics of hemicelluloses, cellulose and lignin pyrolysis. Fuel Processing Technology, 90:939-946.
[15] Rao, T. R., Sharma, A., 1998. Pyrolysis rates of biomass materials, Energy, 23(11): 973-978.
[16] Hill, C.A.S., 2006. Wood modification: Chemical, thermal and other processes. JohnWiley & Sons, New York.425pp.
[17] Nassar, M.M., Mackay, G. D., 1984. Mechanism of thermal decomposition of lignin. Wood Fiber Sci, 16: 441-453.
[18] Lubis, M.A.R., Hong, M.-K., Park, B.-D., Lee, S.-M., 2018. Effects of recycled fiber content on the properties of medium density fiberboard. Eur. J. Wood Prod, 76, 1515–1526. doi.org/10.1007/s0010 7-018-1326-8
[19] Petar, A., 2019. Possibilities for manufacturing eco-friendly medium density fibreboards from recycled fibres -a review. In: Procedings of the 30th International Conference on Wood Science and Technology- ICWST 2019 “IMPLEMENTATION OF WOOD SCIENCE IN WOODWORKING SECTOR” and 70th anniversary of Drvna industrija Journal.
[20] Bodirlau, R., Teaca. C.A., 2007. Foriuer transform infrared spectroscopy and thermal analysis of lignocellulosic fillers treated with organic anhydrides. Rom. Journ. Phys, 54(1-2): 93-104.