Производство и характеристика целлюлозы и бумаги из льносоломы

Хайлемариам, Т.Т., Волдайес, Б.

Производство и характеристика целлюлозы и бумаги из льняной соломы. Scientific Reports volume 14, 24300 (2024). 

https://doi.org/10.1038/s41598-024-74096-y

АННОТАЦИЯ

Лён (Linum usitatissimum) — растение, дающее волокно, известное своими длинными волокнами, которые делают его отличным источником целлюлозы для производства бумаги. В Эфиопии лён в основном выращивают ради масла, а оставшуюся солому используют для производства бумаги. В этом исследовании основное внимание уделяется целлюлозированию льняной соломы с помощью процесса Крафта и изучению её химического состава, proximate analysis и морфологических свойств. 

Проксимальный анализ показал, что содержание золы составляет 4,13%, а содержание влаги — 11%. Анализ химического состава показал, что содержание целлюлозы составляет 51,34%, гемицеллюлозы — 25,20%, лигнина — 14,12%, золы — 4,13%, экстрактивных веществ — 5,21%. Морфологические свойства включали длину волокна 1,41 мм, диаметр 16,78 мкм, ширину просвета 9,45 мкм и толщину клеточной стенки 3,77 мкм. 

Льняная солома показала приемлемый коэффициент Рункеля (0,8) и коэффициент гибкости (56,32), что позволяет отнести её к недревесным волокнам. Для оценки структуры волокон, в том числе наличия трещин, был проведён СЭМ-анализ морфологии целлюлозы. 

Качество и длина целлюлозы напрямую связаны с прочностью бумаги. С помощью полнофакторного эксперимента были изучены различные условия варки целлюлозы. Оптимальными условиями оказались 10% щёлочи, 131,74°C и 120 минут варки, в результате чего была получена целлюлоза с числом Каппа 10,45 и выходом 40,56%. Полученная бумага продемонстрировала стандартные показатели прочности на разрыв, раздирание и продавливание, что указывает на то, что льняная солома является перспективным сырьём для производства бумаги.

Материалы

Обработка сырья проводилась с помощью просеивания и ручного удаления нежелательных материалов из чистой льняной соломы в лаборатории Школы химической и биоинженерной инженерии Университета Аддис-Абебы (Аддис-Абеба, Эфиопия). Сырьё, льняная солома, было собрано в сельскохозяйственном исследовательском центре Шевы.