DOI: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2014.25934

Influence of pre-treatment of flax fibers on cellulose properties

Валерій Анатолійович Барбаш, Юлія Миколаївна Нагорна

Abstract


The influence of the main process parameters (temperature, duration, irrigation modulus, catalyst content) alkaline and acid treatment of flax fibers on the quality parameters of the obtained pulp was investigated. The effect of various chemical agents on removing non-cellulose components of flax fibers, in particular minerals, was studied. It was found that during alkaline treatment of the flax fibers sodium hydroxide better removed lignin and minerals than potassium hydroxide and hydrous ammonia.

For the production of microcrystalline cellulose of flax fibers, it is recommended to carry out alkaline treatment at the concentration of sodium hydroxide in 20-25 % solution at the temperature of 160 0С for 180 minutes.

The preliminary stage of acid hydrolysis of flax fibers is recommended to be carried out with a sulfuric acid concentration of 1 % at 100 0С for 180 minutes.


Keywords


alkaline treatment; acid treatment; flax fiber; delignification; sulfate ash

References


Habibi, Y., Lucia, L. A., Rojas, O. J. (2010). Cellulose Nanocrystals Cmemistry, Self-Assembly, and Applications. Chem.Rev., 110, 3479–3500.

Kai, Y., Hamada, J., Morioka, M., Todaka, T., Hasegawa, S., Ushio, Y. (2000). The utility of the microcrystalline cellulose sphere as a particulate embolic agent: an experimental study. American Journal of Neuroradiology, Vol. 21, № 6, 1160–1163.

Jaenhwan, K., Sungryul, Y. (2006). Discovery of Cellulose as a Smart Material. Macromolecules, 39, 4202-4206.

Sarymsakov, A. A., Baltaeva, M. N., Nabyev, D. S., Rashidova, S. S., Yugay, G. M. (2004). Dysperhyrovannaya microcrystalline cellulose and Hydrogel Bases. Chemistry rastytelnoho raw materials, № 2, 11-16.

State Statistics Committee of Ukraine. Access: http://uga-port.org.ua/sites/default/files/bl_posiv_2013.pdf.

Nepenyn, U. N. (1990). Tehnologiya cellulosi: in 3 volumes. V.2. Production sulfatnoy cellulosi. Textbook for high schools. - 2nd ed., Rev. -M.: Lesnaya promishlennost, 600.

Hu, F. (2012). Pretreatment and lignocellulosic chemistry. Bioenergy resources, № 5, 1043-1066.

Denisovа, M. N., Mitrofanov, R., Budaeva, V. V., Arkhipova, D. C. (2010). Cellulose and lignin, which are obtained by the hydrotropic method from miscanthus. Polzunovskii Journal, № 4, 198-206.

Barbash, V. A. (2014). Мicrocrystalline cellulose from bast fibers plants. Scientific news "KPI”, № 1, 117-122.

Barbash, V. A., Danylenko, A. A., Nagorna, Y. М. (2013). Investigation of the effect of different stages of the process of obtaining microcrystalline cellulose fibers from hemp for its quality. Scientific news "KPI", № 2, 147-151.

Rуlskyy, A. U., Lebedev, V. A., Marchenko, A. N., Pynytsa, A. P. (2007) Linen cellulose - cotton alternative papermaking. Cardboard and Corrugated cardboard,38-39.

Artemyev, A.V., Ruzhytskyy, A. A. (2004). Organic substances of Bast Crops. Journal Hosudarstvennoho himicheskogo society im. D. I. Mendeleev, XVVIII, № 3, 55-62.

Perepelkin, K. E. (1985). Structure and properties of fibers. - Moscow: Chemistry, 280 p.

Barbash, V. A., Тrembus, I. V., Shevchenko, V. М. (2014). Ammonia-sulfite-ethanol pulp from wheat straw. Сellulose chemistry and technology, 48, 345-353.

Yin, H. C., Soo, H. N., Cheu, P. L. (2013). Improved oxygen delignification selectivity of oil palm (elaeis guineensis) efb soda-aq pulp: effect of photo-pretreatment and aq-aided h2o2 reinforcement. Cellulose Сhemistry and Technology, 47, 277-283.

Huhnyn, M. Y., Malkov, Y. A., Nepenyn, Y. N. (1983). On the mechanism of action of anthraquinone in alkaline cooking. Chemistry of wood, № 3, 43-46.

Kryukov, V. M. (1980). Investigation of the possibility of intensifying the process of alkaline pulping of hardwood pulp - Moscow: Lesnaya industry, 150 p.


GOST Style Citations


1. Habibi, Y. Cellulose Nanocrystals Cmemistry, Self-Assembly, and Applications [Text] / Y. Habibi, L. A. Lucia, O. J.Rojas // Chem.Rev. – 2010. – Vol. 110. – Р. 3479–3500.

2. Kai, Y. The utility of the microcrystalline cellulose sphere as a particulate embolic agent: an experimental study [Text] / Y. Kai, J. Hamada, M. Morioka, T. Todaka, S. Hasegawa, Y. Ushio // American Journal of Neuroradiology. – 2000. – Vol. 21, № 6. – P. 1160–1163.

3. Jaenhwan, K. Discovery of Cellulose as a Smart Material [Text] / K. Jaenhwan, Y. Sungryul // Macromolecules. – 2006. – Vol. 39. – Р. 4202-4206.

4. Сарымсаков, A. A. Диспергированная микрокристаллическая целлюлоза и гидрогели на ее основе [Текст] / A. A. Сарымсаков, М. М. Балтаева, Д. С. Набиев, С. Ш. Рашидова, Г. M. Югай // Химия растительного сырья. 2004. - №2. - С. 11-16.

5. Державний комітет статистики України [Електронний ресурс]. Режим доступу: http://uga-port.org.ua/sites/default/files/bl_posiv_2013.pdf.

6. Непенин, Ю. Н. Технология целлюлозы: в 3 томах. Т.2. Производство сульфатной целлюлозы [Текст] / Под ред. Ю. Н. Непенина //Учебное пособие для вузов. – 2-е изд., перераб. –М.: Лесная пром-ть, 1990. – 600 с.

7. Hu, F. Pretreatment and lignocellulosic chemistry [Text] / F. Hu // Bioenergy resources. – 2012. – № 5. – Р. 1043-1066.

8. Денисова, М. Н. Целлюлоза и лигнин, полученные гидротропным способом из мискантуса [Текст] / М. Н. Денисова, Р. Ю. Митрофанов, В. В. Будаева, О. С. Архипова // Ползуновский вестник, 2010. – № 4. – С. 198-206.

9. Барбаш, В. А., Мікрокристалічної целюлоза із волокон луб’яних рослин [Текст] / В. А.Барбаш // Наукові вісті «КПІ». – 2014. – №1. – С. 117-122.

10. Барбаш, В. А. Дослідження впливу різних стадій технологічного процесу одержання мікрокристалічної целюлози з волокон конопель на показники її якості [Текст] / В. А Барбаш., А. А.Даниленко, Ю. М. Нагорна // Наукові вісті «КПІ». – 2013. №2. – С. 147-151.

11. Рыльский, А. У. Льняная целлюлоза – альтернатива хлопковой при производстве бумаги [Текст] / А. У. Рыльский, В. А. Лебедева, А. Н. Марченко, А. П. Пиница // «Картон и Гофрокартон». – 2007. – С. 38-39.

12. Артемьев, А. В. Органические вещества лубяных культур [Текст] / А. В. Артемьев, А. О. Ружицкий // Журнал Государственного химического общества им. Д.И. Менделеева. – 2004, т. XVVIII. – №3. – С. 55-62.

13. Перепелкин, К. Е. Структура и свойства волокон [Текст] / К. Е. Перепелкин. – М.: Химия, 1985. – 280 с.

14. Barbash, V. A. Ammonia-sulfite-ethanol pulp from wheat straw [Text] / V. A.Barbash, I. V.Тrembus, V. М. Shevchenko //Сellulose Chemistry and Technology. – 2014. – Vol. 48. – Р. 345-353.

15. Yin, H. C. Improved oxygen delignification selectivity of oil palm (elaeis guineensis) efb soda-aq pulp: effect of photo-pretreatment and aq-aided Н2О2 reinforcement [Text] / H. C. Yin, H. N. Soo, P. L. Cheu // Cellulose Сhemistry and Technology. – 2013. – Vol. 47. – Р. 277-283.

16. Гугнин, М. Ю. К вопросу о механизме действия антрахинона при щелочной варке [Текст] / М. Ю.Гугнин, Ю. А. Малков, Ю. Н.Непенин // Химия древесины. 1983. – №3. – С.43-46.

17. Крюков, В. М. Исследование возможности интенсификации процесса щелочной варки лиственной целлюлозы [Текст] / В. М Крюков. – М.: Лесная промышленность. 1980. – 150 с.






Copyright (c) 2014 Валерій Анатолійович Барбаш, Юлія Миколаївна Нагорна

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

ISSN (print) 1729-3774, ISSN (on-line) 1729-4061