The effect on morphological change of cellulose fibers by sonochemical-assisted pretreatment of lignocellusic biomass

Main Article Content

ตะวัน มาดวง
อรวรรณ ชุณหชาติ
รัชพล พะวงศ์รัตน์

Abstract

          This research aimed to examine the effect of pretreatment of ultrasonic wave (44-48 KHz for 60 minutes) with chemicals solution (64% H2SO4 by w/v) to the morphological change of the 9 types of lignocellulosic biomass consisting of rice straw, sugarcane bagasse, corn cob, cattail, water hyacinth, napier grass, artichoke stem, banana stem and coconut husk. The result showed that the morphology of lignocellulosic biomass was changed by sonochemical-pretreatment. The result of scanning electron microscope (SEM) showed that the fiber has changed. Similarly, the results of the Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) showed the chemical structure of the functional groups that indicate the composition of fiber such as cellulose, hemicelluloses and lignin by decreasing hemicelluloses and lignin functional groups. Therefore, pretreatment with ultrasonic waves in combination with chemicals were interesting method for applying to fibers prepared from lignocellulosic biomass in the future.

Article Details

How to Cite
มาดวง ต., ชุณหชาติ อ., & พะวงศ์รัตน์ ร. (2018). The effect on morphological change of cellulose fibers by sonochemical-assisted pretreatment of lignocellusic biomass. RMUTSB ACADEMIC JOURNAL, 6(1), 26–36. Retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/rmutsb-sci/article/view/124475
Section
Research Article

References

ดุษฎี สุริยพรรณพงศ์, ศุจิมน ตันวิเชียร, จิตติมา มานะกิจ และ ดวงรัตน์ ชูวิสิฐกุล. 2557. การสกัดและประเมินคุณลักษณะของเซลลูโลสจากชานอ้อยผักตบชวาและธูปฤๅษี. รายงานการวิจัย. มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, กรุงเทพฯ.

พิชญตม์ รัตนพันธ์. 2555. การศึกษาสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตจุลผลึกเซลลูโลสจากซังข้าวโพดเพื่อการลงทุนในอุตสาหกรรมยา. วิทยานิพนธ์ วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.

รัชพล พะวงศ์รัตน์. 2558. กระบวนการปรับสภาพเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตเอทานอลจากวัสดุเหลือทิ้งทางการเกษตรประเภทลิกโนเซลลูโลส. Veridian E-Journal SU. 2(1): 143-157.

วัชรี คตินนท์กุล และ เจนจิรา ภูริรักษ์พิติกร. 2556. การปรับสภาพเปลือกข้าวโพดและเปลือกมะพร้าวด้วยของเหลว
ไอออนิกเพื่อเพิ่มผลผลิตน้ำตาลกลูโคส. Bulletin of Applied Science 2(2): 26-34.

วราภรณ์ ภูกิ่งดาว. 2555. การพัฒนากระบวนการผลิตเซลลูโลสทรงกลมที่มีรูพรุนจากซังข้าวโพดเพื่อใช้เป็นสารขัดผิวในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง. วิทยานิพนธ์ วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.

วิทวัส จิรัฐพงศ์ และ กฤษณเวช ทรงธนศักดิ์. 2554. การศึกษาปริมาณเซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนินจากของเหลือทิ้งจากพืชเพื่อใช้ในการผลิตแผ่นฟิล์มชีวภาพ. น. 1-4. ใน: การประชุมวิชาการนานาชาติวิศวกรรมเคมีและเคมีประยุกต์แห่งประเทศไทย ครั้งที่ 21, 10-11 พฤศจิกายน 2554. มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, สงขลา.

สุธีรา วิทยากาญจน์ และ วุฒินันท์ คงทัด. 2555. การเตรียมผลึกนาโนเซลลูโลสจากฟางข้าวและชานอ้อยเพื่อใช้เสริมแรงในแผ่นฟิล์มวัสดุเชิงประกอบระดับนาโนเมตรของไคโตซาน. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.

สำนักจัดการคุณภาพน้ำ กรมควบคุมมลพิษ. 2556. วิธีการจัดการฟางข้าวทีเป็นมิตรต่อสิงแวดล้อมและ ประโยชน์ทีได้รับ. (ระบบออนไลน์). แหล่งข้อมูล: http://wqm.pcd.go.th/water/images/agriculture/journal/2556/straw57.pdf (20 มกราคม 2559).

ศิริธร นาคชำนาญ และ จุฬารัตน์ ครองแถว. 2555. การแยกเส้นใยธรรมชาติระดับนาโนเมตรจากฟางข้าวด้วยระบบออแกโนโซลว์-โฮโมจีไนเซชันแรงเฉือนสูง. KKU Research Journal 17(2): 267-277.

AOAC (Association of Official Analytical Chemists). 1980. Official methods of analysis. 13th ed. AOAC, Washington, DC.

Agustin, M.B., B. Ahmmad, S.M.M. Alonzo and F.M. Patriana. 2014. Bioplastic based on starch and cellulose nanocrystals from rice straw. Journal of Reinforced Plastics and Composites 33(24): 2205-2213.

Bondeson, D., A. Mathew and K. Oksman. 2006. Optimization of the isolation of nanocrystals from microcrystalline cellulose by acid hydrolysis. Cellulose 13: 171-180.

Coelho, C.C.S., M. Michelin, M.A. Cerqueira, C. Gonçalves, R.V. Tonon, L.M. Pastrana, O. Freitas-Silva, A.A. Vicente, L.M. Cabral and J.A. Teixeira. 2018. Cellulose nanocrystals from grape pomace: Production, properties and cytotoxicity assessment. Carbohydrate Polymers 192: 327-336.

Hubbe, M.A., O.J. Rojas, L.A. Lucia and M. Sain. 2008. Celluosic nanocomposites: A review. BioResources 3(3): 929-980.

Liurong, H., X. Ding, C. Dai and H. Ma. 2017. Changes in the structure and dissociation of soybean protein isolate induced by ultrasound-assisted acid pretreatment. Food Chemistry 232: 727-732.

Ramadoss, G. and K. Muthukumar. 2014. Ultrasound assisted ammonia pretreatment of sugarcane bagasse for fermentable sugar production. Biochem. Eng. J. 83: 33-41.