Potential of Giant Reed Fiber (Arundo donax L.) in Thailand for the Kraft Paper Industries
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
We studied the potential of giant reed fiber (Arundo donax L.) in the kraft paper industries, with the primary focus on the basic properties of the raw material. An analysis of the chemical composition and fiber morphology was conducted. The pulp of giant reed kraft was prepared in 20 to 25% active alkali, having 30% sulfidity, at a maximum temperature of 170oC for 60 minutes. Subsequently, the pulp yield and kappa number were measured for evaluating the optimum potential as an alternative to the industrial kraft pulp. The results indicated that its chemical composition contained 74.88% holocellulose, 41.26% cellulose, 22.42% lignin, 24.59% pentosan, 10.22% extractive, and 4.46% ash. The fiber morphology had a slender fiber shape with a length and width of 1.45 mm and 24.01 micron, respectively. The measured pulp yield, residue, and kappa number were 51.54%, 1.30% and 25.2, respectively. It was observed that the giant reed kraft pulp had a higher potential than some non-wood and wood kraft pulps e.g., bagasse, eucalyptus, and softwood. The various pulps were beaten to 350+20 ml (Canadian Standard Freeness: CSF) freeness and the pulp handsheets were prepared for strength testing. It was observed that tensile index, tear index, burst index, and folding endurance of the giant reed pulp were higher than bagasse and eucalyptus but lower than softwood. We conclude that the giant reed can be considered as a viable raw material option in the kraft paper industry.
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ขอรับรองว่า ต้นฉบับที่เสนอมานี้ยังไม่เคยได้รับการตีพิมพ์และไม่ได้อยู่ในระหว่างกระบวนการพิจารณาตีพิมพ์ลงในวารสารหรือสิ่งตีพิมพ์อื่นใด ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ยอมรับหลักเกณฑ์และเงื่อนไขการพิจารณาต้นฉบับ ทั้งยินยอมให้กองบรรณาธิการมีสิทธิ์พิจารณาและตรวจแก้ต้นฉบับได้ตามที่เห็นสมควร พร้อมนี้ขอมอบลิขสิทธิ์ผลงานที่ได้รับการตีพิมพ์ให้แก่วารสารวนศาสตร์ คณะวนศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ กรณีมีการฟ้องร้องเรื่องการละเมิดลิขสิทธิ์เกี่ยวกับภาพ กราฟ ข้อความส่วนใดส่วนหนึ่ง หรือ ข้อคิดเห็นที่ปรากฏในผลงาน ให้เป็นความรับผิดชอบของข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) แต่เพียงฝ่ายเดียว และหากข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ประสงค์ถอนบทความในระหว่างกระบวนการพิจารณาของทางวารสาร ข้าพเจ้าและผู้เขียนร่วม (ถ้ามี) ยินดีรับผิดชอบค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่เกิดขึ้นในกระบวนการพิจารณาบทความนั้น”
References
Abrantes, S., Amaral, E., Duarte, A.P., Pereira, H., Shatalov, A. 2003. Study of papermaking potencial of giant reed and cynara thistle. a comparison with eucalypt pulp. In: WPP. Chemical Technology of Wood, Pulp and Paper. Slovak university of technology, Bratislava, Slovakia, pp. 96–101.
Bubpha, A., Pisuttipiched, S., Somboon, P. 2017. Strength improvement of kraft linerboard by sweet bamboo pulp substitution for long fibers from softwood pulp. Thai Journal of Forestry, 36(2): 98-106.
Chen, T., Xie, Y., Wei, Q., Wang, X., Hagman, O., Karlsson, O., Liu, J. 2016. Effect of refining on physical properties and paper strength of Pinus massoniana and China fir cellulose fibers. Bioresources, 11(3): 7839-7848.
Chibudike, H., Ndukwe, N., Chibudike, E., Obi, N., Adeyoju, O. 2021. Comparative assessment of the pulping potentials of soda and mea processes for the development of paper-pulp from sugarcane bagasse. World Journal of Advanced Research and Reviews, 12(01): 230-242.
Chollakup, R., Kongtud, W., Sukatta, U., Premchookiat, M., Piriyasatits, K., Nimitkeatkai, H., Jarerat, A. 2021. Eco-friendly rice straw paper coated with longan (Dimocarpus Longan) peel extract as bio-based and antibacterial packaging. Polymers, 13(18): 3096. doi:10.3390/polym13183096
Fiserova, M., Illa, A., Boháček, Š., Kasajova, M. 2013. Handsheet properties of recovered and virgin fibre blends. Wood Research, 58(1): 57-66.
Khantayanuwong, S., Yimlamai, P., Chitbanyong, K., Wanitpinyo, K., Pisutpiched, S., Sungkaew, S., Sukyai, P., Puangsin, B. 2023. Fiber morphology, chemical composition, and properties of kraft pulping handsheet made from four Thailand bamboo species. Journal of Natural Fibers, 20(1): 2150924. doi:10.1080/15440478.2022.2150924
Kolesik, P., Mills, A., Sedgley, M. 1998. Anatomical characteristics affecting the musical performance of clarinet reeds made from Arundo donax L. (Gramineae). Annals of Botany, 81(1): 151-155.
Pisuttipiched, S. 2004. Effect of tree age on wood properties of Eucalyptus camaldulensis in Thailand. Thai Journal of Forestry, 23(2): 152-160.
Plant Varieties Protection Office. 2019. Study for Development the Test Guidelines and Methodology for DUS Examination in Giant Reed (Arundo donax L.). Department of Agriculture, Bangkok, Thailand. (in Thai)
Rana, V., Joshi, G., Singh, S.P., Gupta, P.K. 2014. Eucalypts in pulp and paper industry. In: Eucalypts in India. ENVIS Centre on Forestry. Dehradun, India.
Rautiainen, R., Alén, R. 2009. Influence of cooking conditions on the properties of first-thinning scots pine (Pinus sylvestrís) kraft pulp. Cellulose Chemistry and Technology, 43(7): 281-286.
Rodríguez, A., Moral, A., Serrano, L., Labidi, J., Jiménez, L. 2008. Rice straw pulp obtained by using various methods. Bioresource Technology, 99(8): 2881-2886. doi:10.1016/j.biortech.2007.06.003
Samariha, A., Khakifirooz, A. 2011. Application of NSSC pulping to sugarcane bagasse. BioResources, 6(3): 3313-3323.
Shatalov, A., Quilhó, T., Pereira, H. 2001. Arundo donax L. reed: New perspectives for pulping and bleaching - 1. Raw material characterization. Tappi Journal, 84(1): 1-12.
Shatalov, A., Pereira, H. 2002. Influence of stem morphology on pulp and paper properties of Arundo donax L. reed. Industrial Crops and Products, 15(1): 77-83.
Theerasuntornvat, T. 2016. Bassoon Reed Making by Bassoonists in Thailand. M.S. Thesis, Silpakorn University. Bangkok, Thailand. (in thai)
Tutus, A., Ates, S., Deniz, I. 2010. Pulp and paper production from spruce wood with kraft and modified kraft methods. African Journal of Biotechnology, 9(11): 1648-1654.
Vu, T.H.M., Pakkanen, H., Alén, R. 2004. Delignification of bamboo (Bambusa procera acher): Part 1. Kraft pulping and the subsequent oxygen delignification to pulp with a low kappa number. Industrial Crops and Products, 19(1): 49-57. doi:10.1016/j.indcrop.2003.07.001