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05.02.2018 | Original Paper | Ausgabe 3/2018

Cellulose 3/2018

Extraction of cellulose nanofibrils from amylase-treated cassava bagasse using high-pressure homogenization

Zeitschrift:
Cellulose > Ausgabe 3/2018
Autoren:
Panee Panyasiri, Naiyasit Yingkamhaeng, Nga Tien Lam, Prakit Sukyai

Abstract

Cassava bagasse (CB) is one of the largest yielding agricultural residues in Thailand. Thus, utilization of CB in cellulose extraction with amylase-assisted pretreatment was carried out in this research. Amylase pretreatment was used for starch removal, followed by bleaching with sodium chloride. Subsequently, cellulose nanofibrils (CNFs) were prepared using high-pressure homogenization. The chemical composition of the fibers at different stages showed an increase in the α-cellulose content from 19.27 ± 0.36 to 50.45 ± 0.46%. In contrast, the starch content clearly decreased from 61.60 ± 0.38 to 7.20 ± 0.42%. Scanning electron microscopy demonstrated a smooth surface on the bleached fibers due to the removal of non-cellulosic compounds. Atomic force microscopy and transmission electron microscopy confirmed that the diameter of the CNFs was in the range 15–30 nm after high-pressure homogenization at 15,000 psi for 30 passages. Moreover, the crystallinity and thermal stability were evaluated using X-ray diffraction and thermogravimetric analysis, respectively. The crystallinity of the CNFs was 63.40 ± 0.48%; whereas the temperature of maximum decomposition of the CNFs was 325 °C. Therefore, the CNFs prepared from amylase-treated CB using high-pressure homogenization could be applied as a reinforced matrix in material research.

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