การสกัดเซลลูโลสนาโนคริสตัล (CNC) ซึ่งปกติจะสกัดจากไม้เป็นวัตถุดิบนั้น มีต้นทุนสูงและก่อให้เกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม งานวิจัยนี้ จึงเลือกใช้เส้นใยที่ไม่ได้มาจากไม้ในวัตถุดิบสี่ชนิด คือ เปลือกหม่อน, ชานอ้อย, ใบสับปะรด และเปลือกทุเรียน พบว่า CNC ที่ได้จากเปลือกทุเรียนมีคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุด โดยให้ผลผลิตสูงสุดที่ 42.1% และสามารถพองตัวได้สูงถึง 862.7% ซึ่งสูงกว่า CNC จากแหล่งอื่น ๆ (405.5-559.6%) นอกจากนี้ยังถูกจัดอยู่ในประเภทเซลลูโลสชนิด I (cellulose I) และเซลลูโลสนาโนคริสตัล (CNC-I) โดยมีคุณสมบัติที่เหมาะสมสำหรับการประยุกต์ใช้ในทางชีวการแพทย์และวัสดุที่มีฟังก์ชันพิเศษ

The extraction of nanocrystalline cellulose (CNC), which is typically derived from wood, is costly and has environmental impacts. This study explores the use of non-wood fibers from four raw materials: mulberry bark, bagasse, pineapple leaves, and durian rind. Among these, CNC extracted from durian rind exhibited the most outstanding properties, yielding the highest production rate of 42.1% and swelling up to 862.7%, which surpasses CNC from other sources (405.5–559.6%). Furthermore, it was classified as cellulose type I (cellulose I) and nanocrystalline cellulose (CNC-I), demonstrating characteristics suitable for biomedical applications and functional material development.

Topic: Property investigation of nanocellulose I and II from different non-wood fibers using chemical acid hydrolysis method

Authors: Thipchai, P.| Punyodom, W.| Jantanasakulwong, K.| Thanakkasaranee, S.| Sringarm, K.| Panyathip, R.| Tanadchangsaeng, N.| Worajittiphon, P.| Rachtanapun, P.

Abstract: 
Cellulose nanocrystals (CNC) are primarily extracted from wood for raw materials, which is less cost-effective and has adverse consequences for the environment. Non-wood fibers from agricultural by-products and industrial crops are preferred for CNC production, replacing wood to alleviate environmental problems. CNC are extracted from non-wood fiber materials obtained from agricultural residues and natural growing plants in this article. This work presents the approach to producing cellulose and CNC from different non-wood fibers, including mulberry bark (MB), sugarcane bagasse (SB), pineapple leaf (PL), and durian rind (DR). Subsequently, cellulose was converted into CNC through the pretreatment process using the acid hydrolysis (32 % H₂SO₄) method, removing lignin, hemicellulose, and extracting CNC from cellulose with ultrasonication. As a result, CNC from DR (CNC-DR) exhibited outstanding properties with the highest yield being 42.1 %, viscosity range of 2.2−2.6 cP at a concentrations range of 0.5−0.65 % w/v, and the highest swelling up to 862.7 % surpassing CNC from other sources (405.5−559.6 %). Significantly, CNC-DR reveals the highest aspect ratio of 14.0 compared to other types of CNC (4.6–6.3), influencing higher swelling under the DR condition. Moreover, CNC-DR was classified as cellulose I and cellulose nanocrystals (CNC-I), analyzed and reported as promising properties for bio-medical and functionalized materials.

Keywords: Nanocellulose; Cellulose nanocrystals (CNC); Non-wood fibers

View at publisher: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926669024015115?via%3Dihub