Mikro/nano selüloz üretiminde enzimatik ön muamelenin etkisi

Mikrofibril (MFC) ve nanofibril (NFC) selülozun endüstriyel uygulamaları bir süredir kullanılmaktadır, ancak üretim aşamalarının geliştirmesine ve aynı zamanda yüksek kalitede ürünler elde edilmesine ihtiyaç vardır. Bu çalışmanın amacı, ön muamele aşamalarında kullanılan enzimlerin (Pulpzyme HC 2500 ve Celluclast 1.5 L) incelenmesiyle mikrofibril ve nanofibril selülozun üretim verimliliğini ve kalitesini artırmaktır. MFC ve NFC kırmızı sakız ağacından (Eucalyptus camaldulensis) elde edilen kraft hamuru ile üretilmiştir. Enzimatik hidroliz, mekanik kesme ve yüksek basınçlı homojenizasyon işlemi ile birleştirilmiştir. Üretilen NFC ve MFC'ler HPLC, FTIR, TGA ve 13C-NMR ile karakterize edilmiştir. Morfolojik ve viskoelastik özellikleri sırasıyla SEM ve reometre ile incelenmiştir. Celluclast 1.5 L enziminin kullanılması, amorf selülozda seçici hidrolize neden olmuş ve yüksek en boy oranına sahip nano ölçekli selüloz gözlenmiştir. 35 ± 12 nm genişliğine sahip oldukça homojen bir NFC bu çalışmada üretilmiştir. MFC ve NFC üretilmesi için kullanılan aşamalar ağartılmış kraft hamurunun selüloz kristalinitesini düşürmüş ve FTIR sonuçları incelendiğinde, toplam kristalin indeks (TCI) ve yanal düzenlilik indeks (LOI) değerlerinin düştüğü gözlenmiştir. Düşük kristallik 13C-NMR (46.2 ppm) tarafından da belirlenmiş olup bu sonuç amorf bölgedeki C6 pikleriyle desteklenmiştir. Ayrıca MFC ve NFC yapıları, daha düşük termal bozunmaya neden olan kısa boyutlu yapılar olarak gözlenmiştir. Sonuç olarak, mevcut ön muameleler sonucunda elde edilen MFC ve NFC yapılarının fizikokimyasal özellikleri geliştirilmiştir.