FT-NIR spectrophotometric analysis of paper, made of cellulose sulfate bleached deciduous pulp, with starch and resinous glue additives, subjected to mycological biodegradation

• Autorzy: Modzelewska I. , Sandak A. , Sandak J. , Jaszczur A.

Warianty tytułu

PL

Analiza spektrofotometryczna FT-NIR papieru z masy celulozowej siarczanowej bielonej liściastej z dodatkiem skrobi i kleju żywicznego poddanego biodegradacji mykologicznej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the work, an attempt was made to evaluate quickness of mycological biodegradation of paper products, with various percentage content of cationized starch and resinous glue, with help of FT-NIR spectrophotometry analysis. As a biotic factor - Ch. globosum axenic culture and mixture of microfimgi: A. niger, T. viride, P. funiculosum were used. As a criterion of biodégradation, one assumed resistance to overgrowth of samples' surface by test mycelium, and determined self-breaking, having completed mycological test on the 2nd, 4th, 7th, 10th and 14th day of observation. For the needs of research, one selected cellulose sulfate bleached deciduous pulp from which, together with the above listed pulp additives, sheets of paper were created, everything in laboratory conditions. Starch and resinous glue additives as packing of deciduous pulp caused an increase of susceptibility to overgrowth by test fungi, in comparison to samples without any additives. Paper products infected by Ch. globosum microfungus, generally showed bigger tendency towards biodégradation. Usage of FT-NIR spectroscopy allowed to analyse the complex process of degradation of ligno-cellulose material. Changes in the case of peak intensity of degraded waste paper pulps, were mainly noticed in the case of functional groups of cellulose C-H (4280 cm"1), C-H2 (4404 cm"1), and O-H groups (range 4620-4890 cm"'). Simultaneous usage of several independent methods of degradation degree evaluation, enabled objective interpretation of results, and the carried analyses mutually support the obtained research results.

PL

W pracy podjęto próbę oceny szybkości biodegradacji mykologicznej wytworów papierniczych z różnym procentowym dodatkiem skrobi kationizowanej oraz kleju żywicznego za pomocą analizy spektrofotometrycznej FT-NIR. Jako czynnik biotyczny użyto kulturę akseniczną Ch. globosum oraz mieszaninę mikrogrzybów: A. niger, T. viride, P. funiculosum. Za kryterium biodegradacji przyjęto odporność na porastanie powierzchni próbek przez grzybnie testowe oraz oznaczono samozerwalność po teście mykologicznym w 2, 4, 7, 10 i 14 dniu obserwacji. Do badań wytypowano masę celulozową siarczanową bieloną liściastą, z której wraz z dodatkiem w.w. dodatków masowych sformowano w warunkach laboratoryjnych arkusiki papieru. Dodatek skrobi oraz kleju żywicznego jako wypełnienia do masy liściastej wywołał wzrost podatności na porastanie przez grzybnie testowe, w porównaniu z próbkami bez dodatków. Wytwory papiernicze zainfekowane mikrogrzybem Ch. globulosum generalnie wykazywały większą tendencję do biodegradacji. Zastosowanie spektroskopii FT-NIR pozwoliło na przeanalizowanie złożonego procesu degradacji materiału ligno-celulozowego. Zmiany w intensywności pików degradowanych mas makulaturowych odnotowano głównie dla grup funkcyjnych celulozy C-H (4280 cm1), C-H2 (4404 cm-1), oraz grup O-H (region 4620-4890 cm-1). Wykorzystanie jednocześnie kilku niezależnych metod oceny stopnia degradacji umożliwiło obiektywną interpretację wyników, a wykonane analizy potwierdzają wzajemnie uzyskane rezultaty badań.

Słowa kluczowe

EN

FT-NIR spectrophotometry; paper; cellulose sulphate; bleached deciduous pulp; starch; resinous glue; additive; mycological biodegradation; biodegradation; microfungi; paper sample

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria
• Rocznik: 2011
• Tom: 10
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.29-36,fig.,ref.

Twórcy

autor

Modzelewska I.

• Institute of Chemical Wood Technology, Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 38/42, 60 -637 Poznan, Poland

autor

Sandak A.

autor

Sandak J.

autor

Jaszczur A.

Bibliografia

• Alves A., Schwanninger M., Pereira H., Rodrigues J., 2006. Calibration of NIR to assess lignin composition (H/G ratio) in maritime pine wood using analytical pyrolysis as the reference method. Holzforschung 60 (1), 29-31.
• Antti H., 1999. Multivariate characterization of wood related materials. PhD thesis. Umeå Univeristy.
• Cofta G., Modzelewska I., Fuczek D., 2006. Investigations on the resistence of selected paper products containing cereal bran to the infestation by microfungi. Ann. Warsaw Agric. Univ. – SGGW, Forestry and Wood Technology No 59 (1), 110-113.
• Fassatiova O., 1983. Grzyby mikroskopowe w mikrobiologii technicznej [The microscopic fungi in technical microbiology]. WNT Warszawa [in Polish].
• Przybysz K., 1997. Technologia celulozy i papieru. T. 2. Technologia papieru [Pulp and paper technology. Vol. 2. Paper technology]. WSiP Warszawa [in Polish].
• Sandak A., Sandak J., Zborowska M., Prądzyński W., 2010. Near infrared spectroscopy as a tool for archaeological wood characterization. J. Archaeol. Sci. 37, 2093-2101.
• Tsuchikawa S., Yonenobu H., Siesler H.W., 2005. Near-infrared spectroscopic observation of the ageing process in archaeological wood using a deuterium exchange method. The Analyst 130, 379-384.
• Zyska B., 1993. Ochrona księgozbioru przed zniszczeniem. T. 2. Czynniki niszczące materiały w zbiorach bibliotecznych [Preservation of library materials. Vol. 2. Factor of deteriorating materials in library collections]. Katowice, 124-132 [in Polish].
• Zyska B., 2000. Mikrobiologiczny rozkład i korozja materiałów technicznych [Microbiological decomposition and corrosion of technical materials]. Polit. Łódz. Łódź [in Polish].