INCREASING THE VALUE OF RICE STRAW BY PRODUCING PACKAGING PAPER

Abstract

This research aims to study 1) Optimal conditions for producing 3 types of rice straw pulp for paper production. 2) Compare the properties of the pulp produced from the 3 types of rice straw to select the suitable pulp for paper production. 3) Improve the quality of paper from rice straw to develop packaging. The rice straws used for the research were obtained from Lao's local cultivars rice straw, namely, Non rice, Phon ngam 3 rice and Thin kaew rice. The experiment was carried out by 20 g of rice straw, boiled in a solution of 0.5, 1, 2, 4 and 6% sodium hydroxide (NaOH) by weight of dry straw by volume, by adding a pulp liquid 30 times the weight of dry rice straw, temperature 90-100 degrees celsius for 2 hours 30 minutes. The results of the study showed that the higher the concentration of sodium hydroxide solution in pulping, the pulp yield (% Yield) was decreased and the Phon ngam 3 straw gave the highest pulp yield. This was consistent with the analysis of the chemical composition of rice straw before and after boiling the pulp containing the highest cellulose content. The fibers produced from the three types of rice straw were similar. Size of line diameter the fiber tends to decline, when using the concentration of sodium hydroxide solution was increased. When considering the effect of pulp produced, it was found that the optimum conditions for rice straw pulping were pulp boiled with a 1% concentration of sodium hydroxide solution and when comparing the pulp yield from the three types of rice straw, it was found that the Phon ngam 3 rice straw was more suitable for paper production than the Non rice straw and Thin Kaew rice straw, due to the highest pulp yield. When using wet pulp 20 30 40 and 50g to make paper sheets 25 cm x 25 cm, then the paper was compressed by a compression machine with 2,500 pounds of pressure per this, temperature 150 degrees celsius for 5 minutes. It was found that the thickness and grammage of the paper were different according to the wet pulp used for making sheets, there was a statistically significant difference in the tensile properties of the paper at the 95% confidence level and was found that 50 g of paper had the highest tensile strength of 0.45 ± 0.04 N/mm2. The improvement of paper properties by using 50g of wet pulp mixed 6% boiled tapioca starch and with 6% boiled rice flour the paper had a higher strength and found that 6% of rice straw, which was improved with boiled rice flour was pressed into the paper with the highest tensile strength.

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา 1) สภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเยื่อจากฟางข้าวจำนวน 3 ชนิด เพื่อใช้ในการผลิตเป็นกระดาษ 2) เปรียบเทียบสมบัติของเยื่อที่ผลิตได้จากฟางข้าวทั้ง 3 ชนิด เพื่อคัดเลือกเยื่อที่มีความเหมาะสมสำหรับผลิตเป็นกระดาษ 3) ปรับปรุงสมบัติของกระดาษจากฟางข้าวให้มีคุณภาพเพื่อพัฒนาเป็นบรรจุภัณฑ์ ฟางข้าวที่ใช้ในการวิจัยได้จากข้าวพันธุ์พื้นเมืองของลาว ได้แก่ ข้าวหนอน ข้าวโพนงาม 3 และข้าวถิ่นแก้ว ทำการทดลอง โดยใช้ฟางข้าวชนิดละ 20 กรัม ต้มในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) เข้มข้นร้อยละ 0.5 1 2 4 และ 6 โดยน้ำหนักฟางข้าวแห้งต่อปริมาตร โดยเติมน้ำยาต้มเยื่อ 30 เท่าของน้ำหนักฟางข้าวแห้ง ใช้อุณหภูมิ 90-100 องศเซลเซียส เป็นเวลา 2 ชั่วโมง 30 นาที ผลการศึกษาพบว่า เมื่อใช้ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในการต้มเยื่อมากขึ้นทำให้ผลผลิตของเยื่อ (%Yield) มีค่าลดลง และเห็นว่าฟางข้าวโพนงาม 3 ให้ผลผลิตของเยื่อมากที่สุด สอดคล้องกับผลการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีของฟางข้าวทั้งก่อนและหลังการต้มเยื่อที่มีปริมาณเซลลูโลสมากที่สุด เส้นใยที่ผลิตได้จากชนิดฟางข้าว ทั้ง 3 ชนิด มีค่าใกล้เคียงกัน ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยมีแนวโน้มลดลง เมื่อใช้ความเข้มข้นของสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์เพิ่มมากขึ้น และเมื่อพิจารณาผลของเยื่อกระดาษที่ผลิตได้เห็นว่าสภาวะที่เหมาะสมในการผลิตเยื่อกระดาษจากฟางข้าว คือเยื่อกระดาษที่ต้มด้วยสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่ความเข้มข้นร้อยละ 1 เมื่อเปรียบเทียบผลผลิตของเยื่อกกระดาษจากฟางข้าวทั้ง 3 ชนิดพบว่าชนิดฟางข้าวโพนงาม 3 มีความเหมาะสมในการนำไปผลิตกระดาษมากกว่าชนิดฟางข้าวหนอนและฟางข้าวถิ่นแก้ว เนื่องจากได้ผลผลิตเยื่อมากที่สุด เมื่อนำเยื่อเปียกน้ำหนัก 20 30 40 และ 50 กรัม มาทำแผ่นกระดาษขนาด 25 x 25 เซนติเมตร แล้วนำกระดาษที่ได้ไปอัดด้วยเครื่องอัดที่มีแรงอัด 2,500 ปอนด์ต่อนี้ว อุณหภูมิ 150 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 5 นาที พบว่า ความหนา และน้ำหนักมาตรฐานของกระดาษแตกต่างกันตามปริมาณเยื่อเปียกที่ใช้ในการทำแผ่น ส่งผลต่อสมบัติในด้านความต้านทานแรงดึงของกระดาษมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ระดับความเชื่อมั่น 95% และพบว่า แผ่นกระดาษ 50 กรัม มีค่าความต้านทานแรงดึงมากที่สุด เท่ากับ 0.45 ± 0.04 นิวตันต่อตารางมิลลิเมตร การปรับปรุงสมบัติของกระดาษโดยใช้เยื่อกระดาษเปียก 50 กรัม ผสมกับแป้งมันสำปะหลังต้มสุก และแป้งข้าวเจ้าที่ต้มสุก ร้อยละ 6 ได้กระดาษมีความแข็งแรงเพิ่มสูงมากขึ้น และพบว่ากระดาษฟางข้าวที่ทำการปรับปรุงด้วยแป้งข้าวเจ้าต้มสุกร้อยละ 6 ที่ผ่านการอัดเป็นกระดาษที่มีความต้านทานแรงดึงสูงที่สุด