Journal of Korea TAPPI. 30 December 2016. 98-107
https://doi.org/10.7584/JKTAPPI.2016.12.48.6.98

ABSTRACT


MAIN

1. 서 론

종이는 목재로부터 추출한 셀룰로오스 섬유를 이용하여 제조된다. 고부가가치 포장용지는 낮은 투기저항성과 우수한 강도적 특성이 요구되기에 주로 미표백 크라프트 펄프를 사용한다. 그러나 목재 자원의 한계, 국제 환경 규제 강화 등으로 인한 산림보전 및 환경에 대한 중요성이 부각되고 있고 대부분의 천연 펄프를 수입에 의존하는 우리나라의 실정을 고려하였을 때, 고부가가치 포장용지 제조를 위해서는 고가의 미표백 크라프트 펄프를 대체할 수 있는 자원에 대한 연구가 필요하다. 현재 국내에서는 포장용지 제조용 원료의 80% 이상을 골판지 폐지로 충당한다. 골판지 폐지의 사용은 폐자원의 재활용 및 원가 절감 측면에서 긍정적일 수 있으나, 향후 강화되는 환경규제 및 높아지는 소비자의 요구를 만족시키기 위해서는 성상이 조악한 골판지 폐지를 고부가가치 포장용지의 원료로 활용하기에 한계가 있다.

전 세계 6천만 ha 이상의 조림 면적을 기반으로 성장하고 있는 오일팜 산업은 인도네시아와 말레이시아가 주도하고 있다. 오일 팜 나무(oil palm)는 주로 고온 다습한 조건에서 자라는 수종으로서 최대 약 20 m 생장하며 생장속도도 빠르다. 잎은 깃 모양이며 그 길이는 3-5 m이다.1) 2014년 기준 팜 오일 생산량은 인도네시아가 3,250만 톤으로 가장 높으며, 15년 동안 생산량과 수출량이 꾸준히 증가하고 있다.2) Fig. 2의 EFB(empty fruit bunch)는 Fig. 1과 같이 수확된 오일 팜 열매 bunch를 고온 고압의 증기를 주입하여 멸균 처리하고 물리적으로 씨앗과 열매를 분리할 때 발생하는 부산물이다. 분리된 씨앗 및 열매는 팜 오일을 생산하는 데 이용한다. 그러나 분급된 EFB는 연간 100억 톤 이상이 발생되지만 현재 대부분 소각 처리되고 있다. Wan daud 등3)은 EFB는 셀룰로오스 45-63%, 헤미셀룰로오스 28-33%, 리그닌은 17-18%, 회분은 0.7-1.3%으로 구성되어 있으며 실리카, 칼슘, 철, 나트륨 등의 원소를 함유한다고 보고한 바, EFB는 리그노셀룰로오스 물질로서 활용가치가 충분히 높고 발생량이 많으므로 이를 활용 할 수 있는 방안에 대한 연구가 필요하다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f001.jpg
Fig. 1.

Fruits of palm tree.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f002.jpg
Fig. 2.

Empty fruit bunch after extraction of palm.

이러한 EFB를 바이오매스로서 활용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 주로 EFB를 당화시켜 바이오 연료를 얻기 위한 전처리에 관한 연구로서 산 혹은 알칼리 처리,4,5) 유기용매,6) 효소7,8)를 이용한 처리 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 또한 EFB의 셀룰로오스를 원료로 활용하기 위하여 Ibrahim 등9)은 펄핑 방법을 다르게 하여 셀룰로오스를 선택적으로 분급한 후 그 성상을 분석한 결과, 소다 펄핑의 경우 리그닌과 홀로셀룰로오스의 함량이 가장 많았으며 소다-안트라퀴논 펄핑의 경우 알파-셀룰로오스의 함량 및 셀룰로오스의 점도가 가장 높았다는 연구결과를 보고한 바 있다. Harsono 등10)은 EFB로부터 용해성 펄프를 제조하기 위한 전처리로 소다-안트라퀴논 펄핑한 후 ECF(elementary chlorine free) 및 TCF(totally chlorine free) 표백을 실시하여 백색도 90% ISO 이상, 점도 8.5 cps 이상, 95% 이상 알파-셀룰로오스 함량의 펄프를 얻을 수 있었다. Wan Daud 등11)은 EFB 셀룰로오스를 신문용지 제조용 원료로 활용하기 위하여 sodium sulfite, sodium hydroxide, sodium carbonate를 조합한 펄핑을 실시하고 수율 및 펄프 특성을 분석하였다. 그 결과 sulfite 펄핑의 경우 수율은 매우 낮았으나 sodium carbonate와 sodium hydroxide를 이용한 펄핑의 경우 shive의 함량이 낮은 양호한 펄프를 얻을 수 있었다. Sharma 등12)은 EFB를 이용하여 파일럿 스케일의 펄핑과 ECF 표백을 실시하여 종이 제조용 원료로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 표백 후 수율은 48%였으며 백색도 85%, 점도 650 mL/g의 펄프를 얻을 수 있었다. 이렇게 얻어진 EFB 섬유는 펄프 몰드,13) 재생 용지 원료,14) 바이오 플라스틱 복합체,15) NCC(nanocystalline) 제조16) 등 여러 분야의 소재로서 활용 방안이 연구되고 있다.

크라프트 펄핑은 목재로부터 펄프를 얻기 위한 가장 범용적인 방법으로 오래전부터 사용되어 왔다. 셀룰로오스를 회수하고 리그닌 및 추출물, 헤미 셀룰로오스를 추출하는 기술로서, 목재 칩(chip)을 160°C 이상의 고온 고압 하에서 Na2S와 NaOH로 증해한다. 크라프트 펄핑 방법으로 제조된 펄프는 현재 인쇄용지, 산업용지 및 위생용지 등 다양한 지종의 원료로 활용된다. 크라프트 펄핑의 수율은 목재 칩의 수종 및 반응 조건에 따라 다르지만 평균 약 45-55%의 수율을 나타낸다. EFB로 부터 펄프를 얻기 위하여 다양한 펄핑 방법에 대한 연구가 진행되고 있으나, 크라프트 펄핑을 통해 EFB 및 palm frond로 부터 회수한 섬유 특성을 분석하고 종이 제조 공정에 적용하기 위한 방안을 모색한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 오일팜 부산물인 EFB와 palm frond를 이용하여 크라프트 펄핑을 실시하고 그에 따른 수율 및 제지공학적 특성을 KOCC(Korean old corrugated container)와 비교 분석함으로써 EFB로부터 회수한 섬유의 고부가가치 포장용지 적용 가능성을 평가하고자 하였다.

2. 재료 및 방법

2.1 공시재료

인도네시아의 팜 오일을 생산하는 공정(PT. TUNAS SAWAERMA, Irianzaya, Indonesia)에서 발생된 Figs. 23의 EFB 및 palm frond를 공시재료로 활용하였으며, 국내에서 포장용지 원료로 가장 많이 활용되는 KOCC(Korean old corrugated container)를 대조군으로 사용하였다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f003.jpg
Fig. 3.

Palm frond.

2.2 실험방법

2.2.1 크라프트 펄핑

EFB와 palm frond를 크라프트 펄핑하기 위하여 Fig. 4의 실험실용 증해장비(Lab-scale digester, HANTECH Co., Ltd, Daejeon, Republic of Korea)를 이용하였다. 함수율 8.3%의 EFB를 액비 1:11, 유효 알칼리 17%, 황화도 25%로 조절한 후 170°C까지 100분 간 온도를 상승시킨 후 최고 온도 170°C에서 90분 간 증해를 실시하였다. 함수율이 15.6%의 palm frond는 함수율이 EFB에 비해 높기 때문에 EFB의 액비 조건 보다 낮은 1:8의 비율로 액비를 설정하고 유효 알칼리와 황화도는 동일하게 조절하였다. 승온시간은 120분이였으며 170°C에서 90분간 palm frond를 증해하였다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f004.jpg
Fig. 4.

Lab-scale digester.

2.2.2 수율 및 섬유 분석

펄핑이 완료된 EFB와 palm frond를 실험실용 고농도 펄퍼에서 15% 농도로 해리한 후 0.15 mm 슬롯 썸머빌 스크린과 200 mesh 스크린을 이용하여 미해리분(flake), 섬유(fiber), 미세분(fines)의 비율을 산출하였다. 얻어진 섬유분의 여수도와 카파값을 ISO 표준 시험방법에 의거하여 분석하였으며 섬유장 분석기(MORFI LB-01, Techpap, France)을 이용하여 섬유장 및 폭, 조도, 컬, 킹크 등을 분석하였다.

2.2.3 고해 및 수초지 제작

KOCC와 EFB 및 palm frond로부터 얻은 섬유의 제지공학적 특성을 분석하기 위하여 실험실용 고해기(Valley beater, Daeil machinery, Republic of Korea)로 고해를 실시하고 사각 수초지기를 이용하여 평량 120±10 g/m2의 수초지를 제작한 후 수초지의 밀도, 투기저항성, 인장강도, 신장률 및 인장에너지흡수(ISO 1924-2), 인열강도(ISO 1974), 압축강도(ISO 9895)를 ISO 표준시험방법에 의거하여 분석하였다.

2.2.4 Palm frond 전처리가 크라프트 펄핑 및 수초지 특성에 미치는 영향

Palm frond에 존재하는 전분 및 추출물을 제어함에 따른 크라프트 펄핑 수율과 섬유 특성 및 수초지 특성을 분석하기 위하여 95°C 열수 전처리를 실시하고 Table 1과 같은 조건으로 크라프트 펄핑을 실시한 후 해리하여 수율을 분석하였다. 이렇게 얻어진 섬유를 이용하여 수초지를 제작한 후 온수 전처리 여부에 따른 수초지의 물리 강도적 특성을 비교 분석하였다.

Table 1.

Pulping conditions of EFB and palm frond

ItemsEFBPalm frond
EFB to water ratio1:111:8
Active alkali, %1717
Sulfidity, %2525
Heatup time, min100120
Cooking temperature, °C170170
Cooking time, min9090

2.2.5 건조에 따른 EFB 펄프 특성 분석

EFB의 재생사용에 따른 섬유 및 수초지 특성을 분석하기 위하여 KOCC, 크라프트 펄핑 후의 EFB, 펄핑 후 EFB를 이용하여 패드를 제작하고 건조한 다음 다시 15% 농도에서 해리한 EFB 펄프 이상 3종의 지료를 이용하여 dynamic sheet former(DSF, Adirondon, Canada)로 수초지를 제조하고 밀도, 투기저항성, 인열강도, 인장강도, 신장률, 인장에너지흡수를 ISO 국제 표준 규격에 의거하여 분석하였으며 SEM(JSM-6700F, JEOL Ltd., Japan)를 이용하여 수초지의 표면을 분석하였다.

3. 결과 및 고찰

3.1 크라프트 펄핑 수율 및 섬유 특성

EFB 및 palm frond의 비중이 낮기 때문에 목재 칩의 크라프트 펄핑에 비해 다소 높은 1:10 및 1:8의 액비로 증해를 실시하였다. 이렇게 얻은 펄프의 수율과 여수도를 Table 2에 나타냈으며, 미해리분, 섬유, 미세분의 비율을 Fig. 5에 나타냈다. Table 2에 나타났듯이 수율의 경우 EFB는 34.72%, palm frond는 27.66%로 EFB에 비해 7.06% 낮게 나타났다. 대개 45-50%의 수율을 나타내는 활엽수 목재 펄프와 비교하였을 때 EFB 및 palm frond로 제조한 크라프트 펄프의 수율은 낮았다. 이는 EFB에 잔존하는 씨앗과 기타 이물질이 미해리분으로 혼입되었기 때문으로 추정된다. Palm frond의 경우 Fig. 5에 나타난 바와 같이 미해리분의 함량이 낮음에도 불구하고 EFB 보다 수율이 낮았다. 또한 열수를 이용하여 전처리 한 후 palm frond를 크라프트 펄핑하고 수율을 비교 분석한 결과, 열수 전처리 후 수율이 4.19% 증가하였다. Wansoli 등17)은 palm frond에는 15.2%의 리그닌과 82.2%가 홀로셀룰로오스로 구성되며, 알파 셀룰로오스는 47.6%임을 연구한 바 있다. Palm frond는 리그닌을 제외하고 열수에 의해 용출될 수 있는 수용성 탄수화물이 약 40%로 구성되어 있다. 이와 같은 연구결과로 미루어 보아 수용성 탄수화물 성분이 열수에 의해 추출되어 나타난 결과로 판단된다. EFB와 palm frond 모두 유효 알칼리 17%, 황화도 25% 조건에서 H-factor 1575, 카파값이 약 10으로 분석되었다. 잔존 리그닌 함량의 경우 활엽수 목재 펄프를 크라프트 펄핑했을 경우와 유사하다고 판단된다. Table 3은 크라프트 펄핑 후의 EFB, palm frond 펄프의 섬유 특성을 KOCC와 비교 분석한 결과이다. Table 3에 나타난 바와 같이 섬유장은 EFB가 0.63 mm로서 섬유장이 각각 1.00 mm, 0.99 mm인 KOCC와 palm frond 섬유에 비해 짧았으며, 섬유폭 역시 KOCC와 palm frond에 비해 좁았다. Kink 비율은 KOCC에 비해 EFB, palm frond가 낮았다. 컬 지수는 KOCC와 palm frond가 유사하였으며, 이에 비해 EFB 섬유는 낮은 컬 지수를 나타냈다. 각 섬유의 조도는 KOCC가 0.1 mg/m이고 EFB 및 palm frond 섬유의 조도는 0.2 mg/m이다. Table 23에 나타났듯이 EFB의 경우 섬유장이 짧음에도 불구하고 KOCC에 비해 EFB 및 palm frond 섬유의 여수도가 200 mL CSF 이상 높고 컬과 kink의 비율이 낮으며 조도가 높았다. 열수 전처리에 따른 palm frond 섬유 성상의 변화는 없었다.

Table 2.

Yield and freeness after kraft pulping

ItemsKOCCEFBFrondPre-Frond
Yield, %-34.7227.6631.85
Freeness, mL CSF260506506518
Table 3.

Characteristics of EFB and palm frond fiber

CharacteristicsKOCCEFBPalm frond
Average length weighted in length, mm1.000.630.99
Average width, micron18.0012.8016.40
Kinked fibers, %15.704.449.88
Average curl, %5.032.075.09
Coarseness, mg/m0.100.200.20
Rate in length of macrofibrills, %0.780.500.66
https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f005.jpg
Fig. 5.

Ratio of flake, fiber and fines of three kinds of pulps.

3.2 EFB 및 palm frond, 열수 전처리 palm frond 섬유로 제조한 수초지 특성

Fig. 6은 여수도에 따른 겉보기 밀도이다. 동일 여수도에서 KOCC에 비해 EFB 및 palm frond 섬유로 제조한 섬유의 밀도가 높았다. 열수 전처리에 따른 밀도 변화는 없었다. Fig. 7은 여수도에 따른 수초지의 투기 저항성 결과이다. Fig. 7에 나타난 바와 같이 여수도 500 mL CSF 이상인 조건에서는 투기 저항성이 유사하지만 500 mL CSF 이하로 고해할 경우 palm frond 펄프의 투기 저항성이 급격하게 증가하였다. 반면, EFB 수초지의 투기저항성은 크게 증가하지 않았다. 종이의 밀도는 투기저항성을 결정하는 주요 인자이다. 따라서 Fig. 8에 나타난 바와 같이 수초지의 밀도와 투기저항성의 관계로 설명할 수 있다. 밀도가 증가함에 따라 EFB와 palm frond의 투기저항성이 증가하였다. 그러나 EFB 펄프의 경우 고해 처리함에 따라 밀도가 크게 증가하지 않은 반면 palm frond 펄프의 경우 밀도가 크게 증가하였다. 결국 palm frond 펄프로 500 mL CSF 이하의 고해 조건일 경우 미세섬유 생성이 조장되어 종이 구조가 치밀해짐에 따라 투기 저항성이 증가하는 것으로 판단된다. Fig. 9은 인열강도 측정결과이다. EFB의 경우 고해 처리에 따른 인열강도의 변화는 없었으며 KOCC 펄프와 유사한 인열강도를 나타냈다. Palm frond 펄프의 경우 고해가 진행됨에 따라 인열강도는 감소하였다. 이는 전술한 바와 같이 고해가 진행됨에 따라 미세섬유가 많이 발생되지 않는 EFB 펄프에 비해 palm frond는 고해 시 절단에 의한 미세섬유가 생성되어 섬유장이 짧아졌기 때문에 나타난 결과로 판단된다. Fig. 10은 인장강도 분석결과이다. 인장강도는 섬유 간 결합력, 섬유장, 조도, 종이의 구조 등을 판단할 수 있는 중요한 지표이다. Fig. 10에 나타난 바와 같이 세포벽이 각질화되어 섬유간 결합력이 낮은 KOCC의 인장강도가 가장 낮았으나 palm frond 섬유로 제조한 수초지의 인장강도가 높았다. EFB 펄프의 경우 고해하지 않았을 때에는 KOCC 펄프와 인장강도가 유사하였으나 고해 처리함에 따라 인장강도가 증가하였다. 특히, 동일 여수도 조건에서 열수 전처리 palm frond 펄프로 제조한 수초지의 인장강도는 가장 높았으며 이는 열수 전처리 시 palm frond 펄프에 잔존하는 수용성 탄수화물 성분이 제거됨으로써 섬유 간 결합력이 상승하여 나타난 결과로 판단된다. Figs. 1112는 신장률과 인장에너지흡수 분석결과이다. Figs. 1112에 나타난 바와 같이 EFB의 펄프 경우 동일 여수도에서 신장률이 높고 인장강도가 낮은 인장에너지흡수가 높으며 palm frond 펄프는 동일 여수도에서 인장강도는 높고 신장률은 낮지만 역시 EFB 펄프와 마찬가지로 인장에너지흡수가 높아 고급포장 용지의 소재로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f006.jpg
Fig. 6.

Apparent density of handsheets made of EFB, frond pulp and KOCC at the varied freeness.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f007.jpg
Fig. 7.

Air resistance of handsheets made of EFB, frond pulp and KOCC at the varied freeness.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f008.jpg
Fig. 8.

Apparent density Vs. air resistance of handsheets made of EFB and palm frond.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f009.jpg
Fig. 9.

Tear strength of handsheets made of EFB, frond pulp and KOCC at the varied freeness.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f010.jpg
Fig. 10.

Tensile strength of handsheets made of EFB, frond pulp and KOCC at the varied freeness.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f011.jpg
Fig. 11.

Tensile strain of handsheets made of EFB, frond pulp, and KOCC at the varied freeness.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f012.jpg
Fig. 12.

Tensile energy absorption of handsheets made of EFB, frond pulp, and KOCC at the varied freeness.

3.3 EFB 섬유의 각질화

Fig. 13은 KOCC, never-dried EFB, dried EFB로 제조한 종이의 밀도 측정 결과로서 한 번 건조된 EFB 펄프로 제조한 종이의 밀도가 KOCC, never-dried EFB 펄프로 제조한 종이의 밀도에 비해 낮았다. Fig. 14는 투기 저항성 측정 결과이다. KOCC에 비해 never-dried EFB 종이의 밀도는 낮았으며, 건조 후 재생한 EFB 펄프로 제조한 종이의 투기 저항성은 3.6초로서 가장 낮았다. 이는 KOCC로 제조된 수초지의 종이 구조에 비해 EFB 섬유로 제조된 종이의 구조가 치밀하지 못하기 때문에 나타난 결과로 추정되며, Fig. 13의 결과에도 나타났듯이 건조 후 의 dried EFB 섬유를 이용하여 종이를 제작할 경우 밀도가 저하되면서 투기저항성도 낮아지는 결과를 나타냈다. Figs. 1516은 3종의 펄프를 이용하여 제작한 종이의 인열 및 인장강도 분석 결과이다. 건조한 EFB 펄프를 이용하여 제작한 종이의 강도가 가장 낮았다. 또한 Figs. 1718의 신장률과 인장에너지흡수의 결과에도 나타났듯이, EFB 섬유를 건조 후 사용했을 경우 종이의 모든 물성이 저하되는 결과를 나타냈다. 이는 Fig. 19의 SEM 이미지 분석결과에 나타났듯이 never-dried EFB 펄프로 제조한 종이(a)의 경우 dried-EFB 펄프로 제조한 종이(b)에 비해 섬유벽에 더 많은 micro compression과 섬유 간 결합을 관찰할 수 있으며, 건조된 EFB 펄프로 제조한 종이 표면에서 일부 섬유가 절단된 모습도 관찰할 수 있었다. 따라서 EFB 펄프를 건조하고 다시 풀어 사용할 경우 각질화 및 단섬유화가 조장되어 종이의 밀도 및 투기도 감소, 섬유 간 결합력 저하에 따른 강도 감소가 나타나는 것으로 판단된다.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f013.jpg
Fig. 13.

Density of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f014.jpg
Fig. 14.

Air resistance of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f015.jpg
Fig. 15.

Tear strength of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f016.jpg
Fig. 16.

Tensile strength of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f017.jpg
Fig. 17.

Tensile strain of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f018.jpg
Fig. 18.

Tensile energy absorption of handsheets made of KOCC, never-dried EFB, and dried EFB.

https://cdn.apub.kr/journalsite/sites/ktappi/2016-048-06/N0460480611/images/KTAPPI_2016_v48n6_98_f019.jpg
Fig. 19.

SEM of never-dried (a) and dried EFB (b).

4. 결 론

EFB 및 palm frond는 팜 오일 제조 후 발생되는 부산물로서 인도네이사, 말레이시아 등 고온 다습한 지역에서 대량 발생되는 자원이다. 이에 본 연구에서는 고부가가치 포장용지 원료로 사용되는 KOCC를 대체하기 위한 EFB 및 palm frond 펄프 적용 가능성을 탐색하기 위하여 크라프트 펄핑을 실시하고 그에 따른 펄프 특성 및 수율, 수초지 물성을 분석하였다. EFB 펄프의 경우 섬유 폭이 좁은 특징이 있으며, palm frond 펄프는 KOCC와 유사하였다. EFB 및 palm frond 펄프는 동일한 여수도에서 KOCC 펄프 보다 우수한 물리적 특성을 나타냈으며 특히 신장률 및 인장에너지흡수가 매우 우수하였으나, EFB 펄프를 건조하여 재사용할 경우 모든 물성이 저하되는 특성을 나타냈다. 따라서 EFB 및 palm frond 펄프를 never-dried 펄프 상태로 활용한다면 고부가가치용 포장용지 용 원료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

Acknowledgements

본 연구는 2015년도 강원대학교 대학회계 학술연구 조성비로 연구하였음(연구과제명: Empty Fruit Bunch를 활용한 신장지 생산기술 개발, 관리번호-520150264).

Literature Cited

1
S. Sumathi, S. P. Chai and A. R. Mohamed, Renew. Sust. Energ. Rev, Utilization of oil palm tree as a source of renewable energy in Malaysia, 12; 2404-2421 (2008)

Sumathi, S., Chai, S. P., and Mohamed, A. R., Utilization of oil palm tree as a source of renewable energy in Malaysia, Renew. Sust. Energ. Rev. 12:2404-2421 (2008).

10.1016/j.rser.2007.06.006
2
S. H. Chang, Biomass Bioenerg, An overview of empty fruit bunch from oil palm as feedstock for bio-oil production, 62; 174-181 (2014)

Chang, S. H., An overview of empty fruit bunch from oil palm as feedstock for bio-oil production, Biomass Bioenerg. 62:174-181 (2014).

10.1016/j.biombioe.2014.01.002
3
W. R. W. Daud and K-N. Law, BioResources, Oil palm fibers as papermaking material: Potentials and challenges, 6(1); 901-917 (2016)

Daud, W. R. W. and Law, K-N., Oil palm fibers as papermaking material: Potentials and challenges, BioResources 6(1):901-917 (2016).

4
S. Palamae, P. Dechatiwongse, W. Choorit, Y. Chistid and P. Prasertsane, Carbohyd. Polym, Cellulose and hemicellulose recovery from oil palm empty fruit bunch (EFB) fibers and production of sugars from the fibers, 155; 491-497 (2017)

Palamae, S., Dechatiwongse, P., Choorit, W., Chistid, Y., and Prasertsane, P., Cellulose and hemicellulose recovery from oil palm empty fruit bunch (EFB) fibers and production of sugars from the fibers, Carbohyd. Polym. 155:491-497 (2017).

10.1016/j.carbpol.2016.09.004
5
N. Hassan and A. Idris, BioResources, Simultaneous saccharification and fermentation of lactic acid from empty fruit bunch at high solids loading, 11(2); 3799-3812 (2016)

Hassan, N. and Idris, A, Simultaneous saccharification and fermentation of lactic acid from empty fruit bunch at high solids loading, BioResources 11(2):3799-3812 (2016).

10.15376/biores.11.2.3799-3812
6
Nurfahmi, C. H. Ong, B. M. Jan, C. W. Tong, H. Fauzi and W. H. Chen, Biomass Bioenerg, Effects of organosolv pretreatment and acid hydrolysis on palm empty fruit bunch (PEFB) as bioethanol feedstock, 95; 78-83 (2016)

Nurfahmi, Ong, C. H., Jan, B. M., Tong, C. W., Fauzi, H., and Chen, W. H., Effects of organosolv pretreatment and acid hydrolysis on palm empty fruit bunch (PEFB) as bioethanol feedstock, Biomass Bioenerg. 95:78-83 (2016).

10.1016/j.biombioe.2016.09.008
7
P. M. Abdul, J. M. Jahim, S. Harun, M. Markom, N. A. Lutpi, O. Hassan, V. Baland, B. E. Dale and M. T. M. Nor, Bioresource Technol, Effects of changes in chemical and structural characteristic of ammonia fibre expansion (AFEX) pretreated oil palm empty fruit bunch fibre on enzymatic saccharification and fermentability for biohydrogen, 211; 200-208 (2016)

Abdul, P. M., Jahim, J. M., Harun, S., Markom, M., Lutpi, N. A., Hassan, O., Baland, V., Dale, B. E., and Nor, M. T. M., Effects of changes in chemical and structural characteristic of ammonia fibre expansion (AFEX) pretreated oil palm empty fruit bunch fibre on enzymatic saccharification and fermentability for biohydrogen, Bioresource Technol. 211:200-208 (2016).

10.1016/j.biortech.2016.02.135
8
S. R. Shah, U. C. Ishmael, J. V. Palliah, M. F. F. Asras and S. S. B. N. W. Ahmad, BioResources, Optimization of the enzymatic saccharification process of empty fruit bunch pretreated with laccase enzyme, 11(2); 5138-5154 (2016)

Shah, S. R., Ishmael, U. C., Palliah, J. V., Asras, M. F. F., and Ahmad, S. S. B. N. W., Optimization of the enzymatic saccharification process of empty fruit bunch pretreated with laccase enzyme, BioResources 11(2):5138-5154 (2016).

10.15376/biores.11.2.5138-5154
9
R. Ibrahim, Oil Palm Bulletin, Chemical composition of alkaline pulps from oil palm empty fruit bunches, 44; 19-24 (2002)

Ibrahim, R., Chemical composition of alkaline pulps from oil palm empty fruit bunches, Oil Palm Bulletin 44:19-24 (2002).

10
H. Harsono, A. S. Putra, R. Maryana, A. T. Rizaluddin, Y. Y. H’ng, A. Nakagawaizumi and H. Ohi, J. Wood Sci, Preparation of dissolving pulp from oil palm empty fruit bunch by prehydrolysis soda-anthraquinone cooking method, 62(1); 65-73 (2016)

Harsono, H., Putra, A. S., Maryana, R., Rizaluddin, A. T., H’ng, Y. Y., Nakagawaizumi, A., and Ohi, H., Preparation of dissolving pulp from oil palm empty fruit bunch by prehydrolysis soda-anthraquinone cooking method, J. Wood Sci. 62(1):65-73 (2016).

10.1007/s10086-015-1526-3
11
W. R. W. Daud, K-N. Law and H. L. Valade, Cellu. Chem. Technol, Chemical pulping of oil pam empty fruit bunches, 32; 133-143 (1998)

Daud, W. R. W., Law, K-N., and Valade, H. L., Chemical pulping of oil pam empty fruit bunches, Cellu. Chem. Technol. 32:133-143 (1998).

12
A. K. Sharma, K. Anupam, V. Swaroop, P. S. Lal and V. Bist, J. Clea. Prod, Pilot scale soda-anthraquinone pulping of palm oil empty fruit bunches and elemental chlorine free bleaching of resulting pulp, 106; 422-429 (2015)

Sharma, A. K., Anupam, K., Swaroop, V., Lal, P. S., and Bist, V., Pilot scale soda-anthraquinone pulping of palm oil empty fruit bunches and elemental chlorine free bleaching of resulting pulp, J. Clea. Prod. 106:422-429 (2015).

10.1016/j.jclepro.2014.03.095
13
D. S. Kim, Y. J. Sung, C. H. Kim and S. B. Kim, Journal of Korea TAPPI, Changes in the process efficiency and product properties of pulp mold by the applicaction of oil palm EFB, 48(1); 67-74 (2016)

Kim, D. S., Sung, Y. J., Kim, C. H., and Kim, S. B., Changes in the process efficiency and product properties of pulp mold by the applicaction of oil palm EFB, Journal of Korea TAPPI 48(1):67-74 (2016).

14
R. Ibrahim, Journal of Oil Palm Research, Structural, mechanical and optical properties of recycled fiber blended with oil palm empty fruit bunch pulp, 15(2); 29-35 (2003)

Ibrahim, R., Structural, mechanical and optical properties of recycled fiber blended with oil palm empty fruit bunch pulp, Journal of Oil Palm Research 15(2):29-35 (2003).

15
H. Mahmood, M. Moniruzzaman, S. Yusup and H. Md. Akil, J. Clean. Prod, Pretreatment of oil palm biomass with ionic liquids: A new approach for fabrication of green composite board, 126; 677-685 (2016)

Mahmood, H., Moniruzzaman, M., Yusup, S., and Md. Akil, H., Pretreatment of oil palm biomass with ionic liquids: A new approach for fabrication of green composite board, J. Clean. Prod. 126:677-685 (2016).

10.1016/j.jclepro.2016.02.138
16
C. K. Saurabh, R. Dungani, A. F. Owolabi, N. S. Atiqah, A. Zaidon, N. A. S. Aprilia, Z. Md. Sarker and H. P. S. A. Khalil, BioResources, Effect of hydrolysis treatment on cellulose nanowhiskers from oil palm (Elaeis guineesis) fronds: Morphology, chemical, crystallinity, and thermal characteristics, 11(3); 6742-6755 (2016)

Saurabh, C. K., Dungani, R., Owolabi, A. F., Atiqah, N. S., Zaidon, A., Aprilia, N. A. S., Md. Sarker, Z., Khalil, H. P. S. A., Effect of hydrolysis treatment on cellulose nanowhiskers from oil palm (Elaeis guineesis) fronds: Morphology, chemical, crystallinity, and thermal characteristics, BioResources 11(3):6742-6755 (2016).

10.15376/biores.11.3.6742-6755
17
W. D. Wansoli, Z. Zainudiin, K. N. Law and R. Asro, Ind. Crop. Prod, Pulp from oil palm fronds by chemical processes, 25; 89-94 (2016)

Wansoli, W. D., Zainudiin, Z., Law, K. N., and Asro, R., Pulp from oil palm fronds by chemical processes, Ind. Crop. Prod. 25:89-94 (2016).

페이지 상단으로 이동하기