คุณสมบัติทางเคมีของวัสดุไม้ไผ่

ไม้ไผ่มีปริมาณเซลลูโลสสูง เส้นใยเรียวละเอียด มีคุณสมบัติทางกลที่ดี และมีความยืดหยุ่นสูง จึงเป็นวัสดุทางเลือกที่ดีสำหรับวัตถุดิบในการผลิตกระดาษจากไม้ ไม้ไผ่สามารถตอบสนองความต้องการเยื่อกระดาษสำหรับการผลิตกระดาษระดับกลางและระดับสูงได้ จากการศึกษาพบว่าองค์ประกอบทางเคมีและคุณสมบัติของเส้นใยไม้ไผ่มีคุณสมบัติในการผลิตเยื่อกระดาษที่ดี ประสิทธิภาพของเยื่อไม้ไผ่เป็นรองเพียงเยื่อไม้สน และดีกว่าเยื่อไม้ใบกว้างและเยื่อหญ้า ประเทศเมียนมาร์ อินเดีย และประเทศอื่นๆ เป็นผู้นำของโลกในด้านการผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษจากไม้ไผ่ ผลิตภัณฑ์เยื่อกระดาษและกระดาษจากไม้ไผ่ของจีนส่วนใหญ่นำเข้าจากเมียนมาร์และอินเดีย การพัฒนาอุตสาหกรรมการผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษจากไม้ไผ่อย่างจริงจังจึงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรเทาปัญหาการขาดแคลนวัตถุดิบเยื่อไม้ในปัจจุบัน

ไม้ไผ่เจริญเติบโตอย่างรวดเร็วและโดยทั่วไปสามารถเก็บเกี่ยวได้ภายใน 3 ถึง 4 ปี นอกจากนี้ ป่าไผ่ยังมีคุณสมบัติในการตรึงคาร์บอนสูง ทำให้ประโยชน์ทางเศรษฐกิจ นิเวศวิทยา และสังคมของอุตสาหกรรมไผ่มีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ ในปัจจุบัน เทคโนโลยีและอุปกรณ์การผลิตเยื่อกระดาษไผ่ของจีนได้พัฒนาไปจนสมบูรณ์แล้ว และอุปกรณ์หลักๆ เช่น เครื่องไสไม้ไผ่และเครื่องบดเยื่อกระดาษก็ผลิตได้ภายในประเทศแล้ว สายการผลิตกระดาษไผ่ขนาดใหญ่และขนาดกลางได้รับการพัฒนาเป็นอุตสาหกรรมและเริ่มดำเนินการผลิตในมณฑลกุ้ยโจว เสฉวน และที่อื่นๆ

คุณสมบัติทางเคมีของไม้ไผ่
ไม้ไผ่เป็นวัสดุชีวมวลที่มีองค์ประกอบทางเคมีหลัก 3 อย่าง ได้แก่ เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส และลิกนิน นอกจากนี้ยังมีเพคติน แป้ง โพลีแซ็กคาไรด์ และแว็กซ์ในปริมาณเล็กน้อย การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีและคุณลักษณะของไม้ไผ่ช่วยให้เราเข้าใจถึงข้อดีและข้อเสียของไม้ไผ่ในฐานะวัสดุสำหรับผลิตเยื่อกระดาษและกระดาษได้
1. ไม้ไผ่มีปริมาณเซลลูโลสสูง
กระดาษสำเร็จรูปคุณภาพสูงมีความต้องการวัตถุดิบเยื่อกระดาษสูง โดยยิ่งมีปริมาณเซลลูโลสสูงยิ่งดี และยิ่งมีปริมาณลิกนิน โพลีแซ็กคาไรด์ และสารสกัดอื่นๆ ต่ำยิ่งดี หยาง เรนดัง และคณะ ได้เปรียบเทียบองค์ประกอบทางเคมีหลักของวัสดุชีวมวล เช่น ไม้ไผ่ (Phyllostachys pubescens) ไม้สนมาสซอน ไม้ป็อปลาร์ และฟางข้าวสาลี พบว่าปริมาณเซลลูโลสสูงที่สุดในไม้สนมาสซอน (51.20%) รองลงมาคือไม้ไผ่ (45.50%) ไม้ป็อปลาร์ (43.24%) และฟางข้าวสาลี (35.23%); ส่วนปริมาณเฮมิเซลลูโลส (เพนโทซาน) สูงที่สุดในไม้ป็อปลาร์ (22.61%) รองลงมาคือไม้ไผ่ (21.12%) ฟางข้าวสาลี (19.30%) และไม้สนมาสซอน (8.24%); ปริมาณลิกนินพบว่า ไม้ไผ่มีปริมาณลิกนินสูงที่สุด (30.67%) รองลงมาคือไม้สนมาสซอน (27.97%) ไม้ป็อปลาร์ (17.10%) และฟางข้าวสาลี (11.93%) จะเห็นได้ว่าในบรรดาวัสดุเปรียบเทียบทั้งสี่ชนิด ไม้ไผ่เป็นวัตถุดิบในการผลิตเยื่อกระดาษที่ดีเป็นอันดับสองรองจากไม้สนมาสซอนเท่านั้น
2. เส้นใยไม้ไผ่มีความยาวมากกว่าและมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูงกว่า
เส้นใยไม้ไผ่มีความยาวเฉลี่ย 1.49~2.28 มม. เส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ย 12.24~17.32 ไมโครเมตร และอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลาง (aspect ratio) อยู่ที่ 122~165 ความหนาของผนังเส้นใยเฉลี่ย 3.90~5.25 ไมโครเมตร และอัตราส่วนความหนาของผนังต่อช่องว่างอยู่ที่ 4.20~7.50 ซึ่งจัดเป็นเส้นใยที่มีผนังหนาและมีอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูง วัตถุดิบเยื่อกระดาษส่วนใหญ่มาจากเซลลูโลสจากชีวมวล วัตถุดิบเส้นใยชีวภาพที่ดีสำหรับการผลิตกระดาษต้องมีปริมาณเซลลูโลสสูงและปริมาณลิกนินต่ำ ซึ่งไม่เพียงแต่จะเพิ่มผลผลิตเยื่อกระดาษ แต่ยังช่วยลดเถ้าและสารสกัดต่างๆ ด้วย ไม้ไผ่มีลักษณะของเส้นใยยาวและอัตราส่วนความยาวต่อเส้นผ่านศูนย์กลางสูง ทำให้เส้นใยสามารถสานกันได้หลายครั้งต่อหน่วยพื้นที่หลังจากนำเยื่อไม้ไผ่มาทำเป็นกระดาษ และกระดาษมีความแข็งแรงดีกว่า ดังนั้นประสิทธิภาพในการผลิตเยื่อกระดาษจากไม้ไผ่จึงใกล้เคียงกับไม้ และแข็งแรงกว่าพืชตระกูลหญ้าอื่นๆ เช่น ฟางข้าว ฟางข้าวสาลี และกากอ้อย
3. เส้นใยไม้ไผ่มีความแข็งแรงสูง
เซลลูโลสจากไม้ไผ่ไม่เพียงแต่เป็นวัสดุหมุนเวียน ย่อยสลายได้ เข้ากันได้ทางชีวภาพ ดูดซับน้ำได้ดี และมีคุณสมบัติทางกลและทนความร้อนที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติทางกลที่ดีอีกด้วย นักวิจัยบางกลุ่มได้ทำการทดสอบแรงดึงกับเส้นใยไม้ไผ่ 12 ชนิด และพบว่าค่าโมดูลัสความยืดหยุ่นและความแข็งแรงดึงของเส้นใยเหล่านี้สูงกว่าเส้นใยไม้ป่าที่เติบโตเร็วที่ปลูกขึ้นเอง Wang และคณะได้เปรียบเทียบคุณสมบัติทางกลของแรงดึงของเส้นใยสี่ชนิด ได้แก่ ไม้ไผ่ เคนัฟ เฟอร์ และปอ ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าค่าโมดูลัสและความแข็งแรงดึงของเส้นใยไม้ไผ่สูงกว่าเส้นใยอีกสามชนิด
4. ไม้ไผ่มีปริมาณเถ้าและสารสกัดสูง
เมื่อเปรียบเทียบกับไม้เนื้ออ่อน ไม้ไผ่มีปริมาณเถ้าสูงกว่า (ประมาณ 1.0%) และมีสารสกัด 1% NAOH สูงกว่า (ประมาณ 30.0%) ซึ่งจะทำให้เกิดสิ่งเจือปนมากขึ้นในระหว่างกระบวนการผลิตเยื่อกระดาษ ซึ่งไม่เอื้อต่อการปล่อยทิ้งและการบำบัดน้ำเสียของอุตสาหกรรมเยื่อกระดาษและกระดาษ และจะเพิ่มต้นทุนการลงทุนของอุปกรณ์บางอย่าง

ปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์กระดาษเยื่อไม้ไผ่ของบริษัท Yashi Paper มีคุณภาพตรงตามข้อกำหนดมาตรฐาน EU ROHS ผ่านการทดสอบมาตรฐาน EU AP (2002)-1, US FDA และมาตรฐานระดับสากลอื่นๆ ที่ใช้กับอาหารได้ ผ่านการรับรอง FSC 100% forest certification และยังเป็นบริษัทแรกในมณฑลเสฉวนที่ได้รับการรับรองความปลอดภัยและสุขอนามัยของจีน ในขณะเดียวกัน ก็ได้รับการคัดเลือกให้เป็นผลิตภัณฑ์ที่ "ผ่านการรับรองการสุ่มตัวอย่างเพื่อการกำกับดูแลคุณภาพ" โดยศูนย์ตรวจสอบผลิตภัณฑ์กระดาษแห่งชาติเป็นเวลาสิบปีติดต่อกัน และยังได้รับรางวัลเกียรติยศ เช่น "แบรนด์และผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพมั่นคงระดับชาติ" จาก China Quality Tour อีกด้วย