Economic Engineering of biodegradable mulch film process and nanocellulose crystal from the empty fruit bunch

Authors

  • Ni Ni Myint ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • สรวิชญ์ พงษ์เสถียรศักดิ์ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • กรธวัช เลาหะวาทิน ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • ณัชพล เจียรสำราญ ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • เมธี สายศรีหยุด ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • อนุสิษฐ์ ธนะพิมพ์เมธา ภาควิชาวิศวกรรมเคมี คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์
  • Penjit Srinophakun Chemical Engineering Department, Kasetsart University

Keywords:

Empty fruit bunch, Lignin, Polyvinyl alcohol, Nanocellulose crystalline, Economic assessment

Abstract

Thailand has many palm plantations for oil production, producing the Empty Fruit Bunch (EFB) wastes of 8,281 tons per year. This study used secondary data to extract EFB to cellulose and lignin. Then cellulose was converted to nanocellulose crystalline (NCC). At the same time, lignins were produced into biodegradable mulch film. This research aimed to simulate the process model of NCC and Biodegradable mulch film from EFB using Aspen Plus and to perform an economic analysis to estimate the net profit and payback period. The manufacturing process contained 3 procedures: 1 using sodium hydroxide to extract lignin out of EFB to get cellulose in the solid and lignin in the liquid portions, 2 separations of lignin from liquid and manufacturing biodegradable mulch film using lignin mixed Polyvinyl alcohol (PVA), 3 purifying cellulose and producing NCC using sulfuric acid. The simulation result showed that using an EFB of 2 tons per day makes an NCC of 22 kilograms and a biodegradable mulch film of 41 kilograms per day. Furthermore, the economic assessment results revealed that the internal rate of return (IRR), net present value (NPV), and payback period methods were 352%, 363,412,341 Baht, and 3.41 months, respectively.

References

Sirivechphongkul K, Srinophakun P, Sunthornvarabhas J, Thanapimmetha A, Saisriyoot M, and Chiarasumran N (2022). Life Cycle Assessment of Mask Pad Coated with Lignin from Empty Fruit Bunches. Asia-Pacific Journal of Science and Technology, 27.

Fromageau J, Brusseau E, Vray D, Gimenez G, Delachartre P (2003). Characterization of PVA cryogel for intravascular ultrasound elasticity imaging. IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, 50(10): 1318-1324.

Wibowo A, Chiarasumran N, Thanapimmetha A, Saisriyoot M, Srinophakun P, Suriyachai N, and Champreda V (2021). Conversion of Sugarcane Trash to Nanocrystalline Cellulose and its Life Cycle Assessment. Catalysts, 12(10): 1215.

Peter S, Timmerhaus D, and West E (2003). Plant Design and Economics for Chemical Engneers.

Alibaba (2023). Mixer, Filter, Tank, Freeze dry, Pelletizer, Film extrusion price. Available via DIALOG. https://www.alibaba.com/product-detail/ Accessed 15 Mar. 2023.

Provincial Waterworks Authority (2023). Provincial tap water rates. Available via DIALOG. https://www.pwa.co.th/contents/service/table-price. Accessed 15 Mar. 2023.

Provincial Electricity Authority (2023). Electricity tariffs. Available via DIALOG. https://www.pea.co.th. Accessed 15 Mar. 2023.

Lshrt (2023). Empty fruit bunch, NaOH. Available via DIALOG. https://lshrt.xyz/ Accessed 15 Mar. 2023.

CHEMANALYST (2023). Sulfuric acid price trend and forecast. Available via DIALOG. https://www.chemanalyst.com/Pricing-data/sulphuric-acid-70 Accessed 15 Mar. 2023.

Indiamart (2023). Dimethyl sulfoxide liquid. Available via DIALOG. https://www.indiamart.com/proddetail/dimethyl-sulfoxide-liquid-24943394973.html. Accessed 15 Mar. 2023.

Chemipan (2023). Hydrogen peroxide. Available via DIALOG. www.chemipan.com. Accessed 15 Mar. 2023.

Made-in-china (2023). White/Black Plastic Mulch Film for Agriculture. Available via DIALOG. https://www.made-in-china.com/ Accessed 15 Mar. 2023.

Cellulose Lab (2023). Nanocellulose supplier. Available via DIALOG. www.celluloselab.com.Accessed 15 Mar. 2023.

Downloads

Published

2024-12-25

Issue

Section

งานวิจัย (Research papers)