Advanced Extraction and Comprehensive Characterization of Sustainable Textile Fibers from Mango (Mangifera indica L.) Waste

Abstract

Abstract. The global textile sector, pivotal to economic development, significantly contributes to environmental degradation, prompting a shift towards sustainable raw material sources. Embracing circular economy principles, this industry is exploring the valorization of agricultural by-products. This study introduces an innovative approach to repurposing mango waste into valuable textile fibers, a byproduct of the fruit processing industry, predominantly generated during juice and jam production. The focus is on the lignocellulosic constituents of mango waste, specifically the peel, seed, and fibrous material, traditionally considered as refuse. Previous research has predominantly utilized mango peel in pectin extraction for food applications, whereas the potential of seed and fibrous content remains underexplored. This investigation endeavors to transform these fibrous by-products into high-value materials suitable for textile manufacturing. The process involved washing, drying, and comprehensive physicochemical characterization of mango fibers, emphasizing lignin quantification, revealing a composition of 12.2% lignin. An experimental design was employed to elucidate the impact of variables such as liquid-to-solid ratio, reaction duration, and sodium hydroxide concentration on lignin dissolution through alkaline hydrolysis. Optimal conditions—10% NaOH concentration, 30 mL/g liquid-to-solid ratio over six hours—achieved an 83% reduction in lignin content. The resulting fibers exhibited properties akin to conventional natural fibers, including a favorable aspect ratio indicative of their suitability for textile applications. A subsequent softening process using propylene glycol enhanced the fibers’ spinability, producing a durable, textured fabric ideal for eco-conscious fashion applications, including bags, footwear, and accessories. This research demonstrates the feasibility of converting mango waste into a textile-worthy material and underscores the importance of waste revalorization in promoting sustainability within the circular economy framework.Resumen. El sector textil mundial, fundamental para el desarrollo económico, contribuye significativamente al impacto medioambiental degradación, lo que provocó un cambio hacia fuentes sostenibles de materias primas. Adoptando la economía circular principios, esta industria está explorando la valorización de subproductos agrícolas. Este estudio introduce una Enfoque innovador para reutilizar los residuos de mango en valiosas fibras textiles, un subproducto de la fruta industria procesadora, generada predominantemente durante la producción de jugos y mermeladas. La atención se centra en el componente lignocelulósico de los desechos de mango, específicamente la cáscara, la semilla y el material fibroso, tradicionalmente considerado como basura. Investigaciones anteriores han utilizado predominantemente la cáscara de mango en la extracción de pectina para uso alimentario.aplicaciones, mientras que el potencial del contenido de semillas y fibra sigue sin explorarse. esta investigacion se esfuerza por transformar estos subproductos fibrosos en materiales de alto valor adecuados para la fabricación textil. El proceso implicó lavado, secado y caracterización fisicoquímica integral de las fibras de mango, destacando la cuantificación de lignina, revelando una composición de 12,2% de lignina. Se realizó un diseño experimental empleado para dilucidar el impacto de variables como la relación líquido-sólido, la duración de la reacción y el sodio concentración de hidróxido sobre la disolución de lignina mediante hidrólisis alcalina. Condiciones óptimas: NaOH al 10 % concentración, relación líquido-sólido de 30 ml/g durante seis horas: logró una reducción del 83 % en el contenido de lignina. Las fibras resultantes exhibieron propiedades similares a las fibras naturales convencionales, incluida una relación de aspecto favorable indicativo de su idoneidad para aplicaciones textiles. Un proceso de ablandamiento posterior utilizando propilenglicol mejoró la capacidad de hilado de las fibras, produciendo un tejido texturizado duradero ideal para la moda ecológica aplicaciones, incluidos bolsos, calzado y accesorios. Esta investigación demuestra la viabilidad de convertir residuos de mango en un material digno de ser textil y subraya la importancia de la revalorización de residuos en promoviendo la sostenibilidad en el marco de la economía circular.