بررسی تاثیر استفاده از فرایند لیگنین‌زدایی با اکسیژن برروی ویژگی‌های خمیرکاغذ سودای باگاس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری صنایع چوب و کاغذ، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

2 استاد، گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

3 استادیار، گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 دانشجوی دکتری صنایع چوب و کاغذ، باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد کرج، دانشگاه آزاد اسلامی، کرج، ایران

چکیده

در اجرای فرایندهای دوست‌دار محیط زیست در تولید خمیرکاغذ، کاهش آلودگی پساب در هریک از فرایندها حرف اول را می‌زند و ازآنجایی‌که آلوده‌کننده‌ترین بخش تولید، فرایند رنگبری است، بهینه‌سازی این بخش از فرایند تولید از اهمیت بالایی برخوردار می‌باشد. اولین قدم در بهبود فرایند رنگبری خمیرکاغذهای شیمیایی، کاهش مواد رنگی به‌طور عمده لیگنین خمیرکاغذ ورودی به این بخش است. لذا بکارگیری و اجرای مرحله لیگنین‌زدایی با اکسیژن بعد از فرایند پخت و قبل از فرایند رنگبری مرحله کلیدی در بهینه‌سازی و کاهش آلودگی تولید خواهد بود. در این پژوهش، تاثیر اجرای فرایند لیگنین‌زدایی با اکسیژن در دو نوع دستگاه و تحت شرایط فرایندی متفاوت برروی ویژگی‌های شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و نوری خمیرکاغذ سودای باگاس بررسی گردید. خمیرکاغذ سودای باگاس با عدد کاپای 20، گرانروی 955 میلی‌لیتر بر گرم و درجه روشنی 37 درصد ایزو از کارخانه پارس هفت‌تپه تهیه گردید. تیمارهای لیگنین‌زدایی با اکسیژن در سه درجه حرارت 90، 100 و 110، با مقادیر 5 و 7 بار فشار اکسیژن و با و بدون مصرف سولفات منیزیم در دو نوع دستگاه انجام گرفت. نتایج نشان داد که اجرای فرایند لیگنین‌زدایی با اکسیژن به‌میزان قابل توجهی عدد کاپای خمیرکاغذ را کاهش داد، حال آنکه گرانروی خمیرکاغذ کاهش چشمگیری نیافت. اندازه‌گیری گرانروی خمیرکاغذها پس از فرایند لیگنین‌زدایی، نشان داد که مصرف سولفات منیزیم سبب جلوگیری از کاهش گرانروی خمیرکاغذها گردید. افزایش دمای واکنش در بهبود فرایند تاثیر بسزایی داشته، درحالیکه افزایش فشار اکسیژن برروی فرایند تاثیر چندانی نداشت. میزان روشنی خمیرکاغذها نیز درحدود 4 تا 6 درصد افزایش یافت. همچنین به‌دلیل زمان ماند کمتر خمیرکاغذ تا دمای واکنش در دستگاه ساخت داخل، میزان لیگنین‌زدایی خمیرکاغذ توسط این دستگاه به‌میزان اندکی کمتر از ماشین کوانتوم بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Bajpai, P., 2005. Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching, In: Developments in environmental management. Elsevier, Netherlands, 277p.

-Basta, J., Holtinger, L., and Hook, J., 1991. Controlling the Profile of Metals in the Pulp before Hydrogen Peroxide Treatment. In Proceedings of 6th ISWPC, April 30-May 4: 237-244.

-Basta, J., Wane, G., Herstad-Svard, S., Lundgren, P., Johansson, N., Edwards, L., and Gu, Y., 1998. Partial closure in modern bleaching sequences. Tappi Journal, 81(4): 136-140.

-Berggren, R., 2003. Cellulose degradation in pulp fibers studied as changes in molar mass distributions. Ph.D. thesis, Department of Fibre and Polymer Technology, Royal Institute of Technology, Stockholm.

-Biermann, C.J., 1996. Handbook of pulping and papermaking. Elsevier, London, 778p.

-Hart, P.W., Mancosky, D., and Armstead, D., 2006. Medium consistency oxygen delignification performed with a controlled cavitation reactor. Tappi Journal, 5(2): 13-19.

-Hostachy, J.C., 2009. Bagasse pulp bleaching with ozone “It’s Time to Implement Green Bleaching Practices”, 9p.

-Iakovlev, M., 2011. SO2-ethanol-water (SEW) fractionation of lignocellulosics. Ph.D. thesis, Department of Forest Products Technology, Aalto University, Helsinki.

-Johnson, B., 2008. Literature Review of Colour Reduction Technologies for Kraft Pulp Mill Effluent. By Beca AMEC Limited, 38p.

-Johnson, A.P., Johnson, B.I., Gleadow, P., Araneda, H., Silva, F.A., Aquilar, R.M., and Hsiang, C.J., 2008. 21st Century Fibrelines. International Bleaching Conference, Quebec City, 2-5 June, 15-28.

-Khristova, P., Kordsachia, O., Patt, R., Khider, T., and Karrar, I., 2002. Alkaline pulping with additives of kenaf from Sudan. Industrial Crops and Products, 15, 229-235.

-Liu, J., Hu, H., and Luo X., 2012. Development of a novel empirical model to estimate the kraft pulp yield of fast-growing eucalyptus. BioResources, 7(1): 1134-1144.

-Lucia, L.A., and Jameel, H., 2006. High Selectivity Oxygen Delignification. Institute of Paper Science and Technology, Georgia Institute of Technology, Atlanta.

-Mohta. D., Kapoor, S.K., and Ray, A.K., 1998. Environmentally Friendly Pulping and Bleaching of Bagasse. University of Roorkee, Saharanpur-247 001, U.P., India.

-Mohta. D., Upadhaya, J.S., Kapoor, S.K., Roy, A.K., and Roy, D.N., 1998. Oxygen Delignification of Soda and Soda-AQ Bagasse Pulps. Tappi 81(6): 184-187.

-Saraeian, A.R., and Khalili, A., 2013. Technology of pulp production by kraft process. Ayij, Tehran, 306p.

-Seth, R.S., 2006. The importance of fibre straightness for pulp strength. Journal of Pulp & Paper Canada, 107(1): 34-42.

-Sihtola, H., Kyrklund, B., Laamanen, L., and Palenius, I., 1963. Comparison and Conversion of Viscosity and DP-Values Determined By Different Methods. Paperi ja Puu, 45, 225-232.

-Singh, R.P., 1991. The bleaching of pulp. TAPPI Press, Atlanta, 694p.

-Sixta, H., 2006. Handbook of pulp. Strauss GmbH, Morlenbach, 1352p.

-Smook, G.A., 1992. Handbook for Pulp & Paper Technologists. Vancouver, 419p.

-Suess, H.U., 2010. Pulp bleaching today. Walter de Gruyter GmbH & Co. KG, Berlin/New York, 310p.

-Sundberg, A., Sundberg, K., Lilland, C., and Holmbom, B., 1996. Determination of hemicelluloses and pectins in wood and pulp fibres by acid methanolysis and gas chromatography, Nordic Pulp and Paper Research Journal, 11(4): 216-219.

-Tao, L., Genco, J.M., Cole, B.J.W., and Fort, R.C., 2011. Selectivity of oxygen delignification for southern softwood kraft pulps with high lignin content. Tappi Journal, 83(1): 29-39.

-TAPPI, 2006-2007. TAPPI Test Methods, TAPPI. Norcross, GA 30092 USA.

-Teleman, A., Harjunpaa, V., Tenkanen, M., Buchert, J., Hausalo, T., Drakenberg, T., and Vuorinen, T., 1995. Characterisation of 4-deoxy-beta-L-threo-hex-4-enopyranosyluronic acid attached to xylan in pine kraft pulp and pulping liquor by 1H and 13C NMR spectroscopy. Carbohydrate Research, 272(1): 55-71.

-Walford, S.N., 2008. Sugarcane bagasse: how easy is it to measure its constituents? Proceedings of the South African Sugar Technologists Association, 81, 266-273.

-Walker, J.C.F., 2006. Primary wood processing: Principles and practice. Springer, Dordrecht, 606p.

-World Bank, 1998. Pollution prevention and abatement Handbook: Pulp and Paper mills. Draft technical background document. Environment Department, Washington, D.C., 395-400.

-Zeinaly, F., Shakhes, J., Dehghani, M., & Shakeri, A., 2009. Hydrogen peroxide bleaching of CMP pulp using magnesium hydroxide. Bioresources, 4(4): 1409-1416.