بررسی تأثیر مدیریت زباله‌های آنیونی از طریق خارج‌سازی و خنثی‌سازی مواد محلول و کلوئیدی (DCS) بر ویژگی‌های خمیر و کاغذCMP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد صنایع خمیر وکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استاد صنایع چوب و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 استاد صنایع چوب و کاغذ دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

4 دانشیار، تکنولوژی خمیر و کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

                                                                                             DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.322.64.3.1576.80
طی فرآیند تولید کاغذ، خصوصاً هنگامی که از خمیر‌های مکانیکی یا خمیرهای بازیافتی استفاده می‌شود مقدار زیادی مواد محلول و کلوئیدی (DCS) تشکیل شده و در آب فرآیندی پراکنده یا حل می‌شوند. تجمع DCS طی عملیات کاغذسازی با افزایش بسته شدن سیستم‌های آب فرآیندی، اثرات زیان‌آور مختلفی را بر فرآیندهای کاغذسازی و محصولات کاغذی می‌گذارد. بنابراین حذف یا کنترل DCS به منظور غلبه و یا کاهش اثرات منفی این مواد مزاحم، امری کاملاً ضروری است.در این تحقیق تأثیر خنثی‌سازی زباله‌های آنیونی با استفاده از خنثی‌کننده‌های مختلف و همچنین شست‌و‌شوی خمیر (خارج‌سازی زباله‌های آنیونی) بر ویژگی‌های خمیر و ‌کاغذ CMP مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بعد از آماده‌سازی اولیه خمیرهای شیمیایی- مکانیکی (CMP) و خمیر الیاف بلند کرافت رنگ‌بری شده و اختلاط این خمیرها با یکدیگر، ماده پرکننده معدنی کربنات کلسیم رسوبی (PCC) اضافه گردید. سپس عامل کمک نگه‌دارنده کاتیونی که در این تحقیق پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی بوده است، به مخلوط اضافه گردید. جهت خنثی‌سازی و کاهش اثرات منفی زباله‌های آنیونی، سطوح مختلف پلی‌دادمک با جرم مولکولی 200000 – 100000 (025/0، 05/0، 1/0، 15/0 درصد) و پلی‌آلومینیوم‌کلراید (پک) (1/0، 25/0، 5/0 درصد) قبل از افزودن عامل کمک نگه‌دارنده اضافه شد. نتایج نشان داد که استفاده از خنثی‌کننده‌های مختلف موجب بهبود پتانسیل‌زتا و زمان آب‌گیری، افزایش ماندگاری کل شده است؛ اما موجب کاهش شاخص مقاومت به ترکیدگی شده که به لحاظ آماری معنی‌دار نبوده است. تیمار شست‌و‌شو و آب‌گیری خمیر‌کاغذ CMPموجب کاهش COD و یا به عبارتی دیگر کاهش میزان زباله‌های آنیونی با منشأ آلی در خمیر کاغذ شده است. تیمار شست‌وشوی خمیر موجب بهبود زمان آب‌گیری از خمیر، ماندگاری کل گردیده است، اما شاخص مقاومت به ترکیدگی را کاهش داده است. با توجه به نتایج بدست آمده، می‌توان استفاده از پلی‌الکترولیت‌های کاتیونی را به عنوان راه‌کار مناسب جهت کاهش اثرات مضر زباله‌های آنیونی و ماندگاری بیشتر اجزای سوسپانسیون معرفی کرد

کلیدواژه‌ها

موضوعات


-Hen, Q.J., Wang, P., Yan, Y.X. and Chen, F.S., 2010. Study on removal of dissolved and colloidal substances in deinked pulp by the C-CD/HCS/APAM triple system. Reserch Progress in Paper Industry and Biorefinery (4TH ISETPP), Sun, R. C., and Fu, S. Y. (eds.), SCUT, Guangzhou, China, 945-948.

-Gill, R.I.S., 1996. Chemical Control of Deposits-Scopes and Limitations, Paper Technology 37(7), 23-31.

-Hubbe, M.A., 2007. Flocculation and redispersion of cellulosic fiber suspensions: A Review of effects of hydrodynamic  shear and polyelectrolytes, BioResources 2(2), 296-331.

-Hubbe, M.A., Chen, H. and Heitmann, J.A., 2009. Permeability reduction phenomena in packed beds, fiber mats, and wet webs of paper exposed to flow of liquids and suspensions: A review, BioResourcws 4(1), 405-451.

-Hubbe, M.A., Sundberg, A., Mocchiutti, P., Ni, Y.H. and Pelton, R., 2012. Dissolved and colloidal substances (DCS) and the charge demand of papermaking process waters and suspensions: A review, BioResources 7(4), 6109-6193. 

-Jin, W., Kefu, C., Chuanshan, Z. and Fushan, C., 2003. The performance of cationic polyacrylamide/ bentonite microparticle system as drainage and retention aids. Paper Science & Technology Journal, (6).

-Li, H., Ni, Y. and Sain, M., 2002. The presence of dissolved and colloidal substances in BCTMP and their effect on sizing, J. Pulp Pap. Sci. 28(2), 45-49.

-Lin, T., Yin, X., Retulainen, E. and Nazhad, M.M., 2007. Effect of chemical pulp fines on filler retention and paper properties, appita 60(6):469-473. 

-Lindstrom, T., Soremark, C. and Weatman, L., 1977. The influence on paper strength of dissolved and colloidal substances in the white water, Svensk Papperstidn. 80(11), 341-345. 

-Maher, L.E., Stack, K.R., Mclean, D.S. and Richarson, D.E., 2007. Adsorption behavior of cationic fixatives and their effect on pitch deposition, Appita J. 60(2), 112-128.

-Maloney, T., Ataide, J., Kekkonen, J., Fordsmand, H. and Petersen, H., 2005. Changes to PCC structre in papermaking. In: Proceeding of XIX National Technicelpa Conference, 12-15 October, Lisbon. Portugal

-Miao, Q., Hang, L. and Chen, L., 2013. Advances in control of  dissolved and colloidal substance present in papermaking processes: Abrife review, BioResources 8(1), 1431-1455.

-Ni, Y.H., He, Z.B., Zhange, H.J. and Zhou, Y.J., 2011. Characteristics of high yield pulp and its effect on some typical wet-end issues, J. Biobased Mater. Bioenergy 5(2), 181-186.

-Nurmi, M., Bykata, J. and Eklund, D., 2004. On the interaction between cationic polyacrylamide and dissolved and colloidal substances in thermomechanical pulp, Paperi Puu 86(2), 109-112.

-Retulainen, E., 1997. The role of fibre bonding in paper properties. Dissertation, Helsinki University of Technology, Laboratory of Paper Technology, Espoo, Finland, Reports Series A7, 63 pp.

-Rundlof, M., 2002. Interaction of dissolved and colloidal substances with fines of mechanical pulp-influence on sheet properties and basic aspects of adhesion, Doctoral Thesis of Royal Institute of Technology, Stockholm, Sweden. 8(2), 186-192. 

-Springer, A., Dullforce, J. and Wenger, T., 1986. Mechanisms by which white water system contaminants affect the strength of paper produced from secondary fiber, Tappi J. 69(4), 106-110.

-Sundberg, A., Ekman, R., Holmbom, B., Sundberg, K. and Thornton, J., 1993. Interactions between dissolved and colloidal substances and a cationic fixing agent in mechanical pulp suspensions, Nordic Pulp Paper Res. J. 8(1), 226-231.

-Tay, S., 2001. Effect of dissolved and colloidal contaminants in newsprint machine white water on water surface tension and paper physical properties, Tappi J.84(8), 43.

-Wang, L., Luo, L. and Wang, J., 2011. Pretreatment to improved adsorption and effectiveness of wet end chemicals for a bleached chemithermomechanical pulp, TAPPI Journal 10(8), 43-49.

-Wang, L., Yu, Y. and Chen, Y., 2010. Boosting AKD neutral sizing of APMP by anionic trash catchers, China Pulp & Paper 29(3), 10-13.

-Wang, L., Zhou, L. and Chen, F., 2006. Performance of fixing agents in controlling micro-stickies of recycled newspaper pulp, China Pulp & Paper 25(7), 1-4.

-Zhang, H.J., He, Z.B., Ni, Y.H., Hu, H.R. and Zhou, Y.J., 2007. Characteristics of dissolved and colloidal substances in high yield pulp and their impact on filler retention, APPITA J. 60(5), 390-395. 

 -Zhang, X., Beatson, R., Cai, Y. and Saddler, J., 1999. Accumulation of specific dissolved and colloidal substances during white water recycling affects paper properties, J. Pulp Pap. Sci. 25(6), 206-210.

-Zhang, X., Stebbing, D., Soong, G., Saddler, J. and Beatson, R., 2002. A combined fungal and enzyme treatment system to remove TMP/newsprint mill white water susbstances, Tappi J. 1(3), 26-32.

-Zhou, L., 2006. Performance of fixing agents in controlling micro-stickies in recycled newsprint pulp, Master Thesis of Tianjin University of Science and Technology, Tianjin, China. 60(5), 390-395.