دوره 41، شماره 3 ، مهر 1405
شناسنامه علمی شماره
مقاله پژوهشی
فیزیک و مکانیک چوب
مجید کیائی
چکیده
سابقه و هدف: خواص فیزیکی، بیومتری و مکانیکی چوب، شاخص مهمی برای ارزیابی کیفیت و کاربردهای صنعتی و اکولوژیکی گونه‌های مختلف چوب محسوب می‌شوند. چوب ارس (Juniperus excelsa) به دلیل رشد کند و ساختار سلولی خاص، ویژگیهای منحصربه‌فردی ازنظر دانسیته و مقاومت مکانیکی دارد. بااین‌حال، اطلاعات کمی درباره تغییرات این خواص در محورهای شعاعی و طولی ...
بیشتر
سابقه و هدف: خواص فیزیکی، بیومتری و مکانیکی چوب، شاخص مهمی برای ارزیابی کیفیت و کاربردهای صنعتی و اکولوژیکی گونه‌های مختلف چوب محسوب می‌شوند. چوب ارس (Juniperus excelsa) به دلیل رشد کند و ساختار سلولی خاص، ویژگیهای منحصربه‌فردی ازنظر دانسیته و مقاومت مکانیکی دارد. بااین‌حال، اطلاعات کمی درباره تغییرات این خواص در محورهای شعاعی و طولی تنه درخت وجود دارد. هدف این مطالعه، بررسی و تحلیل تغییرات خواص فیزیکی، بیومتری و مکانیکی چوب ارس در محورهای شعاعی و طولی و شناسایی الگوهای تغییرات از مغز به پوست و از پایین به بالای تنه بود.
مواد و روش‌ها: سه اصله درخت سالم ارس در منطقه کوه‌های هزار مسجد درگز انتخاب و از هر درخت سه دیسک از ارتفاع سینه، 3 و 6 متر برداشت شد. از هر دیسک، سه نمونه در محور شعاعی از مغز به سمت پوست برای اندازهگیری خواص فیزیکی (دانسیته خشک، دانسیته بحرانی و هم‌کشیدگی حجمی)، بیومتری (طول تراکئید، قطر تراکئید و ضخامت دیواره سلولی) و مکانیکی (مقاومت خمشی و مدول‌الاستیسیته) تهیه گردید. داده‌ها با استفاده از آزمون تجزیه واریانس دوطرفه برای تحلیل اثر محور شعاعی و طولی بر خواص چوب مورد بررسی قرار گرفت.
نتایج: میانگین دانسیته خشک و دانسیته بحرانی به ترتیب 442/0 و 413/0 گرم بر سانتی‌متر مکعب و میانگین هم‌کشیدگی حجمی، 80/10 درصد بود. طول تراکئید 572/1 میلی‌متر، قطر تراکئید 41/31 میکرومتر و ضخامت دیواره سلولی 58/5 میکرومتر، مدول‌خمشی 66/41 مگاپاسکال و مدول‌الاستیسیته 47/4 گیگاپاسکال تعیین گردید. یافته‌ها نشان می‌دهند که خواص فیزیکی، بیومتری و مکانیکی چوب ارس به‌شدت تحت تأثیر موقعیت نمونه‌برداری در محور شعاعی و طولی تنه قرار دارند و الگوهای مشخصی از تغییرات خواص از مغز به پوست و از پایین به بالای درخت قابل تشخیص است.
نتیجه‌گیری: این اطلاعات میتواند برای کاربردهای صنعتی چوب ارس و مدیریت منابع جنگلی این گونه اهمیت داشته باشد.
مقاله پژوهشی
مدیریت و اقتصاد چوب
محمد رضا فتحی؛ کاظم تیموری
چکیده
سابقه و هدف: گذر به اقتصاد چرخشی و گسترش زنجیره‌های تأمین حلقه بسته، کاغذ بازیافتی را به یکی از مواد اولیه راهبردی در صنعت کاغذ تبدیل کرده است. بااین‌حال، در زنجیره‌های لجستیک معکوس و بازیافت، کیفیت مواد بازیافتی به‌طور ذاتی با عدم قطعیت همراه است و همین موضوع بر پایداری فرایند تولید، تصمیم‌های بهره‌برداری، هزینه‌های توقف و ضایعات ...
بیشتر
سابقه و هدف: گذر به اقتصاد چرخشی و گسترش زنجیره‌های تأمین حلقه بسته، کاغذ بازیافتی را به یکی از مواد اولیه راهبردی در صنعت کاغذ تبدیل کرده است. بااین‌حال، در زنجیره‌های لجستیک معکوس و بازیافت، کیفیت مواد بازیافتی به‌طور ذاتی با عدم قطعیت همراه است و همین موضوع بر پایداری فرایند تولید، تصمیم‌های بهره‌برداری، هزینه‌های توقف و ضایعات و نیز پذیرش بازار اثر می‌گذارد. در ایران نیز باوجود اجتناب‌ناپذیر بودن بازیافت کاغذ از منظر اقتصادی و محیط‌زیستی، چالش‌های نهادی و اجرایی موجب شده است که کیفیت ورودی بازیافتی در بسیاری موارد متغیر و چانه‌زنی‌پذیر باقی بماند؛ بنابراین، هدف این پژوهش تبیین این مسئله است که «حکمرانی کیفیت» در زنجیره تأمین کاغذ بازیافتی در ایران چگونه شکل می‌گیرد، کدام مرزبندی‌ها و مفروضات نهادی کیفیت را در وضعیت موجود بازتولید می‌کند و بر پایه این شناخت، چه پیامدهای اصلاحی و پیشنهادهای اجرایی قابل دفاعی میتوان ارائه داد.
مواد و روش‌ها: این پژوهش با رویکرد کیفی انجام شد و چارچوب تحلیلی آن بر مبنای سیستم‌های ابتکاری انتقادی و دوازده پرسش مرزی استوار است. منطق سیستم‌های ابتکاری انتقادی بر مقایسه منظم وضع موجود و وضع مطلوب بنا می‌شود و امکان می‌دهد داوری‌های مرزی مرتبط با هدف‌ها، اختیار تصمیم‌گیری، دانش معتبر و مشروعیت تصمیم‌ها آشکار و قابل نقد شود. داده‌ها از طریق مصاحبه‌های نیمه‌ساختاریافته با ۲۰ خبره و کنشگر کلیدی زنجیره تأمین کاغذ بازیافتی گردآوری شد. مشارکت‌کنندگان به‌صورت هدفمند و از حلقه‌های اصلی زنجیره انتخاب شدند و شامل مدیران و کارشناسان کارخانه‌های مصرف‌کننده کاغذ بازیافتی (به‌ویژه مسئولان خرید، تولید و کنترل کیفیت)، فعالان جمع‌آوری/تفکیک و مراکز پردازش، واسطه‌ها و عمده‌فروشان و افراد آشنا با استاندارد، آزمون و سازوکارهای نظارتی بودند. محل فعالیت خبرگان در کانون‌های اصلی مرتبط با شبکه بازیافت و صنعت کاغذ در کشور قرار داشت و مصاحبه‌ها با هدف پوشش تنوع دیدگاه‌ها در تهران و کرج، اصفهان، استان‌های شمالی و خوزستان انجام شد. متن مصاحبه‌ها پس از پیاده‌سازی، با اتکا به دوازده پرسش مرزی کدگذاری و در چهار بُعد انگیزش، کنترل، دانش و مشروعیت بازآرایی شد؛ سپس برای افزایش شفافیت و قابلیت ردیابی، نتایج به محورهای نهادی و بسته‌های اصلاحی متناظر ترجمه گردید.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که در وضعیت موجود، هدف غالب حکمرانی کیفیت بیشتر بر تداوم جریان تأمین و معامله و تأمین کوتاه‌مدت خوراک متمرکز است و معیارهای موفقیت عمدتاً اقتصادی و عملیاتی تعریف می‌شود؛ بنابراین کیفیت اغلب تا سطح حداقل‌های لازم برای پذیرش یا استمرار تولید تقلیل می‌یابد. در بُعد کنترل، تصمیم‌گیری درباره پذیرش/رد محموله، درجه‌بندی و قیمت‌گذاری پراکنده و چندکانونی است و در کنار برخی قواعد رسمی تا حد قابل‌توجهی به عرف بازار و توافق‌های موردی متکی می‌ماند. همچنین عدم تقارن در دسترسی به اهرم‌هایی مانند تجمیع حجم، اطلاعات بازار، امکان اختلاط محموله‌ها، دسترسی به مشتریان بزرگ و ابزارها و نتایج آزمون، کیفیت را به متغیری چانه‌زنی‌پذیر تبدیل می‌کند و نوسان کیفیت را بازتولید می‌نماید. در بُعد دانش، اگرچه تجربه میدانی نقش محوری دارد، نبود داده‌های یکپارچه و قابل اتکا و نیز فقدان رویه‌های یکنواخت نمونه‌برداری، آزمون و گزارش‌دهی قابل استناد باعث می‌شود تصمیم‌ها و اختلافات کیفیتی بر اطلاعات غیررسمی تکیه کند و امکان حل اختلاف مبتنی بر شواهد مشترک محدود شود. در بُعد مشروعیت نیز ضعف مسیرهای نمایندگی و پاسخگویی درباره ادعاها و تصمیم‌های کیفیتی مشاهده شد؛ به‌گونه‌ای که گروه‌های متأثر و هزینه‌پرداز الزاماً امکان اثرگذاری مؤثر بر قواعد یا پیگیری تصمیم‌ها را ندارند و منطق غالب به سمت نگاه بازارمحور و معامله‌ای میل می‌کند.
نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان می‌دهد برای بهبود پایدار کیفیت، مداخله‌های تک‌حلقه‌ای یا فقط فنی کفایت نمی‌کند و اصلاح حکمرانی کیفیت باید هم‌زمان قواعد مشترک، داده معتبر، مشوق‌های هم‌راستا و پاسخگویی را تقویت کند. بر پایه یافته‌ها، چهار بسته پیشنهادی اجرایی ارائه می‌شود: ۱- «استاندارد و زیرساخت آزمون» برای تبدیل کیفیت به معیار سنجش‌پذیر و قابل استناد از طریق شاخص‌های حداقلی، نمونه‌برداری/آزمون یکنواخت و ممیزی دوره‌ای؛ ۲- «شفافیت و حکمرانی داده» برای کاهش عدم تقارن اطلاعات با برگه کیفیت محموله، ثبت سوابق و دسترسی استاندارد به مستندات؛ ۳- «قراردادهای کیفیت‌محور و هم‌راستاسازی مشوق‌ها» با قیمت‌گذاری وابسته به کیفیت و سازوکار پاداش/جریمه عدم انطباق؛ و ۴- «تنظیم‌گری، پاسخگویی و حل اختلاف» با تعیین مسئولیت‌ها و داوری مبتنی بر آزمون. اجرای تدریجی و هماهنگ این بسته‌ها میتواند ثبات کیفیت ورودی، کاهش هزینه‌های کیفیت پایین و افزایش قابلیت اتکا در تأمین را در سطح زنجیره تقویت کند.
مقاله پژوهشی
فراورده های مرکب چوب
محمدجواد حسنی؛ مسیب دالوند؛ میثم مهدی نیا؛ حمید زارع حسین آبادی
چکیده
سابقه و هدف: صنعت مبلمان به‌عنوان یکی از بخش‌های راهبردی در زنجیره ارزش محصولات چوبی، با چالش‌هایی مانند افزایش کیفیت عملکردی، کاهش وزن سازه‌ای، افزایش دوام و کاهش آثار زیست‌محیطی مواجه است. بهره‌گیری از مواد پیشرفته و ساختارهای مهندسی‌شده میتواند راهکاری مؤثر برای پاسخ به این چالش‌ها فراهم نماید. در این میان، پانل‌های ساندویچی ...
بیشتر
سابقه و هدف: صنعت مبلمان به‌عنوان یکی از بخش‌های راهبردی در زنجیره ارزش محصولات چوبی، با چالش‌هایی مانند افزایش کیفیت عملکردی، کاهش وزن سازه‌ای، افزایش دوام و کاهش آثار زیست‌محیطی مواجه است. بهره‌گیری از مواد پیشرفته و ساختارهای مهندسی‌شده میتواند راهکاری مؤثر برای پاسخ به این چالش‌ها فراهم نماید. در این میان، پانل‌های ساندویچی تقویت‌شده با الیاف شیشه (GFRP) به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا و قابلیت بهبود عملکرد مکانیکی، گزینه‌ای نویدبخش برای کاربردهای مبلمانی محسوب می‌شوند. هدف از این پژوهش، بررسی فرایند ساخت و ارزیابی عملکرد فنی پانل‌های ساندویچی تقویت‌شده با الیاف شیشه و امکان‌سنجی کاربرد آنها در صنعت مبلمان صفحه‌ای است. بدین منظور، تأثیر پارامترهایی مانند نوع الیاف شیشه، گرماژ الیاف، نوع رزین مصرفی (پلی‌استر دو جزئی و اپوکسی) و آرایش لایه‌های تقویتی (متقارن و نامتقارن) بر خواص مکانیکی پانل‌ها مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش‌ها: پانل‌ها با هسته کاغذ شانه‌عسلی تولید و لایه‌های تقویتی با استفاده از فرایند لمیناسیون به سطوح متصل شدند. نمونه‌ها تحت آزمون‌های مکانیکی استاندارد ASTM شامل دانسیته ظاهری، مدول‌گسیختگی، مدول‌الاستیسیته، مقاومت به فشار لبه‌ای، مقاومت به فشار سطحی و مقاومت برشی قرار گرفتند.نتایج: نتایج نشان داد تقویت پانل‌های ساندویچی با الیاف شیشه موجب بهبود معنی‌دار خواص مکانیکی، به‌ویژه استحکام خمشی، مدول‌الاستیسیته و مقاومت‌های فشاری و برشی می‌شود. همچنین آرایش متقارن لایه‌های تقویتی به دلیل توزیع یکنواخت‌تر تنش‌ها، عملکرد سازه‌ای بهتری نسبت به آرایش نامتقارن از خود نشان داد.نتیجه‌گیری: درمجموع، پانل‌های ساندویچی تقویت‌شده با الیاف شیشه، به‌ویژه در آرایش‌های متقارن و با استفاده از رزین اپوکسی، گزینه‌ای مناسب برای کاربرد در سازه‌های سبک و مقاوم مبلمان صفحه‌ای محسوب می‌شوند. این رویکرد علاوه بر ارتقای عملکرد مکانیکی، با کاهش مصرف مواد اولیه و وزن سازه، میتواند در راستای اهداف توسعه پایدار و بهینه‌سازی مصرف منابع در صنعت مبلمان مؤثر واقع شود.
مقاله پژوهشی
فراورده های مرکب چوب
علیرضا میرحسن نیا سرابی؛ مرتضی ناظریان؛ سیما سپهوند؛ سپیده حامدی
چکیده
سابقه و هدف: اتصالات گوشه از مهم‌ترین اجزای سازه‌ها و محصولات چوبی به شمار می‌روند و نقش تعیین‌کننده‌ای در انتقال نیرو، پایداری و دوام سازه دارند. عملکرد مکانیکی این اتصالات تحت تأثیر عوامل متعددی ازجمله نوع اتصال، ضخامت قطعات، گونه چوب و کیفیت چسبندگی قرار دارد. انتخاب نامناسب نوع اتصال یا ضخامت قطعات میتواند موجب تمرکز تنش، ...
بیشتر
سابقه و هدف: اتصالات گوشه از مهم‌ترین اجزای سازه‌ها و محصولات چوبی به شمار می‌روند و نقش تعیین‌کننده‌ای در انتقال نیرو، پایداری و دوام سازه دارند. عملکرد مکانیکی این اتصالات تحت تأثیر عوامل متعددی ازجمله نوع اتصال، ضخامت قطعات، گونه چوب و کیفیت چسبندگی قرار دارد. انتخاب نامناسب نوع اتصال یا ضخامت قطعات میتواند موجب تمرکز تنش، کاهش مقاومت، افزایش تغییرشکل و درنهایت گسیختگی زودهنگام سازه شود. باوجود استفاده گسترده از انواع اتصالات سنتی و مهندسی‌شده در صنایع چوب و مبلمان، پژوهش و اطلاعات آزمایشگاهی جامعی درباره اثر هم‌زمان نوع اتصال و ضخامت قطعات بر نیروی گسیختگی اتصالات گوشه، به‌ویژه در چوب نراد، در دسترس نیست. ازاین‌رو، پژوهش حاضر باهدف بررسی اثر نوع اتصال و ضخامت تخته بر نیروی گسیختگی اتصالات گوشه ساخته‌شده از چوب نراد انجام شد تا مناسب‌ترین ترکیب ازنظر عملکرد مکانیکی شناسایی شود و زمینه‌ای برای بهبود طراحی و افزایش ایمنی سازه‌های چوبی فراهم آید.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، از چوب طبیعی نراد به‌عنوان ماده اولیه استفاده شد. پنج نوع اتصال شامل قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم‌ونیم و دم‌چلچله مورد بررسی قرار گرفتند. تخته‌های چوبی اولیه در شش سطح ضخامت شامل ۱، 5/1، ۲، 5/2، ۳ و ۴ سانتی‌متر تهیه شدند و اتصالات موردنظر از این تخته‌ها ساخته شدند. درمجموع، ۹۰ نمونه با استفاده از چسب پلی‌وینیل استات تهیه شدند و پس از طی دوره گیرایش، تحت آزمون نیروی گسیختگی قرار گرفتند. نیروی شکست هر نمونه به‌عنوان شاخص نیروی گسیختگی ثبت شد. داده‌های حاصل با استفاده از نرم‌افزار SPSS و تحلیل واریانس دوطرفه مورد بررسی قرار گرفت تا اثر مستقل نوع اتصال، ضخامت تخته و همچنین اثر متقابل این دو عامل بر نیروی گسیختگی اتصالات تعیین شود. سطح معنی‌داری آزمون‌ها برابر با 05/0 در نظر گرفته شد.
یافته‌ها: نتایج تحلیل آماری نشان داد که مدل آماری از برازش مناسبی برخوردار بوده و متغیرهای مورد بررسی توانستند بخش عمده تغییرات نیروی گسیختگی را تبیین کنند. همچنین، اثر ضخامت تخته، نوع اتصال و اثر متقابل این دو عامل بر نیروی گسیختگی اتصالات ازنظر آماری معنی‌دار بود (05/0>P). مقایسه نتایج نشان داد که اتصالات قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم‌ونیم و دم‌چلچله رفتار مکانیکی یکسانی نداشتند و نیروی گسیختگی آنها به‌طور معنی‌داری با یکدیگر متفاوت بود. علاوه بر این، افزایش ضخامت تخته به‌طورکلی موجب افزایش نیروی گسیختگی اتصالات شد، اما میزان این افزایش در همه اتصالات یکسان نبود و به نوع اتصال وابسته بود. این موضوع نشان داد که نوع اتصال و ضخامت تخته به‌صورت هم‌زمان در تعیین ظرفیت تحمل بار و مقاومت نهایی اتصال نقش دارند و نمی‌توان هر یک از این عوامل را به‌صورت مستقل در طراحی اتصالات چوبی در نظر گرفت.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که نیروی گسیختگی اتصالات گوشه چوب نراد به‌طور معنی‌داری تحت تأثیر نوع اتصال، ضخامت تخته و اثر متقابل این دو عامل قرار دارد. اتصالات قلیف، کام و زبانه، دوبل، نیم‌ونیم و دم‌چلچله ازنظر عملکرد مکانیکی تفاوت معنی‌داری با یکدیگر داشتند و افزایش ضخامت تخته در اغلب موارد موجب بهبود نیروی گسیختگی شد، هرچند که میزان این بهبود به نوع اتصال نیز وابسته بود؛ بنابراین، انتخاب مناسب نوع اتصال باید همواره متناسب باضخامت قطعات چوبی انجام شود تا بیشترین ظرفیت باربری، استحکام و دوام در سازه‌ها و محصولات چوبی حاصل گردد. یافته‌های این پژوهش میتواند مبنایی برای انتخاب و طراحی اتصالات مناسب در صنایع چوب، مبلمان و سایر سازه‌های چوبی باشد و در بهینه‌سازی عملکرد مکانیکی این محصولات مورد استفاده قرار گیرد.
مقاله پژوهشی
فراورده های مرکب چوب
جواد ترکمن
چکیده
سابقه و هدف: تخته خرده چوب یکی از فراوردههای صفحه های است که قابلیت استفاده از انواع مواد لیگنوسلولزی را داراست؛ بنابراین پسماندهای لیگنوسلولزی نقش مهمی در این راستا دارند. یکی از پسماندهای کشاورزی که به مقدار زیاد در شمال کشور وجود دارد شلتوک یا پوسته برنج است که میتواند در تولید تخته خرده‌چوب استفاده شود. طول عمر و دوام ...
بیشتر
سابقه و هدف: تخته خرده چوب یکی از فراوردههای صفحه های است که قابلیت استفاده از انواع مواد لیگنوسلولزی را داراست؛ بنابراین پسماندهای لیگنوسلولزی نقش مهمی در این راستا دارند. یکی از پسماندهای کشاورزی که به مقدار زیاد در شمال کشور وجود دارد شلتوک یا پوسته برنج است که میتواند در تولید تخته خرده‌چوب استفاده شود. طول عمر و دوام تخته خرده چوب بستگی به کیفیت مواد اولیه، اتصال‌دهنده‌ها، شرایط ساخت و نحوه به‌کارگیری آن دارد. درنتیجه دستیابی به میزان پایداری خواص مکانیکی و پایداری ابعاد این تخته ها اهمیت بسزایی در کاربردهای تخته ها در داخل و خارج ساختمان دارد. از این‌رو، هدف این مطالعه، بررسی تأثیر رزین ایزوسیانات در پایداری خواص فیزیکی و مکانیکی تخته خرده چوب حاصل از شلتوک برنج است.
مواد و روش ها: نمونه های مورد نیاز در این بررسی از تخته خرده چوب ساخته شده از شلتوک برنج که مدت هیجده سال از زمان ساخت آنها گذشته و داخل آزمایشگاه بودند استفاده شد. این تخته ها از ذرات طبیعی شلتوک برنج با ضریب کشیدگی60، ضریب پهنی 10 و ضریب ظاهری 6 به عنوان ماده اولیه به همراه 10 درصد رزین اوره فرمآلدئید جایگزین شده با رزین ایزوسیانات در سه سطح صفر، 1 و 2 درصد به عنوان اتصال دهنده و در شرایط درجه حرارت 170 و 180 درجه سانتی گراد با مدت‌زمان پرس 5 و 6 دقیقه ساخته شده اند. با در نظر گرفتن سه تکرار برای هر تیمار درمجموع 36 تخته آزمایشگاهی ساخته شده است. از هر تخته طبق دستورالعمل EN326-1 نمونه های آزمایشی تهیه شد. ویژگی های مورد اندازه گیری شامل جذب آب و واکشیدگی ضخامت 2 و 24 ساعت، مقاومت خمشی، چسبندگی داخلی و درصد پایداری آنها است. برای تجزیه‌وتحلیل آماری داده ها از طرح بلوک های کاملاً تصادفی در سطح اطمینان 95 درصد و برای مقایسه میانگین ها از آزمون توکی در نرم افزار Spss استفاده شد.
یافته ها: نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که رزین ایزوسیانات بر کلیه خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها اثرگذار است. رزین ایزوسیانات باعث افزایش 100 درصدی مقاومت مکانیکی و کاهش 50 درصدی خواص فیزیکی شده است. درصد پایداری برای جذب آب و واکشیدگی ضخامت در تیمار 2 درصد ایزوسیانات به ترتیب 92 و 98 درصد به‌دست‌آمده است؛ یعنی جذب آب و واکشیدگی ضخامت تخته ها در سال 2025 نسبت به 2008 به ترتیب 8 و 2 درصد افزایش یافته است. درصد پایداری مقاومت خمشی و چسبندگی داخلی تخته های ساخته شده با 2 درصد جایگزینی اوره فرمآلدئید با ایزوسیانات پس از گذشت 18 سال به ترتیب 35 و 25 درصد به دست آمده است.
نتیجه گیری: به‌طورکلی بهترین نتیجه را میتوان در نمونه‌های ساخته شده با 10 درصد رزین (2 درصد ایزوسیانات به اضافه 8 درصد اوره فرمآلدئید) در دمای پرس 180 درجه سانتی‌گراد و زمان پرس 6 دقیقه مشاهده کرد. در این نمونه ها بیشترین درصد پایداری مربوط به جذب آب و واکشیدگی ضخامت است.
مقاله پژوهشی
خمیر کاغذ و کاغذ
امید درویش زاده؛ احمد جهان لتیباری؛ امیر لشگری؛ شادمان پورموسی؛ آژنگ تاجدینی
چکیده
سابقه و هدف: فرایند پالایش خمیرکاغذ به‌عنوان یکی از ارکان اساسی در صنایع تولید کاغذ، نقش اصلی در توسعه ویژگیهای مقاومتی شبکه الیاف کاغذ ایفا می‌کند. ولی کاغذسازی همسو با بحران جهانی انرژی با چالش مصرف زیاد انرژی، به‌ویژه در بخش پالایش الیاف مواجه است. به‌ناچار این صنعت کوششهای زیادی در راستای کاهش انرژی از جمله افزودن مواد ...
بیشتر
سابقه و هدف: فرایند پالایش خمیرکاغذ به‌عنوان یکی از ارکان اساسی در صنایع تولید کاغذ، نقش اصلی در توسعه ویژگیهای مقاومتی شبکه الیاف کاغذ ایفا می‌کند. ولی کاغذسازی همسو با بحران جهانی انرژی با چالش مصرف زیاد انرژی، به‌ویژه در بخش پالایش الیاف مواجه است. به‌ناچار این صنعت کوششهای زیادی در راستای کاهش انرژی از جمله افزودن مواد شیمیایی جایگزین به عمل‌آورده است. همچنین در مرحله پالایش، تنش‌های فشاری و برشی موجب واکشیدگی، انعطاف‌پذیری و فیبریلاسیون داخلی و خارجی الیاف می‌شوند و سطح تماس بالقوه برای پیوندهای الیافی را افزایش می‌دهند. در نقطه مقابل پالایش بیش از اندازه، میتواند کوتاه شدن الیاف و تولید نرمه را افزایش دهد. این پژوهش باهدف ارزیابی استفاده از آنزیم سلولاز به‌عنوان یک فراوری دوستدار محیط‌زیست برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و بهبود خواص خمیرکاغذ و کاغذ، انجام شده است.مواد و روش‌ها: دو توالی «اول آنزیم سپس پالایش ER» و «اول پالایش سپس آنزیم RE» در سه مقدار مصرف سلولاز ۲۰۰، ۳۰۰ و ۴۰۰ قسمت در میلیون (نسبت به وزن الیاف) و سه زمان واکنش ۶۰، ۹۰ و ۱۲۰ دقیقه (جمعاً 18 ترکیب شرایط) بررسی شدند. خمیرکاغذ پایه، مخلوطی شامل ۷۰ درصد وزنی خمیرکاغذ کرافت الیاف کوتاه پهن‌برگان و ۳۰ درصد وزنی خمیرکاغذ کرافت الیاف بلند سوزنی‌برگان بود. از خمیرکاغذ هریک از ۱۹ ترکیب، (شاهد و 18 ترکیب) براساس دستورالعمل‌های TAPPI درجه روانی خمیرکاغذ اندازهگیری و کاغذ دست‌ساز تهیه و ویژگیهای مقاومتی و نوری آن اندازهگیری شد. فایل تحلیلی شامل میانگین ۱۹ ترکیب فاکتوریل، برای پاسخ‌های مکانیکی، درجه روانی و ویژگیهای نوری بود. مدل‌های سطح پاسخ با انتخاب بر پایه اعتبارسنجی حذف‌تکی، تحلیل مؤلفه‌های اصلی، خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی، مقایسه توصیفی نه جفت هم‌شرایط، همبستگی رتبه‌ای و مطلوبیت چندپاسخی همراه با تحلیل حساسیت بود.نتایج: بر پایه میانگین شرایط دوز–زمان، ER در مقایسه با RE شاخص مقاومت به ترکیدن (۲٫۵۰ در برابر ۱٫۷۰ kPa·m²/g)، شاخص مقاومت به کشش (۵۱٫۴۴ در برابر ۴۴٫۱۶ N·m/g) و روشنی (۸۲٫۷۸ در برابر ۸۰٫۰۵ درصد) بیشتری داشت، درحالی‌که در هر دو توالی شاخص مقاومت به پاره شدن کمتری از شاهد نشان دادند. بیشترین شاخص مقاومت به ترکیدن و شاخص مقاومت به کشش در ER 300-120 به ترتیب ۲٫۹۰ و ۶۰٫۱۴ بود که ۶۶٫۷ و ۴۳٫۵ درصد بیشتر از شاهد است. نتایج توصیفی نشان داد که ER 300-120 مناسب‌ترین توازن تعیینشده میان خواص مبتنی بر پیوند و پاسخ پالایش را در شرایط این آزمایش فراهم می‌کند.نتیجه‌گیری: نتایج ویژگیهای مقاومتی، درجه روانی و خصوصیات نوری نشان داد که ترتیب انجام تیمار آنزیمی و پالایش بر عملکرد خمیرکاغذ مؤثر است. توالی ER در مقایسه با RE میانگین ویژگیهای مقاومتی و نوری برتری داشت. در ER 300-120، مقاومت به ترکیدن و مقاومت به کشش نسبت به شاهد به ترتیب 7/66 و 5/43 درصد افزایش یافت. عملکرد RE یکنواخت نبود، چون میانگین شاخص مقاومت به کشش آن اندکی بیشتر از شاهد بود، ولی در مورد سایر ویژگی‌ها کمتر از شاهد قرار گرفتند و میانگین زردی در این توالی افزایش یافت. شاخص مقاومت به پاره شدن در همه شرایط آنزیمی کمتر از شاهد بود. این محدودیت باید هنگام انتخاب دوز و زمان به همراه مزایای مقاومت به کشش و مقاومت به ترکیدن در نظر گرفته شود؛ علت آن، کم شدن اندازه الیاف و ایجاد نرمه و صدمه به مقاومت ذاتی الیاف است.
)