مقاله بررسی تولید خمیر کاغذ روزنامه از کاه گندم و ویژگی های آن

چکیده

اين تحقيق با هدف بررسي شرايط پخت و ويژگي هاي كاغذ ساخته شده به روش CMP از كاه گندم انجام شد. در اين مطالعه ابتدا ويژگي هاي بيومتريک الياف و تركيبات شيميايي ساقه كاه گندم تعيين شد، سپس پخت ها با استفاده از دو تركيب ماده شيميايي سود سوز آور خالص | سود پرک و مخلوط سولفيت سديم و كربنات سديم به نسبت يک به يک دوم در سه سطح 6، 8 و 10 درصد و زمان در سه سطح 20، 30 و 40 دقيقه، مجموعا 18 تيمار مختلف در سه تكرار انجام گرفت. تيمار در شرايط دماي حمام آبي (95-98°C) و فشار يك اتمسفر و نسبت مايع پخت به كاه 10 به 1 انتخاب شد. به طور كلي پخت هاي با سولفيت داراي بازده، وازده الك و مصرف انرژي پالايش زيادتر از سود سوز آور بوده اند، زيرا سود سوز آور فعال تر از سولفيت سديم بوده و در طي پخت ليگنين و پلي ساكاريد هاي بيشتري را حل مي كند. به همين دليل بازده توليد خمير كاغذ حاصل از آن كمتر است و الياف كاه گندم بهتر تفكيك شده و در نتيجه بازده الك كمتري هم به دست آمده است. براساس ويژگي هاي خمير كاغذهاين حاصله و شرايط پخت آنها، 6 تيمار متشكل از پخت هاي 30 دقيقه اي براي ساخت كاغذ و مقايسه ويژگي هاي مقاومتي آنها انتخاب گرديد و سپس خمير كاغذها تا درجه رواني 350±25 ميلي ليتر (C.S.F) پالايش شدند. مقاومت هاي كاغذهاي حاصل از پخت با سود سوز آور به طور قابل توجهي بيشتر از سولفيت بود. همچنين مقدار مصرف ماده شيميايي اثر مستقيمي بر مقاومت ها (به استثناي مقاومت به تركيدن) گذاشت.

 

تولید خمیر کاغذ روزنامه از کاه گندم

مقدمه

افزایش گیر جمعیت در کشورهای در حال توسعه و فقیر از نظر منابع چوبی و تقاضای گسترده برای انواع محصولات تولید شده از منابع سلولزی لاجرم آینده روشنی را در استفاده از منابع غیر چوبی و الیاف کشاورزی به تصویر می‌کشد. در شرایطی که در کشورهای غنی از الیاف چوبی فقط درصد ناچیزی از خمیر کاغذ و کاغذ از منابع غیر چوبی تولید می‌شود، طبق برآوردهای انجام شده در سطح بین المللی بالغ بر ۲۱ میلیون تن یا ۱۰.۶ درصد از کل خمیر کاغذ بکر از منابع غیر چوبی تولید شده است. بین منابع الیاف سلولزی غیرچوبی، کاه و کلش جایگاه خاصی دارد. به طوری که بالغ و ۴۶ درصد کل خمیر کاغذ و کاغذ از منابع غیر چوبی با استفاده از کاه و کلش تولید شده و سهم بامبو و باگاس به ترتیب ۱۴ و ۶ درصد و ۳۴ درصد باقیمانده از سایر منابع الیاف غیر چوبی تولید می‌شود. مقدار متوسط تولید سالانه کاه و گندم و کلش برنج در ایران به ترتیب 15820 و 14970 هزار تن می‌باشد. در کشور ایران بخش اصلی کاه و کلش به عنوان خوراک دام مورد استفاده قرار می گیرد. در این رابطه نکات زیر بایستی مورد توجه قرار گیرد: بعضی از انواع کاه نظیر کاه و کلش برنج از ارزش غذایی کمی به عنوان خوراک دام برخوردار است، به علاوه تمرکز کاه گندم و جو در مناطقی از کشور بیش از نیاز خوراک دام بوده و عملا بلا استفاده می‌ماند به طوری که شاهد پوسیده شدن و از بین رفتن آن هستیم.

فرآیندهای سودا، کرافت و سودای تغییر یافته برای ساخت خمیر کاغذ از انواع کار مناسب هستند. متداولترین فرایند مورد استفاده در ساخت خمیر کاغذ از کاه فرآیند سودا است. استفاده از فرایند سودا مزایای زیادی دارد از جمله بازیابی مواد شیمیایی پخت و حرارت، همچنین فرایند متداول و توسعه یافته برای تمام درجات کاغذ است. البته لازم به ذکر است همراه با این مزایا، ضرورت توسعه و استقرار سیستم تخلیه پساب به وجود آمده، در فرآیند هایی که خمیر کاغذ بدون استفاده از سیستم بازیابی مواد شیمیایی بخار تولید می کند، به عنوان یک ایراد عمده به فرآیند سودا آن می باشد.

فرایندهای مکانیکی و شیمیایی – مکانیکی با داشتن بازی زیادتر، مصرف مواد شیمیایی کمتر و در نتیجه کاهش آلودگی، امکان کاهش آلودگی زیست محیطی را به طور موثر به وجود می آورد. تحقیقات برای انتخاب فرآیندهای مناسب و همچنین طراحی و توسعه سیستم های جدید با بهره وری زیاد موجب افزایش کیفیت خمیر کاغذ و کاغذ تولیدی شده تا حد استانداردهای جهانی می‌شود.

با توجه به محدودیت زمانی فصل جمع آوری کاه و پراکنده بودن مناطق تولید این ماده در کشور و به تبع آن عدم ساخت کارخانه هایی با ظرفیت تولید زیاد خمیر کاغذ و مقوا و نیز افزایش محدودیت های زیست محیطی، نحوه کار واحد های تازه ساز خمیر کاغذ و کاغذ باید بر کارایی، سود بیشتر و آلودگی کمتر محیط زیستی مبتنی باشد.

ساخت خمیر کاغذ از کاه با استفاده از فرآیندهای مکانیکی محدود بوده است، اما تعداد فرایند شیمیایی – مکانیکی جهت ساخت خمیر کاغذ از کاه به وسیله ای استفاده از هیدروپالپر توسط توسعه یافته است. در این فرآیند بدون استفاده از مواد شیمیایی و صرفاً با بهره‌گیری از حرارت ۱۰۰ درجه سلسیوس در یک دستگاه هیدروپالپر متداول خمیر کاغذی زیر ولی با بازده زیاد می توان تولید کرد.

Jeyasingam با آنالیز روش های مختلف خمیر سازی از کاه گندم اعلام می‌کند که Lathrop و Aronovsky برای تهیه و بهبود کیفیت خمیر کاغذ قابل استفاده برای ساخت مقوا و احتمالاً کاغذ، سود سوز آور یا مخلوطی از سود سوزآور (به مقدار ۵ تا ۶ درصد وزن کاه خشک) و سولفیت به کاه موجود در هیدروپالپر اضافه کرده و تیمار در درجه حرارت ۹۵ تا ۱۰۰ درجه سیلیسیوس انجام گرفت و به این ترتیب خمیر کاغذ مناسبی بعد از حدود یک ساعت تولید کردند.

کاشانی در راستای توسعه فرایند مناسب برای ساخت خمیر کاغذ از کاه گندم و کلش برنج در مقیاس کوچک در ایران تحقیقی را انجام داده است. وی با استفاده از فرایند سودای سرد، از سه زمان تیمار شیمیایی شامل ۲۰ ۴۰ و ۶۰ دقیقه در سه مقدار سود سوزآور 6، ۸ و ۱۰ درصد بر مبنای وزن خشک کاه در دما و فشار معمولی و نسبت مایع پخت به کاه ۱۰ به ۱ استفاده کرده است. بازده بعد از الک خمیر کاغذ سودای سرد از کاه گندم بین 71.5 تا 75.3 درصد وزن خشک کاه تعیین شده است. مقدار مصرف مواد شیمیایی بین ۳.۷۶ تا ۸.۷۱ درصد متغیر بوده است. مناسب ترین خمیر کاغذ سودای سرد از کاه گندم با شرایط ۱۰ و ۸ و ۶ درصد سود سوزآور و زمان ۲۰ دقیقه تیمار شیمیایی تولید شده است.

روش پخت سولفیت خنثی با آمونیوم در تعدادی از کارخانه های کوچک تولید خمیر کاغذ در چین صورت می‌گیرد. استقرار این کارخانه ها بر مبنای استفاده از مایع پخته مصرف شده به عنوان کود در فعالیت های کشاورزی است. با استفاده از این فرایند خمیر کاغذ روزنامه به دست می آید.

فرایند نیمه شیمیایی ناکو فرایند جدید و پیوسته برای ساخت خمیر کاغذ بازده زیاد از کاه است. این فرآیند شامل سه مرحله پیش تیمار در یک هیدروپالپر با استفاده از 1.5-2 درصد سود سوز آور، لیگنین زدایی در یک دایجستر تحت تاثیر اکسیژن در حضور قلیا و نهایتاً رنگبری است.

مهدوی در ایران با استفاده از روش حلال آلی اقدام به تهیه کاغذ ۶۰ و ۱۲۰ گرمی از کاه گندم کرد وبا کاغذ های ساخته شده به روش سودا و کرافت مقایسه کرد.

Raja و Irmak با استفاده از کربنات سدیم و کاستیک سودا (Na₂CO₃ و NaOH) اقدام به تهیه کاغذ کنگره‌ای از کاه گندم نمودند. نتایج کار آنها نشان می دهد که پخت های حاوی NaOH بیشتر، راحت‌تر پالایش شده و انرژی کمتری را مصرف می‌کند. بنابراین مقدار سود سوزآور وابسته به قدرت پالایشگر است. همچنین با کم شدن سود سوزآور زمان پخت زیادتر می‌شود و موجب می‌شود تا کربوهیدرات حل نشده بیشتر شود.

 

[icon_box title=”” icon=”icon-download” image=”” icon_position=”” border=”0″ link=”https://sodparak.ir/wp-content/uploads/2018/08/تولید-کاغذ-از-کاه-گندم-www.sodparak.ir_.pdf” target=”_blank” class=”” animate=””]

دانلود مقاله بررسی تولید خمیر کاغذ روزنامه از کاه گندم و ویژگی های آن

[/icon_box]