اثر پیش استخراج باگاس با روش اسید رقیق بر خمیرکاغذ حاصل از آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار،گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 کارشناس ارشد،گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

پیش استخراج همی‌سلولزها قبل از فرآیند تهیه خمیرکاغذ امکان تولید همزمان خمیرکاغذ سلولزی و مواد شیمیایی مبتنی بر همی‌سلولزها را در صنایع خمیرکاغذ امکان‌پذیر می‌کند. به دلیل اثر همی‌سلولزها بر خواص خمیرکاغذ، پیش استخراج آن‌ها باید در شرایط کنترل باشد تا کمترین اثر نامطلوب را بر ویژگی‌های خمیرکاغذ تولیدی داشته باشد. در این تحقیق اثرات پیش استخراج همی‌سلولزهای باگاس در شرایط اسید رقیق بر خمیرسازی و خواص خمیرکاغذ سودای باگاس بررسی شده‌است. پیش استخراج همی‌سلولزها با روش هیدرولیز اسیدی با اسید سولفوریک رقیق با غلظت 1 و 2 و 4 درصد، نسبت مایع به جامد 5، دمای 120 و 140 و 160 درجه سلسیوس به مدت 5 و 10 و 15 دقیقه انجام شد. تهیه خمیرکاغذ از باگاس پیش‌استخراج شده در شرایط منتخب و باگاس تیمار نشده در سه قلیائیت 11، 14 و 17 درصد قلیائیت فعال به روش سودا انجام شد و خمیرکاغذهای منتخب با روش ECF رنگبری شدند. نتایج نشان داد که پیش‌استخراج با روش اسید رقیق با غلظت 1% در دمای 120 درجه سلسیوس به مدت 5 و 15 دقیقه شرایط مناسب‌تری را از نظر بازده و مقدار کربوهیدرات‌های باقی‌مانده در باگاس به دست می‌دهد. نتایج تهیه خمیرکاغذ سودا نیز نشان داد که قلیائیت 17% در دمای 165 درجه سلسیوس به مدت یک ساعت شرایط مناسبی برای تهیه خمیرکاغذ قابل رنگبری از باگاس پیش‌تیمار شده و پیش‌استخراج نشده است. به‌علاوه، بازده پس از غربال، بازده رنگبری و مقاومت کششی و ترکیدگی کاغذهای حاصل از باگاس پیش‌تیمار شده به مقدار قابل‌توجهی کمتر از باگاس پیش‌استخراج شده بود که علت آن را می‌توان به حذف مقدار قابل‌توجهی از همی‌سلولزها در جریان پیش‌استخراج نسبت داد

کلیدواژه‌ها


[1]     Carvalheiro, F., Luis, C. and Francisco, M., 2008. Hemicellulose biorefineries: a review on biomass pretreatment, Journal of Scientific and Industrial Research 67(11): 849- 864.

[2]     Lei, Y, Liu, S., Li, J. and Sun, R., 2010. Effect of hot-water extraction on alkaline pulping of bagasse, Biotechnolgy Advances 28(5): 609-612.

[3]     Towers, M., Browne, T., Kerekes, R., Paris, J. and Tran, H., 2007. Biorefinery opportunities for the Canadian pulp and paper industry, Pulp and Paper Canada 108: 26-29.

[4]     Chirat, C., Lachenal, D. and Dufresne, A., 2010. Biorefinery in a kraft pulp mill: From bioethanol to cellulose nanocrystals, Cellulose Chemistry Technology 44(1-3): 59-64.

[5]     Sanglard, M., Chirat, C., Jarman, B. and Lachenal, D., 2013. Biorefinery in a pulp mill: simultaneous production of cellulosic fibers from Eucalyptus globulus by soda-anthraquinone cooking and surface-active agents, Holzforschung 67(5): 481-488.

[6]     Resalati, H., Kermanian, H., Fadavi, F.and Feizmand, M., 2012. Effect of hot-water and mild alkaline extraction on Soda-AQ pulping of wheat straw, Lignocellulose 1(1): 71-80.

[7]     Mendes, C. V. T., Carvalho, M. G. V. S., Baptista, C. M. S. G., Rocha, J. M. S., Soares, B. I. G. and Sousa, G. D. A., 2009. Valorisation of hardwood hemicelluloses in the kraft pulping process by using an integrated biorefinery concept, Food and Bioproducts Processing 87(3): 197-207.

[8]     Al-Dajani, W., Waleed, T., Ulrike, W. and Jensen, T., 2009. Pre-extraction of hemicelluloses and subsequent kraft pulping. Part II: acid- and autohydrolysis, Tappi Journal 8(9): 30-37.

[9]     Lavaracka, B.P., Griffin, G.J. and Rodmanc, D., 2002. The acid hydrolysis of sugarcane bagasse hemicellulose to produce xylose, arabinose, glucose and other products, Biomass and Bioenergy 23(5): 367-380.

[10] Ferreira-Leitão, V., Perrone, C.C., Rodrigues, J., Franke, A.P., Macrelli, S. and Zacchi, G., 2010. An approach to the utilization of CO2 as impregnating agent in steam pretreatment of sugar cane bagasse and leaves for ethanol production, Biotechnology for Biofuels 12(3/1): 1-8.

[11] Hamzeh, Y., Abyaz, A., Mirfatahi, M. and Abdolkhani, A., 2011. Application of surfactants for improving soda pulping of bagasse, Journal of Chemistry and Chemistry Engineering of Iran 57(2): 85-90.(In Persian).

[12] Candido, R.G., Godoy, G.G. and Gonçalves, A.R., 2012. Study of sugarcane bagasse pretreatment with sulfuric acid as a step of cellulose obtaining, World Academy of Science, Engineering and Technology 61: 101-105.

[13] Punsuvon, V., Vaithanomsat, P. and Iiyama, K., 2008. Simultaneous production of α-cellulose and furfural from bagasse by steam explosion pretreatment, Maejo International Journal of Science and Technology 2(1): 182-191.

[14] Khristova, P., Kordsachia, O., Patt, R., Karar, I. and Khider, T., 2006. Environmentally friendly pulping and bleaching of bagasse, Industrial Crops and Products 23(2): 131–139.

[15] Jahan, M.S., Saeed, A. and Yonghao, H., 2009. Pre-extraction and its impact on the alkaline pulping of bagasse, Journal of Biobased Materials and Bioenergy 3(4): 380-385.