ارزیابی اثر پیش‌تیمار گرمایی و افزودن غیرهمزمان مواد شیمیایی روی کارایی رنگبری با پراکسید هیدروژن خمیر کاغذ CMP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه تربیت مدرس

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد صنایع چوب و کاغذ دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

این تحقیق با هدف بررسی اثر پیش‌تیمار گرمایی و افزودن غیر همزمان مواد شیمیایی در رنگبری خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی( CMP ) مخلوط پهن برگان با پراکسید هیدروژن صورت گرفت. پیش از مرحله رنگبری با پراکسید هیدروژن، در مرحله Q از ماده کی‌لیت‌ساز DTPA به منظور حذف فلزهای واسطه موجود در خمیرهای مورد آزمایش با شرایط یکسان برای کلیه نمونه‌ها استفاده شد. عملیات رنگبری پراکسید هیدروژن با سه فرایند متفاوت: افزودن همزمان مواد شیمیایی رنگبری (فرایند متداول) ، افزودن غیر همزمان مواد شیمیایی رنگبری و افزودن غیر همزمان مواد شیمیایی رنگبری با اعمال پیش‌تیمار گرمایی در دو سطح 2 و 3 درصد پراکسید هیدروژن و با نسبت  NaOH/H2O2 به ترتیب 8/0 و 7/0، با افزودن 3% سیلیکات سدیم در دمای 70 درجه سلسیوس و به مدت 150 دقیقه و در خشکی 10 درصد انجام شد.
نتایج بدست آمده از اندازه‌گیری ویژگی‌های نوری و فیزیکی کاغذهای دست ساز نشان داد که در کلیه تیمارها در میزان همانند پراکسید، افزودن غیرهمزمان مواد شیمیایی به همراه پیش تیمار گرمایی (فرایند شماره 3) سبب بهبود بیشتر روشنی و تراکم خمیر کاغذ شده است. همچنین میزان ماتی، زردی و ضخامت خمیرهای حاصل از این فرایند نیز کمتر از دو فرایند دیگر بوده است. با استفاده از این فرایند برای رسیدن به روشنی معین، پراکسید هیدروژن کمتری مورد نیاز می‌باشد، بنابراین با استفاده از فرایند رنگبری اصلاح شده می‌توان با کاهش مصرف پراکسید به میزان 1 درصد و قلیا به میزان 8/23 درصد، ضمن رسیدن به روشنی معین در مصرف مواد شیمیایی صرفه‌جویی کرد. همچنین بار آلودگی پساب (COD) حاصل از این فرایند در هر دو سطح استفاده از پراکسید نسبت به دو فرایند دیگر کمتر بوده و بنابراین سبب کاهش آلودگی‌های زیست محیطی و نیز هزینه های مربوط به تصفیه پساب می‌شود.

کلیدواژه‌ها


1- Abrante s , Amaral E., Costa A.P., Shatalov A.A., Duarte A.P., 2007: Hydrogen  peroxide bleaching of Arundo donox L. Kraft-Anthraquinone pulp effect of a chelating stage، Industrial Crops and Products ,Vol.25:288-293.

2-APHA، Standard methods for examination of waterand Waste Water, 20th ed American Public Health Association/ American Water Works Assosiation/Water, Enviroment Federation, Washington DC,1998.

3-Bajpai P., 2005. Developments in environmental management, volume 1.Environmentally benign approaches for pulp Bleaching, Elsevier, PP.273.

4-Dyhr K, Sterte J., (1998). Effect of zeolite addition on the manganes catalyzed decomposition of hydrogen peroxide، Journal of Porous Materials، 6(4):275-282، Available from: http:// www.google scholar.com.

5-Haugan M, Solberg A.F, Gregersen O.W, 2006:  Hydrogen peroxide bleaching of different TMP fiber fractions, Journal of Pulp and Paper Science, Vol. 32(4):1-7.

6-Kang G.J, Ni Y, 2001. the formation of peracetic acid and its impact on peroxide bleaching of mechanical pulps، 11th International Symposium on wood and pulping chemistry, Nice, France, Book1, p.351.

7-Kong F, Ni Y, He Z, 2009. A partial magnesium hydroxide substitution for sodium hydroxide in peroxide bleaching of an Aspen CTMP، Journal of Wood Chemistry and Technology, 29(2):136-149.

8-Krishnan S, 2000 Improvement in Bleaching of mechanical pulps, M.Sc. Thesis، Department of Chemical Engineering, University of New Brunswick, 108 pages.

9-Lapierre L, 1995. Chelation prior to hydrogen peroxide bleaching of kraft pulps: An over view, Journal Pulp and Paper Science, Vol. 21(8): 268-273.

10-Major Daniella, Perrier Michel, Gendron Sylvain, Lupien Bernard, 2005. Pulp bleaching control and optimization, Department of Chemical Engineering.pp.13-18.

11-Ni Y, Li Z, Court G.، Belliveau R, Crowell M, 2003. Improving peroxide bleaching of mechanical pulps by the PM process، pulp and paper Canada journal, p.104:12.

12-Ni Y, Ju Y, Ohi H, 2000. Further understanding of the manganese-induced decomposition of hydrogen peroxide, Journal Pulp and Paper Science , Vol.29(3): 90-94.

13-Roberts J.C, The Chemistry of Paper، Translated by Mirshokraei S.A. and Sadeqifar H, 1381, aiij publication, Tehran, 184p (In Persian).

14-Scott W.A, Properties of paper: An introduction، Translated by Afrabandpay E, 1381، Agriculture Science Publication، Tehran، first ed. 392p (In Persian).

15-Technical Association of Pulp and Paper Industry، (2002). TAPPI Press، Atlanta.

16- Yu L, Rae M, Ni Y, 2004 . Formation of oxalate from the Mg(OH)2- based peroxide bleaching of mechanical Pulps, J. wood chemistry and technology, Vol.24(4):341-355