ارزیابی زیست محیطی و مقاومتی خمیرکاغذ بازیافتی رنگ‌بری شده با هیدروکسید کلسیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، مهندسی صنایع چوب و فرآورده‌های سلولزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 دانشیار، گروه تخصصی علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

3 استادیار-دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان- دانشکده مهندسی چوب و کاغذ- گروه تخصصی علوم و مهندسی کاغذ

چکیده

این پژوهش با هدف بررسی تاثیر استفاده از سطوح مختلف مصرف هیدروکسید کلسیم (به عنوان منبع قلیای جایگزین هیدروکسید سدیم) در سیستم رنگ‌بری (پروکسید هیدروژن) خمیرکاغذ بازیافتی بر ویژگی‌های مقاومتی کاغذ و COD پساب رنگ‌بری‌ انجام گرفت. مخلوط خمیرکاغذ 70 درصد روزنامه و 30 درصد مجله بازیافتی با استفاده از سیستم متداول شیمیایی مرکب‌زدایی و در ادامه با استفاده از سیستم متداول پروکسید هیدروژن تحت شرایط مشخص فرآیندی رنگ‌بری شد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که استفاده از هیدروکسید کلسیم در سیستم رنگ‌بری با پروکسید هیدروژن به‌طور نسبی در تقویت ویژگی‌های مقاومتی کاغذ مؤثر بوده به‌طوری که در سطح مصرف 4-2 درصد هیدروکسید کلسیم، کاهش قابل ملاحظه‌ای در ویژگی‌های مقاومتی مشاهده نشده است. از طرف دیگر با افزایش میزان مصرف هیدروکسید کلسیم به بیش از 4 درصد، ویژگی‌های مقاومتی کاغذ در مقایسه با نمونه شاهد (سیستم رنگ‌بری شامل ماده قلیایی هیدروکسید سدیم) به‌طور نسبی ‌افزایش یافتند. حداکثر مقادیر شاخص‌های مقاومت به کشش (Nm/g 64/35) و مقاومت به ترکیدن (kPa.m2/g 98/2) در تیمار آزمایشی C5 (10 درصد هیدروکسید کلسیم) و حداکثر شاخص مقاومت به پارگی (mN.m2/g 88/6) کاغذ نیز در تیمار آزمایشی C1 (2 درصد هیدروکسید کلسیم) مشاهده شد. با حذف کامل هیدروکسید سدیم و جایگزینی هیدروکسید کلسیم در رنگ‌بری با پروکسید هیدروژن، میزان COD پساب بسیار کمتر از نمونه شاهد بوده است به‌طوری که با افزایش میزان مصرف هیدروکسید کلسیم از 2 درصد به 10 درصد، همچنان میزان COD پساب نسبت به نمونه شاهد کمتر می‌باشد. همچنین نتایج ارزیابی میزان رسوب در نمونه تیمار آزمایشی شامل 2 درصد هیدروکسید کلسیم در مقایسه با نمونه شاهد بیانگر آن بوده که میزان رسوب در پساب خروجی رنگ‌بری با استفاده از 2 درصد هیدروکسید کلسیم به میزان mg/ml 24/145 و در نمونه شاهد نیز به میزان mg/ml 87/32 به‌دست آمد.

کلیدواژه‌ها


[1] Akbarpour, I., Ghasemian, A., Resalati, H. and Saraeian, A., 2018. Biodeinking of mixed ONP and OMG waste papers with cellulase. Cellulose Journal, 25 (2): 1265-1280.
[2] Khristova, P., Kordsachia, O., Patt, R. and Dafaalla, S., 2006. Alkaline pulping of some eucalypts from Sudan. Bioresource Technology, 97(4): 535-544.‏
[3] Bajpai, P., 2018. Fiber from Recycled Paper and Utilization. Biermann's Handbook of Pulp and Paper (3rd Edition), p. 547-582.
[4] Mehri Iraie, H.R., Ghasemian, A., Resalati, H., Saraeyan, A.R. and Akbarpour, A., 2014. Investigation on bleaching of mixed old newspaper and magazine deinked pulp with hydrogen peroxide. Journal of Forests and Wood Products, 67(3): 503-516. (In Persian).
[5] Helmling, O., Süss, U. and Eul, W., 1986. Upgrading of waste paper with hydrogen peroxide. In: Tappi Pulping Conference, Proceedings, Tappi Press, Atlanta, p. 407.
[6] Zeinali, F. and Dehghani, M., 2012. Evaluation of alkaline peroxide process and activated peroxide in chemical-mechanical pulp bleaching from hardwoods. Journal of Iranian Wood and Paper Industries, 3(2): 91-103. (In Persian).
[7] Doelle, K. and Bajrami, B., 2018. Sodium Hydroxide and Calcium Hydroxide Hybrid Oxygen Bleaching with System. In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 301 (1): 1-12; IOP Publishing, doi:10.1088/1757-899X/301/1/012136.
[8] Strand, A., Korotkova, E., Willför, S., Hakala, J. and Lindstedt, E., 2017. The use of calcium hydroxide as alkali source in peroxide bleaching of kraft pulp. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 32(3): 444-451.
[9] Qinghua, Xu., Yingjuan, Fu., Yang, Gao. and Menghua, Qin., 2009. Performance and efficiency of old newspaper deinking by combining cellulase/hemicellulase with laccase-violuric acid system. Journal of Waste Management 29(5): 1486-1490. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2008.10.007
[10] Tschirner, U. and Wang, D., 1998. Hydrogen peroxide bleaching of recycle fiber. Paprican, Progress in Paper Recycling, 8(1):15-25.
[11] William, Scott., 1995. An introduction to paper properties (Translated by Afra, A) Tehran: Aiezh Publications, 2016. (In Persian).
[12] Bhardwaj, N. K. and Nguyen, K.L., 2005. Charges aspects of hydrogen peroxide bleached de-inked pulps. Colloids Surf. A, 262 (1): 232-2337.
[13] Environmental Express MicroVials provide quality COD test results at a savings for your laboratory. Using MicroVials for COD analysis is quick and easy. https://www.environmentalexpress. com/ee/s/article/cod-testing, Oct 28, 2021.
[14] Abd Rahman, N. S. and Azahari, B., 2012. Effect of calcium hydroxide filler loading on the properties of banana stem handsheets. BioResources Journal, 7(3): 4321-4340.‏