اثر ویژگی های ساختاری آب فرآیندی بر خواص کاغذ تهیه شده از الیاف بازیافتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی

2 استاد گروه مهندسی چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 استادیار گروه مهندسی پالایش زیستی، دانشکده مهندسی فناوری های نوین، دانشگاه شهید بهشتی

چکیده

در این تحقیق، تأثیر استفاده از آب فرآیندی بر ویژگی‌های کاغذ تهیه شده از الیاف کاغذ بازیافتی بررسی شد. خمیرکاغذ بازیافتی مورد نیاز از کارخانه بازیافتی افرنگ نور و از قسمت لبه بری ماشین کاغذ تهیه گردید. آب مورد نیاز نیز به دو صورت آب تازه از آب لوله کشی در کارخانه با ضریب رسانایی الکتریکی Siemens/cmµ 4/213 و آب فرآیندی که از زیر توری ماشین کاغذ سازی با ضریب رسانایی الکتریکی Siemens/cmµ 4524، جمع‌آوری شد. خمیرکاغذ پس از باز شدن توسط پالایشگر آزمایشگاهی بر روی مش 400 آبگیری شده و سپس با استفاده از دو نوع آب تازه و فرآیندی برای تهیه کاغذهای دست ساز استاندارد با گراماژ 5±130 گرم بر متر مربع مورد استفاده قرار گرفت. برای آب مورد استفاده آزمون‌های کدورت، TSS، MLVSS، TDS، میزان رنگ و COD و نیز ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی، مقاومتی و نوری بر اساس استانداردهای آیین نامه TAPPI صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که با انجام ته نشینی به مدت 24 ساعت تغییرات معنی‌داری در بهبود ویژگی‌های آب فرآیندی ایجاد شده است؛ بطوری‌که در نمونه ته نشین شده میزان TSS بیش از 80 درصد، TDS بیش از 15 درصد، کدورت بیش از 53 درصد، رنگ بیش از 8 درصد و COD بیش از 15 درصد نسبت به نمونه اولیه کاهش پیدا کرده‌اند. همچنین، استفاده از آب فرآیندی برای تولید کاغذ باعث افت ویژگی-های مقاومت به ترکیدن بیش از 30 درصد، کششی بیش از 50 درصد، پارگی بیش از 13 درصد و سفتی خمشی 12 درصد شده است. به علاوه، استفاده از آب فرآیندی باعث افت روشنی کاغذهای حاصله به میزان 17 درصد شده است. لذا، تیمار آب فرآیندی قبل از ساخت کاغذ به عنوان یک مرحله ضروری پیشنهاد می شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] CCREM (2008). Canadian Water Quality Guidelines, Canadian Council of Ministers of the Environment, 1484p.

[2] Ordóñez, R., Hermosilla, D., de la Fuente, E. and Blanco, Á., 2009. Influence of water quality on the efficiency of retention aids systems for the paper industry. Industrial & Engineering Chemistry Research, 48(23): 10247-10252.

 [3] Hubbe, M. A., 2007. Water and Papermaking 2. White Water Components. Paper Technology, 48(2): 31-40.

[4] Su, W., Chen, C., Xu, H., Yang, W. and Dai, H., 2015. Filtering Whitewater with an Ultrafiltration Membrane: Effects of the Interaction between Dissolved Organics and Metal Ions on Membrane Fouling. BioResources, 11(1): 1108-1124.

 [5] Rudi, H., Hamzeh, Y. and Borhani, A., 2016. Comparison of effect of LbL Nanotechnology and Refining on Pulp and Paper Properties from made from Recycled Fiber. Iranian Journal of Natural Resources, 69(1): 111-119.

[6] Hubbe, M. A., 2007. Water and papermaking. 3. Measures to clean up process water. Paper Technology, 48(3): 23-30.

[7] Ordaz-Díaz, L. A., Valle-Cervantes, S., Rodríguez-Rosales, J., Bailón-Salas, A. M., Madrid-Del Palacio, M., Torres-Fraga, K. and Luis, A., 2017. Zeta Potential as a Tool to Evaluate the Optimum Performance of a Coagulation-flocculation Process for Wastewater Internal Treatment for Recirculation in the Pulp and Paper Process. BioResources, 12(3): 5953-5969.

[8] Nuortila-Jokinen, J., Manttari, M., Huuhilo, T., Kallioinen, M. and Nystrom, M., 2004. Water circuit closure with membrane technology in the pulp and paper industry. Water Science and Technology, 50 (3): 217-227.

[9] Kokko, S., Niinimäki, J., Zabibian, M. and Sundberg, A., 2004. Effects of white water treatment on the paper properties of mechanical pulp - A laboratory study. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 19 (3): 386-391.

[10] Habets, L. H. A., Knelissen, H. J. and Hooimeijer, A. 1998. Improved paper quality and runnability by biological process water recovery in closed water circuits of recycle mills. Kami Pa Gikyoshi (Japan Tappi Journal), 52 (10): 1373-1380.

[11] Widsten, P., Nuyen, T., Lain, J. E., Malmqvist, A. and Welander, T., 2004. In-mill removal of TMP whitewater contaminants by biological treatment in an aerobic bio-kidney used in conjunction with microfiltration and laccase treatment. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 19 (3): 379-383.

[12] Augustina, T. E., Ang, H. M. and Vareek, V. K., 2005. A review of synergistic effect of photo-catalysis and Ozonation on wastewater treatment. Journal of Photochemistry and Photobiology, C: Photochemistry Reviews, 6 (4): 264-273.

[13] Dahlskog, K., Soderman, J. and Eklund, D., 1996. Evaporation for internal treatment of process waters in a paper mill, Wochenblatt fuer Papierfabrikation, 124 (10): 464-471.

[14] Zhang, X., Stebbing, D. W., Saddler, J. N., Beatson, R. P. and Kruus, K., 2000. Enzyme treatments of the dissolved and colloidal substances present in mill white water and the effects on the resulting paper properties. Journal of Wood Chemistry and Technology, 20(3): 321-335.

 [15] Chen, X., Shen W., Kou Sh. and Liu, H., 2011. GC-MS study of the removal of dissolved and colloidal substances in recycled papermaking by flocculation with nano-size TiO2 colloids. BioResources 6(3): 3300-3312.

 [16] Allender, B., Covey, G. and Shore, D., 2010. Low-effluent recycled paper mills. In 64th Appita Annual Conference and Exhibition, Melbourne 18-21 April: Conference Technical Papers, p. 137.

[17] Navaee-Ardeh, S., 2007. A new model for maximizing the bending stiffness of a symmetric three-ply paper or board. Pulp and Paper Canada, 108(4): 45-47.

 [18] Rudi, H., Jalal Torshizi, H., Rasooly Garmaroudy, E. and Azad Sarvestani, M., 2016. Effect of sizing agent type and amount on the properties of paper containing GCC filler, Iranian Journal of Chemistry and Chemical Engineering, 35(2): 131-138. (In Persian).

[19] Cao, S., Song, D., Deng, Y. and Ragauskas, A., 2011. Preparation of Starch− Fatty Acid Modified Clay and Its Application in Packaging Papers. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50(9): 5628-5633.

[20] Bown, R. 1996. Physical and chemical aspects of the use of fillers in paper. In Paper Chemistry (pp. 194-230). Springer, Dordrecht.

 [21] Velho, J. L., 2002. How mineral fillers influence paper properties: some guidelines. In: Congreso Iberoamericano De Investigacion en Celulosa Y Papel (CIADICYP) (Iberoamerican Congress on Pulp and Paper Research), Campinas, Brazil. [22] Bachman, J. S. 1968. Stiffness: its importance and its attainment. In: 12th Eucepa conference: multiply board. Berlin, Germany, p 8-16.

[23] Mirshokraei S. A. and Abdulkhani, A., 2004. The effect of water quality on the optical properties of chemimechanical pulp of Northern Iranian hardwoods. Cellulose Chemistry and Technology, 40(6): 155-161.