1
گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران
2
گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتمالانبیاء بهبهان، ایران
چکیده
این تحقیق باهدف اصلاح نشاسته با آنزیم α-آمیلاز و مقایسه آن با نشاسته اکسیدی برای آهار سطحی کاغذ انجام شد. نشاسته خام تحت شرایط مختلف دمایی و زمانی با افزودن α-آمیلاز، برای دستیابی به گرانروی متناسب با نشاسته اکسیدی برای آهارزنی کاغذ پایه آمادهسازی شد. سپس نمونههای کاغذ صنعتی با نشاسته اصلاحشده با آنزیم و نشاسته اکسیدی آمادهشده به روش غوطهوری مورد آهارزنی سطحی قرار گرفتند و نهایتاً ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی کاغذهای آهارزنی شده اندازهگیری و مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج این تحقیق، گرانروی نشاسته اکسیدی با غلظت 5 درصد، در دمای 95 درجه سانتیگراد طی آمادهسازی به 51/17 سانتی پوآز رسید و برای دستیابی به این مقدار گرانروی نشاسته با α-آمیلاز در دمای 85 درجه سانتیگراد با مصرف 005/0 درصد بر مبنای وزن خشک نشاسته آماده شد. همچنین نتایج پخت نشاسته با افزودن α-آمیلاز نشان داد که با تغییر دما، مدتزمان، غلظت آنزیم و نشاسته خام، امکان دستیابی به طیف متنوعی از گرانروی وجود دارد. ارزیابی ویژگیهای فیزیکی و مکانیکی نشان از بهبود بیشتری در ویژگیهای کاغذ شامل شاخصهای مقاومت به کشش طولی (30 درصد) و عرضی (28 درصد)، پارگی طولی (15 درصد) و عرضی (7 درصد)، ترکیدگی (15 درصد)، لهیدگی کنگره (7 درصد) و لهیدگی حلقه کاغذ (30 درصد) آهارزنی شده با نشاسته اصلاحشده با آنزیم در مقایسه با نشاسته اکسیدی داشت. بهطورکلی استفاده از آنزیم α-آمیلاز در مقایسه با نشاسته اکسیدی امکان آمادهسازی اقتصادی نشاسته با گرانروی متنوع برای شرایط مختلف جهت ارتقاء معینی در ویژگیهای کاغذ را فراهم میآورد که میتواند برای کاربرد صنعتی موردتوجه قرار گیرد.
Ezeudu, O.B., Agunwamba, J.C., Ezeasor, I.C. and Madu, C.N., 2019. Sustainable production and consumption of paper and paper products in Nigeria: a Resources, 8(1):53.
Kamali, M., Alavi-Borazjani, S.A., Khodaparast, Z., Khalaj, M., Jahanshahi, A., Costa, E. and Capela, I., 2019. Additive and additive-free treatment technologies for pulp and paper mill effluents: Advances, challenges and opportunities. Water Resources and Industry, 21:100109.
Ghosh, D., Saha, B., Singh, B.J.I.E.A., 2019. Enzymes for Pulp and Paper Applications. In: Industrial Enzyme Applications (pp. 287-321), Wiley-VCH. Verlag GmbH and Co. KGaA, Boschstr. Weinheim, Germany.
Singh, G., Kaur, S., Khatri, M. and Arya, S.K., 2019. Biobleaching for pulp and paper industry in India: Emerging enzyme technology. Biocatalysis and agricultural biotechnology, 17:558-565.
Irfan, M., Ghazanfar, M., Rehman, A.U. and Siddique, A., 2019. Strategies to Reuse Cellulase: Immobilization of Enzymes (Part II). In: Approaches to Enhance Industrial Production of Fungal Cellulases (pp. 137-151). Springer, Cham.
Tripathi, S., Verma, P., Mishra, O.P., Sharma, N., Bhardwaj, N.K. and Tandon, R., 2019. Reduction in Refining Energy and Improvement in Pulp Freeness through Enzymatic Treatment–Lab and Plant Scale Studies. Journal of Scientific and Research, 78(01):50-54.
Tan, Z., FOSTER III, C.A. and Pelletier, J.R., Basf Se, 2019. Methods of Modifying Pulp Comprising Cellulase Enzymes and Products Thereof. U.S. Patent Application 16/332,284.
Ballinas-Casarrubias, L., González-Sánchez, G., Eguiarte-Franco, S., Siqueiros-Cendon, T., Flores-Gallardo, S., Duarte-Villa, E., De Dios-Hernandez, M., Rocha-Gutiérrez, B. and Rascon-Cruz, Q., 2019. Chemical Characterization and Enzymatic Control of Stickies in Kraft Paper Production. Polymers, 12(1): 245.
Kumar, N.V., Rani, M.E., 2019. Microbial enzymes in paper and pulp industries for bioleaching application. Research Trends of Microbiology, 1-11.
Ali, M. and Sreekrishnan, T.R., 2001. Aquatic toxicity from pulp and paper mill effluents: a review. Advances in environmental research, 5(2):175-196.
Yujuan, Z., Shengtao, M., Jingjing, W., Hongqi, D., 2013. Preparation of enzymatic starch modified by TEMPO oxidation and its application on surface sizing. Journal of Nanjing Forestry University (Natural Sciences Edition), 37(1):111-116.
Maurer, H.W., 2001. Enzyme conversion of starch for paper sizing and coating. Starch and starch products in surface sizing and paper coating. Tappi, Atlanta, GA, 65.
Yakubu, A., Saikia, U. and Vyas, A., 2019. Microbial Enzymes and Their Application in Pulp and Paper Industry. In Recent Advancement in White Biotechnology Through Fungi (pp. 297-317). Springer, Cham.
Saffarzadeh, A., 2015. GAW technologies GmbH report number O0037020 Pars paper industries, Iran.
Bajpai, P., 2018. Enzymatic Modification of Starch for Surface Sizing. In: Biotechnology for Pulp and Paper Processing (pp. 431-442). Springer, Singapore.
Singh, J., Kaur, L., McCarthy, O.J., 2007. Factors influencing the physico-chemical, morphological, thermal and rheological properties of some chemically modified starches for food applications—A review. Food Hydrocolloids, 21(5):1-22.
Meimoun, J., Wiatz, V., Saint‐Loup, R., Parcq, J., Favrelle, A., Bonnet, F. and Zinck, P., 2018. Modification of starch by graft copolymerization. Starch‐Stärke, 70(1-2):1600351.
Maurer, H.W., 2001. Starch and starch products in surface sizing and paper coating. Tappi Press.
Kraus, J.K. and Hebeda, R.E., Unilever Bestfoods North America, 1993. Method for retarding staling of baked goods. U.S. Patent 5,209,938.
Goodarzi, V., Jafari, S.H., Khonakdar, H.A. and Seyfi, J., 2011. Morphology, rheology and dynamic mechanical properties of PP/EVA/clay nanocomposites. Journal of Polymer Research, 18(5):1829-1839.
Shirazi, M., Esmail, N., Garnier, G. and Van de Ven, T.G.M., 2005. Starch penetration into paper in a size press. Journal of dispersion science and technology, 25(6):457-468.
Rezayati Charani, P., Azizi mossello, A., and Kalantari Charvadeh, S.,2019. Paper surface sizing by Starch Modified with Alpha-Amylase: a review. Journal of Environmental Science Studies, 4(6):2063-2073.
Gülsoy, S., Hürfikir, Z., Turgut, B., 2016. Effects of decreasing grammage on the handsheet properties of unbeaten and beaten kraft pulps. Türkiye Ormancılık Dergisi, 17(5):56-60.
Navaranjan, N., Dickson, A., Paitakari, J. and Iimonen, K., 2013. Humidity effect on compressive deformation and failure of recycled and virgin layered corrugated paperboard structures. Composites Part B: Engineering, 45(5): 965-971.
Mattsson, R., 2002. AKD sizing: dispersion colloidal stability, spreading and sizing with pre-flocculated dispersion (Doctoral dissertation, Luleå tekniska universitet). p. 34.
Bildik, A.E., Hubbe, M.A. and Gurboy, K.B., 2016. Alkyl ketene dimer [7] sizing of paper under simplified treatment conditions. Tappi Journal, 15(8):545-552.
Faidiy, Y., Mobarak, F., Augustin, H., 1972. Influence of starch addition on filler retention and paper properties of straw and wood pulps. Cellulose Chemistry and Technology, 6: 67-70.
Lee, H.L., Shin, J.Y., Koh, C.H., Ryu, H., Lee, D.J. and Sohn, C., 2002. Surface sizing with cationic starch: Its effect on paper quality and papermaking process. Tappi Journal, 1(5):34-40.
Ghasemian, A., Ghaffari, M. and Ashori, A., 2012. Strength-enhancing effect of cationic starch on mixed recycled and virgin pulps. Carbohydrate Polymers, 87(2):1269-1274.
[31] Borodulina, S., Motamedian, H.R., Kulachenko, A., 2016. Effect of fiber and bond strength variations on the tensile stiffness and strength of fiber networks. International Journal of Solids and Structures,154:19-32.
Larsson, P.T., Lindström, T., Carlsson, L.A. and Fellers, C., 2018. Fiber length and bonding effects on tensile strength and toughness of kraft paper. Journal of materials science, 53(6):3006-3015.
Page, D. and MacLeod, J.M., 1992. Fiber strength and its impact on tear strength. Tappi Journal, 75(5): 172-174.
Rezayati-Charani, P. and Mohammadi-Rovshandeh, J., 2005. Effect of pulping variables with dimethyl formamide on the characteristics of bagasse-fiber. Bioresource Technology, 96(15):1658-1669.
Zeydi, F.B., Atoii, G.A., Ramezani, O., Nazarnezhad, N., 2014. Optimum Consumption Levels of China Clay and GCC in Mixed NSSC/OCC Fluting Paper. Lignocellulose, 3(2):169-175.
Shi, B., Mleziva, M.M., Thompson, B.M. and Zelenak, R.J., Kimberly Clark Worldwide Inc, 2017. Hybrid fiber compositions and uses in containerboard packaging. U.S. Patent 9,816,233.
Ochoa de Alda, J.A.G., 2008. Feasibility of recycling pulp and paper
رضایتی چرانی,پژمان , کلانتری چروده,سونیا و عزیزی موصلو,احمد . (1399). تاثیر استفاده از نشاسته خام از طریق اصلاح با آنزیم α-آمیلاز برای آهار زنی سطحی کاغذ به عنوان جایگزینی برای نشاسته اکسیدی. مجله صنایع چوب و کاغذ ایران, 11(3), 433-443.
MLA
رضایتی چرانی,پژمان , , کلانتری چروده,سونیا , و عزیزی موصلو,احمد . "تاثیر استفاده از نشاسته خام از طریق اصلاح با آنزیم α-آمیلاز برای آهار زنی سطحی کاغذ به عنوان جایگزینی برای نشاسته اکسیدی", مجله صنایع چوب و کاغذ ایران, 11, 3, 1399, 433-443.
HARVARD
رضایتی چرانی پژمان, کلانتری چروده سونیا, عزیزی موصلو احمد. (1399). 'تاثیر استفاده از نشاسته خام از طریق اصلاح با آنزیم α-آمیلاز برای آهار زنی سطحی کاغذ به عنوان جایگزینی برای نشاسته اکسیدی', مجله صنایع چوب و کاغذ ایران, 11(3), pp. 433-443.
CHICAGO
پژمان رضایتی چرانی, سونیا کلانتری چروده و احمد عزیزی موصلو, "تاثیر استفاده از نشاسته خام از طریق اصلاح با آنزیم α-آمیلاز برای آهار زنی سطحی کاغذ به عنوان جایگزینی برای نشاسته اکسیدی," مجله صنایع چوب و کاغذ ایران, 11 3 (1399): 433-443,
VANCOUVER
رضایتی چرانی پژمان, کلانتری چروده سونیا, عزیزی موصلو احمد. تاثیر استفاده از نشاسته خام از طریق اصلاح با آنزیم α-آمیلاز برای آهار زنی سطحی کاغذ به عنوان جایگزینی برای نشاسته اکسیدی. IJWP, 1399; 11(3): 433-443.