مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

تاثیر اختلاط الکل های مختلف بر ویژگی های خمیر کاغذ حاصل از فرآیند جزءجزءسازی دی اکسید گوگرد- الکل-آب (SAW)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری تخصصی، گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
2 دانشیار گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
3 استاد گروه علوم و مهندسی کاغذ، دانشکده مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.
چکیده
تحقیق حاضر با هدف بررسی تأثیر اختلاط انواع مختلف الکل‌ها شامل متانول، ایزوپروپانول و 2-متیل- 2-پروپانول با اتانول (الکل متداول در فرآیند جزءجزءسازی SAW) بر ویژگی های خمیر کاغذ حاصل انجام گرفته است. درصد اختلاط هر یک از سه الکل‌ ذکر شده با اتانول به میزان صفر، 5، 10، 25، 50، 75 و 100 درصد در نظر گرفته شد. در این تحقیق از چوب کاج الدار (Pinus eldarica) برای عملیات تهیه خمیر کاغذ استفاده گردید. بر اساس نتایج، ضرایب زاویه رگرسیون خطی رابطه بین عدد کاپا و لیگنین باقی مانده در خمیر کاغذ مربوط به جزءجزءسازی با اتانول، متانول، ایزوپروپانول و 2- متیل 2-پروپانول به‌ترتیب 153/0، 151/0، 151/0 و 148/0 بود. با افزایش درصد متانول (از صفر به 100 درصد وزنی/ وزنی) در اختلاط با اتانول، مقدار لیگنین باقی‌مانده و بازده کل خمیر کاغذ (بدون هیچ گونه وازده) افزایش می یابد. با توجه به شکل گزینندگی، با اضافه کردن 5 الی 10 درصد از هر یک از سه الکل مورد بررسی به جای معادل وزنی اتانول، خمیر کاغذ حاصل ویژگی های متفاوتی خواهد داشت. اضافه کردن این مقدار متانول موجب افزایش بازده خمیر کاغذ همراه با افزایش درصد لیگنین آن می شود. افزودن این مقدار 2- متیل2- پروپانول موجب کاهش بازده خمیر کاغذ همراه با افزایش درصد لیگنین آن می گردد و اضافه نمودن این مقدار ایزوپروپانول موجب کاهش مقدار لیگنین خمیر کاغذ همراه با کاهش بازده آن می شود. به طور کلی نتایج این مطالعه نشان داد که امکان استفاده از الکل های متانول و ایزوپروپانول به‌صورت خالص و یا در ترکیب با اتانول در فرآیند SAW وجود دارد.
کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Dehghani Firouzabadi, M., and Tatari, A., 2023. SO2-ethanol–water (SEW) and Kraft pulp and paper properties of Eldar pine (Pinus eldarica): a comparison study. Biomass Conversion and Biorefinery, 1-9. DOI: 10.1007/s13399-023-03785-x.
[2] Tatari, A., Dehghani Firouzabadi, M., Saraeyan, A., Aryaie Monfared, M. and Yadollahi, R., 2017. Effects of washing method on the bagasse pulping characteristics by sulfur doxide-ethanol-water (SEW) process. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 7(4): 549-559. (In Persian)
[3] Tatari, A., Dehghani Firouzabadi, M., & Ghasemian, A., 2024. SO2-alcohol-water (SAW) fractionation of Eldar pine (Pinus eldarica): effects of alcohol type on pulp and paper properties. European Journal of Wood and Wood Products, 82: 833–847.
[4] Yadollahi, R., Dehghani Firouzabadi, M., Resalati, H., Borrega, M., Mahdavi, H., Saraeyan, A., & Sixta, H., 2018. SO2–ethanol–water (SEW) and kraft pulping of giant milkweed (Calotropis procera) for cellulose acetate film production. Cellulose, 25: 3281-3294.
[5] Sklavounos, E., Iakovlev, M., & van Heiningen, A., 2013. Study on conditioning of SO2–ethanol–water spent liquor from spruce chips/softwood biomass for ABE fermentation. Industrial & Engineering Chemistry Research, 52(11): 4351-4359.
[6] Iakovlev, M., You, X., van Heiningen, A. and Sixta, H., 2014. SO2–ethanol–water (SEW) fractionation of spruce: kinetics and conditions for paper and viscose-grade dissolving pulps. RSC Advances, 4(4): 1938-1950.
[7] Tatari, A., Dehghani Firouzabadi, M., Saraiyan, A. and Aryaie Monfared, M., 2017. Comparative study of the characteristics of pulp and paper prepared by sulfur dioxide-ethanol-water (SEW) and soda from bagasse fiber. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 24(3): 221-240. (In Persian)
[8] Tatari, A., Dehghani Firouzabadi, M. and Ghasemian, A., 2023. The effect of ethanol concentration of the SO2-ethanol-water (SEW) process liquor on the characteristics of Eldar pine (Pinus eldarica) pulp. Forest and Wood Products, 76(1): 1-10. (In Persian)
[9] Sharazi, A. M., van Heiningen, A. R. P., Sumerskii, I., & Bacher, M., 2018. Sugarcane straw lignin obtained by sulfur dioxide-alcohol-water (SAW) fractionation: Effect of solvent. Industrial Crops and Products, 115: 235–242.
[10] Sadeghi, M., Zolfaghari, B., Jahanian-Najafabadi, A. and Abtahi, S.R., 2016. Anti-pseudomonas activity of essential oil, total extract, and proanthocyanidins of Pinus eldarica Medw. bark. Research in Pharmaceutical Sciences, 11(1): 58-64.
[11] https://www.globalpetrolprices.com. Visited at November 14, 2023.
[12] Iakovlev, M., & van Heiningen, A., 2011. SO2-ethanol-water (SEW) pulping: I. Lignin determination in pulps and liquors. Journal of wood chemistry and technology, 31(3): 233-249.
[13] Brogdon, B. N., 2001. Influence of oxidized lignin structures from chlorine dioxide delignified pulps on the kappa number test. Journal of pulp and paper science, 27(11): 364-368.
[14] Kordsachia, O., Wandinger, B., & Patt, R., 1992. Some investigations on ASAM pulping and chlorine free bleaching of Eucalyptus from Spain. Holz Als Roh-Und Werkstoff, 50(3): 85–91.
[15] Oliet, M., Garcıa, J., Rodrıguez, F., & Gilarrranz, M. A., 2002. Solvent effects in autocatalyzed alcohol–water pulping: comparative study between ethanol and methanol as delignifying agents. Chemical Engineering Journal, 87(2): 157–162.
[16] Sharazi, A. M., & Van Heiningen, A., 2017. Kinetics of sulfur dioxide-alcohol-water (SAW) pulping of sugarcane straw (SCS). TAPPI Journal, 16(6): 314-329.
[17] Sridach, W. 2010. The environmentally benign pulping process of non-wood fibers. Suranaree Journal of Science & Technology, 17(2): 105-123.
[18] Moradbak, A., Tahir, P. M., Mohamed, A. Z., Peng, L. C., & Halis, R., 2016. Effects of alkaline sulfite anthraquinone and methanol pulping conditions on the mechanical and optical paper properties of bamboo (Gigantochloa scortechinii). BioResources, 11(3): 5994–6005.
[19] Hildebrand, J. H., & Scott, R. L., 1950. The solubility of nonelectrolytes. Reinhold Publishing Corp, New York, USA.
[20] Sakai, K., & Uprichard, J. M., 1987. Isopropanol-sulphite pulping studies on radiata pine. Appita, 40(3): 193–200.
[21] Asada, C., Katsura, K., Suzuki, A., & Nakamura, Y., 2023. Extraction, separation, and utilization of components contained in waste bamboo by pressurized microwave-assisted ethanol solvent treatment. Biomass Conversion and Biorefinery, 13(9): 8315-8326.
[22] Muurinen, E., 2000. Organosolv pulping: A review and distillation study related to peroxyacid pulping. Oulu University Press. ISBN 951-42-5660-3.
[23] Jiménez, L., Maestre, F., & Pérez, I., 1999. Use of butanol-water mixtures for making wheat straw pulp. Wood Science and Technology, 33: 97-109.
[24] Nada, A. A., Ibrahem, A. A., Fahmy, Y., & Abou-Yousef, H. E., 1995. Bagasse pulping with butanol-water system. Research and Industry-New Delhi, 40: 224-230.