مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

مجله صنایع چوب و کاغذ ایران

بررسی تاثیر نوع گونه‌های چوبی بر ویزگی مقاومتی وکیفیت رنگ پساب حاصل ازشستشو و رنگبری خمیر کاغذ شیمایی-‏مکانیکی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجویی دکترا صنایع خمیر و کاغذ
2 دانشیارگروه مهندسی چوب وکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکده منابع طبیعی، ساری، ایران
3 ‏- استاد یارگروه مهندسی چوب وکاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، دانشکده منابع طبیعی، ساری، ایران
4 ‏ استادیار گروه شیمی، دانشگاه مازندران ، دانشکده شیمی ، ایران
5 استاد یار مهندسی شیمی - دانشگاه صنعتی سهند - تبریز - ایران
10.22034/ijwp.2026.2084808.1766
چکیده
سابقه و هدف:کمبود منابع سلولزی در کشور، اجرای قوانین طرح صیانت جنگل، طرح تنفس، محدودیت‌های زیست‌محیطی در زمینه ‏واردات چوب خام و همچنین جلوگیری از خروج ارز برای واردات خمیرهای الیاف بلند خارجی، موجب بروز چالش در تأمین مواد اولیه ‏سلولزی برای کارخانه‌های مصرف‌کننده شده است. قسمت عمده آلودگی پساب کاغذسازی از ترکیبات طبیعی و مواد استخراجی چوب ‏درختان ناشی می‌شود که مواد اولیه اصلی فرآیند تولید کاغذ می‌باشند. لذا شناخت ساختمان چوب و ترکیبات موجود در آن ضروری به نظر ‏می‌رسد. ترکیبات چوب طی فرایند تولید خمیر‌کاغذ و نیز رنگبری آن از چوب جدا شده و وارد پساب می‌شوند. این مواد باعث افزایش میزان ‏رنگ پساب می‌شوند. باتوجه به مشکلات ذکر شده ، صنایع چوب و کاغذ مازندران، از 75 درصد ممرز و 25 درصد صنوبر و راش برای تولید ‏خمیر کاغذ ‏CMP ‎‏ طراحی گردید، در حال حاضر، برای تولید کاغذ چاپ تحریر با مشکلات مواد اولیه روبرو شده است. در این تحقیق گونه-‏های پهن برگ جنگلی شامل بلوط، افرا، توسکا و کلهو و گونه‌های پهن‌برگ غیرجنگلی (باغی) شامل بید و صنوبردلتوییدس به صورت مجزا و ‏اختلاط با صنوبر برای جایگزین فرمولسیون طراحی شده قبلی بر ویژگی کاغذ چاپ تحریر ساخته شده همراه با اندازه گیری رنگ در قسمت ‏شستشوی چیپس و رنگ بری بررسی شد.‏
مواد روش‌ها: در این پژوهش، از گونه‌های پهن‌برگ جنگلی شامل بلوط، افرا، توسکا، کلهو، ممرز و راش و همچنین گونه‌های پهن‌برگ ‏غیرجنگلی (باغی) شامل بید و صنوبردلتوییدس، نمونه‌هایی به‌صورت تصادفی از یارد کارخانه تهیه شد. روش اندازه گیری و بیومتری الیاف با ‏استفاده از روش‎ ‎فرانکلین (1954) انجام شده و سپس طول، ضخامت دیواره، قطر و قطر حفره سلولی 300 عدد لیف از هر گونه چوبی ‏اندازه‌گیری شدند.تعیین ترکیبات شیمایی ، ابتدا خرده‌چوب‌های شش گونه بطور جداگانه با آسیاب چکشی به پودر تبدیل شدند. طبقه بندی ‏پودرها با غربال به دو گروه مش60 و مش80 انجام گرفت. با توجه به استاندارد ‏TAPPI‏ پودر مش 60 برای اندازه‌گیری مواد استخراجی، ‏خاکستر و پودر مش80 برای اندازه‌گیری لیگنین و سلولز مورد استفاده قرار گرفت.درنهایت چوب‌ها با استفاده از خردکن صنعتی کارخانه ‏چوب و کاغذ مازندران به خرده‌چوب تبدیل و سپس با غربال آزمایشگاهی به ابعاد استاندارد تفکیک گردیدند. شرایط پخت شیمایی- مکانیکی ‏با استفاده از 14 درصد سدیم سولفیت، تحت دمای 170 درجه سانتی‌گراد، با نسبت مایع به خرده چوب 7 به 1 برای دستیابی به بازده ‏حدود 85 درصد (مشابه بازده شرکت صنایع چوب و کاغذ مازندران)، زمان‌های پخت 25 تا 50 دقیقه و نسبت‌های اختلاط 32، 49 و 64 ‏درصد صنوبر مورد استفاده قرار گرفت. پس از پالایش خمیر تا درجه روانی حدود ‏‎ CSF‏ 25±325 میلی‌لیتر (استاندارد کانادایی)، کاغذهای ‏دست‌ساز آزمایشگاهی تهیه شد. عملیات رنگ‌بری نیز با استفاده از 2 درصد پراکسید هیدروژن (بر مبنای وزن خشک) و در حضور 2/0 ‏درصد‎ DTPA ‎به منظور حذف یون‌های فلزات واسطه در‎ pH ‎اسیدی انجام گردید.‏‎.‎ویژگی‌های کاغذ طبق استاندارد‎ TAPPI ‎مورد سنجش قرار ‏گرفت.روش نمونه‌‌برداری و آماده‌سازی پساب مورد آزمون به شرح زیر بود: 1- پساب حاصل از شستشوی خرده‌چوب‌ها: که نمونه خرده ‏چوب ها به همراه نمونه تعیین بازده، در داخل دو لیتر آب با دمای 55 درجه سانتی گراد به مدت 10دقیقه همزده شدند.2- پساب مایع ‏بعد از رنگبری.در نهایت پارامترهای‎ ‎‏ رنگ برای پساب اندازه‌گیری شدند.‏
کلیدواژه‌ها
موضوعات

[1]. Abd El-Sayed, E.S., El-Sakhawy, M. and ElSakhawy, M.A.-M., 2020. Non-wood fibers as raw material for pulp and paper industry. Nordic Pulp & Paper Research Journal,35, pp. 215–230
[2]. Vaysi, R. and Ebadi, S.E., 2021. Thermal yellowing of hornbeam chemi-mechanical pulps bleached with hydrogen peroxide and sodium dithionite, BioResources 16, 7635-7647.
[3]. Zeinaly, F Resalati, H. and Tasooji, M., 2011. Investigation Effect of Using Branch Woods of Hornbeam and Beech in compound of hardwoods Stems Wood Mixture on CMP Pulp Properties. J. of Wood & Forest Science and Technology, 18(1): 77-90 (In Persian).
[4]. Goli, M., Asadpur, Gh., Mahdavi, S. and Barimani, A., 2015. Investigation on Combining Aspen Wood with two Native Hardwoods Species for Chemi- Mechanical Pulping, Iranian Journal of Wood and Paper Science Research,30 (4): 662-673
[5]. Soleimani, A., Resalati, H., Akbarpour, I. (2012). The effect of using white birch on mechanical properties and fiber length distribution of mixed hardwood cmp pulp. Lignocellulose, 1(2): 83-91.
 [6].  Goli, M Asadpour, G, and Saeid M. (2015). A Barimani Effect of birch wood mixing on optical and mechanical properties of CMP pulp produced from forest species wood Iranian journal of sciences and technical natural resources), 30(4):662-673. (In Persian)
[7].  Reid, I.D., Bourbonnais, R., & Paice, M.G. (2010). Biopulping and biobleaching. In: Heitner, C., Dimmel, D.R., & Schmidt, J.A. (Eds.), Lignin and Lignans: Advances in Chemistry. CRC Press, Boca Raton, 521–554.                          
[8]. Hosseini, Z. (2000). Fiber morphology in wood and pulp, Gorgan University of Agricultural Sciences & Natural Resources Press, Gorgan.
[9].  Wang, B., Li, R., He, B. and Li, J., 2011. Fiber lignin coverage vs. strength, Bioresources, 6(4): 4356-4369. Website of information cellulose industries of Iran 2014, http ://www.paperandwood.com
[10]. Sixta, H. (2006). Handbook of Pulp, Volume 1, Wiley-VCH publication. Austria
[11]. Mirshokrai, A. (2000). Handbook of Pulp and Paper Technology. 2nd Ed., Aeij, Tehran, 520p (In Persian)
[12].  Safdari, V., 2010. Morphological characteristics and chemical components of Ulmus glabra, Ulmus compestris, Zelkova carpinifolia, Celtis australis woods. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 25 (2):248-259 (In Persian).
[13].  Luostarinen, K… and Mottonen, V., 2010. Radial variation in the anatomy of Betula pendula wood from different growing sites. Baltic forestry, 16(2): 209-216.
[14].  Afra, E. (2003). Properties of Paper. Agricultural Sciences Press, 392p. (In Persian).
[15]. Scott, W. (2002). Properties of Paper, an Introduction, Aiij Press, Tehran, 392 pages.
[16].  Latibari, A., Khosravani, A., and Rahmaninia, M. (2007). Tec hnology of Paper Recy cling, Aeij Press, Tehran.
[17]. Nazeri, A, M., Talaeepoor, M. and Mirshokraie, S, A., 2008. The Study of Fiber Fines and Its Effects on Mechanical Strength of Newsprint Paper from CMP Pulp. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research 22 (2): 29-40. (In Persian)
[18]. Bajpai, P. (2012). Environmentally Benign Approaches for Pulp Bleaching (Second Edition). ISBN: 978-0-444-59421-1, Elsevier, 400 pages.
[19]. Vesterlind, E.L. and Höglund, H., 2006. Chemitermomechanical pulp made from birch at high temperature. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 21(2): 216-221.
[20]. Gullichsen, J., Hanna, P. (2000). Recycle fiber and deinking. Book 7, Papermaking Science and Technology, Fapet Oy, Helsinki, Finland, 427p
[21]. Xu, E.C., 2009. Chemical- mechanical pulping of eucalyptus - latest development and comparison, Revista Celulosa y Papel, 8, 6-17.
[22]. Wood, J. R. and Karais, A., 1991. Future furnish requirements for newsprint and mechanical printing paper, Pulp Pap. Canada 9291): 72-75.
[23]. Mark, R. E., Habeger, C.C., Borch, J. and Lyne, M.B., 2002. Handbook of Physical Testing of Paper, Vol. 1, CRC Press, 1027p
[24]. Rasouli Garmaroudi, E., Resalati, H. and Mahdavi, S., 2008. Effect of wood raw material combination on the properties of chemi-mechanical pulp for making newsprint, Pajouhesh & Sanzandegi, 76(3): 69-72 (In Persian)
[25].  Wu, M.R., Lanouette, R. and J.L. Valade, 2004. Understanding the fiber development during co-refining of white birch and black spruce mixtures. Part 1. Chemithermomechanical pulping, Pulp Pap. Canada, 105(12): 83-87
[26]. Metcalf, T., & Eddy, I. (1991). Wastewater Engineering: Treatment, Disposal, and Reuse. McGraw-Hill Book Company, 3rd Edition, New York
[27].  Hubbe, M.A., Metts, J.R., Hermosilla, D., Blanco, M.A., Yerushalmi, L., Haghighat, F., Lindholm-Lehto, P., Khodaparast, Z., Kamali, M.R., & Elliott, A. (2016). Wastewater treatment and reclamation: A review of pulp and paper industry practices and opportunities. BioResources, 11(3), 7953-8091.
[28]. Zabihzadeh, S.M., & Asadpour, Q. (2008). The effect of wood species on the quality of the effluent of mechanical chemical paper pulp production unit. The Second National Conference of World Environment Day, 6 pp. (In Persian).
[29]. Stephenson, R.J., & Duff, J.B. (1996). Coagulation and precipitation of mechanical pulping effluent: Toxicity removal and metal salt recovery. Water Research, 30(4), 793-798
 [30].  Bruce, C.L., & Kisling, K.D. (1996). Color removal from effluent water. Application for Canadian Patent, No. 2175128. (In Persian).
[31]. Griffiths, J. (2003). Development in the Chemistry and Technology of Organic Dyes. Tehran: Jahad Daneshgahi, Amirkabir Industrial Unit Publications. 192 pages.