تعيين معادلات سرعت واكنش ليگنين‌زدايي باگاس در فرايند سودا

Evaluating rate equations of delignification reaction of bagasse in soda pulping

فرايند ساخت خمير كاغذ باگاس با استفاده از مايع پخت سودا در پنج دماي بيشينه پخت 80، 100، 120، 140 و 160 درجه سانتيگراد انجام شد. به منظور تعيين معادلات سرعت واكنش ليگنين‌زدايي در هر يك از اين دماها، فرايند پخت در شريط يكسان از نظر قلياييت و نسبت مايع پخت به باگاس و‌ زمان هاي مختلف انجام و نتايج بدست‌آمده به شكل معادلات سرعت برحسب غلظت ليگنين باقيمانده در خمير ارايه گرديدند. معادلات سرعت بدست‌آمده نشان مي‌دهند كه سرعت واكنش ليگنين‌زدايي باگاس، هم به درجه حرارت پخت و هم به غلظت ليگنين باقيمانده در خمير باگاس بستگي دارد. به طوري كه درجه معادله سرعت در دماهاي بالاتر، به‌مراتب بيش از درجه آن در دماهاي پايين مي‌باشد. به همين دليل سرعت واكنش ليگنين‌زدايي در دماهاي بالا، وابستگي بيشتري به غلظت ليگنين باقيمانده در خمير داشته و از سرعت در دماهاي پايين به‌مراتب بيشتر است. با پيشرفت واكنش، اختلاف سرعت در دو دما كاهش يافته و از يك نقطه به بعد، روند معكوس پيدا مي‌كند. به كمك نتايج بدست‌آمده، درجات واكنش ليگنين‌زدايي در دماهاي 80، 100، 120، 140 و 160 درجه سانتيگراد به‌ترتيب برابر 6/4، 6/4، 5/5، 8/22 و 7/22 بدست آمدند. ثابت‌هاي سرعت واكنش در اين دماها به‌ترتيب برابر 5-10×3/1 (برحسب6/3-غلظت×1-دقيقه)، 4-10×1/1 (برحسب 6/3-غلظت×1-دقيقه)، 5-10×2/7 (برحسب 5/4-غلظت×1-دقيقه)، 10-10×2/6 (برحسب 8/21-غلظت×1-دقيقه) و 11-10×0/4 (برحسب 7/21-غلظت×1-دقيقه) محاسبه گرديدند.

Bagasse pulping process was conducted using soda liquor in five maximum cooking temperatures, 80, 100, 120, 140 and 160 degree centigrade. To evaluate rate equations of delignification reaction in each temperature, pulping was done in the same alkali and liquor to bagasse ratio but varying cooking times and the results were presented in the form of rate equations with respect to residual lignin concentration in the pulp. The rate equations revealed that delignification reaction rate of bagasse depends both on cooking temperature and residual lignin concentration. The order of rate equation in higher temperatures is far higher than those in low temperatures and due to this, reaction rate in high temperatures is more dependent on residual lignin concentration and far than the rate reaction in lower temperatures. With reaction progressing, the difference between the two rate reactions is reduced and after one point it will be reversed. Using experimental data, the order of delignification reaction rate in temperatures 80, 100, 120, 140 and 160°C were obtained as 4.6, 4.6, 5.5, 22.8 and 22.7 respectively. The rate constants were also calculated as 1.3 *10~5 cone."36 min.*1, 1.1 xlO"4 conc."3ʹ6 min."1, 7.2><10"5 conc."45 min."1, 6.2xlO"10 conc."218 min."1, 4.0xl0"n conc."21ʹ7 min."1, respectively.