تاثير استفاده از كاتاليزور اسيدي در پيش استخراج با آب داغ بر توليد خمير كاغذ سودا-آنتراكينون از ساقه كنف

The Effect of Acid Catalysis in Hot Water Pre-extraction on Soda- AQ Pulping from Kenaf Stem

در اين پژوهش، خرده هاي كنف قبل از فرآيند خمير سازي به‌وسيله آب داغ و آب داغ كاتاليز شده با اسيد با هدف كاهش وزن در محدوده 5/8، 5/11 و 5/14 درصد براساس وزن خشك خرده-هاي كنف، پيش استخراج شدند. خرده هاي كنف پيش استخراج شده و پيش تيمار نشده (شاهد) با روش سودا- آنتراكينون و در سه زمان پخت 60، 90 و 120 دقيقه تبديل به خمير كاغذ شدند. نتايج مرحله پيش استخراج نشان داد كه با افزودن كاتاليزور اسيدي (اسيدسولفوريك)، زمان پيش استخراج براي دستيابي به كاهش وزن مشخص كاهش يافته است. نتايج خمير سازي نشان داد كه با افزايش زمان پخت و نيز با افزايش ميزان درصد كاهش وزن خرده هاي كنف در مرحله پيش استخراج، بازده خميركاغذ كاهش يافت. بين خرده هاي كنف پيش استخراج نشده (شاهد) و پيش استخراج شده با كاهش وزن 5/8، 5/11 و 5/14 درصد، به لحاظ ميانگين بازده و عدد كاپاي خمير كاغذ در زمان پخت ثابت، اختلاف معني دار آماري در سطح 1 درصد وجود داشت، به طوري كه خمير كاغذ شاهد داراي بيشترين بازده و عدد كاپا و خمير كاغذ حاصل از خرده هاي كنف پيش استخراج شده با كاهش وزن 5/14 درصد، داراي كمترين بازده بوده اند. هم‌چنين، بين خرده هاي كنف پيش استخراج نشده (شاهد) و پيش استخراج شده با آب داغ و كاتاليز شده با اسيد در هر يك از سطوح كاهش وزن 5/8، 5/11 و 5/14 درصد، به لحاظ بازده خميركاغذ، اختلاف معني دار آماري در سطح 1 درصد وجود داشته و خمير كاغذ شاهد و خمير كاغذ حاصل از خرده هاي كنف پيش استخراج شده با آب داغ به‌ترتيب بيشترين و كمترين بازده را داشتند. بين خرده هاي كنف پيش استخراج نشده (شاهد) و پيش استخراج شده، به لحاظ ميانگين عدد كاپاي خمير كاغذ در مقادير كاهش وزن برابر نيز در سطح 1 درصد اختلاف معني دار بوده است اما بين ميانگين عدد كاپاي خمير كاغذ هاي حاصل از خرده هاي كنف پيش استخراج شده با آب داغ و كاتاليز شده با اسيد اختلاف معني داري مشاهده نشد. نتايج مربوط به ويژگي هاي فيزيكي و مقاومتي كاغذ هاي دست‌ساز نشان داد كه با افزايش ميزان درصد كاهش وزن خرده هاي كنف پيش استخراج شده از 5/8 به 5/14 درصد، مقادير مقاومت هاي مختلف خمير كاغذ هاي حاصل براي هر دو روش پيش استخراج كاهش يافته است. از سوي ديگر، مقادير مقاومتي خمير كاغذهاي حاصل از خرده هاي كنف پيش استخراج شده با آب داغ در مقايسه با نمونه هاي پيش استخراج شده با كاتاليزور اسيدي، اغلب كمتر بوده است.

In the present research, kenaf chips have been pre-extracted to weight loss levels of about 8.5, 11.5 and 14.5%, based on oven dried Kenaf chips by hot water and acid catalyzed hot water prior to pulping process. Pre-extracted and un-pretreated (control sample) Kenaf chips were converted to pulp by soda-AQ process at three cooking times 60, 90 and 120 minutes. The results of pre-extraction stage indicated that pre-extraction time to achieve a specified weight loss has been reduced with addition acid catalysis (Sulphric Acid). The results of pulping indicated that pulp yield reduced by increasing cooking time as well as weight loss of Kenaf chips in pre-extraction stage. In terms of the average pulp yield and kappa number at constant cooking time, there were significant differences at 1% error level between un-extracted (control sample) and the chips pre-extracted to 8.5, 11.5 and 14.5% weight loss. As, control pulp had highest yield and kappa number and pre-extracted pulp, at 14.5% weight loss, had lowest yield. In addition, in terms of pulp yield there were significant differences at 1% error level between un-preextracted (control) Kenaf chips and samples extracted with pure hot water and acid catalyzed hot water at any weight loss levels of 8.5, 11.5 and 14.5%. Control pulp had highest and hot water pre-extracted pulp had lowest yield. Significant differences at 1% error level were observed between control sample and pre-extracted Kenaf chips at similar amounts of weight loss in terms of average pulp kappa but there were no significant differences for average kappa number between pulps pre-extracted from hot water and acid catalyzed treatments. The results of physical and strength properties of hand sheets showed that different strength amounts were reduced by increasing the amounts of pre-extracted weight loss from 8.5 to 14.5% for all second pre-extraction methods. On the other hands, strength amounts of pulp from hot water pre-extracted Kenaf chips were often lower than pulp samples pre-extracted by acid catalyzed hot water.