بررسي قابليت رنگ بري خمير كاغذ كرافت زيستي به روش دوست دار محيط زيست ECF

Investigation on the Bleachability of Bio-Kraft Pulp in Environmental Friendly ECF Method

سابقه و هدف: مطالعات گذشته نشان مي دهد كه پيش تيمار قارچي خرده چوب ها قبل از فرايند پخت اصلي باعث بهبود قابليت رنگ بري خميركاغذ، كاهش مصرف مواد شيميايي رنگ بري در مرحله كلرزني تا 9 درصد، افزايش درجه روشني خميركاغذ كرافت زيستي با توالي رنگبري مشابه كرافت خميركاغذ كرافت با ECF معمولي تا 8 درصد مي گردد. به علاوه، مصرف مواد شيميايي حين رنگ بري اندازه گيري عدد كاپا داراي همبستگي زيادي است. همچنين با بررسي ليكور باقي مانده پس از رنگ بري بهروش طيف سنجي مي توان ميزان و شكل كلر مورد استفاده در توالي هاي مختلف رنگبري را ارزيابي نمود. لذا در اين تحقيق، خميركاغذهاي كرافت زيستي كه از خرده چوب هاي صنوبر پيش تيمار شده با قارچ رنگين كمان طي زمان هاي 1، 2، 3 هفته تهيه شده بودند، به منظور بررسي قابليت رنگ بري آن ها به روش ECF با توالي DED مورد رنگ بري قرار گرفتند. مواد و روش ها: بر اين اساس، در اين بررسي خميركاغذها قبل و بعد از هر مرحله در توالي DED از نظر ميزان ليگنين، بازده رنگ بري، هگزنورونيك اسيد، ويسكوزيته و ميزان تأثير پيش تيمار قارچي بر ميزان مصرف مواد شيميايي ارزيابي شده و سپس از آن ها كاغذ دست ساز آزمايشگاهي تهيه و از نظر ويژگي هاي نوري بررسي شدند. يافته ها: نتايج نشان داد كه از مرحله اول به سمت مرحله سوم رنگ بري سير تقريباً نزولي عدد كاپا امري طبيعي است. نكته قابل توجه آن كه به طور DED وجود دارد كه با توجه به هدف رنگ بري توالي كلي مقادير عدد كاپا با افزايش زمان پيش تيمار، به استثناي مرحله سوم در تيمار سه هفته اي، بالاتر مي رود كه اين امر ناشي از گزينش ناپذير بودن قارچ رنگين كمان بوده و علاوه بر ليگنين به اقسام ديگر كربوهيدرات ها نيز حمله مي كند. افزايش تخريب كربوهيدرات به معناي تشكيل بيشتر گروه هاي اسيدي به ويژه هگزنورونيك اسيد مي باشد. حضور اين اسيدها بر روي خميركاغذ موجب خطا در اندازه گيري عدد كاپا به صورت مقادير بيشتر مي شوند. با پيشرفت مراحل رنگ بري از مرحله اول به مرحله سوم، بازده رنگ بري افزايش پيدا كرده است و تنها در هفته سوم پيش تيمار، افت در بازده مشاهده شد. به طور كلي پس از رنگ بري ميزان ويسكوزيته كاهش يافت. نتيجه گيري: در مجموع پيش تيمار قارچي خرده چوبها در مورد گونه صنوبر بر قابليت رنگ بري آن مؤثر عمل نموده به طوري كه ميزان مصرف مواد شيميايي نيز در رنگ بري كاهش پيدا كرده كه مقادير جذب مواد شيميايي در مايع مصرف شده رنگ بري، كه به وسيله دستگاه UV - Vis در طول موج هاي 257، 280، 289 و 355 نانومتر به ترتيب براي ClO2، ليگنين محلول، -ClO و -2 ClO اندازه گيري شده، سير صعودي نشان مي دهد. همچنين، درجه روشني كاغذ نيز در تطابق با كاهش مقدار ليگنين در طي مراحل رنگبري افزايش يافته است.

Background and objectives: Literatures review show that fungal pre-treatment of chips before original cooking caused to improve in pulp bleachability, reduction in bleaching chemical consumption in the chlorination phase to 9%, increasing in brightness of bio-Kraft pulp with similar bleaching sequence to 8%. In addition, chemical consumption during ECF bleaching of Kraft pulp has a high correlation with kappa number measurements. Furthermore, by evaluation of bleaching spent liquor by the spectroscopic method could be assessed content and type of chlorine used in different sequences of bleaching. Hence, in this research, Bio-Kraft pulps made from poplar chips pre-treated by Trametes versicolor in 1, 2 and 3 weeks, were bleached in ECF method (DED sequence) for evaluation of their bleachability. Materials and methods: Accordingly, in this study, pulps were characterized in lignin content, bleaching yield, Hexenoronic acids (Hex-A), viscosity and efficiency of fungal pre-treatment on chemical consumption before and after each stage of above-mentioned sequence. Then laboratory handsheets were made from above bleached pulps and tested in optical properties. Results: Results showed that there are approximately reductive trends for kappa number from the first phase to third phase, which is normal based on the target of sequence bleaching. Interestingly, kappa number was enhanced by increasing in pre-treatment time expect third phase of 3-week pre-treatment samples. It's due to non-selectivity of T. versicolor that caused more degradation of carbohydrates due to acidic groups creation specially Hexenoronic acids. These acidic groups were led to wrong measurement of kappa number as more. By progressing in bleaching from phase 1 to phase 3, bleaching yield was increased except 3-weeks pretreatment samples. Also, after bleaching, viscosity of pulps was decreased. Conclusion: In total, fungal pre-treatment of poplar wood has been effected on its pulp bleachability that chemicals consumption was decreased in bleaching process and also adsorption values of chemicals of spent liquor that measured by UV-Vis in 257, 280, 289 and 355 respectively for ClO2, soluble lignin, ClO- and ClO2- increased. Paper brightness was increased by decreasing in lignin content during bleaching process.