بررسی مقایسه‌ای ویژگی‌های خمیرکاغذ و کاغذ تهیه‌شده به روش دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) و سودا از الیاف باگاس

Abstract

چکیده<br /> سابقه و هدف: در مقیاس جهانی تولید کاغذ روزنامه و چاپ و تحریر از خمیرکاغذ پسماند‌های کشاورزی مانند الیاف باگاس به دلیل محدودیت‌های منابع چوبی و دسترسی به فناوری تولید مناسب، مورد توجه جدی قرار گرفته است. در حال حاضر باگاس نیشکر می‌تواند به‌عنوان مهم‌ترین و مناسب‌ترین پسماند کشاورزی ایران جهت استفاده در سرمایه‌گذاری‌های جدید با تکنولوژی مناسب و نوین مورد توجه قرار گیرد. مطالعه حاضر با هدف بررسی مقایسه‌ای ویژگی‌های خمیرکاغذ تهیه‌شده به روش دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) و سودا از الیاف باگاس انجام شده است.<br /> <br /> مواد و روش‌ها: با استفاده از فرآیندهای سودا و SEW تحت شرایط فرآیندی مختلف، مانند دمای بیشینه پخت (135 درجه سانتی‌گراد) و زمان‌های خمیرسازی (از 30 تا 100 دقیقه)، پخت‌های متعددی با هدف رسیدن به عدد کاپای حدود 20 انجام گردید. برای خمیرهای سودا ابتدا از آب تصفیه شده برای حذف مایع پخت سیاه خمیر استفاده گردید و سپس خمیرها با اعمال فشار مجددا توسط آب تصفیه‌شده شستشو داده شدند. در فرآیند SEW، خمیر جمع‌آوری شده پس از زهکشی کامل از مایع پخت بر روی مش 200 ابتدا بر اساس روش مشخص با استفاده از اتانول 40 درصد با دمای 60 درجه سانتی‌گراد و سپس توسط آب تصفیه‌شده شستشو داده شد. پس از انتخاب فرآیند خمیرسازی به لحاظ عدد کاپا، پالایش خمیرها تا حصول درجه روانی 380 میلی‌لیتر (CSF) انجام شد. در نهایت ویژگی‌های خمیرکاغذ تولید‌شده به روش SEW براساس دستورالعمل‌های آئین‌نامه TAPPI مورد ارزیابی قرار گرفت و با فرآیند رایج سودا به لحاظ مقاومت‌های فیزیکی، مکانیکی و نوری کاغذ مقایسه گردید.<br /> <br /> یافته‌ها: نتایج ارزیابی‌ها نشان داد که دانسیته کاغذهای SEW بیش‌تر از کاغذ سودا می‌باشد و ضخامت، بالک و مقاومت به عبور هوای آن کم‌تر است. کاغذهای SEW دارای مقاومت به ترکیدن، پارگی و کششی کم‌تری نسبت به کاغذهای سودا بودند. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی ویژگی‌های نوری نشان داد کاغذهای SEW درجه روشنی بیش‌تر و زردی کم‌تری نسبت به کاغذهای سودا داشتند. ماتی کاغذهای SEW نسبت به کاغذهای سودا کم‌تر بود.<br /> <br /> نتیجه‌گیری: با توجه به اینکه شیمی لیگنین‌زدایی فرآیند SEW مشابه سولفیت اسیدی است؛ از این رو انتظار می‌رود ویژگی‌های خمیرکاغذ آن مشابه سولفیت اسیدی باشد. بنابراین با توجه به مقاومت کم الیاف خمیرهای حاصل از فرآیند SEW و نیاز به دور پالایش کم این خمیرها به نظر می‌رسد این فرآیند از پتانسیل مطلوبی برای تولید طیفی وسیعی از خمیرکاغذهای ویژه (خمیر حل شونده، کاغذ ضدچربی، نانوسلولز) در کنار سایر فرآورده‌های با ارزش افزوده زیاد برخوردار باشد. همچنین درجه روشنی زیاد قبل از رنگ‌بری، یک مزیت آشکار فرآیند SEW است. این امر باعث جلوگیری از ایجاد توالی‌های رنگ‌بری طولانی و کاهش مصرف مواد شیمیایی رنگ‌بری در راستای توسعه پایدار صنایع خمیرکاغذ می‌شود. <br /> واژه‌های کلیدی: خمیرسازی، دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW)، سودا، لیگنین‌زدایی، کاغذهای ویژه