بهینه‌سازی متغیرهای مؤثر پیش‌تیمار فراصوت بر جوهرزدایی شیمیایی کاغذ روزنامۀ باطله با روش سطح پاسخ

Abstract

در سال‌های اخیر، بازیافت کاغذ به دلایل متعددی از جمله نگرانی‌های زیست‌محیطی و صرفۀ اقتصادی افزایش چشمگیری یافته است. امواج فراصوت در صنعت کاغذسازی در مراحل مختلفی به‌کار گرفته می‌شود. جوهرزدایی تأثیر مهم و تعیین‌کننده‌ای در بازیافت کاغذ روزنامه دارد. هدف این پژوهش، جوهرزدایی با استفاده از پیش‌تیمار فراصوت به‌همراه روش شیمیایی برای بهبود خواص نوری کاغذهای روزنامه‌ به‌عنوان مادۀ اولیۀ سلولزی است. جوهرزدایی شیمیایی با استفاده از پراکسید هیدروژن، هیدروکسید سدیم، سیلیکات سدیم، پلی‌سوربات 80 و DTPA انجام گرفت. تأثیر متغیرهای مهم پیش‌تیمار فراصوت از جمله دمای حمام فراصوت و زمان قرارگیری در معرض امواج فراصوت بر بازده جوهرزدایی با استفاده از روش سطح پاسخ بر‌مبنای طراحی مرکب مرکزی بررسی شد. پس از تیمار شیمیایی خمیرهای کاغذ بازیافتی حاصل، بیشترین و کمترین درصد بازده جوهرزدایی کاغذ دست‌ساز ساخته‌شده بر‌اساس استاندارد 88-om 205T با گراماژ 60 گرم بر متر مربع، بـه‌ترتیـب 88 و 45 درصد محاسبه شد. منحنی‌های سطحی و سه‌بعدی برای نشان دادن اثر متقابل متغیرهای مستقل با متغیر پاسخ (بازده جوهرزدایی) ایجاد شد. آزمون آنالیز واریانس نشان داد که مدل نمایی، بهترین مدل برای تبیین برهم‌کنش متغیرهاست. پیش‌تیمار فراصوت به افزایش درجۀ روشنایی و کاهش ماتی کاغذ روزنامۀ بازیافتی حاصل در مقایسه با نمونۀ شاهد انجامید. براساس نتایج آزمون، تأثیر هریک از متغیرها در بازده جوهرزدایی معنی‌دار بود و زمان فراصوت، مؤثرترین عامل معرفی شد. شرایط بهینۀ برای دستیابی به بیشترین بازده جوهرزدایی (95/86 درصد) دمای حمام فراصوت 47 درجۀ سانتی‌گراد و زمان فراصوت 31 دقیقه تعیین شد.