کاربرد طراحی مرکب مرکزی جهت بهینه‌سازی پارامترهای پیش‌تیمار با فراصوت بر مرکب‌زدایی شیمیایی کاغذ روزنامه باطله

Abstract

DOR:98.1000/1735-0913.1397.33.489.65.4.1603.32 مرکب‌زدایی به‌عنوان یک مرحله تکمیلی در فن‌آوری بازیافت کاغذهای باطله محسوب می‌شود که در طی آن ذرات آلاینده و سایر ناخالصی‌های موجود در آن حذف شده و الیاف سلولزی بازیافتی به نسبت خالص برای استفاده دوباره در ساخت کاغذ به‌دست می‌آید. در این تحقیق تأثیر به‌کارگیری پیش‌تیمار فراصوت بر مرکب‌زدایی کاغذهای روزنامه باطله به‌روش متداول شیمیایی مورد بررسی قرار گرفت. مقدار متغیرهای دمای حمام فراصوت و زمان فراصوت با روش طراحی آزمایش، بهینه شدند. به‌این منظور تعداد 13 آزمایش با روش سطح پاسخ (RSM) و استفاده از طراحی مرکب مرکزی توسط نرم افزار Design Expert 7.0.0 Trial طراحی شد. دو عامل دمای حمام فراصوت و زمان فراصوت در سه سطح مختلف (1-، 0 و 1+) و دو نقطه محوری (α+ و α-) به‌عنوان متغیرهای مستقل و از خواص نوری و مکانیکی کاغذهای دست‌ساز به‌عنوان متغیر وابسته استفاده شد. سطوح پاسخ و منحنی‌های تراز برای نشان دادن اثر متقابل متغیرهای مستقل با پاسخ ایجاد شد. آزمون آنالیز واریانس (ANOVA) نشان داد که مدل درجه دوم بهترین مدل برای بیان تقابل بین متغیرهای مورد مطالعه می‌باشد. مقادیر پیشبینی شده توسط مدل بدست آمده، با نتایج آزمایشگاهی مطابقت خیلی بالایی داشتند (98/0=R2). مطابق با نتایج ANOVA، مشخص شد تأثیر هریک از متغیرها در خواص بهینه معنی‌دار است و زمان فراصوت مؤثرترین عامل بر روی پاسخ می‌باشد. بر اساس نتایج تجربی، شرایط بهینه‌ی پیشنهاد شده برای بیشینه مقدار خواص مکانیکی و نوری کاغذ روزنامه بازیافتی (42/43) دمای حمام فراصوت oC 47 و زمان فراصوت 31 دقیقه می‌باشد.