فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

بیان مساله و اهداف: در این تحقیق، امکان تولید خمیرکاغذ از کاه گندم با استفاده از فرآیند کربنات مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نیاز روزافزون به منابع جایگزین الیاف سلولزی در صنعت کاغذسازی و کاهش دسترسی به منابع چوبی، استفاده از ضایعات کشاورزی مانند کاه گندم می‌تواند به‌عنوان یک راهکار پایدار مطرح باشد. در این راستا، فرآیند پخت کربنات سدیم به‌عنوان یک روش جایگزین و دوستدار محیط‌زیست برای استخراج الیاف سلولزی مورد ارزیابی قرار گرفته است.مواد و روشها: برای انجام این تحقیق، کاه گندم به‌عنوان ماده اولیه انتخاب شده و تحت فرآیند پخت با محلول کربنات سدیم در شرایط مختلف قرار گرفت. دماهای عملیاتی 150 و 170 درجه سانتی‌گراد و زمان‌های 2، 3 و 5 ساعت مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، میزان قلیائیت محلول پخت بر مبنای Na2O در چهار سطح 20، 22، 24 و 26 درصد تنظیم شد. برای بهبود فرآیند جداسازی لیگنین و افزایش بازده پخت، از آنتراکینون به میزان 1/0 درصد وزنی به‌عنوان افزودنی استفاده گردید. نسبت مایع پخت به کاه (L/S) نیز در مقادیر 4، 6، 8 و 10 به 1 تغییر داده شد تا تأثیر آن بر عملکرد فرآیند مشخص شود. پس از انجام فرآیند پخت، خمیرکاغذ تولیدی با استفاده از الک‌های مش 20 و 200 شستشو و جداسازی گردید. سپس پارامترهای عدد کاپا، بازده کل، بازده بعد از غربال و میزان وازده تعیین شد تا شرایط بهینه فرآیند پخت شناسایی شود. در ادامه، خمیرکاغذ بهینه در دو حالت پالایش شده و پالایش نشده، به کاغذ دست‌ساز در گراماژهای 60 و 120 گرم بر مترمربع تبدیل گردید. آزمایش‌های مکانیکی شامل شاخص‌های مقاومت به کشش، ترکیدن و پارگی بر روی کاغذهای تولیدی انجام شد تا کیفیت خمیرکاغذ حاصل از کاه گندم مورد ارزیابی قرار گیرد.نتایج: نتایج نشان داد که فرآیند پخت با کربنات سدیم در شرایط بهینه می‌تواند منجر به تولید خمیرکاغذی با ویژگی‌های مطلوب گردد. بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده، بهترین شرایط برای فرآیند پخت، قلیائیت 22 درصد، دمای 170 درجه سانتی‌گراد، زمان 2 ساعت و نسبت L/S برابر 8 به 1 تعیین شد. خمیرکاغذ تولیدشده تحت این شرایط دارای عدد کاپای 72/37، بازده کل 52/63 درصد، بازده بعد از غربال 18/51 درصد و میزان وازده 45/1 درصد بود که نشان‌دهنده عملکرد مطلوب فرآیند پخت است. تبدیل خمیرکاغذ بهینه به کاغذ دست‌ساز و بررسی ویژگی‌های مکانیکی نشان داد که در هر دو گراماژ 60 و 120 گرم بر مترمربع، نمونه‌های پالایش‌شده دارای شاخص‌های مقاومت بالاتری نسبت به نمونه‌های پالایش‌نشده بودند. بیشترین میزان شاخص‌های مقاومت به کشش، ترکیدن و پارگی در کاغذهای پالایش‌شده حاصل شد که نشان‌دهنده بهبود خواص مکانیکی با پالایش الیاف است. با توجه به کاهش کیفیت مکانیکی و افت ویژگی‌های کاغذهای لاینر و تست لاینر در فرآیندهای بازیافت مکرر، استفاده از خمیرکاغذ کربنات کاه گندم به‌عنوان یک منبع الیاف تقویتی می‌تواند به بهبود کیفیت این نوع کاغذها کمک کند. این موضوع اهمیت زیادی در صنعت بسته‌بندی دارد، زیرا استفاده از مواد بازیافتی همراه با الیاف تقویتی مناسب می‌تواند به افزایش مقاومت و دوام کاغذهای تولیدی منجر شود.نتیجه­ گیری: به‌طور کلی، این تحقیق نشان داد که خمیرکاغذ کربنات تولید شده از کاه گندم دارای ویژگی‌های مناسبی برای استفاده در صنعت کاغذسازی است. این روش می‌تواند به‌عنوان یک جایگزین پایدار برای الیاف بکر مطرح شده و به کاهش وابستگی به منابع چوبی و افزایش بهره‌وری در تولید کاغذهای بسته‌بندی کمک کند. با توجه به نیاز روزافزون به مواد اولیه پایدار در این صنعت، توسعه و بهینه‌سازی بیشتر این فرآیند می‌تواند تأثیر بسزایی در بهبود عملکرد و پایداری زنجیره تأمین کاغذ داشته باشد.