تاثیر زایلاناز بر گرانروی و ویژگیهای مقاومتی خمیرکاغذ باگاس در توالی رنگبریECF
نویسندگان
1 دانشآموخته مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران
2 استادیار گروه جنگلداری و صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران
3 گروه مهندسی صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، ایران
4 استادیار گروه جنگلداری و صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران
doi
10.22034/ijwp.2024.2038168.1679چکیده
بیان مساله و اهداف: تیمارهای آمادهسازی خمیرکاغذ از منابع لیگنوسلولزی مختلف به روشهای متنوعی صورت میگیرد که در راستای انحلال و خارجسازی مواد رنگی بهویژه لیگنین است. استفاده از این روشهای تیمار به صورت ترکیبی و یا انفرادی موجب آسیب به استحکام الیاف سلولزی مصرفی کاغذسازی میشود. تیمار رنگبری خمیرکاغذ که معمولاً بعد از خمیرسازی استفاده میشود، همواره با آسیب به ساختار خمیرکاغذ همراه است که در این راستا سعی میشود از روشهای گزینش پذیر در رنگبری استفاده شود. تعیین گرانروی الیاف خمیرکاغذ معیاری برای ارزیابی عملکرد استحکام آن در محصولات کاغذسازی محسوب میشود که از طریق اندازهگیری غیرمستقیم درجه بسپارش زنجیره سلولز در الیاف، مقدار آسیب شیمیایی به الیاف را نشان میدهد. در راستای استفاده از روشهای آمادهسازی خمیرکاغذ با افت کم گرانروی، در این پژوهش تأثیر آنزیم زایلاناز بر حفظ گرانروی خمیرکاغذ سودا رنگبری نشده باگاس تهیهشده از صنایع کاغذ پارس در رنگبری ECF بررسی شد.مواد و روشها: خمیرکاغذ رنگبری نشده باگاس با درصد خشکی 5 با استفاده از آنزیم زایلاناز، در سه سطح (2 و 5 و 10 U/g) و در مدت زمان 60 دقیقه، تحت اسیدیته 5/5 تیمار شد. رنگبری با مواد شیمیایی با توالیXE1DE2 در 10 درصد خشکی خمیرکاغذ و دمای 70 و 60 درجه سانتیگراد به ترتیب برای مراحل D و E، انجام شد. مقدار کلر فعال در تیمار دیاکسید کلر بر پایه عدد کاپای اولیه خمیرکاغذها 3 درصد در نظر گرفته شد. ویژگیهای خمیرکاغذ و کاغذ حاصل شامل بازده و گرانروی خمیرکاغذ، گراماژ، ضخامت، جرم حجمی، درجه روشنی، مقاومت به تاخوردگی و کشش اندازهگیری شد.نتایج: نتایج نشان داد با افزایش مصرف آنزیم و استفاده از مراحل بیشتر رنگبری شیمیایی راندمان خمیرکاغذ کاهش یافت البته در سطح U 2 زایلاناز، افت بازده نسبت به سطوح دیگر آنزیم کمتر بوده است. تیمار زایلاناز تا سطح U2، به حفظ گرانروی خمیرکاغذ کمک کرد اما مصرف سطوح 5 و 10 U موجب افت گرانروی خمیرکاغذهای نهایی ضمن تیمارهای شیمیایی تکمیلی رنگبری شد. همچنین، تیمار زایلاناز تا سطح U2 موجب افزایش درجه روشنی خمیرکاغذها طی فرآیندهای رنگبری با مواد شیمیایی شد؛ اما مصرف بیشتر تأثیری بر درجه روشنی کاغذ نهایی نداشت. بلکه موجب حفظ بیشتر مقاومتهای کاغذ نهایی پس از رنگبری شد که در ارزیابی مقاومت به تاخوردگی و مقاومت کششی خود را نشان داد. در ضمن استفاده از تیمار زایلاناز از طریق تسهیل لیگنینزدایی با حذف همیسلولز زایلان موجب کاهش مصرف دیاکسید کلر برای دستیابی به درجه روشنی بیش از 70 درصد شد که در رابطه با این عامل، مصرف بیشتر آنزیم به صورت نسبتاً خطی موجب کاهش مصرف دیاکسید کلر در مرحله رنگبری شد.نتیجه گیری: تیمار ملایم آنزیمی زایلاناز با توجه به اثرات حذف همی سلولز زایلان میتواند به نفوذ و واکنشپذیری گزیش پذیر مواد شیمیایی با ترکیبات لیگنینی کمک کند که با توجه به کاهش مصرف مواد شیمیایی رنگبر، از نظر زیست محیطی قابل توجه میباشد. با این وجود، مصرف بیشتر زایلاناز نهتنها بهطور پیوسته موجب افزایش درجه روشنی نمیشود، بلکه موجب آسیب به مقاومتهای مکانیکی کاغذ میشود. درمجموع استفاده از زایلاناز در سطح مصرف U2 برای رنگبری خمیرکاغذ قهوهای سودای باگاس توصیه میشود.مواد و روشها: خمیرکاغذ رنگبری نشده باگاس با درصد خشکی 5 با استفاده از آنزیم زایلاناز، در سه سطح ( 2و 5 و 10 U/g) و در مدت زمان 60 دقیقه، تحت اسیدیته 5/5 تیمار شد. رنگبری با مواد شیمیایی با توالیXE1DE2 در 10 درصد خشکی خمیرکاغذ و دمای 70 و 60 درجه سانتیگراد بهترتیب برای مراحل D و E، انجام شد. مقدار کلر فعال در تیمار دی اکسید کلر بر پایه عدد کاپای اولیه خمیرکاغذها 3 درصد در نظر گرفته شد. ویژگیهای خمیرکاغذ و کاغذ حاصل شامل بازده و گرانروی خمیرکاغذ، گراماژ، ضخامت، جرم حجمی، درجه روشنی، مقاومت به تاخوردگی و کشش اندازهگیری شد.نتایج: نتایج نشان داد با افزایش مصرف آنزیم و استفاده از مراحل بیشتر رنگبری شیمیایی راندمان خمیرکاغذ کاهش یافت البته در سطحU 2 زایلاناز، افت بازده نسبت به سطوح دیگر آنزیم کمتر بوده است.