فهرست مطالب

تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران - سال سی و نهم شماره 1 (پیاپی 86، بهار 1403)

مجله تحقیقات علوم چوب و کاغذ ایران
سال سی و نهم شماره 1 (پیاپی 86، بهار 1403)

  • تاریخ انتشار: 1403/01/01
  • تعداد عناوین: 6
|
  • خدیجه خرم مرگاوی، نورالدین نظرنژاد*، سید مجید ذبیح زاده صفحات 1-11
    سابقه و هدف
    آلودگی پساب کارخانه ها و در پی آن منابع آب های سطحی و زیرزمینی با فلزات سنگین یکی از مشکلاتی است که سلامتی انسان و سایر موجودات را تهدید می کند. این فلزات به صورت محلول در آب به خاک وارد شده و باعث آلودگی آب های سطحی، زیرزمینی و خاک می شوند. در این راستا، این تحقیق به بررسی فلزات سنگین در پساب کارخانه   کاغذ قبل و بعد از فرایند تصفیه می پردازد. از آنجایی که روش جذب سطحی با استفاده از جاذب ها روشی مناسب و مطابق با استاندارد های زیست محیطی می باشد، در این تحقیق جاذب از روزنامه باطله تهیه شده و کارایی این جاذب در جذب فلزات مس، سرب و کادمیم مطالعه شد.
    مواد و روش ها
    آزمایش های جذب با هدف بررسی تاثیر زمان تماس جاذب روزنامه باطله با فلزات و تاثیر مقدار جاذب روزنامه باطله روی جذب فلزات سنگین انجام گردید. برای اینکار روزنامه های باطله ابتدا بوسیله سدیم بی کربنات به مدت یک ساعت تیمار شده و سپس بوسیله 5% دی سدیم هیدروژن فسفات به مدت 4 ساعت در دمای 100 درجه رفلکس شدند و در نهایت شستشو گردیدند. محلول های آبی با غلظت اولیه ppm30 برای سه فلز سرب، مس و کادمیم از طریق رقیق کردن محلول استاندارد با آب مقطر تهیه شدند. مقدار مشخصی از جاذب به 10 میلی لیتر از هر محلول اضافه شده و در یک لرزاننده مکانیکی برای زمان های مشخصی بهم زده شدند. سپس توسط کاغذ صافی، تصفیه شده و با دستگاه اسپکتروسکوپی جذب اتمی آنالیز شدند. فاز جامد نمونه پساب پس از خشک شدن، بوسیله نیتریک اسید با نسبت یک به پنج مورد هضم اسیدی قرار گرفتند. سپس نمونه های هضم شده پس از شستشو با دستگاه طیف سنجی جذب اتمی مورد آنالیز قرار گرفتند.
    نتایج
    نتایج حاصل از بررسی پساب در حوضچه های قبل و بعد از تصفیه نشان داد که مقدار اولیه فلزات سرب، مس و کادمیم در پساب قبل از تصفیه به ترتیب ppm 0/2129 ،0/5983  و 0/0004 بوده که بعد از فرایند تصفیه به ترتیب ppm 0/0469 ،0/134 و 0/0001 به دست آمد. همچنین طبق نتایج، با توجه به اینکه در مقادیر مصرف جاذب و زمان های تیمار میزان جذب بالا و یکسان بوده است؛ مقدار و زمان تیمار مورد نظر در این آزمایش عامل موثر در مقدار جذب فلزات نبوده اند.
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان می دهد که جاذب کاغذ روزنامه باطله جاذب مناسبی برای حذف این فلزات سنگین از محلول های آبی می باشد، زیرا از ظرفیت جذب بالایی برخوردار است و از سوی دیگر هزینه کمتری برای تهیه آن نیاز می باشد. این دو عامل جاذب کاغذ روزنامه باطله را به یک ماده مناسب با شرایط بالقوه برای حذف فلزات سنگین از پساب های آلوده تبدیل می کند.
    کلیدواژگان: تصفیه پساب، روزنامه باطله، طیف سنجی جذب اتمی، فلزات سنگین
  • میثم مهری چروده، شادمان پورموسی*، آژنگ تاج دینی، عباس تمجیدی، وحیدرضا صفدری صفحات 12-26
    سابقه و هدف

    سازمان های صنایع سلولزی با بهبود بهره وری و کاهش هزینه ها سعی دارند برای انجام فرایندهای اصلی تولید و ارایه خدمات خود به مشتریان، راهبرد های مناسبی را پایه ریزی کنند. نگرانی های زیست محیطی، کمبود انرژی، کاهش منابع طبیعی و افزایش رقابت در بین سازمان ها سبب شده است بررسی زنجیره تامین پایدار از نظر هزینه برای موفقیت در بازار از اهمیت ویژه ای برخوردار باشد. هدف از انجام این پژوهش، شناسایی شاخص های موثر برای مدل پایداری زنجیره تامین استوار در صنایع سلولزی با روش های تصمیم گیری چند هدفه است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در زمره تحقیقات اکتشافی و از نظر جهت گیری، کاربردی و از لحاظ روش، کمی- کیفی است که از راهبرد تیوری داده بنیاد استفاده کرده است. ابزار گردآوری اطلاعات در بخش کیفی با هدف شناسایی مولفه ها و زیرمولفه های پایداری زنجیره تامین استوار، مصاحبه عمیق و نیمه ساختاریافته با روش نمونه گیری هدفمند بود. در بخش کمی پژوهش، پرسش نامه ای محقق ساخته طراحی شد. داده های به دست آمده با استفاده از روش ویکور و آنتروپی شانون برای اندازه گیری متغیرها و وزن دهی استفاده شدند.

    نتایج

    با بهره گیری از روش های کیفی، یازده مولفه اصلی و سی زیرمولفه برای پایداری زنجیره تامین استوار شناسایی شدند. با بررسی روابط و رتبه بندی شاخص ها با استفاده از روش های کمی، شاخص های انبارداری سبز با مقدار عددی 0/133 و بهبود مستمر با مقدار عددی 0/134 به عنوان مولفه های برتر انتخاب گردیدند. براساس شاخص ویکور مولفه های انبارداری سبز، بهبود کیفیت، ثبات اقتصادی، فشارهای درون سازمانی، توانمندی های فناوری اطلاعات، تعهد و راهبرد شرکت، بهینه سازی لجستیک، ارزش های اجتماعی، فشارهای نهادی، همکاری تامین کننده راهبردی و حفظ محیط زیست به ترتیب بر پایداری زنجیره تامین استوار در صنایع سلولزی تاثیرگذارند.

    نتیجه گیری

    به دلیل نیاز به کوتاه کردن فاصله برای نیل به پایداری در انبارداری سبز و بهبود کیفیت، سازمان های صنایع سلولزی در کشور با بهره گیری از نتایج این تحقیق می توانند برای افزایش بهره وری و کاهش هزینه های سازمان با هدف پایداری زنجیره تامین، الگوهای مناسبی مانند استفاده بیشینه از محل ذخیره و انبارها، کاهش هزینه های بازیابی و ذخیره مواد اولیه و محصول، کاهش مصرف انرژی موضوعات انبارداری سبز را بهینه نمایند؛ از سویی با ایجاد رویه های استانداردسازی، ارزیابی، حسابرسی و گرفتن بازخوردهای مناسب می توانند در مسیر بهبود مستمر کسب وکار قرار بگیرند.

    کلیدواژگان: زنجیره تامین، رویکرد ویکور، صنعت سلولزی، انبارداری سبز، حفظ محیط زیست
  • زهرا دائی پور، امیر لشگری*، مهران روح نیا، احمد جهان لتیباری، وحیدرضا صفدری صفحات 27-40
    سابقه و هدف

    امروزه اهمیت تیمارهایی مانند آبشویی و اتانول-استن شویی برای بهبود ویژگی های آکوستیک چوب مورد توجه سازندگان سازآلات موسیقی قرار گرفته است. مواد استخراجی چوب در فهرست آن دسته از موادی هستند که بیشتر نقش ساختمانی ندارد و تخلیه هدفمند و صحیح آنها می تواند بدون کاهش سفتی، چوب را سبک کند. انجام پیش تیمارهایی از قبیل تخمیر با مخمر نان (قبل از فرایند آبشویی و اتانول-استن شویی) می تواند موجب خروج بیشتر مواد استخراجی از چوب گردد. در این مطالعه به بررسی اثر تیمارهای آبشویی و اتانول-استن شویی و پیش تیمار تخمیر بر خواص آکوستیک گونه ون (Fraxinus excelsior) پرداخته شده است.

    مواد و روش ها

    چوب ون (Fraxinus excelsior) مورد نیاز از درون چوب یک الوار تجاری تهیه شده و تعداد 38 عدد تیر کوچک شعاعی با ابعاد اسمی 150×12×2 میلی متر (طولی، شعاعی، مماسی) از قسمت درون چوب آن استخراج گردید. آزمونه های منتخب پس از رسیدن به رطوبت تعادل 12 درصد در شرایط کلیماتیزه، به منظور اندازه گیری ویژگی های اولیه فیزیکی و آکوستیکی مورد آزمون ارتعاش اجباری در تیر دو سر آزاد قرار گرفتند. پس ازآن، آزمونه های اولیه به صورت تصادفی به دو گروه 19 آزمونه ای تقسیم شدند. دسته اول بدون پیش تیمار و دسته دوم با پیش تیمار تخمیر در فرایند حذف مواد استخراجی توسط آب و بعد توسط ترکیب اتانول- استن قرار گرفتند. پس از هریک از مراحل آبشویی و حذف مواد استخراجی محلول در اتانول- استن، آزمون ارتعاش اجباری در تیر دو سر آزاد بر روی آزمونه ها انجام گردید و خواص آکوستیکی آزمونه ها اندازه گیری شد.

    نتایج

    آبشویی بدون پیش تیمار با مخمر نان باعث کاهش جزیی و با پیش تیمار، باعث کاهش معنی دار مقادیر دانسیته شد (به ترتیب: 1/75 و 7/39 درصد). در حالی که فرایند حذف مواد استخراجی (با پیش تیمار و بدون پیش تیمار) توسط الکل-استن باعث کاهش معنی دار مقادیر دانسیته گردید (به ترتیب: 2/27 و 8/71 درصد). مقادیر مدول الاستیسیته در اثر آبشویی بدون پیش تیمار و با پیش تیمار، کاهش معنی دار از خود نشان دادند (به ترتیب: 11/37 و 16/47 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط اتانول- استن نیز در آزمونه های پیش تیمار نشده و پیش تیمار شده کاهش معنی دار مقادیر مدول الاستیسیته را در پی داشتند (به ترتیب: 13/87 و 20/93 درصد). آبشویی بدون پیش تیمار با مخمر نان و با پیش تیمار، باعث کاهش معنی دار مقادیر میرایی ارتعاش شده است که در این بین آزمونه های پیش تیمار شده درصد افت بیشتری در مقادیر حاصل از میرایی ارتعاش داشته اند (به ترتیب: 13/87 و 20/93 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط الکل-استن مانند آبشویی باعث کاهش معنی دار مقادیر میرایی ارتعاش شده است که در این بین آزمونه های پیش تیمار شده، درصد افت بیشتری در مقادیر حاصل از این ویژگی را از خود نشان دادند (به ترتیب: 3/03 و 18/01 درصد). در این فاکتور نیز فرایند حذف مواد استخراجی محلول در اتانول- استن (با پیش تیمار و بدون پیش تیمار) نسبت به آبشویی، افت بیشتری را در مقادیر میرایی ارتعاش در پی داشته است (به ترتیب: 6/67 و 20/85 درصد). کارایی تبدیل آکوستیک در اثر آبشویی بدون پیش تیمار با مخمر نان باعث افزایش جزیی شد، در حالی که پیش تیمار سبب افزایش معنی دار مقادیر کارایی تبدیل آکوستیک گردید (به ترتیب: 0/44 و 25/24 درصد). فرایند حذف مواد استخراجی توسط الکل-استن نیز باعث افزایش معنی دار مقادیر کارایی تبدیل آکوستیک شد که در این بین آزمونه های پیش تیمار شده، درصد رشد بیشتری را در مقادیر حاصل از این ویژگی از خود نشان دادند (به ترتیب: 3/41 و 28/90 درصد).

    نتیجه گیری

    هر دو شیوه آبشویی و اتانول-استن شویی در بهبود ویژگی های فیزیکی (دانسیته) و آکوستیک (مدول الاستیسیته، میرایی ارتعاش و کارایی تبدیل آکوستیک) مفید بودند. در این بین اثر اتانول-استن شویی بیش از اثر آبشویی بود. پیش تیمار تخمیر با مخمر نان باعث بهبود عملکرد تیمارهای آبشویی و اتانول-استن شویی شد.

    کلیدواژگان: آکوستیک، آبشویی، موسیقی، ون، مواد استخراجی
  • امیرحسین قاسمی، نورالدین نظرنژاد*، شقایق رضانژاد، سید حسین شریفی صفحات 41-54
    سابقه و هدف

    عصاره برخی از گیاهان دارویی، قابلیت ایجاد خاصیت ضدباکتریایی دارد. از طرف دیگر عصاره گیاهی جزو مواد آلی و طبیعی و دوست دار محیط زیست می باشد. در سال های اخیر ساخت مواد بسته بندی زیست محیطی و ایمن مورد توجه دانشمندان و صنعتگران قرار گرفته است. کاغذ یکی از گزینه های زیست تخریب پذیر و ارزان جهت بسته بندی در صنایع مختلف از جمله صنایع غذایی است. همچنین مواد اولیه تشکیل دهنده کاغذ قابلیت اصلاح و تغییر با مواد مختلف را دارند. در نتیجه، می توان الیاف کاغذ را با عصاره های گیاهی تیمار کرده و در تولید کاغذ های تجدیدپذیر و با خاصیت ضدباکتریایی استفاده کرد.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش، از گیاه آویشن شیرازی جهت استخراج عصاره استفاده شد. آویشن تهیه شده از مزرعه تحقیقاتی، خشک و سپس پودر شد. آویشن پودر شده با استفاده از دستگاه التراسونیک تحت تیمار قرار گرفت. در این روش از دو دامنه 40 و 60 آمپلیتوت و در سه سطح زمانی 3، 6 و 9 دقیقه برای عصاره گیری استفاده شد. سپس کاغذها با عصاره گیاهی تهیه شده در دو مقدار 15 و 20 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ با روش اسپری کردن عصاره بر سطح کاغذ تیمار شدند. بررسی ویژگی ضدباکتریایی کاغذها با دو باکتری اشرشیاکلای و استافیلوکوکوس اوریوس انجام شد. جهت بررسی ساختار شیمیایی عصاره گیاهی و کاغذ از طیف زیر قرمز تبدیل فوریه (FTIR) استفاده شد. همچنین جهت بررسی ترکیبات تشکیل دهنده عصاره گیاه آویشن با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی (GC-MASS) انجام شد. ویژگی های نوری کاغذ شامل درجه روشنی و ماتی و ویژگی مقاومتی کاغذهای تولید شده با مقاومت به کشش، پاره شدن و ترکیدن اندازه گیری گردید.

    نتایج

    در نمونه های کاغذ تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده به روش التراسونیک، بیشترین قطر هاله عدم رشد برای باکتری اشرشیاکلای در دامنه 40 و زمان 9 دقیقه و به اندازه 20 میلی متر بود. همچنین بیشترین قطر هاله عدم رشد برای باکتری استافیلوکوکوس اوریوس در دامنه 60 و زمان 6 دقیقه و به اندازه 14 میلی متر بود. با توجه به نتایج کاغذهای تولید شده نسبت به باکتری اشرشیاکلای پاسخ ضدباکتریایی بهتری نشان داده و هاله عدم رشد بزرگتری تشکیل گردید. ترکیبات شیمیایی موجود در عصاره گیاه آویشن با دستگاه کروماتوگرافی گازی شامل مواد مختلف مانند هگزان و فوران ها می باشد. مهم ترین ماده شیمیایی که موجب ایجاد ویژگی ضدباکتریایی در کاغذها شد، ماده ضدباکتری کارونون (Carvenone) بود که در عصاره آویشن شیرازی مشاهده شد. نتایج آزمون های مقاومتی نشان داد که کاغذ تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده با روش التراسونیک در دامنه 40 و زمان 3 دقیقه و مقدار مصرف 20 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ بیشترین مقاومت به کشش و ترکیدن را نسبت به نمونه های تیمار شده دیگر نشان دادند. همچنین بیشترین مقاومت به پاره شدن کاغذ در نمونه تیمار شده با عصاره آویشن شیرازی استخراج شده در دامنه 60 و زمان 3 دقیقه و مقدار مصرف 15 درصد بر اساس وزن خشک کاغذ مشاهده شد. نتایج آزمون های نوری نشان داد که کاغذهای تیمار شده با عصاره های گیاهی کاهش درجه روشنی و افزایش ماتی داشتند.

    نتیجه گیری

    نتایج این پژوهش نشان داد که کاغذ به عنوان یک ماده زیست تخریب پذیر و دوست دار محیط زیست قابلیت تیمار با مواد ضدباکتریایی گیاهی و طبیعی مانند عصاره گیاه آویشن شیرازی را دارد. همچنین عصاره های گیاهی با توجه به اینکه جزو مواد ارزان، در دسترس و طبیعت محسوب می شوند، جایگزین مناسبی برای مواد غیرآلی و فلزی در تولید مواد با ویژگی ضدباکتریایی می باشند.

    کلیدواژگان: کاغذ آنتی باکتریال، عصاره گیاهی، التراسونیک، آویشن شیرازی
  • رامین ویسی*، عیسی رضازاده، سید اسحق عبادی صفحات 55-71
    سابقه و هدف

    امروزه با افزایش جمعیت، افزایش تقاضای مصرف کاغذ و مقوا و همچنین محدودیت بیشتر مواد اولیه مصرفی، تولید کاغذ از خمیرکاغذ های پربازده و مکانیکی جایگاه ویژه و خاص خود را پیدا کرده است. این خمیرکاغذها راندمان بیش از 85 درصد دارند و مقدار ماده چوبی حل شده در آن ها کمتر از خمیرهای شیمیایی و نیمه شیمیایی است، اما بعلت وجود لیگنین، مواد عصاره ای و یون های فلزی موجود در این خمیرکاغذ ها، مصرف آن ها را به زمان های کوتاه مدت محدود کرده است و در طولانی مدت دچار برگشت روشنی و زردشدگی نوری می شوند. این تحقیق با هدف تاثیر افشاندن DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان بر ویژگی های نوری خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) انجام گرفت.

    مواد و روش ها

    به همین منظور، ابتدا مقداری ازخمیرشیمیایی-مکانیکی (CMP) رنگبری شده کارخانه چوب و کاغذ مازندران به عنوان نمونه شاهد انتخاب شد. از خمیرکاغذ های مذکور کاغذهایی با وزن پایه gr/m2 60 تهیه شد. در این تحقیق، نانوسلولز از نوع نانوسلولز فیبریله شده، با پتانسیل زتا منفی، که با روش مکانیکی تهیه شده، از شرکت دانش بنیان نانونوین پلیمر (پارک علم و فن آوری مازندران) (ساری-ایران)، با متوسط قطر الیاف 35 نانومتر و درصد خلوص حدود 99 درصد خریداری و در 2سطح 0 و 2 درصد بر روی کاغذ های حاصل از خمیرکاغذ CMP افشانده شد. نانوکیتوزان نیز که به صورت پودری کرم رنگ و شفاف می باشد، از شرکت Seafresh کشور تایلند با وزن ملکولی 270 کیلودالتون، درجه استیلاسیون 93 درصد تهیه شد. محلول نانوکیتوزان در 2 سطح 0 و 2 درصد بر روی کاغذ های حاصل از خمیرکاغذ CMP افشانده شد. دی اتیلن تری آمین پنتا استیک اسید (DTPA) با مقدار مواد جامد 50 درصد و ویسکوزیته cps 25 از شرکت DIPER-Samchun (کره جنوبی) تهیه گردید. ابتدا مقداری DTPA بصورت محلول 0/5 درصد آماده سازی و سپس بر روی کاغذ های دست ساز افشانده شد. بعد از ساخت کاغذهای دست ساز 60 گرمی، عملیات افشاندن بر روی سطح تعدادی از نمونه های آزمونی با استفاده از 2 درصد نانو کیتوزان، 2 درصد نانوسلولز و 0/5 درصد DTPA ، به صورت جداگانه و همزمان و در زمان20 ثانیه و در فاصله 20 سانتی متر انجام شد. سپس با رعایت شرایط استاندارد، ویژگی های نوری نمونه ها شامل روشنی، ماتی، زردی و سبزرنگی کاغذ ها با استفاده از آزمون های استاندارد TAPPI و ASTM اندازه گیری شد.

    یافته های تحقیق:

     نتایج این پژوهش نشان داد که با افشاندن DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان روشنی، زردی، سبزرنگی، فاکتور L* و ماتی افزایش و فاکتورa* در کاغذ حاصل روند کاهشی را نشان داده است. با افشاندن نانوسلولز بر روی نمونه های آزمونی اکثر ویژگی های نوری بجز زردی کاغذ حاصل بهبود معنی داری از خود نشان داده است. در این حالت مناسب ترین ویژگی ها در کاغذ حاصل از افشاندن DTPA و همچنین در تیمار افشاندن هم زمان DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان بر روی کاغذ های دست ساز مشاهده گردید، که باعث افزایش و بهبود تمامی ویژگی های نوری بصورت معنی داری شده است، که می توان آن را به عنوان تیمار برتر انتخاب و معرفی کرد. نتایج ارزیابی برگشت درجه روشنی کاغذ حاصل از خمیر کاغذ CMP نشان داد که اغلب تیمارها منجر به کاهش نسبی برگشت درجه روشنی کاغذ شده است. در بین تیمارهای مختلف، کمترین مقادیر برگشت درجه روشنی در کاغذ حاصل از افشاندن DTPA 5/0 درصد و بیشترین آن با افشاندن نانوکیتوزان بر روی کاغذ حاصل به دست آمده است. نتایج ارزیابی تصاویر SEM نمونه های آزمونی نیز نشان داد که در مقایسه با نمونه شاهد، با افشاندن نانو کیتوزان و نانوسلولز و همچنین در تیمار افشاندن هم زمان DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان کاغذ حاصل دارای ویژگی های سطحی و ساختاری مطلوب تری بوده و وجود فضاهای خالی (حفره) کمتر و سطح اتصال بیشتری الیاف در نمونه های آزمونی آن، می تواند ویژگی های نوری مطلوب تری را از خود دهد.

    نتیجه گیری

    نتایج نشان داد که با افشاندن نانوسلولز، نانو کیتوزان و DTPA بر روی نمونه های آزمونی، خواص نوری، روشنی، سبزی، ماتی، فاکتور a* ، فاکتور l* ، زردی و برگشت روشنی بهبود یافته است. علاوه بر این، در بین تیمارهای مختلف، تیمار افشاندن با DTPA در کهنه شدگی حرارتی طولانی مدت و استفاده از نانو کیتوزان و نانو سلولز در کهنه شدگی حرارتی کوتاه مدت، اثرات قابل توجهی بر پایداری روشنی و کاهش بازگشت رنگ کاغذ داشته، در نتیجه، دوام کاغذ در برابر تخریب حرارتی افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: نانوکیتوزان، DTPA، نانوسلولز، خمیرکاغذ CMP، ویژگی های نوری، برگشت روشنی
  • محمدرضا سبزه پرور، احمد جهان لتیباری*، شادمان پورموسی صفحات 71-82
    سابقه و هدف

    مواد استخراجی گیاهان ویژگی های منحصر به فردی دارند. ایجاد رنگ کرده و رنگ چوب را تغییر داده و رنگ های جذاب و متنوعی ایجاد می کنند. خاصیت ضد حشره داشته و نقش حفاظت کنندگی دارند. خاصیت دارویی داشته و در طب سنتی به عنوان دارو استفاده می شوند. بدین جهت انسان از روزگار گذشته همواره از عصاره های گیاهی و مواد استخراجی در کاربردهای صنعتی- دارویی و حتی مبارزه با آفات استفاده کرده است. درگذشته استفاده از این مواد به صورت تجربی بود ولی با پیشرفت علوم جایگاه علمی پیدا کرد. باوجودی که اغلب میوه و یا چوب درخت گردو به عنوان ارزش اقتصادی آن در نظر گرفته می شود، ولی بررسی های انجام شده بر روی ویژگی مواد استخراجی درخت گردو اثبات کرده است که این مواد به عنوان عوامل ضد مخرب چوب و گاها سمی طبقه بندی می شوند. در این مطالعه شناسایی ترکیب های شیمیایی برگ درخت گردو و تغییرات آن در دو دوره بهار و تابستان و هم چنین اثر خشک شدن بر این تغییرات مورد بررسی قرار گرفته است.

    مواد و روش ها

    برگ های یک ناحیه از درخت گردو با سن تقریبی 100 ساله در یکی از مناطق کوهستانی شهرستان کرج در دو فصل بهار و تابستان جمع آوری و مواد استخراجی برگ های هر دوره به دو شکل تر و هوا خشک جمعا 4 نمونه مورد ارزیابی قرار گرفتند. عصاره گیری بر طبق دستورالعمل  T204-05 آیین نامه Tappi انجام گرفت. شناسایی ترکیب های شیمیایی موجود در عصاره برگ ها و تغییرات آن با استفاده از طیف سنجی کروماتوگرافی گازی- طیف سنجی جرمی (GC - MS) انجام شد.

    نتایج

    نتایج نشان دادند که در برگ خشک نمونه بهار ترکیب های زیادتری در مقایسه با نمونه تر همان برگ وجود دارد که موید فرار بودن ترکیب های موجود در برگ تر بهار است. همچنین تفاوت محسوسی بین ترکیب های موجود در برگ بهار و تابستان مشاهده شده است. ترکیب های اصلی شامل: 2- متیل نپتالین، تری دکان و تترا دکان و 2-3-دی متیل نپتالین و اتیل سیکلو بنزن در برگ تابستانی شناسایی شده اند. نپتالین-2-متیل و 2،1-بنزینیدی کربوکسیلیک اسید، دی آزو اوکتیل استر در نمونه های خشک و تر بهاره مشاهده شده است. باوجودی که نپتالین 2,3 دی متیل در برگ خشک تابستانه و دکان در برگ تر تابستانه وجود دارد، ولی تری دکان، دو دکان، تری دکان و تترا دکان در هر دو نمونه خشک و تر تابستانه مشاهده شده است و اتیل سیکلوهگزان در برگ تر تابستانه شناسایی شده است.

    نتیجه گیری

    نتایج به دست آمده نه تنها موید تغییرات فصلی مواد استخراجی برگ درخت گردو می باشد، بلکه تغییراتی بین نمونه خشک و تر بهاره ظاهر شده است که نشان دهنده فرار بودن بعضی از این ترکیب ها می باشد. این یافته بیانگر وجود بوی مشخصی از برگ های درخت گردو در فصل بهار است. ولی تغییرات قابل توجهی بین نمونه خشک و تر تابستانه مشاهده نمی گردد. احتمالا مواد فرار در طی فصل بهار از برگ درخت گردو جدا شده است. ولی عدم وجود بعضی از ترکیب های موجود در برگ خشک و تر تابستانه می تواند نشان دهنده تغییر فصلی ترکیب های تشکیل دهنده مواد استخراجی برگ درخت گردو باشد.

    کلیدواژگان: تترا دکان، تری دکان، مواد استخراجی، 2-3-دی متیل نپتالین، 2- متیل نپتالین، GC-Mass
|
  • Khadijeh Khorram Margavi, Noureddin Nazarnezhad *, Seyd Majid Zabihzadeh Pages 1-11
    Background and objectives
    Contamination in pulp mill wastewater and subsequently surface and underground water sources contamination with heavy metals is one of the most important problems which threatens the health of human being and other creatures. These metals penetrate and pollute the soil and water. In this regard, this study investigated and determined heavy metals in the pulp mill wastewater before and after the wastewater treatment process. In this study the newspaper adsorbent was prepared and the efficiency of the adsorbent in the adsorption of copper, lead and cadmium metals was studied.
    Methodology
    The adsorption experiments were performed to investigate the effect of the time of contact of the newspaper adsorbent and metals, and dose of the adsorbent. For this purpose, waste newspapers were first treated with sodium bicarbonate for one hour and then refluxed with 5% disodium hydrogen phosphate for 4 hours at 100 degrees Celsius and finally washed. Aqueous solutions with an initial concentration of 30 ppm for three metals lead, copper and cadmium were prepared by diluting the standard solution with distilled water. A specific amount of adsorbent was added to 10 ml of each solution and stirred in a mechanical shaker for specific times. Then they were filtered by filter paper purified and analyzed by atomic absorption spectroscopic device. After drying, the solid phase of the wastewater sample was subjected to acid digestion with nitric acid at a ratio of one to five. Then, the digested samples were analyzed with an atomic absorption spectrometer after washing.​
    Results
    The results of wastewater analysis in the basins before and after treatment showed that the amount of lead, copper and cadmium in the wastewater before treatment were 0.2129, 0.5983 and 0.0004 ppm, respectively. The amount of metals after the treatment process was 0.0469, 0.134 and 0.0001 ppm for lead, copper and cadmium, respectively. Also, according to the results, taking into account that the absorption rate was high and the same in the amount of absorbent used and the treatment times; the amount and time of the desired treatment in this experiment were not effective factors in the amount of metal absorption. 
    Conclusion
    The newspaper adsorbent is a good adsorbent for removing heavy metals from aqueous solutions due to high absorption capacity and low cost, which make the newspaper a potential adsorbent for the removal and wastewater treatment of the heavy metals. According to the results, the dosage and time of treatment with the newspaper adsorbent were not effective factors in metal removal.
    Keywords: Wastewater treatment, newspapers, atomic absorption spectroscopy, Heavy metals
  • Meisam Mehri Charvadeh, Shademan Pourmousa *, Ajang Tajdini, Abbas Tamjidi, Vahid Reza Safdari Pages 12-26
    Background and purpose

    Cellulosic industry organizations try to establish appropriate strategies to perform the main production processes and provide services to customers by improving productivity and reducing costs. Environmental concerns, energy scarcity, depletion of natural resources, and increased competition among organizations have made the study of a sustainable supply chain cost-effective for market success. The purpose of this study is to identify effective indicators for a stable supply chain sustainability model in the cellulosic industry with multi-objective decision making methods.

    Research Method

    The present study is an exploratory research in terms of orientation, applied and in terms of method, quantitative-qualitative, which has used the data theory strategy of the foundation. The data collection tool in the qualitative section aimed at identifying the components and sub-components of stable supply chain sustainability, in-depth and semi-structured interviews with purposive sampling method. In the quantitative part of the research, a researcher-made questionnaire was designed. The obtained data were used to measure variables and weight by Vickor and Shannon entropy methods.

    Results

    Eleven main components and thirty sub-components were identified by qualitative studies for stable supply chain stability. By examining the relationships and ranking of indices using quantitative methods, green storage indices with a numerical value of 0.133 and continuous improvement with a numerical value of 0.134 were considered as the top components. According to the Vickor index, the components of green warehousing, quality improvement, economic stability, intra-organizational pressures, information technology capabilities, company commitment and strategy, logistics optimization, social values, institutional pressures, strategic supplier cooperation and environmental protection, respectively. Stable supply chain stability affects the cellulose industry.

    Conclusion

    Due to the shortest distance to achieve sustainability in green warehousing and quality improvement, cellulose industry organizations in the country can use the results of this study to increase productivity and reduce organizational costs  .

    Keywords: Supply Chain, Vickor Approach, Cellulosic Industry, Green Warehousing, environmental protection
  • Zahra Daeepour, Amir Lashgari *, Mehran Roohnia, Ahmad Jahan Latibari, Vahid Safdari Pages 27-40
    Background and objectives

    Nowadays, the importance of treatments such as water washing and ethanol-acetone washing to improve the acoustic properties of wood has been noticed by the makers of musical instruments. Wood extractives are in the list of those materials that often do not have a construction role, and their purposeful and correct evacuation can lighten the wood without reducing the stiffness. Carrying out pre-treatments such as fermentation with bread yeast (before water washing and ethanol-acetone washing processes) can lead to the extraction of more extractable substances from wood. In this study, the effect of water washing and ethanol-acetone washing treatments as well as fermentation pre-treatment on the acoustic properties of Ash wood (Fraxinus excelsior) has been investigated.

    Methodology

    Ash wood species (Fraxinus excelsior) was prepared from the wood of a commercial timber and 38 small radial beams with nominal dimensions of 150×12×2 mm (longitudinal×radial×tangential) were extracted from the hardwood. After reaching the equilibrium humidity of 12% in air-conditioned conditions, the selected samples were subjected to the forced vibration test in the free-free beam in order to measure the basic physical and acoustic characteristics. After that, the initial tests were randomly divided into two groups of 19 tests. The first group without pretreatment and the second group with fermentation pretreatment were placed in the process of removing the extractives by water and then by ethanol-acetone mixture. After each step of water washing and removing the extractive substances soluble in ethanol-acetone mixture, the forced vibration test in the free-free beam was performed on the samples and the acoustic properties of the samples were measured.

    Results

    Water washing without pretreatment with bread yeast caused a slight decrease and with pretreatment, it caused a significant decrease in density values (respectively: 1.75 and 7.39%). While the process of removing extractives (with and without pretreatment) by ethanol-acetone mixture caused a significant decrease in density values (Respectively: 2.27 and 8.71%). The modulus of elasticity values showed a significant decrease due to water washing without pretreatment and with pretreatment. (Respectively: 11.37 and 16.47%). The process of removing the extractives by ethanol-acetone mixture also resulted in a significant decrease in the modulus of elasticity values in untreated and pretreated samples (Respectively: 13.87 and 20.93%). Water washing without pre-treatment with bread yeast and with pre-treatment has caused a significant decrease in the values of damping factor, among which the pre-treated samples had a greater percentage of drop in the values of damping factor (Respectively: 13/87 and 20.93%). The process of removing the extractive materials by ethanol-acetone mixture as washing has caused a significant decrease in the damping factor values, which among the pre-treated samples showed a greater percentage drop in the values resulting from this property (Respectively: 3.03 and 18.01%). In this factor, the process of removing the extractive substances soluble in ethanol-acetone mixture (with and without pretreatment) has resulted in a greater drop in damping values (respectively: 6.67% and 20.85%). Acoustic conversion efficiency due to water washing process without pretreatment with baker's yeast caused a slight increase, while pretreatment caused a significant increase in acoustic conversion efficiency values (Respectively: 0.44 and 25.24%). The process of removing extractive materials by ethanol-acetone mixture also caused a significant increase in the acoustic conversion efficiency values, which among the pre-treated samples showed a higher growth percentage in the values of this characteristic (Respectively: 3.41 and 28.90%). Both water washing methods and ethanol-acetone mixture washing were effective in improving the physical (density) and acoustic properties (modulus-elasticity, damping and acoustic conversion efficiency). Meanwhile, the effect of ethanol-acetone mixture washing was more than the effect of water washing. Fermentation pretreatment with bread yeast improved the performance of water washing and ethanol-acetone mixture washing treatments.

    Keywords: Acoustics, Soaking, Music, Ash wood, extractive
  • AmirHosein Ghasemi, Noureddin Nazarnezhad *, Shaghaygh Rezanezhad, Seed Hasan Sharifi Pages 41-54
    Background and objectives

    Some medicinal herb extracts have the antibacterial capability. On the other hand, herb extract is one of the organic, natural, and environmentally friendly substances. In recent years, the production of environmental and safe packaging materials has attracted the attention of scientists and industrialists. Paper is one of the biodegradable and less cost options for packaging in various industries, including the food industry. Also, the raw materials of paper can be modified and changed with different materials. As a result, paper fibers can be treated with herb extracts and used in the production of renewable papers with antibacterial properties.

    Methodology

    In this research, thyme (Zataria Multiflora) was used for extraction. The thyme obtained from the research farm was dried and then powdered. Powdered thyme was treated via ultrasonication. In this method, two amplitudes of 40 and 60 amplitudes and three time levels of 3, 6, and 9 minutes were used for extraction. Then the papers were treated with herbal extract prepared in two amounts of 15 and 20% based on the dry weight of the paper by spraying. The antibacterial properties of the papers were investigated with Escherichia coli and Staphylococcus aureus bacteria. The chemical structure of materials extracted from the thyme extract investigated by fourier transform infrared spectrum (FTIR) analysis. Also, gas chromatography (GC-MASS) analysis was used to investigate the components of thyme extract. The optical properties of the paper, including brightness and opacity, and the strengths properties of the produced papers were measured by tensile, tear, and burst strengths.

    Results

    The highest inhibition zone diameter in the treated paper with the thyme extracted by ultrasonic method was 20 mm in 40 amplitude and 9 minutes for Escherichia coli bacteria. Also, the highest inhibition zone diameter for Staphylococcus aureus bacteria was 14 mm in 60 amplitude and 6 minutes. According to the results of the papers analysis, the papers showed better antibacterial properties and higher inhibition zone against the Escherichia coli bacteria. The chemical compounds in the thyme extract including various substances such as hexane and furans. The most important chemical components that caused the antibacterial properties of the papers is carvenone, which was observed in the thyme extract. The results of the strength test of the treated papers showed that the sample of the thyme extracted by the ultrasonic method at 40 amplitudes, 3 minutes, and the 20% consumption amount based on the dry weight of the paper has the highest tensile and burst index. As well as, the highest tear index of the treated papers was in the treated sample with the thyme extracted at 60 amplitudes, 3 minutes, and 15% consumption amount based on the dry weight of the paper. The results of the optical tests showed that the opacity of the papers decreased and the brightness increased.

    Conclusion

    The results of this research showed that the paper as a biodegradable and environmentally friendly material has the ability to be treated with herbal and natural antibacterial materials such as the thyme extract. Also, the herbal extracts are a suitable alternative to inorganic and metallic materials in the production of materials with antibacterial properties due to the herbal extracts are cheap, available and natural materials.

    Keywords: Antibacterial paper, Herbal Extract, Ultrasonic, Thyme
  • Ramin Vaysi *, Iesa Rezazadeh, S. ESHAGH EBADI Pages 55-71
    Background and aim

     Today, with the increase in population, increasing demand for paper, as well as greater restrictions on raw materials, the production of pulp from high-yield pulps and mechanical pulps has found a special place. These pulps have a high yield greater than 85%, but due to the presence of lignin, extracts, and metal ions, their use is limited to short-term usage, as in the long run they suffer from brightness reversion and photo-yellowing. This study aimed to investigate the effect of DTPA, nano-cellulose, and nano-chitosan spray on the optical properties of chemical-mechanical pulp (CMP).

    Materials and methods

     For this purpose, first, a quantity of bleached chemical-mechanical pulp (CMP) was selected as a control sample from ‎Mazandaran wood and paper industry.‎ Papers with a base weight of 60 gr/m2 were prepared from the mentioned paper pulp. In this study, the nano-fibrillated cellulose (NFC) was purchased from Nano Novin Polymer Co. (Sari, Iran), which was prepared from softwood alpha cellulose pulp with an average fiber diameter of 32 nm. The NFC was loaded at 2% by spraying onto papersheets. Nanochitosan (“Seafresh”, Thailand), obtained from exoskeletons of crustaceans, with a deacetylation degree of 93% and a molecular weight of 270 kDa was used. Nanochitosan was loaded at 1 and 2% of the dry pulp weight. Diethylene triamine penta acetic acid (DTPA) was prepared from DIPER-Samchun (South Korea), with a 50% solid content and 25 cps viscosity. To spray the DTPA onto the paper surface, 0.5% DTPA was prepared. To prepare samples for the surface modification, paper sheets with a basis weight of 60 g/m2 were made. Then, 0.5% DTPA, 2% nanochitosan, and 2% nanocellulose were sprayed separately on the papersheets. In addition, another treatment named mixed-solution (containing 0.5 % DTPA + 2% nanochitosan + 2% nanocellulose) was sprayed onto the handsheets. The spraying time and distance were 20 s and 20 cm, respectively, and the treatment process was named “spray-coated”. Then, the optical properties (brightness, opacity, yellowness, and greenness) of the hand-‎sheets were measured according to ASTM and TAPPI standard methods. ‎

    Results

    The results showed that by DTPA, nano-cellulose, and nano-chitosan spray in the handsheet paper, brightness, yellowness, greenness, L* factor, and the opacity increased and the a* factor decreased. By spraying nano-cellulose on the test samples, most of the optical properties were significantly improved except for the yellowness of the hand-sheet paper. In addition, the most appropriate properties were observed in the paper obtained from DTPA spray and also in the simultaneous spray treatment of DTPA, nano-cellulose, and nano-chitosan on hand-sheet papers. Therefore, it has caused a very sensible increase and improvement in all the optical properties, which can be selected and suggested as the best treatment. The evaluation results of the brightness reversion of the hand-sheet paper from CMP pulp showed that most of the treatments led to a relative reduction of the return of the paper brightness. On the other hand, the lowest and highest brightness return values in the hand-sheet paper were obtained from 0.5% DTPA spray and nano-chitosan spray, respectively. The evaluation results of the SEM images of the test samples compared to the control sample showed that the hand-sheet paper with nano-chitosan and nano-cellulose spray and also in the simultaneous spray treatment of DTPA, nano-cellulose, and nano-chitosan had more favorable surface and structural properties. The existence of less empty spaces (cavity) and more overlap of fibers in the test samples can be a reason for the higher quality of the properties, as well.

    Conclusion

    The results showed that by spraying nanocellulose, nano- chitosan and DTPA on the test samples, the optical properties, brightness, greenness, opacity, a* factor, l* factor , yellowness and brightness ‎‎durability improved. In ‎addition, among the various treatments, the DTPA treatment in long-term thermal aging and the use of nano-chitosan and nano-cellulose in the short-term aging had noticeable effects on brightness ‎‎durability and decrease in the color reversion. As a result, there was an increase in the durability of the paper ‎against thermal deterioration.

    Keywords: Nano-Chitosan, DTPA, Nano-cellulose, CMP pulp, Optical properties, and Brightness reversion
  • MohammadReza Sabzehparvar, Ahmad Jahan Latibari *, Shademan Pourmousa Pages 71-82
    Background and Objectives

    Plant extractives show unique properties. They impart colors and change the color of wood and generates attractive appearance. Since early days, societies have been utilizing plant extractives in industrial, medical and even as fungicides and biocides. In early times this application was based on the professional experiences, but as the sciences were advanced, then the technical and experimental identification and utilization was employed. In general, people look at walnut tree wood and fruit as its economic values. However, scientific research has proved the values of walnut tree extractives. In this study the chemical composition of walnut tree extractives and its variation in two periods of spring and summer as well as the impact of the drying on quantity and quality of the extractive components are investigated.

    Methodology

    Walnut tree leaves from a selected location of an old walnut tree (100 years old) in mountain region of Karaj were collected in spring and summer. One part of the samples was air dried and another portion was used at green moisture condition. Totally four samples were obtained. Ethanol-acetone extraction was according to Tappi T204-05 procedure. The extractive was identified using GC-MASS spectroscopy and the chemical components in the extractives were identified and tabulated. 

    Results

    The results revealed that the dried leaves contain fewer chemical compounds compared to green samples which can be an indication that some of the compounds in green sample are volatile and vaporize upon drying. Furthermore, the extractives chemical composition and content varies between spring and summer samples. The major chemical compounds identified were 2-methylneptaline, tri-decan, tetradecan, 2,3-dimethyl naptaline and methylcyclobenzen.

    Conclusion

    The results indicated the seasonal variation of walnut tree extractives. These is also considerable variation in wet and dry samples which can be attributed to the presence of volatile compounds. The odor of walnut leaves is the consequence of existence of such volatile extractives. The absence of some of the compounds in summer samples indicate the seasonal changes of the extractives.

    Keywords: EXTRACTIVES, GC-Mass, tetradecan, tri-decan, 2-3-dimethylnaptaline, 2-methyl neptaline