احمدرضا سراییان
-
در تولید بریکت های سوختی از افزودنی های متفاوتی با هدف بهیود پارامترهای فنی استفاده می شود. در تحقیق حاضر دو نوع بایندر لیگنوسلولزی شامل نانوسلولز و لیگنین استفاده شده است. به دلیل ساختار شیمیایی متفاوت و اختلاف ارزش حرارتی هر یک از این دو ماده (لیگنین و نانوسلولز) و اختلاف مکانیسم عملکرد آنها بر بهبود ویژگی های حرارتی بریکت های سوختی، به منظور بررسی محصول نهایی از آنالیز حرارتی با استفاده از آزمون اندازه گیری ارزش حرارتی و نمودارهای TGA و DTA استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان دهنده اثرات مثبت کاربرد بایندرهای سلولزی در بهبود رفتار حرارتی بریکت سوختی می باشد. آنالیز رفتار حرارتی نشان داد که تیمارهای نانوسلولز 9% و لیگنین 9% به ترتیب با MJ/Kg 85/19 و MJ/Kg 75/25 بیشترین مقدار ارزش حرارتی را نسبت به نمونه شاهد دارند. منحنی بدست آمده از آنالیز توزین حرارتی (TGA) نمونه شاهد و نمونه های تیمار شده با لیگنین و نانوسلولز نشان می دهد که نمونه های تیمار شده دارای نرخ از دست دادن وزن کمتر، نرخ سوختن بیشتر و دمای سوختن بالاتر می باشند.
کلید واژگان: بریکت سوختی, بایندر لیگنوسلولزی, نمودارهای TGA و DTAIn the production of fuel briquettes, different additives are used in order to improve the technical parameters. In the present study, two types of lignocellulosic binders including nanocellulose and lignin have been used. Due to the different chemical structure and difference in calorific value of each of these two materials (lignin and nanocellulose) and the difference in their mechanism of action on improving the thermal properties of fuel briquettes, in order to evaluate the final product of thermal analysis using calorific value and TGA and DTA diagrams were used. The results show the positive effects of the use of cellulosic binders in improving the thermal behavior of biofuel briquettes. Thermal analysis showed that 9% nanocellulose and 9% lignin treatments with 19.85 MJ / Kg and 25.75 MJ / Kg had the highest calorific value compared to the control sample, respectively. The diagram obtained from thermal analysis (TGA) of the control sample and the samples treated with lignin and nanocellulose show that the treated samples have lower weight loss rate, higher burning rate and higher burning temperature.
Keywords: Biofuel briquette, Lignocellulosic binders, TGA, DTA -
در این پژوهش، قابلیت رنگ بری خمیرکاغذهای مرکب زدایی شده با آنزیم همی سلولاز در مقایسه با روش متداول شیمیایی بررسی شد. در ابتدا، مخلوط خمیرکاغذ بازیافتی با آنزیم همی سلولاز در سطوح مختلف میزان مصرف، زمان تیمار و مقایر pH (تحت سایر شرایط ثابت فرآیندی) مرکب زدایی شدند و تیمارهای آزمایشی H2T3 (میزان مصرف: 2/0 درصد (براساس وزن خشک خمیرکاغذ بازیافتی)؛ زمان تیمار: 60 دقیقه و محدده 7-5/6 pH) و H4T2 (میزان مصرف: 1 درصد؛ زمان تیمار: 50 دقیقه و محدده 7-5/6 pH) به عنوان بهترین تیمارها انتخاب شدند. در ادامه، خمیرکاغذهای انتخابی با استفاده از پراکسید هیدروژن تحت شرایط ثابت فرآیندی رنگ بری شده و قابلیت رنگ بری آنها در مقایسه با خمیرکاغذهای متداول شیمیایی مقایسه شد. براساس نتایج به دست آمده، قابلیت رنگ بری خمیرکاغذهای مرکب زدایی شده با همی سلولاز بهتر از خمیرکاغذهای رنگ بری شده پس از مرکب زدایی شیمیایی بوده و کاغذهای حاصل از درجه روشنی و سفیدی بیشتر و همچنین زردی کمتر برخوردار بودند اما ماتی این کاغذها در اثر رنگ بری کاهش یافت. همچنین خمیرکاغذهای پیش تیمار شده با آنزیم همی سلولاز، کاغذهای با شاخص های مقاومت به کشش و ترکیدگی بیشتری بعد از مرحله رنگ بری نشان دادند به طوری که در تیمارهای آنزیمی H2T3 و H4T2 ، افزایش شاخص مقاومت به کشش به ترتیب 22/13 درصد و 59/12 درصد و درصد افزایش شاخص مقاومت به ترکیدگی به ترتیب 66/3 و 22/6 درصد به دست آمد. این در حالی است که شاخص های مقاومت به کشش و ترکیدگی خمیرکاغذ مرکب زدایی شده شیمیایی بعد از رنگ بری به ترتیب به میزان 17/10 درصد و 16 درصد بهبود یافتند. همچنین درصد کاهش شاخص مقاومت به پارگی کاغذ در تیمارهای آنزیمی H2T3 و H4T2 بعد از رنگ بری، به ترتیب 45/12 درصد و 06/8 درصد در مقایسه با خمیرکاغذهای مرکب زدایی شده شیمیایی (44/4 درصد) تعیین شد. براساس نتایج کلی به دست آمده از مقایسه ویژگی های کیفی کاغذهای ساخته شده از خمیرکاغذهای مختلف رنگ بری شده با پراکسید هیدروژن، پیش تیمار آنزیمی H2T3 در مجموعکلید واژگان: کاغذهای بازیافتی, آنزیم همی سلولاز, قابلیت رنگ بری, کیفیت کاغذIn this study, the ability to bleaching hemicellulose-deinked pulp was investigated in comparison with conventional chemical method. Initially, the mixed recycled pulp pre-treated with hemicellulase enzyme at different levels of usage, treatment time and pH values (under other constant process conditions) was bleached and experimental runs included H2T3 (usage 0.2% (based on dry weight of recycled pulp); Treatment time 60 minutes and pH range 6.5-7) and H3T2 (usage 0.5% (based on dry weight of recycled pulp); Treatment time 50 minutes and pH range 6.5-7) were selected as the best treatments. Then, the selected pulps were bleached using hydrogen peroxide under constant process conditions and their bleachability was compared with conventional chemical pulp. Based on the results achieved, the bleachability of hemicellulose-deinked pulps was better than that of chemically deinked pulp, and the resulting papers had a higher brightness and whiteness as well as less yellowness, but the opacity of these papers was decreased during bleaching. Also, pre-treated pulps with hemicellulase showed the papers with higher tensile and burst indices after bleaching stage so that for H2T3 and H3T2 enzymatic runs, the increase in tensile index was 13.22% and 12.59%, and in burst index was 3.66% and 6.22%, respectively. While the tensile and burst indices for chemically deinked pulp after bleaching was improved by 10.17% and 16%, respectively. Also, the reduction in paper tear index for H2T3 and H3T2 enzymatic runs after bleaching was 12.45% and 8.06%, respectively, compared to chemically deinked pulp (4.44%). Based on the overall results obtained by comparing the quality properties of papers made from different pulps bleached with hydrogen peroxide, H2T3 run has resulted in more bleachability and much better optical and strength properties.Keywords: Recycled papers, Hemicellulase enzyme, Bleachability, Paper quality
-
ویژگی های مقاومتی مقواهای تولید شده از خمیرکاغذهای بازیافتی دارای اهمیت فراوانی هستند. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر افزودن مواد افزاینده حجیمی و نشاسته استیله بر مقاومت های مقوای ساخته شده از ترکیب دو خمیرکاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی و مقوای کهنه کنگره ای انجام شد. برای این منظور به این خمیرکاغذ دو ماده افزاینده حجیمی شامل تری پروپیلین گلیکول بوتیل اتر (Tripropylene glycol butyl ether) و دی پروپیلین گلیکول بوتیل اتر (Dipropylene glycol butyl ether) هر یک به طور مجزا و در سطح 9/0 درصد وزن خشک خمیرکاغذ افزوده شد، علاوه براین هر یک از این مواد همراه با نشاسته استیله شده (در سطح 4 درصد بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ) به خمیرکاغذ مقوا افزوده شدند و مقاومت های مقواهای تولید شده آزمایش گردید. نتایج آماری نشان داد که اثر تیمارهای مختلف بر مقواهای تولید شده معنی دار بود. مقواهای تیمار شده با مواد افزاینده حجیمی تری پروپیلین گلیکول بوتیل اتر و دی پروپیلین گلیکول بوتیل اتر، حجم ویژه و ضخامت بیشتری نسبت به نمونه شاهد داشتند، اما با افزودن مواد افزاینده حجیمی، مقاومت ها افت کرد. برای بهبود مقاومت ها از ترکیب نشاسته استیله شده با مواد افزاینده حجیمی استفاده شد. با افزودن نشاسته استیله به همراه مواد افزاینده حجیمی، بهبود مقاومت ها در نمونه ها مشاهده شد. همچنین مقوای تیمار شده با تری پروپیلین گلیکول بوتیل اتر به همراه نشاسته استیله شده دارای بیشترین مقاومت در برابر کشش، ترکیدن، پارگی، سفتی خمشی، مقاومت به لهیدگی در حالت حلقوی و لایه کنگره ای نمونه بود.کلید واژگان: مواد افزاینده حجیمی, مقوای کنگره ای, خمیرکاغذ بازیافتی, خمیر NSSCThe strength properties of medium corrugated board which is made using recycled pulp are always important. The aim of this study was to investigate the effect of bulking agent’s addition and acetylated starch on the strength properties of corrugated board from neutral sulfite semi-chemical and old corrugated container pulp. For this purpose, the pulp was treated with two materials separately including tri (propylene glycol) butyl ether and di (propylene glycol) butyl ether bulking agents in the 0.9% dry weight of the pulp level. In addition, each of these bulking agents was added with acetylated starch (at the level of 4% of dry weight of the pulp) to the pulp suspension. The strengths properties of corrugated board were measured. The results showed that the corrugated board treated by tri (propylene glycol) butyl ether and di (propylene glycol) butyl ether bulking agents had the highest bulk and thickness in comparison to other samples. Also, the strength properties of samples decreased by adding bulking agents. Acetylated starch was used to improve the strengths of samples. Addition of acetylated starch with bulking agents improved the strengths of samples. Corrugated board with tri (propylene glycol) butyl ether and acetylated starch showed highest tensile, burst, tear strengths, stiffness, CMT and RCT. Results showed that the effect of different treatments is statistically significant in all trials.Keywords: Bulking agents, corrugated container, recycle paper, NSSC pulp
-
سابقه و هدف
امروزه فرآیند بازیافت کاغذ به عنوان یک ضرورت اقتصادی و زیست محیطی بسیار مهم مطرح می باشد. یکی از فرآیندهای مهم در بازیافت کاغذ، مرکب زدایی می باشد. برای مرکب زدایی کاغذهای باطله از مواد شیمیایی مختلفی استفاده می شود که یکی از مهم ترین آن ها سیلیکات سدیم است. ترکیبات سیلیکاتی به سبب رسوب در تجهیزات، موجب کاهش عمر مفید دستگاه ها و مشکلاتی در سیستم تصفیه پساب می شوند. در این پژوهش با توجه به مشکلات مرتیط با سیلیکات سدیم، بازیافت کاغذ روزنامه باطله با استفاده از ترکیب آلی گلاناپون به عنوان جایگزین سیلیکات سدیم مورد بررسی قرار گرفت. گلاناپون دارای بار سطحی آنیونی می باشد و در صنایع خمیر و کاغذ به عنوان عامل پراکنده ساز و جلوگیری کننده از ایجاد رسوب و ته نشست و به عنوان تثبیت کننده پروکسید هیدروژن در فرآیند رنگبری و جوهرزدایی کاغذهای باطله استفاده می شود.
مواد و روش هادر این پژوهش تهیه خمیرکاغذ شیمیایی از کاغذهای روزنامه باطله، با استفاده از مواد شیمیایی در شرایط ثابت خشکی 10 درصد، درجه حرارت 1 ± 50 درجه سانتی گراد و مدت زمان 20 دقیقه انجام شد.مواد شیمیایی مورد استفاده برای مرکب زدایی شیمیایی عبارتند از: پروکسید هیدروژن، سود سوزآور، ماده فعال ساز سطحی (پلی سوربات 80)، عامل کی لیت ساز DTPA و ترکیب آلی گلاناپون. همه مواد شیمیایی براساس وزن خشک کاغذ باطله اضافه شدند. در ابتدا خمیرکاغذ شاهد از کاغذ روزنامه باطله در شرایط ثابت فرآیندی و با استفاده از مواد شیمیایی 1 درصد هیدروکسید سدیم، 1 درصد پروکسید هیدروژن، 15/0 درصد ماده فعال ساز سطحی (پلی سوربات 80) و 3/0 درصد عامل کی لیت ساز DTPA در حضور 5/0 درصد سیلیکات سدیم تهیه شد. سپس در تیمارهای بعدی، سیلیکات سدیم از ترکیب مواد شیمیایی حذف شده و ترکیب گلاناپون در سطوح مختلف (3/0، 5/0، 7/0، 1، 2 و 3 درصد) به جای آن به کار گرفته شد. همه تیمارهای شیمیایی در داخل کیسه های پلاستیکی در حمام آب گرم انجام شد. خمیرهای کاغذ تیمار شده با مواد شیمیایی در درصدهای مختلف گلاناپون، با استفاده از فرآیند شستشو مرکب زدایی شدند. تاثیر درصدهای مختلف گلاناپون بر میزان تشکیل پیوندهای هیدروژنی توسط طیف سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR) بررسی شد. تاثیر درصدهای مختلف ترکیب آلی ذکر شده بر ویژگی های فیزیکی، نوری و مقاومتی خمیرکاغذ مرکب زدایی شده در مقایسه با خمیرکاغذ شاهد (خمیرکاغذ روزنامه مرکب زدایی شده با 5/0 درصد سیلیکات سدیم) ارزیابی شد.
یافته هانتایج به دست آمده از مقایسه ویژگی های فیزیکی کاغذهای ساخته شده نشان داد که افزودن گلاناپون تا سطح 7/0 درصد، کاغذهای با ضخامت کم تر و دانسیته بیشتر را نتیجه داد. تصاویر میکروسکوپی گرفته شده از پروفیل ضخامتی کاغذها نیز موید این مطلب می باشد. با افزایش مصرف از 7/0 تا 2 درصد ضخامت کاغذها افزایش و دانسیته آنها کاهش یافت. این در حالی است که مقادیر دانسیته کاغذهای تهیه شده در مقایسه با کاغذ شاهد افزایش یافت. نتایج به دست آمده از مقایسه ویژگی های نوری کاغذهای ساخته شده نشان داد که با افزایش مصرف ترکیب گلاناپون تا 3 درصد، درجه روشنی کاغذ به حداکثر مقدار 21/51 درصد ایزو و زردی به حداقل 3/7 درصد ایزو رسیده است. ماتی کاغذ با افزایش مصرف ترکیب تا 7/0 درصد کاهش یافت. همچنین مقادیر مقاومت به ترکیدن، با افزایش مصرف ترکیب گلاناپون تا سطح 2 درصد در مقایسه با کاغذ شاهد افزایش معنی داری نشان داد.
نتیجه گیریبه طور کلی با توجه به نتایج به دست آمده با استفاده از 3/0- 2 درصد از ترکیب آلی گلاناپون در فرآیند مرکب زدایی در مقایسه با کاغذ شاهد، کاغذهای با ضخامت کم تر، دانسیته، مقاومت به ترکیدن و درجه روشنی بیشتر، زردی کم تر و ماتی مطلوب از کاغذ روزنامه باطله می توان تولید کرد.
کلید واژگان: بازیافت کاغذ, مرکب زدایی, ترکیب آلی گلاناپون, ویژگی های نوری, ویژگی های فیزیکیBackground and objectivesToday, paper recycling is considered as a very important economic and environmental necessity. Deinking is one of the important processes in paper recycling. Different types of chemicals are used for deinking that one of the most important of them is sodium silicate. Silicate compounds reduce the useful life of processing equipments and cause problems in the wastewater treatment system due to the sedimentation of them in the equipment. In this research, Recycling of old newspaper using glanapon organic complex, as a substitute for sodium silicate, was investigated due to related problems with sodium silicate.
Materials and methodsIn this study, chemical repulping of ONP was carried out using chemicals at pulp consistency of 10%, temperature of 50 °C and duration of 20 min. The chemicals used for deinking were hydrogen peroxide, sodium hydroxide, Surfactant (Tween 80), DTPA, and glanapon stab organic complex. All chemicals were added based on oven-dry paper basis. In the first step, the control pulp was prepared from ONP using 1% sodium hydroxide, 1% hydrogen peroxide, 0.15% Surfactant (Tween 80) and 0.3% DTPA in the presence of 0.5% sodium silicate. Then, in subsequent treatments, sodium silicate was removed from the chemical compound and the glanapone complex was used at various levels (0.3, 0.5, 0.7, 1, 2 and 3%) instead of it. All chemical treatments were carried out in plastic bags in a hot water bath. The treated pulps were deinked by washing method. The effect of various charges of glanapone on the formation of hydrogen bonds was investigated by infrared spectroscopy (ATR-FTIR). The effect of various charges of the organic complex on the physical, optical and strength properties of deinked pulp was studied and compared with the control (ONP deinked using 0.5% sodium silicate).
ResultsThe results of physical properties measurements showed that the addition of glanapon stab complex up to 0.7% level caused to production of papers with lower caliper and higher density. Microscopic images taken from the thick profiles of the papers also confirm this. As well as, Paper thickness increased and their density was decreased by increasing consumption of glanapon from 0.7 to 2%. While the density of the prepared paper increased as compared to the reference paper. The results of optical properties analysis indicated that the brightness increased to 51.21% ISO and the yellowness was reduced to 7.3 % ISO as the dosage of organic complex was increased up to 3%. The opacity of paper was decreased by increasing the organic complex charge up to 0.7%. The bursting strength was significantly increased by increasing the organic complex charge up to 2% as compared to the reference paper.
ConclusionIn general, the paper with lower caliper, higher density and brightness, lower yellowness and suitable opacity could be produced using 0.3- 2% glanapon complex in comparison with the reference paper by deinking of old newspaper
Keywords: Paper Recycling, Deinking, glanapon organic complex, optical properties, Physical properties -
با توسعه توجه به مسایل زیست محیطی و توجه هرچه بیشتر جامعه انسانی به مسایل بهداشتی استفاده از ترکیبات ضد باکتری دوستدار محیط زیست نظیر عصاره های گیاهی برای تولید کاغذهای ضد باکتری بسیار جالب توجه می باشد. از طرفی با توجه به فراریت بالای این ترکیبات دوستدار محیط زیست انتظار می رود کپسوله کردن آن ها در موادی نظیر کیتوزان بتواند موجب افزایش پایداری و کنترل رهایش آن ها در ساختار کاغذ شود. ازاین رو در این تحقیق عصاره اتانولی پوست انار در کیتوزان به روش انعقاد یونی کپسوله شد و با استفاده از روش اسپری روی سطح کاغذها اعمال شد. ویژگی های ساختاری عصاره پوست انار نظیر فنل کل، فلاونویید کل و میزان فعالیت آنتی اکسیدانی آن ها بررسی شدند. همچنین ویژگی های ساختاری، ممانعتی نظیر فعالیت ضد باکتریایی و مقاومتی کاغذهای تهیه شده نیز موردبررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که با روش انعقاد یونی نانو کپسول هایی با ابعاد حدود 160 نانومتر به دست آمدند که توانستند فعالیت ضد باکتری کاغذهای اصلاح شده را حدود 35 میلی متر در برابر باکتری استافیلوکوکوس اوریوس افزایش دهند. علاوه بر این فعالیت ضد باکتری کاغذهای اصلاح شده با نانو کپسول ها حدود دو هفته بیشتر از کاغذهای اصلاح شده با عصاره خالص بود. از طرف دیگر حضور کیتوزان در ساختار نانو کپسول ها نیز منجر شد تا ویژگی های فیزیکی و مقاومتی کاغذهای اصلاح شده نیز بهبود یابند.
کلید واژگان: عصاره پوست انار, نانوکیتوزان, نانو کپسول کیتوزان- عصاره پوست انار, انعقاد یونی, کاغذ ضد باکتریBy developing attention to environmental issues and to the increasing attention of human society to health issues the use of environmentally friendly antibacterial compounds such as plant extracts for the production of antibacterial paper is very interesting. On the other hand, due to the high volatility of these environmentally friendly compounds, it is expected that encapsulating them in materials such as chitosan can increase their stability and control of release into the paper structure. Therefore, in this study, ethanolic extract of pomegranate peel in chitosan was encapsulated by ion gelation method and applied to the surface of the paper by spray method. The structural properties of pomegranate peel extract such as total phenol, total flavonoid and their antioxidant activity were investigated. Structural, barrier such as antibacterial activity and resistance properties of the prepared paper were also investigated. The results showed that nanocapsules of about 160 nm were obtained by ion gelation method, which were able to increase the antibacterial activity of the modified paper by about 35 mm against Staphylococcus aureus. In addition, the antibacterial activity of nanocapsule-modified paper was about two weeks higher than that of pure extract-modified paper. On the other hand, the presence of chitosan in the structure of nanocapsules also led to improved physical and resistance properties of the modified paper
Keywords: Pomegranate Peel Extract, Nano- Chitosan, Chitosan- Pomegranate Peel Extract Nanocapsule, ionic gelation, Antibacterial Paper -
این تحقیق با هدف بررسی تولید خمیرکاغذ بی سولفیت از گونه ممرز به منظور تقویت ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ CMP انجام گرفت. خمیرکاغذ CMP براساس شرایط استاندارد صنعتی (شرکت صنایع چوب و کاغذ مازندران) و خمیرکاغذ بی سولفیت با استفاده از تزریق مستقیم گاز دی اکسید گوگرد به محلول هیدروکسید سدیم در آزمایشگاه تهیه شد. نتایج پخت خمیرکاغذ بی سولفیت نشان داد که با افزایش زمان پخت از 1 به 3 ساعت، بازده و عدد کاپای خمیرکاغذ کاهش می یابد. نتایج حاصل از اختلاط خمیرکاغذ بی سولفیت (10، 30 و 40 درصد) با خمیرکاغذ CMP نشان داد که با افزایش سهم خمیرکاغذ بی سولفیت در مخلوط خمیرهای کاغذ، ویژگی های مکانیکی کاغذها بهبود یافت. به طوری که با افزودن 40 درصد خمیرکاغذ بی سولفیت به خمیرکاغذ CMP، شاخص کششی، شاخص ترکیدگی، شاخص پارگی و مقاومت به تاخوری به ترتیب 24، 2/16، 7/13 و 2/84 درصد بهبود یافت. در نهایت، ترکیب 40 درصد خمیرکاغذ بی سولفیت و 60 درصد خمیرکاغذ CMP دارای بیشترین مقاومت ها از نظر مجموع ویژگی های کاغذ است. بنابراین استفاده از خمیرکاغذ بی سولفیت تا 40 درصد در اختلاط با خمیرکاغذ CMP سبب تولید مطلوب کاغذ روزنامه شده و توصیه می شود.
کلید واژگان: خمیرکاغذCMP, فرایند بی سولفیت, کاغذ روزنامه, ممرزThe objective of this study was to investigate the production of bisulfite pulp from Carpinus betulus species to enhance the strength properties of the chemical mechanical pulp (CMP). CMP pulp prepared according to the industrial standards (Mazandaran wood and paper industry) and bisulfite pulp was prepared by direct injection of sulfur dioxide (SO2) gas into a sodium hydroxide solution. The results of cooking bisulfite pulp showed that by increasing of cooking time from 1 to 3 hours the kappa number decreased. The results of mixing bisulfite pulp (10, 30 and 40%) with CMP pulp showed that the mechanical properties of the paper improved with increasing the contribution of bisulfite pulp. By adding 40% bisulfite to CMP, the tensile index, burst index, tear index and folding strength improved by 24%, 16.2%, 13.7% and 84.2%, respectively. Finally, combining 40% bisulfite pulp and 60% CMP pulp showed the highest strength in terms of total paper properties. Therefore, the use of bisulfite pulp up to 40% mixed with CMP paper pulp leads to the desired production of newspaper and is recommended.
Keywords: CMP pulp, Bisulfite process, Newsprint, Carpinus betulus -
بریکت های سوختی نوعی از سوخت های زیستی جامد می باشند که باهدف تولید برق و حرارت تولید می شوند. تحقیق حاضر بهبود پارامترهای فنی بریکت های سوختی را به وسیله اتصال دهنده های سلولزی در مقیاس میکرومتری و نانومتری بررسی می کند. بریکت های سوختی از باگاس نیشکر تولید و فرآیند متراکم سازی به وسیله دستگاه بریکت ساز آزمایشگاهی در فشار MPa 150 و دمای OC 100 انجام گرفت. اتصال دهنده های سلولزی شامل خرده های کاغذ بازیافتی، خمیرکاغذ بازیافتی، نرمه های الیاف بازیافتی و نانولیگنوسلولز بازیافتی در سه درصد نسبت 3، 6 و 9% استفاده شده است. نتایج نشان دادند نانولیگنوسلولز و نرمه های الیاف بازیافتی تاثیر بیشتری بر خواص فیزیکی و مکانیکی بریکت ها داشته به طوری که در سطح 9%، نرمه های الیاف بیشترین مقاومت فشاری و ارزش حرارتی را به ترتیب برابر N/mm 26 و Mj/kg 80/22 و نانولیگنوسلولز به ترتیب برابر N/mm 34 و Mj/kg 85/19 نشان دادند.کلید واژگان: اتصال دهنده های سلولزی, باگاس نیشکر, بریکت های سوختیBiofuel briquettes are a type of solid biofuel produced for the purpose of producing electricity and heat. The present study investigates the improvement of the technical parameters of biofuel briquettes by micrometer and nanometer scale cellulosic binders. Biofuel briquettes from sugarcane bagasse were produced and compressed by a laboratory briquetting machine at a pressure of 150 MPa and a temperature of 100 OC. Cellulosic binders including recycled paper (OCC), recycled pulp, recycled fiber fines, and recycled nanolignocellulose (LCNF) were used in three percent ratios of 3, 6 and 9%. The results showed that nanolignocellulose and recycled fiber fines had more effect on the physical and mechanical properties of briquettes, as at the 9% level, the fiber fins had the highest compressive strength and thermal value as 26 N/mm and 22.80 Mj/kg respectively And nanolignocellulose as 34 N/mm and 19.85 Mj/kg respectively.Keywords: Cellulosic binders, Bagasse, Biofuel briquette
-
این تحقیق با هدف بررسی اصلاح مایع پخت فرآیند خمیرکاغذسازی نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC) با اعمال تغییرات درصد مواد شیمیایی، افزایش میزان قلیائیت و تغییر زمان پخت برای تولید خمیرکاغذ شبه شیمیایی (سولفیت قلیایی) انجام شده است. در بین خمیرکاغذهای تولیدی، بهترین ترکیب با توجه به قلیائیت باقی مانده قابل قبول (11 pH >) و عدد کاپای قابل قبول (حدود 17) و کمترین مقدار وازده انتخاب شد. خمیرکاغذ سولفیت قلیایی خالص و همچنین اختلاط درصدهای مختلف خمیرکاغذ سولفیت قلیایی با خمیرکاغذ NSSC مقایسه و ارزیابی شد. نتایج به دست آمده نشان داد که مقاومت کلی خمیرکاغذ اصلاح شده در مقایسه با خمیرکاغذ NSSC اولیه افزایش یافته است. بطوری که شاخص کشش خمیر کاغذ سولفیت قلیایی و NSSC به ترتیب حدود 2/66 و 4/32 نیوتن متر بر گرم است. با افزودن مقادیر بیشتر این نوع خمیرکاغذ، می توان ضمن تامین ویژگی های مقاومتی کاغذ، مقدار مصرف خمیرکاغذ الیاف بلند وارداتی را کاهش داد.کلید واژگان: سولفیت قلیایی, اصلاح مایع پخت, خمیرکاغذ NSSC, ویژگی های مقاومتیThe objective of this study was to investigate the modification of neutral sulfite semi chemical (NSSC) pulping liquor by applying changes in the percentage of chemicals, increasing alkalinity and changing the pulping duration for the production alkali sulfite (AS). Among the pulps, the best combination was acceptable with respect to the residual alkalinity (pH> 11) and the acceptable kappa number (about 17) and the lowest amounts of so-called undercooked wood (or “rejects”) was selected. Pure AS pulp and also the mixing of different percentages of AS pulp with NSSC pulp were compared. The results showed that the overall strength of the modified pulp compared with the initial NSSC pulp increased. So that the alkali sulfite (AS) and NSSC is about 66.2 and 32.4 N.m/ g, respectively. By adding more amounts of this pulp in furnish, by increasing the required strength of the paper, the consumption of pulp from the imported long fiber could be reduced while maintaining the paper's strength properties.Keywords: Alkali sulfite (AS), Modification of pulping liquor, NSSC pulp, Strength Properties
-
تبدیل پسماندهای زیست توده مانند باگاس به عنوان منابع لیگنوسلولزی فراوان و در دسترس به سوخت های جامد زیستی می تواند جایگزین مناسب منابع سوخت های فسیلی و آلاینده محیط زیست باشد. هدف تحقیق حاضر، تولید بریکت های سوختی از دو طبقه ابعادی خرده باگاس و باگاس آسیاب شده است. از اتصال دهنده های لیگنوسلولزی نانومتری شامل نانولیگنوسلولز (LCNF) و نانوسلولز (CNF) در سه سطح 3، 6 و 9 درصد به منظور تقویت و بهبود پارامترهای فنی و حرارتی استفاده شد. بریکت ها به روش متراکم سازی با سیلندر و پیستون در فشار MPa 150 و دمای 100 درجه سلسیوس تولید شدند. نتایج اثر مثبت اتصال دهنده های لیگنوسلولزی نانومتری بر ویژگی های مقاومتی و حرارتی را نشان دادند. بدین ترتیب نانولیگنوسلولز بر خواص فیزیکی و مکانیکی تاثیر بیشتری نسبت به اتصال دهنده نانوسلولز در هر دو طبقه ابعادی داشتند. همچنین در خصوص ویژگی های حرارتی اتصال دهنده نانولیگنوسلولز نتایج بهتری را در بریکت های سوختی نشان داد. در مجموع، نانولیگنوسلولز را می توان اتصال دهنده مناسب تری معرفی کرد؛ چراکه هزینه های تولید آن در مقایسه با نانوسلولز کمتر و ارزش حرارتی بریکت حاصل به دلیل وجود لیگنین در ترکیب آن بیشتر است. به طوری که در سطح استفاده 9 درصد مقاومت فشاری و ارزش حرارتی آن برای خرده باگاس و باگاس آسیاب شده به ترتیب N.mm 37/34،MJ/Kg 85/19 وN.mm 45/29،MJ/Kg 85/19 به دست آمد.کلید واژگان: اتصال دهنده, باگاس, بریکت سوختی, نانوسلولز, نانولیگنوسلولزConverting biomass waste such as bagasse as an abundant lignocellulosic resource available for producing biofuels can be a viable alternative to fossil fuel and environmental pollutants. The purpose of the present study was to produce biofuel briquettes from two dimensional classes of shredded bagasse and grinded bagasse. Nanometer lignocellulose binders including nanolignocellulose (LCNF) and nanocellulose (CNF) at three levels of 3, 6 and 9% were used to enhance and improve the thermal and technical parameters. The briquettes were produced by cylinder and piston press at 150 MPa and 100 °C. The results showed a positive effect of nanometer lignocellulosic binders on the thermal and strength properties. Thus, nano-lignocellulose was more effective on the physical and mechanical properties of nanocellulose binder in both dimensional classes. Also, in terms of thermal properties of nano-lignocellulose binder, better results were obtained in biofuel briquettes. Consequently, nanolignocellulose may be a more suitable binder, since its production costs are lower than nanocellulose and the calorific value of briquette is higher due to the low lignin content in the compound. As a result, at 9% level of usage, calorific value and compressive strength of shredded and grinded bagasse were 34.37 N.mm, 19.85 MJ/Kg and 19.85 Nmm 29.45 MJ/Kg, respectively.Keywords: Bagasse, biofuel briquette, nanometer lignocellulosic binders
-
DOR:98.1000/1735-0913.1398.34.507.69.4.1575.1606 هدف از این مطالعه بررسی تاثیر پوشش دهی کاغذ بسته بندی با کمپلکس پلی لاکتیک اسید-کیتوزان و پلی لاکتیک-اسید- نانو کیتوزان به دو روش لایه به لایه و کامپوزیت بوده است. بدین منظور از کاغذ دست ساز 80 گرمی الیاف بلند تهیه شده از کارخانه چوب و کاغذ مازندران استفاده شد. برای تهیه مواد پوشش دهی، پلی لاکتیک اسید 1 درصد در کلرفرم و کیتوزان ونانوکیتوزان 1 درصد در اسید استیک تهیه گردید. در هر دو روش، نهایتا تا سه لایه پوشش انجام شد و در هر یک از تیمارها لایه نهایی، پلی لاکتیک اسید بود. سپس نمونه های کاغذ در آون با دمای حدود 100 درجه سانتی گراد خشک شدند. در روش کامپوزیت هریک از مواد (کیتوزان و نانو کیتوزان) به طور مستقل با پلی لاکتیک اسید روی همزن مغناطیسی مخلوط و سپس روی کاغذ پایه نشانده شدند. در نهایت تمامی کاغذ ها برای انجام تست های ممانعتی شامل اندازه گیری زاویه تماس، آزمون جذب آب (Cobb) و سرعت انتقال بخار آب (WVTR) و تست های مقاومتی شامل مقاومت به ترکیدن و مقاومت به نفوذ هوا انجام شد. بر اساس نتایج به دست آمده ویژگی های ممانعتی در نمونه های پوشش داده شده در هر دو روش (لایه به لایه و کامپوزیت) نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. همچنین نتایج حاصل از بررسی روش های کامپوزیت و لایه به لایه ، نشان داد که روش لایه به لایه سبب ایجاد ممانعت بیشتر در کاغذ می شود و با افزایش تعداد لایه های پوشش، ممانعت ایجاد شده افزایش می یابد. البته شایان ذکر است که در بین لایه دوم و سوم پوشش، تغییرات با شدت کمتری دیده شد. این تغییرات هم در روش لایه به لایه و هم در روش کامپوزیت مشاهده شد. مقاومت به نفوذ هوا نیز در نمونه های پوشش داده شده افزایش یافت.کلید واژگان: پوشش دهی, پلی لاکتیک اسید, کاغذ بسته بندی, کیتوزان, نانوکیتوزانThe aim of this study was to investigate the effect of coating packing paper with polylactic acid-chitosan and polylactic acid-nano-chitosan complexes in two layer by layer and composite methods. For this purpose, was used of 80 grams long fiber handsheet paper Prepared from Mazandaran wood and paper factory. For the preparation of coating material, 1% poly lactic acid in chloroform and 1% chitosan and nano chitosan in acetic acid were prepared. In both methods, up to three layers of coating were finally applied and the final layer in each treatment was poly lactic acid. The paper samples were then dried in an oven at a temperature of about 100 ° C. In the composite method, each material (chitosan and nano-chitosan) was mixed independently with poly lactic acid on a magnetic stirrer and then seating on a base paper. Finally, all papers were performed for barrier tests including contact angle measurement, water absorption (Cobb) and water vapor transmission rate (WVTR) and resistance tests including burst resistance and air penetration resistance. Based on the results, the barrier properties of the coated Samples in both methods (layer by layer and composite) were increased compared to the control sample. Also, the results of the study of composite and layer by layer methods showed that the LBL method causes more prohibition in the paper and increases the amount of prohibition with increasing the number of coating layers. It is worth noting, however, that between the second and third layers of coating, changes were less pronounced. These changes were observed in both the LBL and composite methods. Air Resistance was also increased in the coated samples.Keywords: chitosan, Coating, nano chitosan, packing paper, polylactic acid
-
اتیل وینیل الکل (EVOH) کوپلیمری از مواد نیمه بلوری با ویژگی ممانعتی خوب نسبت به عبور گاز است. همچنین مقاومت خوبی در برابر مواد شیمیایی دارد. این پلیمر با وجود نفوذپذیری کم نسبت به عبورگازها، مقاومت کمی نسبت به عبور آب و بخار آب دارد. در این پژوهش تری متوکسی متیل سیلان (به عنوان پوشش آبگریز) با روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) بر روی کاغذ پوشش دهی شده با پلیمر EVOHبه منظور بهبود ویژگی ممانعتی کاغذ نسبت به انتقال رطوبت لایه نشانی گردید. پوشش دهی به روشPECVD با شرایط، زمان 6 دقیقه، فشار 300 میلی تور انجام شد و تیمارهای متفاوت توان شامل 50، 70 و90 وات بودند. زاویه تماس آب به منظور تعیین بهبود ویژگی ممانعتی کاغذ نسبت به رطوبت اندازه گیری گردید. نتایج نشان داد پوشش تری متوکسی متیل سیلان منجر به افزایش 7/55% زاویه تماس آب نسبت به نمونه شاهد می گردد. بر اساس نتایج به دست آمده بهترین شرایط تیمار با توان 50 وات حاصل گردید. ویژگی های ساختاری و شیمایی لایه نازک رسوب داده شده با روش های طیف سنجی مادون قرمز(FTIR-ATR)، طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتو ایکس (EDS) بررسی گردید. نتایج پیوند سیلان را بر روی سطح پلیمر EVOH تایید کردند.کلید واژگان: اتیل وینیل الکل, تری متوکسی متیل سیلان, پلاسما, زاویه تماس آبEthylene vinyl alcohol (EVOH) copolymer is of semi crystalline materials with excellent barrier properties to gases. Also, it has shown outstanding chemical resistance. Despite its low gas permeability, EVOH copolymer displays poor water and water vapor resistance. In this study, Trimethoxymethylsilane (as hydrophobic coating) was deposited by Plasma Enhanced Chemical Vapor (PECVD) method on the coated paper with Ethylene vinyl alcohol in order to improve the paper's barrier properties of moisture transmission. Coating by PECVD method was done in the certain conditions of time 6 min and pressure 300 m Torr. Different treatments were applied for power including 50, 70 and 90W.Then contact angle was measured in order to determined improvement of the paper's barrier properties of moisture transmission . The result showed that papers which were coated with Trimethoxymethylsilane had higher contact angle water 55.7% more than the control. The results revealed that the best condition was obtained by 50 W power. The structural and chemical properties of deposited layer were observed with Fourier Transform infrared spectroscopy- Attenuated Total Reflectance (FTIR-ATR) and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). The results confirmed bonding of silane on the surface EVOH polymer.Keywords: Ethylene vinyl alcohol, Trimethoxymethylsilane, plasma, Contact angle water
-
در این تحقیق، تاثیر ترکیب رنگدانه بر ویژگی های کاغذ حاصل از خمیرکاغذ CMP مورد بررسی قرار گرفت. برای پوشش دهی این کاغذها3 ترکیب مختلف رنگدانه (100درصد کلسیم کربنات (GCC)، 70درصد کلسیم کربنات و 30درصد خاک چینی (70GCC30Clay) و 70درصد کلسیم کربنات و 25درصد خاک چینی و 5 درصد دی اکسیدتیتانیوم (70GCC25Clay5TiO2)) به همراه نشاسته آنیونی، لاتکس و عوامل پراکنده سازساخته و پس از پوشش دهی، اتوزنی انجام شد. خواص فیزیکی شامل (زبری سطح رویی کاغذ، درصد خاکستر و دانسیته ظاهری) و خواص نوری شامل (درجه روشنی، ضریب جذب و پخش نور) و ویژگی های مقاومتی کاغذ شامل مقاومت کششی، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پارگی بر اساس آئین نامه های استاندارد TAPPI اندازه گیری و با استفاده از طرح فاکتوریل، تجزیه واریانس انجام و میانگین ویژگی های کاغذ حاصل با آزمون دانکن مورد مقایسه قرار گرفتند. تحلیل آماری نتایج نشان داد که با افزودن خاک رس و دی اکسید تیتانیوم به کربنات کلسیم آسیاب شده، زبری سطح رویی کاغذ کاهش یافت. بیشترین زبری سطح رویی کاغذ درتیمار مربوط به کاغذ شاهد و کمترین آن مربوط به سطح 70GCC30Clay مشاهده گردید. همچنین بیشترین درجه روشنی مربوط به تیمار 70GCC25Clay5TiO2 می باشد. بیشترین شاخص مقاومت به کشش و شاخص مقاومت به ترکیدن مربوط به کاغذ تیمار شده در سطح 1 (GCC) و همچنین بیشترین شاخص مقاومت در برابر پاره شدن مربوط به کاغذ تیمارشده در سطح 2 (70GCC30Clay) بوده استکلید واژگان: خمیرکاغذCMP, پوشش دهی, اتوزنی و ویژگی های مکانیکیIn this study, the effect of pigment composition on the properties of paper prepared from CMP pulp was studied. There for 3 different pigment combinations (100% calcium carbonate (GCC), 70% calcium carbonate and 30% kaolin clay (70GCC30Clay) and 70% calcium carbonate and 25% gritty and 5% titanium dioxide (70GCC25Clay5TiO2)) were made with anionic starch, latex and dispersersant and Used for coating. Physical properties included (surface roughness of the paper, Ash content and Apparent density) And the optical properties included (brightness, absorption and diffusion coefficient) and paper resistance characteristics including tensile strength, bursting resistance, tear strength based on standard TAPPI standardized measurements and Using factorial design, analysis of variance was performed and the mean of paper properties was compared with Duncan's test. The purpose of this research is to achieve the best combination for coating the paper with the improvement of physical and optical properties and maintaining resistance properties. By adding clay and dioxide titanium to calcium carbonate, the roughness of the paper surface decreased The highest roughness of the surface of the paper in the diet was observed for the control paper and the lowest was seen in the treatment of 70GCC30Clay surface. Also, the highest degree of brightness is related to 70GCC25Clay5TiO2 treatment. The highest index of tensile strength and burst strength index was related to gypsum treated paper (GCC) and also the highest tear strength index for treated paper at level 2 (70GCC30Clay).Keywords: CMP pulp, Coating, calendering, mechanical properties
-
کاربرد لیگنین کرافت صنعتی در تهیه محصولات با ارزش افزوده، به دلیل ناهمگنی ذاتی لیگنین که طی فرآیند پخت شیمیایی تشدید می شود، با محدودیت روبرو است. فرآیند جزءجزءسازی لیگنین با استفاده از حلال های آلی برای دست یابی به لیگنین با ویژگی های مناسب برای تهیه محصولات با ارزش افزوده بسیار مورد توجه است. در این تحقیق، دو نوع لیگنین کرافت صنعتی سوزنی برگان با فرآیند جزءجزءسازی به روش تک مرحله ای توسط استون به دو بخش محلول و نامحلول تفکیک شد. ویژگی های هر دو لیگنین اولیه و اجزاء محلول و نامحلول حاصل از آنها، به وسیله آزمون های کروماتوگرافی تراوش ژلی (GPC)، طیف سنجی مافوق قرمز تبدیل فوریه (FT-IR)، طیف سنجی 31P NMR و گرماسنجی روبشی تفاضلی (DSC) مطالعه شد. نتایج نشان داد بخش های حاصل دارای وزن مولکولی، گروه های هیدروکسیل عاملی و دمای انتقال شیشه ای متفاوت هستند. بخش محلول که دارای وزن مولکولی و بسپاشیدگی کمتری بود، گروه های هیدروکسیل آلیفاتیک کمتر، هیدروکسیل فنولی بیشتر و دمای انتقال شیشه ای کمتر را نسبت به بخش نامحلول نشان داد. همچنین، مشخص شد که به وسیله استخراج تک مرحله ای با حلال، به راحتی می توان به اجزایی از لیگنین صنعتی با خصوصیات ویژه دست یافت که فهم همبستگی بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آنها می تواند ابزاری مناسب برای شناسایی و معرفی لیگنین مناسب در کاربردهای بالقوه مختلف باشد.کلید واژگان: لیگنین کرافت سوزنی برگان, جزءجزءسازی, وزن مولکولی, طیف سنجی 31P NMR, دمای انتقال شیشه ایThe inherent heterogeneity features of lignin when increased during kraft pulp process, restricts the technical lignin utilization in value added applications. Organic solvent fractionation of lignin is notable as an efficient way to obtain lignin fractions with well-defined characteristics. In the present study, two industrial kraft lignin were separated to the soluble and insoluble fractions by single step extraction process using acetone as organic solvent. The parent kraft lignin and the soluble and insoluble fractions thereof, characterized by using various techniques including GPC, FT-IR, 31P NMR and DSC.The results showed different molecular weight, functional hydroxyl groups and also glass Transition Temperature (Tg) for lignin fractions. The soluble fractions exhibited lower molecular weight and polydispersity, less aliphatic and more total phenolic hydroxyl groups and lower Tg than the soluble fractions. The results indicated that solvent assisted single step extraction can easily provide access to the industrial lignin fractions with different properties. Understanding correlations between physical-chemical properties of lignin fractions can be used as a tool for selection of tailored lignin fractions for the potential of value added applications.Keywords: Softwood Kraft Lignin, Fractionation, Molecular weight, 31P NMR, Glass transition temperature
-
کاغذهای اوراق بهادار نظیر اسکناس با توجه به نوع کاربرد خود به طور دائم در تماس با بدن انسان بوده و روزانه بین افراد مختلفی دست به دست می شوند. این روش کاربرد باعث آلودگی زیاد این کاغذها می شود و امکان انتقال عوامل بیماری زا توسط آن ها را افزایش می دهد. از این ایجاد خواص خود تمیزکنندگی در این نوع کاغذها ضروری به نظر می رسد. دی اکسید تیتانیوم از جمله پرکاربرد در کاغذسازی می باشد که امروزه ابعاد نانومتری آن به عنوان یک عامل فوتوکاتالیست بسیار مورد توجه می باشد. در این پژوهش از الحاق مستقیم نانوذرات دی اکسید تیتانیوم به الیاف سلولزی با روش هیدرولیز کنترل شده TiCl4همراه با اوره در حضور الیاف سلولزی استفاده گردید که همگن سازی سوسپانسیون توسط امواج اولتراسونیک صورت پذیرفت. الیاف سلولزی مورد استفاده الیاف لینتر پنبه بودند. نتایج آزمون های ضدباکتری و فوتوکاتالیستی عملکرد بسیار مطلوبی را به ترتیب در برابر باکتری های گرم منفیو گرم مثبت و تخریب متیلن آبی نشان دادند اما نتایج آزمون های مکانیکی و نوری کاغذهای حاصل نامطلوب بود و کاربرد این ذرات را بدون اعمال هیچ روش اصلاحی محدود می سازد.کلید واژگان: نانو دی اکسید تیتانیوم, کاغذ ضدباکتری, فتوکاتالیست, نانوکامپوزیتSecurities such as banknotes are permanently in contact with the human body according to their type of use and they are handed out daily among different people. This method of application makes these papers extremely contaminated and increases the possibility of transmission of pathogens by them. Therefore, the creation of self-cleaning properties in these types of papers is necessary. Titanium dioxide is one of the most widely used materials in papermaking that nowadays, its nanometer dimensions are considered as a photocatalyst. In this study, direct attachment of titanium dioxide nanoparticles to cellulosic fibers by controlled hydrolysis TiCl4 with urea in the presence of cellulose fibers was used which the homogenization of the suspension was done by ultrasonic waves. The cellulose fibers used were linter cotton fiber. The results of antibacterial and photocatalytic tests showed a very good performance against gram-positive and gram-positive bacteria and methylene blue degradation, respectively, but the results of mechanical and optical tests of the papers were undesirable and limit the use of these particles without applying any modifying method.Keywords: Nano-Titanium Dioxide, Antibacterial Paper, photocatalyst, Nano-composite
-
در این تحقیق جهت بهبود ویژگی ممانعتی کاغذ نسبت به عبور اکسیژن، پلیمر EVOH به روش روزن رانی بر روی کاغذ حاصل از خمیر CMP پوشش دهی گردید. پلیمر اتیل وینیل الکل (EVOH) با وجود نفوذپذیری کم نسبت به عبورگازها، مقاومت کمی نسبت به عبور آب و بخار آب دارد. سپس دی متوکسی دی متیل سیلان به عنوان پوشش آب گریز بر روی پلیمر EVOH با روش رسوب شیمیایی بخار تقویت شده با پلاسما (PECVD) لایه نشانی شد. بدین منظور، یک آزمایش فاکتوریل با سه فاکتور در سه سطح شامل زمان(10-8-6 دقیقه)، فشار(500-400-300 میلی تور) و نیروی فرکانس رادیویی(90-70-50 وات) طراحی شد. برای یافتن شرایط بهینه، میزان زاویه تماس آب، نرخ عبور اکسیژن، مقاومت کششی و انرژی کرنشی نمونه های پوشش دهی شده اندازه گیری شد. جهت بهینه سازی شرایط پوشش دهی دی متوکسی دی متیل سیلان، با هدف بهبود ویژگی آب گریزی، کاهش نرخ عبور اکسیژن، افزایش مقاومت کششی و انرژی کرنشی کاغذ، به کمک نرم افزارDesign Expert از روش سطح پاسخ استفاده شد. نتایج روش سطح پاسخ تعیین کرد شرایط بهینه در زمان 6 دقیقه، فشار99/499 میلی تور و توان50 وات حاصل می گردد. واژه های کلیدی: روزن رانی، زاویه تماس آب، نرخ عبور اکسیژن، روش سطح پاسخ.کلید واژگان: روزن رانی, زاویه تماس آب, نرخ عبور اکسیژن, روش سطح پاسخ
In this study, EVOH was coated on paper made of CMP pulp by extrusion method in order to improve the paper's barrier properties of oxygen transmission. Ethylene vinyl alcohol (EVOH) shows poor moisture resistance despite less gas permeability. Then, dimethoxydimethylsilane was deposited using Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition on EVOH film as the hydrophobic layer. A random factorial experiment was designed with three factors at three levels including time (6-8-10 min), pressure (30-0400-500 m Torr), and radio frequency power (50-70-90 W). The contact angle, oxygen transmission rate, tensile strength, and strain energy were measured to obtain the optimum condition. Expert Design method using response surface was used to optimize the condition coating Dimethoxydimethylsilane in order to improve the hydrophobic properties, reduce OTR, increase tensile strength and strain energy. Based on this method the optimum condition was suggested as: time 6 min, pressure 499.99 m Torr and power 50W. Keywords: Extrusion , Contact angle, Oxygen transmission rate, Response Surface methodology.Keywords: Extrusion, contact angle, Oxygen transmission rate, response surface methodology -
طی فرآیند تولید کاغذ، خصوصا هنگامی که از خمیر های مکانیکی یا خمیرهای بازیافتی استفاده می شود مقدار زیادی مواد محلول و کلوئیدی (DCS) تشکیل شده و در آب فرآیندی پراکنده یا حل می شوند. تجمع DCS طی عملیات کاغذسازی با افزایش بسته شدن سیستم های آب فرآیندی، اثرات زیان آور مختلفی را بر فرآیندهای کاغذسازی و محصولات کاغذی می گذارد. بنابراین حذف یا کنترل DCS به منظور غلبه و یا کاهش اثرات منفی این مواد مزاحم، امری کاملا ضروری است. در این تحقیق تاثیر خنثی سازی زباله های آنیونی با استفاده از خنثی کننده های مختلف و همچنین شست و شوی خمیر (خارج سازی زباله های آنیونی) بر ویژگی های خمیر و کاغذ CMP مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور بعد از آماده سازی اولیه خمیرهای شیمیایی- مکانیکی (CMP) و خمیر الیاف بلند کرافت رنگ بری شده و اختلاط این خمیرها با یکدیگر، ماده پرکننده معدنی کربنات کلسیم رسوبی (PCC) اضافه گردید. سپس عامل کمک نگه دارنده کاتیونی که در این تحقیق پلی اکریل آمید کاتیونی بوده است، به مخلوط اضافه گردید. جهت خنثی سازی و کاهش اثرات منفی زباله های آنیونی، سطوح مختلف پلی دادمک با جرم مولکولی 200000 – 100000 (025/0، 05/0، 1/0، 15/0 درصد) و پلی آلومینیوم کلراید (پک) (1/0، 25/0، 5/0 درصد) قبل از افزودن عامل کمک نگه دارنده اضافه شد. نتایج نشان داد که استفاده از خنثی کننده های مختلف موجب بهبود پتانسیل زتا و زمان آب گیری، افزایش ماندگاری کل شده است؛ اما موجب کاهش شاخص مقاومت به ترکیدگی شده که به لحاظ آماری معنی دار نبوده است. تیمار شست و شو و آب گیری خمیر کاغذ CMPموجب کاهش COD و یا به عبارتی دیگر کاهش میزان زباله های آنیونی با منشا آلی در خمیر کاغذ شده است. تیمار شست وشوی خمیر موجب بهبود زمان آب گیری از خمیر، ماندگاری کل گردیده است، اما شاخص مقاومت به ترکیدگی را کاهش داده است. با توجه به نتایج بدست آمده، می توان استفاده از پلی الکترولیت های کاتیونی را به عنوان راه کار مناسب جهت کاهش اثرات مضر زباله های آنیونی و ماندگاری بیشتر اجزای سوسپانسیون معرفی کردکلید واژگان: مواد محلول و کلوئیدی (DCS), خنثی کننده زباله آنیونی, خمیر CMP, پلی الکترولیت های کاتیونیDuring the paper manufacturing process, especially when mechanical pulp or recycled pulp used, a large amount of soluble and colloidal substances (DCS) are comprised and dispersed or dissolved in the process water. Accumulation of DCS during the papermaking operation with the increasing closure process water systems, can have a variety of deleterious effects on papermaking process and paper products. In this study, The effect of anionic trash neutraliziation was investigated by using different catcher anionic tarsh and also pulp washing (removal of anionic trash) on the CMP pulp and paper properties. After the initial preparation chemi-mechanical pulp (CMP), bleached long fiber kraft pulp and mixing the pulps with each other, filler of precipitated calcium carbonate (PCC) was added. Then a cationic retention aid That in this research has been cationic polyacrylamide were added to the mix. To neutralization of and reduce the negative effects of anionic trash, different levels of poly DADMAC with molecular weight 100000-200000 (0.025, 0.05, 0.1, 0.15%) and poly aluminium chloride (PAC) (0.1, 0.25, 0.5%) was added before adding of retention aid. Results showed that the use of different neutralizers imprived of zeta potential and drainage time of pulp, and increase of total retention; but reduces burst index of paper that was not significant statistically. CMP pulp washing and drainage treatment caused reducing COD and on the other hand reduced the amount of anionic trash with organic origin. Washing treatment pulp improved drainage time from pulp, total retention; but reduced burst index. Based on these findings, using cationic polyelectrolyte can introduce as a good strategy to reduce the harmful effects anionic trash and more retention suspension components.Keywords: Soluble, colloidal substances (DCS), anionic trash catcher, CMP Pulp, cationic polyelectrolyte
-
تاثیر نوع استات سلولز بر ویژگی های غشای تولیدشده از آن به منظور اولترافیلتراسیون آب سفید خط تولید دستمال کاغذیسابقه و هدفهدف از این تحقیق، تهیه و بررسی ویژگی های غشای استات سلولز تهیه شده از سه نوع آلفاسلولز، برای اولترافیلتراسیون آب سفید خط تولید دستمال کاغذی می باشد. . بر اساس نتایج تحقیقات قبلی، غشاهای اولترافیلتراسیون 100% از کل مواد جامد و 10 الی 20% از COD آب سفید را کاهش می دهد. در تحقیق دیگری بر روی نانوفیلتراسیون محلول غلیظ حاصل از اولترافیلتراسیون آب سفید کارخانه بازیافت کاغذ (با COD برابر mg/l 12800-9800) با استفاده از غشای NTR-7450، COD در حدود 75-68% کاهش یافت.مواد و روش هاسه نوع استات سلولز از سه منبع سلولزی متفاوت (خمیر کاغذ کرافت و SEW چوب استبرق، خمیر کاغذ سودای لینتر پنبه) برای تهیه غشا مورد استفاده قرار گرفت. غشا های استات سلولز با استفاده از روش وارونگی فاز از هر سه نوع استات سلولز تهیه شدند. برای بررسی ویژگی های غشا شامل تعیین میزان شارآب خالص، تخلخل، تصفیه آب سفید و میزان انسداد منافذ آن از سلول بسته تحت فشار 1 تا bar 5 استفاده گردید. نمونه آب سفید قبل و بعد از اولترافیلتراسیون بر اساس استاندارد آزمایش آب و پساب (1998) آنالیز شد و عکس های SEM از غشاهای تهیه شده قبل و بعد از اولترافیلتراسیون آب سفید گرفته شد.یافته هااستات سلولز خمیر کاغذ کرافت استبرق و خمیر کاغذ سودای لینتر پنبه به علت داشتن درجه استخلاف و کریستالیته کمتر، خلل و فرج و جذب آب بیشتری در غشای حاصل از آن ها ایجاد کرد که می تواند ناشی از آب دوستی بیشتر این دو نوع استات سلولز باشد. در مقابل استات سلولز حاصل از خمیر کاغذ SEW استبرق به دلیل داشتن درجه استخلاف و کریستالیته بیشتر، غشای حاصل از آن جذب آب و خلل و فرج کمتری داشت و شار آب خالص آن در محدوده اولترافیلتراسیون واقع شد. تصاویر SEM از مقاطع عرضی غشا نشان داد که اندازه منافذ تعیین شده با استفاده از مقدار جذب آب و شار آب خالص، بزرگ تر از منافذ به دست آمده از تصاویر SEM است که ناشی از وجود حفره های بزرگ در ضخامت غشا بود. نتایج حاصل از تصفیه اولترافیلتراسیون آب سفید ماشین ساخت دستمال کاغذی بعد از شناورسازهای با هوای محلول (DAF) ، با استفاده از غشای حاصل از استات سلولز خمیر کاغذ SEW استبرق (SM5) ، نشان داد که این غشا در حذف آلودگی کاملا کارآمد بوده است، زیرا شاخص های BOD، COD، TS و کدورت به ترتیب 3/72، 8/79، 8/99 و 1/98 درصد کاهش یافتند.نتیجه گیرینوع استات سلولز به لحاظ درجه استخلاف و کریستالیته بر ویژگی های غشا تاثیر قابل توجهی داشته است به طوری که استات سلولز خمیر کاغذ SEW که درجه استخلاف و کریستالیته بیشتری داشته است منجر به غشای اولترافیلتراسیون همگن تر و با منافذ ریزتر و مقدار جذب آب کمتر نسبت به غشای استات سلولز خمیر کاغذ کرافت استبرق و سودای لینتر پنبه شده است. نتایج حاصل از اولترافیلتراسیون آب سفید کارخانه تولید دستمال کاغذی با غشای استات سلولز SM5 نشان داد که حذف آلاینده ها از آب سفید به طور قابل ملاحظه ای صورت گرفته است.
کلیدواژه هاکلید واژگان: استات سلولز, درجه استخلاف, شار آب خالص, اولترافیلتراسیون, آلودگیEffect of cellulose acetate types on produced membranes properties in order ultrafiltration of white water in tissue production lineBackground and objectives The objective of this research was preparation of ultrafiltration membrane from three types of cellulose acetate which obtained from three cellulose sources. Membranes were applied for white water treatment of tissue production line. With regards to previous studies, ultrafiltration membranes reduced 100% of total solids and 10-20% of COD in white water treatment. In another study on Nano filtration of concentrate solution of white water ultrafiltration of recycle paper mill showed that COD of Nano filtration permeates (9,800–12,900 mg/L) by NTR-7450 membrane was decreased about 68-75% by NTR-7450 membrane.Materials and methodsThree types of cellulose acetate from three sources of cellulose (SEW and Kraft pulp of milkweed wood, and soda pulp of cotton linter) were utilized for producing membrane with phase inversion method. Properties of membrane such as pure water flux, purification of white water and fouling were investigated by closed cell under the presser of 1 to 5 bars. The samples of white water were analyzed after and before purification based on Standard methods for the examination of water and wastewater (1998). In addition, the SEM images were taken from membranes before and after ultrafiltration of white water.ResultsCellulose acetate from Kraft pulp of Milkweed wood and Soda pulp of cotton linter indicated more porosity and water content in their membranes due to their low DS and crystallite. Actually low DS led to more hydrophilic in these cellulose acetates. The cellulose acetate of SEW pulp showed the low porosity and water content in membrane due to more DS and crystallite. The pure water flux of its membrane was located in rang of ultrafiltration. The SEM pictures from cross section of membranes illustrated that the pore size from water content and pure water flux were larger than the pore size in SEM images. It was due to large hole in the thickness of membranes. The results of ultrafiltration of tissue machine white water which obtained from CA-membrane (SM5) showed that it quite efficient for removing pollution from white water. BOD (Biological Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), TS (Total solids) and turbidity were reduced 72.3%, 79.8%, 99.8% and 98.1% respectively.ConclusionThe cellulose acetate type in terms of DS and crystalinity has considerable impact on membrane properties. Cellulose acetate of SEW pulp with more DS and crystalinity results in ultrafiltration membrane with smaller pores and lower water absorption than Cellulose acetate of milkweed Kraft pulp and soda pulp of cotton linters. The white water ultrafiltration of tissue factory by cellulose acetate membrane (SM5) showed that it considerably able to remove pollution from white waterKeywords: Cellulose acetate, Degree of substitution, Pure water flux, Ultrafiltration, Pollution -
کاغذ به خاطر ویژگی های ساختاری خود به تدریج توسط عوامل مخرب مختلفی به ویژه هیدرولیز اسیدی تخریب می شود. به همین دلیل اسیدزدایی از کاغذهای با ارزش قدیمی به منظور توقف و خنثی کردن این فرایند و نیز اعمال تیمارهای استحکام بخشی برای تقویت کاغذهای تخریب شده ضروری است. در این پژوهش برای اسیدزدایی کاغذ و تقویت بافت آن با استفاده از پراکنده سازی نانوهیدروکسید کلسیم و نیز نانوهیدروکسید کلسیم همراه با نانوکیتوزان در اتانول، یک نانو پوشش بر روی سطوح کاغذ نمونه اعمال شد. همچنین به منظور بررسی تاثیر تیمار اسیدزدایی و مقاوم سازی، نمونه ها در معرض کهنگی حرارتی و کهنگی حرارتی رطوبتی قرار گرفتند و مقدار pH، مقاومت به تا شدن و روشنی کاغذهای تیمارشده، قبل و بعد از کهنگی مورد سنجش قرار گرفتند. نتایج حاصل از بررسی ویژگی های شیمیایی، مکانیکی و فیزیکی کاغذهای تیمار شده قبل و بعد از کهنگی نشان داد که استفاده از نانوذرات هیدروکسید کلسیم منجر به افزایش قلیاییت کاغذ و بهبود درجه روشنی آن شد و استفاده از نانوکیتوزان در ترکیب با نانوهیدروکسید کلسیم نیز موجب بهبود خواص مکانیکی کاغذهای تیمار شده گردید. اما بعد از کهنگی حرارتی رطوبتی، مقاومت کاغذهای تیمار شده حاوی نانوکیتوزان افت بیشتری پیدا کرد. همچنین از نظر خواص بصری نیز کاغذهای تیمار شده با نانوهیدروکسید کلسیم در قیاس با کاغذ شاهد و کاغذ تیمارشده با ترکیب نانوهیدروکسید کلسیم نانوکیتوزان، از پایداری بیشتری برخوردار بود.کلید واژگان: اسیدزدایی کاغذ, نانو, هیدروکسید کلسیم, کیتوزان, کهنگی تسریعیPaper due to its structural properties, is gradually degraded by different destructive factors especially acidic hydrolysis. For this reason, deacidification of the old valuable papers in order to stop and neutralize this process and applying consolidation treatments for strengthening of degraded paper is necessary. In this study, for deacidification and consolidaton, by using dispersions of Nano Calcium hydroxide and Nano Calcium Hydroxide with companion of Nano Chitosan in Ethanol, a Nano coat was applied on the paper samples. Also, in order to investigate the effect of deacidification and consolidation treatments, the samples were subjected to dry-heat and moist-heat aging. Then, pH, folding endurance, and brightness of the treated aged and unaged papers were studied. The results of studying the chemical, mechanical and physical properties of treated papers before and after aging showed that the use of calcium hydroxide nanoparticles led to an increase in alkalinity improved the brightness, while using Nano chitosan with calcium hydroxide increased the mechanical properties of paper. But after moist-heat aging, the folding endurance of treated papers with Nano calcium hydroxide - Nano chitosan had more decrease. Also, in terms of optical properties, the papers treated with calcium hydroxide nanoparticles had more stability in comparison to control samples and treated papers with combination of Nano calcium hydroxide and Nano chitosan.Keywords: Paper Deasidification, Nano, Calcium Hydroxide, Chitosan, Accelerated Aging
-
خمیر حل شونده به عنوان ماده اولیه در تولید مشتقات سلولزی فراوانی نظیر کربوکسی متیل سلولز، نیتروسلولز، ویسکوز و... استفاده می-شود. در این تحقیق، قابلیت تولید خمیر حل شونده از صنوبر دلتوئیدس با استفاده از پیش استخراج قلیایی و فرآیند سودا-آنتراکینون مورد بررسی قرار گرفت. با کنترل پارامتر های فرآیندی امکان دست یابی به افت بازده حدود 15% در پیش استخراج و کاهش 40 درصدی عدد کاپا توسط لیگنین زدایی با اکسیژن فراهم شد. نتایج نشان داد که پیش استخراج قلیایی سبب بهبود نرخ لیگنین زدایی الیاف می شود. با استفاده از کاتالیزور قلیایی در مایع پیش استخراج، مقدار آلفا-سلولز خمیر حل شونده افزایش و درجه روشنی آن کاهش یافت. افزایش فاکتور کاپای مصرفی در رنگ بری با توالی رنگ بری D0ED1 سبب ارتقای سطح آلفا-سلولز و درجه روشنی خمیر حل شونده حاصل شد. لذا در این تحقیق، خمیر حل شونده ای حاصل از بکارگیری فاکتور کاپای 45/0 در مرحله D0 به علت آلفا-سلولز، درجه روشنی و خلوص بالاتر دارای مطلوبیت بیشتری بوده است.کلید واژگان: خمیر حل شونده, پیش استخراج شده با کاتالیزور قلیایی, خمیر سودا-آنتراکینون, صنوبر, لیگنین زدایی با اکسیژنDissolving pulp is used as a raw material to produce numerous cellulosic derivatives like carboxymethyl cellulose, nitrocellulose, viscose, etc. The potential of dissolving pulp production from populus deltoides using alkaline pre-extraction followed by soda-AQ pulping process was investigated across this research. The yield loss of about 15% was achieved in pre-extraction stage through controlling the process parameters, and kappa number of the pulp has been reduced to about 40% with oxygen delignification. The results showed that the alkaline pre-hydrolysis has been affected on increasing the lignin removal rate of fibers. Using alkali catalyst in pre-hydrolysis liquor led to increasing a-cellulose and decreasing brightness level of the dissolving pulp. The a-cellulose and brightness level of dissolving pulp have been upgraded by utilizing higher levels of kappa factor in D0ED1 bleaching. Therefore, the produced dissolving pulp employing 0.45 kappa factor in D0 stage due to its higher a-cellulose, brightness and purity has been more favorable in this research work.Keywords: Dissolving pulp, alkali-catalyzed pre-hydrolysis, soda-AQ pulp, Poplar, Oxygen delignification
-
عوامل متعددی منجر به تخریب سلولز می شوند که هیدرولیز اسیدی از مهمترین این عوامل به شمار می رود. بسیاری از کتابهای تاریخی به مرور زمان به خاطر هیدرولیز اسیدی و افت درجه بسپارش سلولز، تخریب می شوند. به همین دلیل اسیدزدایی از کاغذهای نفیس قدیمی به منظور توقف و خنثی کردن این فرایند و نیز اعمال تیمارهای استحکام بخشی ضروری است. از آنجایی که کاغذ محیط مناسبی برای رشد برخی قارچ ها محسوب می شود، استفاده از تیمار حفاظتی مناسبی که بتواند علاوه بر افزایش pH و قلیایی نمودن کاغذ تا حد مطلوب، موجب افزایش مقاومت کاغذ و توقف یا کندتر شدن رشد قارچ های مخرب شود، مورد توجه بوده است. در این پژوهش به منظور اسیدزدایی کاغذ و تقویت بافت آن با استفاده از پراکنده سازی نانوهیدروکسید کلسیم و نانو هیدروکسی آپاتیت همراه با نانوسلولز و نانوکیتوزان در حلال الکلی (اتانول)، یک نانو پوشش بر روی سطوح کاغذ نمونه اعمال شد. برای بررسی خواص ضد قارچی، کاغذهای تیمار شده با استفاده از قارچ آسپرژیلوس در معرض شرایط کهنگی بیولوژیکی قرار گرفتند. برای این منظور پس از تهیه محیط کشت، کاغذهای تیمار شده در پلیتهای جداگانه تلقیح شدند و پس از طی کردن دوران نهفتگی، میزان رشد قارچ بر روی نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت. همچنین آزمون مقاومت کششی هم بر روی نمونه های تیمار شده انجام گرفت. نتایج نشان داد که تیمارهای اسیدزدایی با ایجاد شرایط قلیایی، منجر به افزایش pH کاغذ شده و کاغذ تیمار شده با ترکیب نانو هیدروکسید کلسیم – نانوکیتوزان و نیز نمونه های تیمار شده با نانوهیدروکسی آپاتیت دارای کمترین میزان آلودگی قارچی بودند. کاغذهای تیمار شده با نانوهیدروکسید کلسیم همراه با نانو کیتوزان مقاومت کششی نیز خواص بهتری از خود نشان دادند و استفاده از نانوسلولز در تیمارها هرچند از مقاومت کمتری در برابر آلودگی قارچی برخوردار بود اما منجر به بهبود مقاومت کششی در کاغذهای تیماری شد.کلید واژگان: تیمار اسیدزدایی کاغذ, هیدروکسی آپاتیت, نانو الیاف سلولز, کیتوزان, قارچ آسپرژیلوسSeveral factors cause the degradation of cellulose that the most important factor of them is Acidic Hydrolysis. Many historical books are gradually destroyed due to acidic hydrolysis and reduction of the degree of polymerization of cellulose. So deacidification and strengthening treatments for valuable old papers to stop these processes are necessary. Since the paper is a good substrate for growth of some destroying fungi, applying a suitable restoration treatment to stop or delay the growth of these destroying microorganisms - in addition of increasing the pH and preparing alkaline conditions for paper- has been considered. In this study, in order to deacidification and strengthening of paper, with different combinations of Nano Calcium hydroxide, Nano Hydroxyapatite, Nano cellulose and Nano Chitosan in an alcoholic solvent )ethanol), a Nano coat was applied on the surface of the sample paper. For study the anti-fungal properties, biologic aging was done on treated paper with Aspergillus fungi. For this purpose, after preparing culture medium, treated papers in separate petri dishes were inoculated and after incubation period, the amount of fungal growth was studied. Also, tensile strength test was done on treated samples. Results showed that diacidifation treatments by preparing an alkaline condition increased the pH of paper and the paper treated with a complex of Nano calcium hydroxide and Nano chitosan, and also treated samples with Nano Hydroxyapatite had lowest fungal contamination. Treated Papers with Nano calcium hydroxide and Nano chitosan showed better tensile strength properties and applying Nano cellulose in treatments improved the tensile strength of treated papers although had the less anti-fungal resistance.Keywords: Paper deacidification treatment, Nano Hydroxyapatite, Cellulose Nano fibers, Chitosan, Aspergillus fungi
-
در این پژوهش از لینتر پنبه به عنوان ماده اولیه با هدف تولید استات سلولز با بازده زیاد و درجه استخلاف 2 تا 2/5 استفاده شد. در ابتدا خمیر حل شونده با خلوص بیشتر از 98 درصد، گرانروی ذاتی 712ml/g و درجه روشنی 85 درصد با استفاده از فرایند سودا (دمای 160 درجه سانتی گراد و به مدت 3 ساعت) و رنگ بری TCF تهیه شد. یکی از عوامل اصلی در استفاده از دما و زمان زیاد پخت، وجود لیگنین در پوسته سخت تخم لینتر پنبه بوده است که بخش اصلی ناخالصی آن را تشکیل می دهد. خمیر حل شونده حاصل، در مرحله استیلاسیون با 8 درصد (برمبنای وزن خشک خمیر) کاتالیزور ید، نسبت وزنی استیک انیدرید به خمیر خشک برابر 10، دمای واکنش 85 درجه سانتی گراد و مدت زمان هم زدن 20 ساعت، نتایج بهتری به لحاظ بازده و درجه استخلاف نشان داد. بازده (برمبنای افزایش وزن) و درجه استخلاف استات سلولز تولیدشده به ترتیب 64/44 درصد و 2/3 بود. با توجه به خلوص زیاد و گرانروی مناسب خمیر حل شونده و شرایط استیله کردن، بازده بیشتری در تولید استات سلولز نسبت به تحقیقات قبلی مشاهده شد. با استفاده بیشتر از کاتالیزور ید در واکنش استیلاسیون (مقدار 12 درصد) عدد درجه استخلاف تا 2/7 افزایش یافت، اما کاهش بازده به میزان حدود 5 درصد نسبت به تیمار با 8 درصد کاتالیزور مشاهده شد.کلید واژگان: استات سلولز, استیلاسیون, خمیر حل شونده, کاتالیزور, گرانرویIn this research, the cotton linter was used as raw material for high yield cellulose acetate production. The degree of substitution (DS) was almost 2-2.5 in acetylation stage. The desired dissolving pulp with purity higher than 98% and viscosity close to 712 ml/g was obtained through the soda pulping at 160 °C for 3 h. TCF bleaching was performed until 85% of ISO brightness was obtained. One of the most important factors in using high temperature and time for pulping process was the lignin existence in the dense seed bark of cotton which had most impurity in the linter. The final dissolved pulp showed the best results in yield and DS by using the acetylation process at 85 ˚C, 8% of iodine (based on OD pulp) as catalyst, and a weight ratio of acetic anhydride to the pulp (10:1) under stirring for 20 h. The results illustrated that the yield and DS of produced cellulose acetate were 64.44% and 2.3 respectively. The higher yield was achieved in acetylation stage compared to the previous studies due to higher purity of dissolving pulp and more suitable viscosity. The more concentration of iodine up to 12% in acetylation process led to increase the DS to 2.7 while the used of 8% of iodine showed the 5% decreasing in yield.Keywords: Acetylation, Cellulose acetate, Dissolving pulp, Catalysis, Viscosity
-
بررسی مقایسه ای ویژگی های خمیرکاغذ و کاغذ تهیه شده به روش دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) و سودا از الیاف باگاس: در مقیاس جهانی تولید کاغذ روزنامه و چاپ و تحریر از خمیرکاغذ پسماند های کشاورزی مانند الیاف باگاس به دلیل محدودیت های منابع چوبی و دسترسی به فناوری تولید مناسب، مورد توجه جدی قرار گرفته است. در حال حاضر باگاس نیشکر می تواند به عنوان مهم ترین و مناسب ترین پسماند کشاورزی ایران جهت استفاده در سرمایه گذاری های جدید با تکنولوژی مناسب و نوین مورد توجه قرار گیرد. مطالعه حاضر با هدف بررسی مقایسه ای ویژگی های خمیرکاغذ تهیه شده به روش دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) و سودا از الیاف باگاس انجام شده است.
با استفاده از فرآیندهای سودا و SEW تحت شرایط فرآیندی مختلف، مانند دمای بیشینه پخت (135 درجه سانتی گراد) و زمان های خمیرسازی (از 30 تا 100 دقیقه) ، پخت های متعددی با هدف رسیدن به عدد کاپای حدود 20 انجام گردید. برای خمیرهای سودا ابتدا از آب تصفیه شده برای حذف مایع پخت سیاه خمیر استفاده گردید و سپس خمیرها با اعمال فشار مجددا توسط آب تصفیه شده شستشو داده شدند. در فرآیند SEW، خمیر جمع آوری شده پس از زهکشی کامل از مایع پخت بر روی مش 200 ابتدا بر اساس روش مشخص با استفاده از اتانول 40 درصد با دمای 60 درجه سانتی گراد و سپس توسط آب تصفیه شده شستشو داده شد. پس از انتخاب فرآیند خمیرسازی به لحاظ عدد کاپا، پالایش خمیرها تا حصول درجه روانی 380 میلی لیتر (CSF) انجام شد. در نهایت ویژگی های خمیرکاغذ تولید شده به روش SEW براساس دستورالعمل های آئین نامه TAPPI مورد ارزیابی قرار گرفت و با فرآیند رایج سودا به لحاظ مقاومت های فیزیکی، مکانیکی و نوری کاغذ مقایسه گردید.
نتایج ارزیابی ها نشان داد که دانسیته کاغذهای SEW بیش تر از کاغذ سودا می باشد و ضخامت، بالک و مقاومت به عبور هوای آن کم تر است. کاغذهای SEW دارای مقاومت به ترکیدن، پارگی و کششی کم تری نسبت به کاغذهای سودا بودند. همچنین نتایج حاصل از ارزیابی ویژگی های نوری نشان داد کاغذهای SEW درجه روشنی بیش تر و زردی کم تری نسبت به کاغذهای سودا داشتند. ماتی کاغذهای SEW نسبت به کاغذهای سودا کم تر بود.کلید واژگان: خمیرسازی, دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW), سودا, لیگنین زدایی, کاغذهای ویژهComparative study of the characteristics of pulp and paper prepared by Sulfur dioxide -Ethanol -Water (SEW) and soda from bagasse fiberBackground And ObjectivesIn global scale, newspaper, printing and writing paper production from agriculture residues pulp such as bagasse fiber due to wood resource constraints and access to appropriate production process technology has been considered seriously. Nowadays, bagasse sugarcane could be the most important and the most suitable criteria into account as agricultural residues to Iran for use in new investments with appropriate and novel technology considered. The objective of this study was to investigate the comparative characteristics of pulp prepared from bagasse fiber by sulfur dioxide- ethanol- water (SEW) and soda process.Materials And MethodsUsing by soda and SEW processes under different process conditions such as maximum cooking temperature (135 °C) and various pulping time (from 30 to 100 min), several cooking achieve a kappa number about 20 were performed. For soda pulp, purified water was used to remove black liquor and then pulps again by water pressure washed. In the SEW process, pulp collected after complete drainage of liquor on the 200 mesh, based on method using 40 v/v.% ethanol water solution at 60 °C and then wash by water. After selecting the pulping process in terms of kappa number, pulps were refined up to 380 ml, CSF freeness. Finally the characteristics of pulp and paper prepared by SEW process evaluated according to TAPPI standard and with traditional processes (soda) in terms of physical, mechanical and optical characteristics were compared.ResultsResults showed that the density and caliper of the SEW paper is more than soda paper, bulk and air permeability is lower. SEW papers has poorer burst, tear and tensile strength than soda papers. The evaluation results of the optical properties showed that the SEW papers has higher brightness and low yellowness in comparison with soda papers. SEW papers has poorer opacity than soda papersConclusionRegarding to that the chemical delignification of SEW process is similar to that of acidic sulfite; It is expected to feature similar to the acidic sulfite pulp and paper. Therefore, due to low pulp fibers strength obtained from SEW process and requires far less refining the dough seems the process of the potential for a range of pulp and paper production such as special (dissolving pulp, paper greaseproof, Nano-cellulose) in other products with value-added. High brightness before bleaching is a clear advantage of the SEW solid residues which allows avoiding long bleaching sequences and reduce the use of chemical bleaching in order to sustainable development of pulp industry.Keywords: Pulping, Sulfur dioxide-ethanol-water (SEW), Soda, Delignification, Special paper -
تهیه آلفا-سلولز از باگاس و ارزیابی ویژگی های آن: این تحقیق با هدف تولید و ارزیابی خمیر حل شونده یا آلفا-سلولز از باگاس مورد بررسی قرار گرفت. معمولا از آلفا-سلولز برای تولید مشتقات سلولزی استفاده می کنند که مزیت آنها نسبت به سلولز، قابلیت انحلال آنها در حلال های رایج تجاری است. خمیرهای حل شونده، دارای آلفا-سلولز و درجه روشنی زیاد، همی سلولزها، خاکستر و مواد استخراجی کم هستند و توزیع وزن مولکولی یکنواخت دارند.
خرده باگاس ها در مرحله پیش استخراج تحت شرایط اسیدی ضعیف با استفاده از اسید استیک، در دمای بیشینه 165 درجه سانتی گراد، جهت دست یابی به افت بازده هدف در دو محدوده 20 و 30 درصد تیمار شدند. از هر دو نوع خمیر پیش استخراج شده، با استفاده از فرآیند سودا-آنتراکینون در دمای بیشینه 165 درجه سانتی گراد خمیرکاغذ قابل رنگ بری با عدد کاپای حدود 12 تولید گردید. نمونه های خمیرکاغذ تولید شده در شرایط بهینه با استفاده از سیستم رنگ بری بدون کلر عنصری (ECF) و توالی AD0EpD1P رنگ بری شدند. سپس ویژگی های مورد نظر براساس آئین نامه استاندارد تاپی تعیین شدند. در نهایت برای تجزیه و تحلیل آماری نتایج آزمایشات انجام شده روی خمیرهای حل شونده ی تولید شده از نرم افزار SPSS و آزمون t دونمونه استفاده گردید.
در این پژوهش خمیر حل شونده، حاوی مقدار آلفا-سلولز زیاد از باگاس مغززدایی شده، با پیش استخراج اسیدی و فرآیند خمیرسازی سودا-آنتراکینون تهیه شد. هنگامی که میزان افت بازده در مرحله پیش استخراج اسیدی از 20 به 30 افزایش یافت میزان آلفا سلولز تولیدی افزایش اما درجه پلیمریزاسیون کاهش یافت. در تولید خمیر حل شونده علاوه بر لیگنین، همی سلولزها نیز ناخالصی های نامطلوب محسوب می شوند، بنابراین هر چه این مواد بیشتر از خمیر خارج گردند میزان خلوص سلولز افزایش می یابد، اما با افزایش میزان تخریب همی سلولز در مرحله پیش استخراج، ممکن است زنجیره سلولزی نیز آسیب ببیند و هرچند میزان آلفا-سلولز افزایش یابد با افت زیاد درجه پلیمریزاسیون همراه باشد.کلید واژگان: باگاس, آلفا - سلولز, پیش استخراج, درجه روشنی و درجه پلیمریزاسیونProduction of alpha-cellulose from bagasse and evaluation its characteristicsBackground and goals: This research changed into achieved with the intention of manufacturing dissolving pulp or alpha-cellulose from bagasse. Alpha-cellulose is generally used for making cellulose derivatives with advantage of being soluble in commonplace solvents in recognize to cellulose. Dissolving pulps have high alpha-cellulose and brightness, but very low hemicelluloses, ash, and extractives, with uniform molecular weight distribution.
Substances andMethodsBagasse chips were pretreated beneath slight acidic situation the use of acetic acid at most temperature of a hundred 165 ºC, to obtain yield loss stages of approximately 20 and 30 percent in pre-extraction level. Bleachable pulps at kappa wide variety decrease than 12 had been created from each the pre-extracted samples, the usage of soda-AQ pulping technique at most cooking temperature of a hundred 165 ºC. The pulp samples produced under optimum situations, have been bleached by chlorine free bleaching (ECF) with AD0EpD1P bleaching sequence. The properties have been decided on the basis of policies TAPPI. In the end, a statistical evaluation of the effects of exams finished on dissolving pulps created from SPSS software program and t-test two samples become used.Resultsin this look at, dissolving pulp carries numerous alpha-cellulose from depithed Bagasse with acid pre-extraction and the soda-AQ pulping procedure turned into prepared. While that within the acid pre-extraction yield loss improved from 20 to 30, the alpha cellulose production increased but the degree of polymerization declined. In produce dissolving pulp, in addition lignin, hemicelluloses are also undesirable impurities, so the more material will be removed from the purity cellulose pulp increases, but with increasing destruction of the hemicellulose in the pre-extraction, may be cellulose chain additionally damaged, although alpha-cellulose to increase the degree of polymerization to be associated with high drop.ConclusionBagasse dissolving pulp having ninety two percentage alpha-cellulose with DP of 870, can also have restrained packages in making derivatives such as cellulose acetate and cellulose nitrates, however it is able to be used to supply decrease demand products such as viscose rayon and carboxymethyl cellulose. But, the yield and ash dissolving pulp were first-class. The outcomes of this studies evaluation with other research inside the discipline of dissolving pulp manufacturing and additionally considering that the bagasse produced in massive quantities inside the south of the united states, imparting a number of the pulp or alpha cellulose the used inside the manufacture of viscose rayon, as a minimum, can be planned based on bagasse as uncooked cloth.Keywords: Bagasse, Alpha-cellulose, Pre-extraction, Brightness, Degree of polymerization -
فرآیند خمیرسازی دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) می تواند به عنوان یک فرآیند هیبریدی بین فرآیند خمیرسازی سولفیت اسیدی و حلال آلی در نظر گرفته شود. این فرآیند به منظور جداسازی ترکیبات اصلی مواد لیگنوسلولزی (سلولز، همی سلولز ها و لیگنین) اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه با هدف بررسی اثر روش شستشو بر ویژگی های خمیرسازی باگاس در فرآیند جزء به جزءسازی اسیدی دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) انجام شد. متغیرهای مورد مطالعه در این تحقیق شامل دو روش شستشوی خمیر (آب- اتانول 40 درصد و آب)، زمان خمیرسازی (30 تا 100 دقیقه) و دمای پخت (120 و 135 درجه سانتی گراد) بودند. خمیرها با استفاده از اتانول 40 درصد با دمای 60 درجه سانتی گراد (L:W برابر 2:1) و سپس توسط آب در دمای اتاق شستشو داده شد. نتایج نشان داد بازده نهایی خمیر به دلیل انحلال بیش تر لیگنین در آب- اتانول 40 درصد نسبت به سیستم متداول (شستشو با آب) کاهش یافته است که این کاهش بازده از نظر آماری در سطح 1 درصد معنی دار می باشد. نتایج حاصل از خمیرسازی در دمای 120 و 135 درجه سانتی گراد در زمان های مختلف مشخص می شود که با افزایش زمان خمیرسازی از مقدار عدد کاپای خمیر SEW کاسته می شود.کلید واژگان: بازیابی, خمیرسازی, دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW), روش شستشو, عدد کاپاSO2-ethanol-water (SEW) pulping can be considered a hybrid between solvent and acid sulfite pulping processes. Recently this process in order to separation the principal components (cellulose, hemicelluloses and lignin) have been considered. The main objective of this study was to investigate the effects of washing method on the bagasse pulping characteristics by acidic fractionation of Sulfur Dioxide- Ethanol-Water (SEW). Variables included two washing pulp methods (water and 40 v/v% ethanol-water solutions), pulping duration (30-100 min.), and temperature (120 and 135 OC). Then, pulps were washed twice with 40% v/v ethanol-water at 60°C (L: W 2 L kg-1) and with deionized water at room temperature (L: W 20 L kg-1). The results showed that the final yield pulp due to lignin greater solubility in 40 v/v % ethanol-water compared to conventional systems (washing by water) decreased that the diminishing returns are statistically significant at the 1% level. Pulping result at 120 and 135 °C at different time period showed that increase in the pulping duration, kappa number is reduced.Keywords: Recovery, Pulping, SO2-ethanol-water (SEW), Washing method, kappa number
-
در سال های اخیر، استفاده از پلیمرها به عنوان مواد جدید، به دلیل مزایای آن ها نسبت به سایر مواد، افزایش درخور توجهی یافته است. به کاربردن پلیمرها روشی موفق برای تقویت خواص مقاومت شبکه های الیاف سلولوزی است. ساخت پلیمرهای جدید به کمک فناوری نانوشیمیایی، مانند مواد بسته بندی، راه حل مبتکرانه ای برای افزایش عملکرد پلیمرها و سطح سلامت است. همچنین، مزایای اقتصادی و زیست محیطی افزون تر، مانند کاهش انرژی مصرفی برای تولید و انتقال و نگه داری، افزایش زیست تخریب پذیری و کاهش حجم مواد دورریختنی را به همراه دارد. کیتوسان به دلیل فراوانی و مقرون به صرفه بودن در بسیاری از زمینه ها کاربرد یافته است. این ماده افزودنی در صنعت کاغذ به عنوان افزایش دهنده مقاومت در حالت خشک و عامل ضدمیکروب استفاده می شود. جذب سطحی کربوکسی متیل سلولوز (CMC) روی الیاف کاغذ، باعث کاهش مقاومت آن می شود. بنابراین، کاربرد پلیمر کاتیونی کیتوسان همراه با کربوکسی متیل سلولوز نتایج درخور توجهی را در بهبود مقاومت شبکه الیاف نشان داده است. هدف از این مقاله، مرور سازوکار ضدباکتری کربوکسی متیل سلولوز-کیتوسان و عملکرد عوامل ضدباکتری این نانوساختار است. افزون بر این، ویژگی های مقاومتی کاغذهای بسته بندی و بهداشتی که تا کنون کمتر به آن ها توجه شده است، نیز بررسی می شوند.کلید واژگان: بسته بندی, فعالیت ضدباکتری, کاغذ, کربوکسی متیل سلولوز, کیتوسانPolymerization, Volume:6 Issue: 4, 2017, PP 113 -123In recent years, the use of polymers as new materials compared to traditional substances has been significantly grown due to their numerous advantages. Utilization of polymers is a successful method for increasing resistance characteristics of cellulose fibers networks. Preparation of new polymers with the help of novel nanochemical technology as packaging materials is an innovative solution for increasing performance and obtaining healthy, economic, and environmental friendly materials with outstanding advantages such as saving energy consumption, increasing biodegradation capacity, and reducing waste materials. Chitosan has been used in many fields for being abundant and economical. Chitosan is used in paper industry as antimicrobial agent and additive to increase resistance in dry state. Adsorption of carboxymethyl cellulose on the surface of paper fiber reduces the resistance of paper fibers, therefore, the use of chitosan as a cationic polymer together with carboxymethyl cellulose results in an improvement in the resistance of fiber network significantly. In recent years a few researchers have focused of this subject, which is to examine the antibacterial mechanism of carboxymethyl cellulose/chitosan composite and its antibacterial performance and resistive characteristics in packaging and sanitary papers.Keywords: packaging, antibacterial activity, paper, carboxymethyl cellulose, chitosan
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.