حسین کرمانیان
-
آلاینده های چسبناک یکی از بزرگترین چالش های فنی در فرآیند بازیافت کاغذ هستند. این آلاینده ها استحکام کاغذ را کاهش داده، باعث مسدود شدن توری ها و نمدها شده و به قطعات ماشین کاغذ می چسبند یا بر روی آنها رسوب می کنند و بر عملکرد ماشین کاغذ تاثیر می گذارند. تجزیه وتحلیل رسوبات، برای تعیین منشا آلاینده ها و نحوه مقابله با آن ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه ابتدا رسوب چسبناک بخش تیغه های داکترخشک کن (Doctor blade) در معرض استخراج چند مرحله ای به ترتیب با حلال های الکل، استن ،تولوین و تترا هیدروفوران قرار گرفت. سپس ماهیت مواد حاصل و خواص فیزیکوشیمیایی آن با آنالیزهای طیف سنج مادون قرمز FTIR ، کروماتوگرافی گازی همراه با طیف سنجی جرمی (GC- MS)، تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA)، تکنیک تحلیلی فلورسانس اشعه ایکس (XRF) و میکروسکوپ الکترونی روبشی) (SEM مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رسوب حاصله از الیاف سلولزی، احتمالا ازپلیمرهایی مانند پلی ونیل استات و استایرن بوتادین که اجزای تشکیل دهنده چسبهای گرما نرم می باشند و استر اسیدهای چرب/ رزین نشات می گیرند. اسیدهای چرب و رزینی رایج ترین ترکیبات آلی در رسوبات چسبناک هستند، منشا احتمالی این ترکیبات مواد شیمیایی (اسیدهای چرب صابونی شده) مراحل مرکب زدایی و برخی رزین ها و اسیدهای چرب مورد استفاده در فرمولاسیون چسبها یا رزین های مقاومت تر و مواد استخراجی مرتبط با الیاف سلولزی است. مواد معدنی مشاهده شده ،عمدتا کلسیم، آهن، سیلیس و آلومینیوم می باشند که طی فرایند کاغذسازی در فرمولاسیون پرکننده ها و رنگدانه های پوشش دهنده وجود دارند.
کلید واژگان: استخراج, بازیافت, حلال, رسوبات, ماده چسبناکSticky contaminants represent one of the biggest technical challenges in the paper recycling process. These contaminants reduce paper strength, cause plugging of wires and felts, and stick to or deposit on machine parts affecting the runnability of the paper machine In this study, firstly, the sticky deposit of Docter blade dryer blades was subjected to multi-stage extraction with alcohol, aceton, toluene, and tetrahydrofuran solvents respectively. Then the nature of the resulting material and its physicochemical properties was investigated with FTIR analysis, GC-MS, TGA, XRF, SEM.. The results showed that the deposite originates from fiber, polymers such as polyvinyl acetate and styrene butadiene, which are components of hot melt adhesives, and fatty acid/resin esters. Fatty acids and resins are the most common organic compounds in stickies deposite. the possible origin of these compounds are chemical substances (saponified fatty acids), deinking steps and some resins and fatty acids used in the formulation of adhesives or more resistant resins and extractive materials related to Cellulose fibers. The observed minerals are mainly calcium, iron, silica and aluminum, which are present in the formulation of fillers and coating pigments during the papermaking process
Keywords: extraction, Deposits, Recycle.Solvent.Stickies -
راهکارهای موثر در حذف یا خنثی سازی مواد چسبناک یکی از موضوعات مورد توجه پژوهش های اخیر است. در پژوهش حاضر برخی از متداول ترین استراتژی های شیمیایی و فیزیکی در کنترل این مواد آلاینده بررسی و مقایسه شدند. کنترل مواد چسبناک ریز خمیر کاغذ حاصل از بازیافت کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با استفاده از چندین روش فیزیکی (شستشو، شستشو-شناورسازی، شناورسازی -شستشو و شناورسازی) و برخی روش های شیمیایی با استفاده از 4 پلیمر کاتیونی تثبیت کننده (آلوم- پلی آلومنیوم کلراید- پلی داد مک - نشاسته کاتیونی) در سه سطح (1/0، 5/0 و 1 درصد) براساس وزن خشک خمیر کاغذ مورد بررسی قرار گرفت. برای ارزیابی کارایی روش مورد استفاده در حذف مواد چسبناک ریز، فاکتورهای هدایت الکتریکی، سختی ، میزان کدورت، مقدارمواد محلول و کلوییدی، نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی اندازه گیری و مقایسه شدند. نتایج نشان داد که کمترین مقدار هدایت الکتریکی و سختی در روش فیزیکی مربوط به مرحله شناورسازی - شستشو و در روش شیمیایی مربوط به نشاسته کاتیونی 1درصد بود. کمترین مقدار کدورت در مرحله شستشو- شناورسازی و شستشو مشاهده شد. همچنین، احتمال وجود پتانسیل مواد چسبناک ثانویه در مرحله شستشو در کمترین حالت بود درحالیکه مرحله شناورسازی بالاترین حد احتمال مواد چسبناک ثانویه رو به خود اختصاص داد. در بین سطوح مختلف از عوامل تثبیت کننده فوق الذکر، کم ترین میزان کدورت و مواد محلول و کلوییدی مربوط به عامل تثبیت کننده پلی دادمک با سطح مصرف 1/0 درصد و کمترین میزان مواد چسبناک ثاتویه در سطح 5/0 درصد از آلوم بود. هم در روش شیمیایی و هم فیزیکی میزان کدورت و مقدار مواد محلول و کلوییدی در pH =4 بیشتر از pH خنثی بود. در روش شیمیایی با نشاسته کاتیونی با سطح مصرف 1 درصد و در روش فیزیکی با مرحله شستشو -شناورسازی کمترین میزان نیاز اکسیژن خواهی شیمیایی بدست آمد.
کلید واژگان: بازیافت, شناورسازی, کدورت, موادچسبناک, مواد کلوئیدیEfficient approaches to eliminate or neutralize stickies is one of the topics of recent research. In the current study, some of the most conventional chemical and physical strategies in controlling these contaminants were compared. Control of micro-stickies originated from recycling of OCC using some selected physical approaches (washing, washing-flotation, flotation-washing and flotation) and some selected chemical methods by 4 fixing agents (Alum-PAC-pDADMAC-Cationic Starch) at 0.1-0.5-1 % dosing levels based on oven-dry weight of pulp were investigated. Electrical conductivity, TDS, turbidity, dissolved and colloidal substances (DCS) and COD were measured and compared to evaluate the efficiency of each approaches of micro- stickies removal. The results indicated that the lowest value of electrical conductivity and TDS in the physical methods was related to the flotation-washing stage and in the chemical methods was related to cationic starch 1%. The lowest amount of turbidity in the physical methods was observed in the washing and washing-flotation. Besides, the potential of secondary stickies was the lowest in the washing stage, while the flotation method had the highest potential of secondary stickies. Among the different dosing levels of the fixing agents, the lowest level of turbidity and DCS was determined for pDADMAC with 0.1% addition level, and the lowest amount of potential of secondary stickies was observed for Alum with 0.5% dosage. Both in the physical and chemical methods turbidity and DCS in pH4 was more than neutral pH. In the chemical approach with cationic starch dosage at 1% and in the physical method with the washing-flotation stage, the lowest amount of COD was reached
Keywords: colloidal substances, flotation, recycling, Stickies, Turbidity -
زمینه و هدف
ترکیبات نفتی یکی از عوامل اصلی آلودگی محیط های آبی محسوب می شود. در سال های اخیر روش های بیولوژیکی به عنوان روشی دوستدار محیط زیست و مقرون به صرفه در کنار روش های فیزیکی و شیمیایی برای پاک سازی محیط های آلوده مورد استفاده قرار گرفته است. اخیرا روش تثبیت سلولی درون حامل های هیدروژلی به دلیل مزایایی نظیر سهولت کنترل میکروارگانیزم ها، تماس غیرمستقیم آلاینده و سلول ، افزایش مقاومت سلول ها در برابر تنش ها و استفاده مجدد و متوالی مورد توجه قرار گرفته است. اهداف اصلی این تحقیق، معرفی روش الکترواسپری به منظور کاهش سایز دانه های آلژینات کلسیم جهت استفاده در سامانه تثبیت سلولی و مقایسه میزان تجزیه زیستی نفت خام سنگین توسط سویه Bacillus licheniformisدر دو حالت سلول آزاد و تثبیت شده هستند.
روش بررسیسویه تجزیه کننده نفت خام، از منطقه آلوده نفتی جزیره خارک جداسازی شده و توانایی این سویه در حالت های آزاد و تثبیت شده، در شرایط محیطی متفاوت (pH برابر با 5، 7) و غلظت نفت خام (1500، ppm 3500) بررسی شد. روش الکترواسپری برای تولید دانه های آلژینات و روش وزن سنجی و کروماتوگرافی گازی جهت اندازه گیری میزان حذف نفت خام استفاده شد.
یافته هابیشترین میزان حذف نفت خام (61 درصد) مربوط به سلول های تثبیت شده در محیط خنثی و غلظت نفت ppm 3500 بود. تجزیه زیستی نفت خام پس از 14 روز، توسط سلول های تثبیت شده با اختلاف معنی داری (0/05<P) نسبت به سلول های آزاد بیشتر بوده و تثبیت سلولی مقاومت میکروارگانیزم ها در برابر شرایط محیطی را افزایش داده است.
نتیجه گیریبا استفاده از روش الکترواسپری با کاهش سایز دانه ها، می توان بر مشکلات انتقال جرمی سامانه تثبیت سلولی فایق آمد و این سامانه می تواند به عنوان جایگزین مناسبی برای سامانه سلول های آزاد در تصفیه پساب استفاده شود.
کلید واژگان: تجزیه زیستی, تصفیه پساب, نفت خام, تثبیت سلولی, سلول آزادBackground and ObjectivePetroleum compounds are major contributors to aquatic environmental pollution. In recent years, biological treatments as environmental-friendly and cost-effective techniques have been used alongside the various physico-chemical methods. Microbial cell immobilization in hydrogel carriers has been the focus of researchers due to various advantages such as ease of microbial species control, non-direct exposure of pollutants to the cells, increasing cell resistance during different types of stresses and reusability. The main goals of this study were introduction to electrospraying technique in order to size reduction of alginate beads and comparison of heavy crude oil biodegradation using an isolated strain of Bacillus licheniformis in free and immobilized cells.
Materials and MethodsThe oil-degrading strain was isolated from oil-polluted site on Kharg Island. Microbial cells were examined in both free and immobilized systems under different conditions (pH=5,7) and initial crude oil concentration (1500,3500 ppm). Electrospraying technique was used for alginate beads production. Residual crude oil content was analyzed by gas chromatograph and gravimetrically method.
ResultsThe maximum oil removal (61%) was obtained for the immobilized cells at a concentration of 3500 ppm in neutral medium. Overall, according to the results, after the 14th day, the biodegradation through the immobilized cells was significantly (p<0.05) higher than the free cells. Moreover, the cell immobilization caused the microorganisms to be more resistant to the harsh environments.
ConclusionThis study showed that the immobilized microbial cell system has a great potential for oil wastewater treatment. The electrospraying technique can be used to overcome to the mass transfer limitations.
Keywords: Biodegradation, Wastewater treatments, Crude oil, Cell immobilization, Free cell -
سابقه و هدف
نانوفیبریل های سلولزی بصورت سوسپانسیون آبی با مقدار ماده جامد کم و ویسکوزیته بالا عرضه می شود که در اثر ماهیت به شدت هیدروفیلی فیبریل های سلولز می باشد. بدلیل هزینه های حمل بالا، توجه اصلی بر افزایش حداکثری مقدار ماده جامد خشک است که در عمل بدلیل تراکم غیرقابل برگشت پیوندهای هیدروژنی سلولز در زمان خشک کردن ممکن نمی باشد. این پدیده، استخوانی شدن نامیده می شود که متاثر از آن نانوفیبریل های سلولزی بعد از اینکه بطور کامل خشک شدند، در آب پراکنده نشده یا به سختی پراکنده می شوند. در پژوهش حاضر، روشی سازگار با محیط زیست برای تهیه پودر خشک از نانوفیبریل های سلولزی با قابلیت بازپراکندگی در آب آزمون شده است که بر پایه جذب کربوکسی متیل سلولز می باشد.
مواد و روش هابدین منظور، جذب کربوکسی متیل سلولز بر روی سوسپانسیون نانوفیبریل های سلولزی در دماهای مختلف 22 (دمای محیط) و 121 درجه سانتی گراد (اتوکلاو) مطالعه شد و مقدار آن بوسیله تیتراسیون هدایت سنجی اندازه گیری گردید. بعنوان جنبه نوآورانه پژوهش، ویژگی های هیدرودینامیکی سوسپانسیون شامل ذرات بازپراکنده شده نانوسلولز شامل آزمون های ویسکوزیته، کدورت، حجم ویژه هیدرودینامیکی و میزان جذب آب مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، اندازه ذرات پودر تولید شده از طریق آزمون پراکندگی دینامیکی نور مورد مطالعه قرار گرفت.
نتایج و بحثبررسی نتایج نشان داد که در بالاترین سطح افزودن کربوکسی متیل سلولز (40 میلی لیتر) و اعمال دمای121 درجه سانتی گراد به مدت 25 دقیقه داخل اتوکلاو، بیشترین جذب صورت پذیرفته است که به دستیابی به میزان زیاد در کلیه ویژگی های هیدرودینامیکی در قیاس با نمونه شاهد و دیگر نمونه های تیمارشده منجر شد. برخلاف این یافته، اطلاعات به دست آمده از آزمون پراکندگی دینامیکی نور نشان داد که شاخص پراکندگی و اندازه هیدرودینامیکی همه نمونه های تیمار شده بسیار بالاتر از نانوسلولز تیمار نشده بودند که به دلمه و توده شدن ذره های سلولزی در محیط آبی نسبت داده شد.
نتیجه گیریبا استفاده از این روش، پودر نانوسلولزی با قابلیت پراکندگی مناسب در آب پس از خشک کردن در آون حاصل شد و بنابراین می توان نتیجه گیری کرد که با افزودن مقدار مناسبی CMC به نانوسلولز، پراکنش، بهبود یافته و قابلیت جذب آب پودرهای تولید شده افزایش پیدا می کند. دستاوردهای این روش جدید، تولید، حمل و نقل و ذخیره سازی نانوفیبریل های سلولزی را در کاربردهای صنعتی تسهیل می بخشد.
کلید واژگان: نانوفیبریل های سلولز, استخوانی شدن, قابلیت پراکندگی, کربوکسی متیل سلولزIntroductionDue to the hydrophilic nature of cellulose, nanofibrillated cellulose (NFC) is supplied in low solid content and high viscosity. As a cost saving strategy, increasing the possible highest solid content is preferred, which is hardly feasible owing to the irreversible hydrogen bonding formation during drying. This phenomenon known as Hornification prevents the cellulose nanofibrils to be readily dispersed in water after being dried. This research assessed an environmentally friendly procedure for the production of water-dispersible nanofibrillated cellulose powder based on carboxymethyl cellulose (CMC) absorption.
Material and methodsThe absorption of varying amounts of CMC (0, 20 and 40 ml to constant 100 ml NFC) on cellulose nanofibrils in different temperatures of 22 °C (ambient) and 121 °C (autoclave) was investigated using conductometric titration. As the innovative part of the project, hydrodynamic properties of the dispersed NFC suspension including viscosity, turbidity, hydrodynamic specific volume, and water uptake were explored. Besides, the size of powder particles was probed by Dynamic Light Scattering (DLS).
Results and discussionThe results indicated that in the highest addition level of CMC (40 ml) and autoclaving at 121 °C for 25 min, the highest absorption was observed, which yielded maximum results in all hydrodynamic properties compared to the control and other treated samples. On the contrary, data recorded for DLS signified that Poly Dispersity Index and the hydrodynamic diameter of the treated samples were bigger than untreated NFC, which was ascribed to the aggregation and agglomeration of cellulose particles in aqueous media.
ConclusionBased on the method presented in this research, NFC powders with suitable dispersibility were obtained after oven-drying. It is concluded that the addition of adequate CMC to NFC results in increased dispersion and waster absorption capacity. The achievements of this novel method facilitates the production, handling, and storage of NFC in industrial applications.
Keywords: Nanofibrillated cellulose (NFC), Hornification, Dispersibility, Carboxymethyl cellulose (CMC) -
عملیات پیش هیرولیز اسیدی با هدف حذف همی سلولزها یکی از مراحل اصلی در تولید خمیرهای حل شونده از منابع چوبی است. تحقیق حاضر به بررسی ضرورت اعمال این تیمار در تولید خمیرحل شونده از مقوای کنگره ای کهنه می پردازد. بدین منظور ابتدا شرایط دمای 130 درجه سانتی گراد، غلظت اسید 1 درصد، زمان 30 دقیقه و نسبت لیکور به کاغذباطله 7:1 بعنوان پیش تیمار اسیدی برگزیده شد و در ادامه ویژگی های کیفی دو نمونه دارای پیش هیدرولیز و فاقد پیش هیدرولیز پس از پخت با یکدیگر مقایسه شد. نتایج نشان داد که به استثنای شاخص واکنش پذیری، سایر ویژگی های مورد نیاز خمیر حل شونده مانند دسترسی-پذیری، درجه بسپارش و میزان سلولز آلفا در اثر اعمال پیش تیمار اسیدی دچار نقصان می شوند. نتایج مربوط به اندازه گیری بازده و ترکیبات شیمیایی نیز حاکی از آسیب رساندن این مرحله به نمونه ها بود. در نهایت، با در نظر گرفتن اهمیت شاخصه های کیفی برتر خمیرهای فاقد پیش هیدولیز اسیدی و نیز قابل قبول بودن مقدار واکنش پذیری این نمونه ها، نه تنها ضرورت اعمال تیمار مذکور شناخته نشد بلکه توصیه به عدم استفاده از آن بود.کلید واژگان: خمیر حل شونده, مقوای کنگره ای کهنه, پیش هیدرولیز اسیدی, واکنش پذیری, دسترسی پذیریAcid prehydrolysis aiming to remove hemicelluloses is one the key steps in producing dissolving pulp from wood resources. The objective of the present research is to resolve the necessity of using tis treatment in dissolving pulp production from old corrugated container. Therefore, temperature of 130 C, acid concentration of 1%, time of 30 min and liquor to paper of 7:1 were selected as acid pretreatment and the properties of both samples of with and without prehydrolysis were compared after cooking. The results showed that excluding reactivity, other dissolving pulp required properties including accessibility, degree of polymerization and the alpha cellulose content were diminished. Also, the results of yield and chemical composition indicated the destruction of this step to samples. Finally, regarding the superior properties of samples with no prehydrolysis and their acceptable value of reactivity, not only the acid prehydrolysis necessity was not acknowledged but also its application is not recommended.Keywords: Dissolving pulp, old corrugated container, Acid Prehydrolysius, Reactivity, Accessibility
-
بهبود ویژگی های مقاومتی کاغذهای تهیه شده از الیاف بازیافتی از اهداف مهم صنایع کاغذسازی است. تحقیقات اخیر نشان داد ماندگاری بیشتر افزودنی های مقاومت دهنده از طریق جذب پی در پی پلیمرهای با بار مخالف یکی از رویکردهای امیدوارکننده برای دستیابی بدین هدف می باشد. در این پژوهش، تیمار الیاف حاصل از کاغذهای برگشتی نیمه شیمیایی سولفیت خنثی با دو پلیمر نشاسته کاتیونی و کربوکسی متیل سلولز آنیونی در شرایط pH~7، pH~10 و سوسپانسیون نمکی دارای 001/0 مولار کلرید سدیم انجام گرفت. سپس شاخص نگهداری آب (WRV) و پتانسیل زتای الیاف اندازه گیری شد. از نمونه های خمیرکاغذ تیمارنشده و تیمارشده کاغذهای استاندارد دست ساز با وزن پایه 3±60 گرم بر مترمربع تهیه شد. نتایج نشان داد که با جذب این دو پلی مر آب دوست، شاخص نگهداری آب الیاف بطورمعنی داری افزایش یافت. تغییرات متناوب پتانسیل زتا تایید کننده معکوس شدن بار سطح الیاف و جذب متوالی جفت پلیمر می باشد. میکروگراف های الکترونی SEM تهیه شده از نمونه های کاغذهای تیمارنشده و تیمارشده، تغییرات جدید ایجادشده در میزان سطح پیوند الیاف بر اثر جذب بیشتر این دو پلیمر مقاومت دهنده را نشان داد. همچنین، توسعه قابل ملاحظه مقاومت های مکانیکی کاغذ (شاخص های کششی، ترکیدن و پاره شدن) موفقیت میزان جذب بالای بیو پلیمرهای استفاده شده را تایید می کند.کلید واژگان: الیاف برگشتی, نشاسته, خمیر نیمه شیمیایی سولفیت خنثی, لایه های خودسامان, خواص کاغذImprovement the strength properties of papers made from recycled fibers is of important aims in papermaking industries. Current researches revealed that higher retention of strength induced additives through alternative absorption of polymers having opposite charge is one of promising approaches to obtain such purpose. In this study, treatment of fibers prepared from neutral sulfite semi-chemical papers with cationic starch and anionic CMC was conducted in pH~7, pH~10 and 0.001 M NaCl salty suspension. Then, fibers water retention value and zeta potential was measured. Standard handsheets with 60±3 g/m2 basis weight were made from untreated and treated pulps. The results have shown that fibers WRV significantly increased by absorbing of these two water-loving polymers. Consecutive changes of zeta potential confirmed charge reversion of fibers surface and sequential absorption of couple polymers. Scanning electron micrographs prepared from the samples of untreated and treated papers presented new variations in amount of fibers bend area due to the larger absorption of these two reinforcement polymers. Moreover, considerable development in paper mechanical characteristics (tensile, burst and tear indices) proved the success of high absorption of applied bio-polymers.Keywords: Broke Fibers, Starch, Neutral Sulfite Semi-chemical Pulp, Self-assembly Layers, paper properties
-
در این تحقیق، ابتدا ریشه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra) که در کارخانه لیکوریس کرمان عصاره گیری شده بود، به صورت تفاله صنعتی به عنوان ماد اولیه تهیه گردید. پس از پیش هیدرولیز، تفاله مذکور با اسید سولفوریک 2% بر اساس وزن خشک نمونه در دمای C̊ 130 و در زمان 60 دقیقه، عملیات پخت سودا در دمای C̊ 170، غلظت مواد شیمیایی 20%، و در چهار زمان 15، 30، 45 و 60 دقیقه و نسبت مایع پخت به تفاله 7 به 1 صورت پذیرفت. خمیرهای سودای تولیدشده از نظر میزان بازده، وازد الک، درصد لیگنین، ماندگاری آب، ویسکوزیته و درجه کریستالیته مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش زمان پخت بازده خمیر و درصد لیگنین کاهش و ماندگاری آب افزایش می یابد. همچنین، ویسکوزیته با افزایش زمان پخت در 30 و 45 دقیقه افزایش می یابد که بر اساس بررسی ها و تطبیق با سایر داده ها به نظر میرسد افزایش ویسکوزیته کاذب باشد. به علاوه، نتایج بررسی نمونه های پیش تیمار شده با پراش پرتو ایکس نشان می دهد که با افزایش زمان پخت از 15 دقیقه تا 45 دقیقه پخت سودا، درجه کریستالیته نمونه ها کاهش و در 60 دقیقه افزایش می یابد که تطبیق داده های ویسکوزیته و روند نزولی حذف لیگنین با افزایش زمان پخت نشان می دهد که افزایش کریستالیته ناشی از جذب مجدد همی سلولزهایی نظیر زایلان در بخش کریستالی سلولز باشد. بنابراین، با توجه به نتایج بدست آمده و بر اساس دیدگاه پالایش زیستی می توان زمان پخت 30 دقیقه را به عنوان بهترین گزینه برای تولید محصولات با ارزش افزوده بالاتر در فرایند قندسازی پیشنهاد نمود.کلید واژگان: شیرین بیان, پخت قلیایی, لیگنین, WRV, کریستالیتهIn this study, the liquorice root (Glycyrrhiza glabra) has been extracted in the Liquorice factory of Kerman, supplied as raw material. The above mentioned waste, after pre-hydrolyzed with sulfuric acid 2% at 130 °C in 60 minutes, is cooked at temperatures of 170 ̊C, the chemicals charge of 20%, and in four times 15, 30, 60 and 90 minutes and rate of liquor to waste 7:1 in Soda process. Obtained Soda pulps were evaluated in yield, lignin percentage, water retention value (WRV), viscosity and crystallinity. Results showed that by prolonging of cooking time, pulp yield and lignin percentage were decreased and WRV increased. Also, pulp viscosity in 30, 45 min was increased by increasing in cooking time that according to other results, it seems that it is false viscosity. In addition, accordance with characterizing of samples by XRD, by progressive cooking time from 15 to 45 min, sample crystallinity decreased and in 60 min its value is increased. According to the pulps viscosity and downward trend of lignin removal with progressive cooking time, this addition can be due to crystallization of hemicellulose like xylan on the crystalline zone of cellulose chain. Therefore, according to the results and based on Bio-refinery concept, cooking time 30 min suggested as the best option for production of high value-added products in saccharification process.Keywords: licorice root, alkaline cooking, lignin, WRV, crystallinity
-
: کاغذهای تهیه شده از الیاف بازیافتی به علت تعدد چرخه بازیافت، دارای مقاومت های کمتری نسبت به کاغذهای تهیه شده از الیاف بکر می باشند. به منظور رفع این مشکل، تاکنون راه کارهای مختلفی ارائه شده که استفاده از آنزیم-های تخصصی از جمله آنهاست. در حالی که استفاده از آنزیم ها در صنایع خمیر و کاغذسازی هنوز در مرحله تحقیق و توسعه است، اما برخی از این واحدهای پیشتاز توانسته اند این فناوری را به کار گیرند. راهکارهای مختلفی برای تقویت اتصال الیاف بازیافتی و در نتیجه بهبود مقاومت های کاغذ ساخته شده از آنها وجود دارد. یکی از این روش ها استفاده از آنزیم های اکسیدکننده مثل سلولاز و لاکاز است که موجب تسریع در لیگنین زدایی می شوند. بر اساس تحقیقات انجام شده، سیستم لاکاز- واسطه گر بیشترین تاثیر را بر روی افزایش مقاومت های کاغذ داشته است. از جمله واسطه گرهای متداول لاکاز، ABTS و HBT هستند که دارای جرم مولکولی پایینی بوده و به عنوان بهترین اکسیدکننده قسمت های غیرفنلی لیگنین مورد استفاده قرار می-گیرند. در این تحقیق اثر تیمار خمیرکاغذ کارتن کهنه با آنزیم لاکاز به منظور افزایش مقاومت های کاغذهای بازیافتی مورد بررسی قرار گرفت.
خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه (OCC) از جعبه تغذیه یک واحد تولید کاغذهای بازیافتی در شمال کشور (شرکت افرنگ نور) تهیه شد و سپس کلاسه بندی الیاف آن توسط دستگاه باور مگ نت انجام شد. برای تیمار آنزیمی خمیرکاغذ OCC از آنزیم لاکاز و واسطه گر HBT استفاده شد. شرایط تیمار آنزیمی شامل رساندن درصد خشکی به 2 و pH به 5 بود که در مدت زمان 2 ساعت و دمای 60 درجه سانتی گراد با سه سطح آنزیم (005/0، 01/0 و 015/0 درصد بر مبنای وزن خشک خمیرکاغذ) اعمال شد. برای ساخت کاغذ دست ساز و اندازه گیری ویژگی های آن از استاندارد TAPPI استفاده شد و نیز تجزیه و تحلیل آماری نتایج به کمک طرح آماری کاملا تصادفی انجام شد.
نتایج کلاسه بندی الیاف خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه نشان داد که حدود 31 درصد وزن خمیرکاغذ OCC را نرمه ها تشکیل می دهند. همچنین تجزیه و تحلیل آماری نتایج به دست آمده نشان داد که تیمار خمیرکاغذ OCC با آنزیم لاکاز بر مقاومت های کاغذ دست ساز در سطح احتمال 99 درصد معنی دار است. با مصرف 005/0 درصد آنزیم لاکاز، شاخص مقاومت به کشش و ترکیدن کاغذ نسبت به نمونه شاهد به طور معنی داری افزایش یافت. آزمون دانکن نشان داد که بین میانگین این دو شاخص با مصرف 005/0 و 015/0 درصد آنزیم (بر مبنای وزن خشک خمیرکاغذ) اختلاف معنی داری وجود ندارد و در یک گروه آماری قرار می گیرند. روند تغییرات شاخص مقاومت به پاره شدن برعکس دو شاخص دیگر بوده و مقاومت کنکورای لایه میانی (CMT) در کلیه سطوح مورد استفاده آنزیم کاهش پیدا کرد.کلید واژگان: خمیرکاغذ کارتن کنگره ای کهنه, لاکاز, HBT, تیمار آنزیمی, مقاومت های کاغذBackground And ObjectivesPaper made of recycled fibers has less strength compared to virgin fibers due to the multiplicity of recycling. Several solutions have been proposed to solve this problem consist of specialized enzymes application. While the applications of enzymes in the pulp and paper industry is still in the research and development stage, but some of them have pioneered the technology to operate. There are various methods to increase recycled fiber bonding and improves the paper strength. Oxidant enzymes such as cellulase and laccase are one of the methods that could accelerate delignification. Laccase-mediator system has the greatest effect on increasing of paper strength according to previous studies. Common Low molecular weight of mediator such as ABTS or HBT are the best non-phenolic lignin oxidizing that have been used yet. In order to increase the strength of recycled paper the effect of laccase treatment on old corrugated container (OCC) pulp was investigated in this study.Materials And MethodsOCC pulp was obtained from headbox of recycled paper factory in the north of Iran (Afrang Noor), and then was fractionated by Bauer-McNett classifier. HBT mediator was selected to treatment of OCC pulp by laccase. The pulp was treated by the enzyme in the adjusted conditions including consistency: 2%, pH: 5, reaction time: 2 hours, and reaction temperature: 60 °C in dosing levels of 0.005%, 0.01% , and 0.015 % based on oven-dried weight of pulp. Handsheet making and characteristic measurement carried out by TAPPI test methods and also statistical analysis was conducted using completely randomized design.ResultsFiber classification result showed that fines constitute about 31% of weight of the pulp. There are significant differences at 1% level among the pulp strength properties of OCC which treated with laccase enzyme. Tensile and burst indices significantly were increased compared to the control using 0.005% of laccase. Multiple Duncan test showed that the average of these two indices by using 0.005% and 0.015% laccase (based on O.D. weight of pulp) had no significant difference and placed in the same statistical group. The variation trend of tear index unlike the other indices was observed and concora medium test (CMT) decreased at all levels of the treatments.ConclusionOCC pulp treated with 0.005% laccase-HBT (based on O.D. weight of pulp) is recommended according to the important role of tensile and burst strength in test liner for packaging industry. Due to decreasing of Concora medium test (CMT) by the enzyme, laccase application is not suitable for making corrugated paper.Keywords: OCC pulp, Laccase, HBT, enzymatic treatment, paper strength -
نشریه شیمی کاربردی روز، پیاپی 46 (بهار 1397)، صص 219 -238در این مقاله نانو ذرات منیزیم اکسید (MgO) پوشش داده شده بر روی خاک اره (SD) به عنوان یک جاذب کارا به منظور حذف رنگینه متیلن بلو به گزارش شده است. سنتز نانوکامپوزیت معرفی شده (SD/MgO) از روش ساده همرسوبی با افزودن محلول سود به داخل محلول آبی منیزیم سولفات حاوی خاک اره انجام گرفت. مطالعات جذب در دو سیستم پیوسته و ناپیوسته انجام گرفت. در مطالعات جذبی ناپیوسته رنگینه متیلن بلو توسط این نانوکامپوزیت، به منظور تعیین شرایط بهینه حذف رنگینه، تاثیر عواملی نظیر pH ، غلظت اولیه رنگینه، مقدار جاذب، زمان تماس،و دما بر روی راندمان جذب در یک سیستم بچ بررسی شدند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که نانوکامپوزیت SD/MgO میتواند برای حذف رنگینه متیلن بلو بطور موفقیت آمیزی عمل کند. طبق نتایج بدست آمده، g 20/0 از این جاذب قادر به حذف بالای 95% رنگینه از mL 100 محلول متیلن بلو با غلظت اولیه mg/L 100 می باشد. برای مطالعه ایزوترم جذب، از معادلات لانگمویر و فروندلیچ استفاده شد. بر اساس آنالیز رگراسیون، مشخص گردید که جذب رنگینه متیلن بلو توسط نانو کامپوزیت SD/MgO از ایزوترم فروندلیچ نسبت به ایزوترم لانگمویر دارای تبعیت بهتری است. مقدار جذب بیشینه تک لایه رنگینه برای نانوجاذب SD/MgO برابر با mg/g 17/59 بدست آمد. مطالعات سینتیکی نیز انجام گرفت و نتایج حاصل از این مطالعه، بیانگر تبعیت فرایند جذب متیلن بلو توسط SD/MgO از مدل سینتیکی شبه مرتبه دوم میباشد.کلید واژگان: خاک اره, نانوذرات منیزیم اکسید, نانوکامپوزیت, جذب, متیلن بلوIn this article, magnesium oxide (MgO) nanoparticles coated onto sawdust (SD) and its application as an efficient sorbent for removal of methylene blue dye has been reported. The introduced Nanocomposite was prepared through co-precipitation by addition of sawdust which has been previously soaked in magnesium sulfate solution into a NaOH solution. Adsorption studies was carried out in both batch and column systems. For determination of optimum dye removal conditions, the effect of parameters such as pH, initial dye concentration, sorbent dosage, contact time, and temperature were investigated in a batch adsorption system. The results indicated that SD/MgO nanocomposite is able for uptaking of methylene blue dye from aqueous solutions successfully. It was found that more than 95% dye removal is happened when 0.20 g adsorbent was treated with 100 mL of dye solution with initial concentration of 100 mg/L. The treatment of the data was also carried out using both Freundlich and Langmuir adsorption isotherms. Based on regression analysis, it was found that the sorption of methylene blue using nanocomposite of SD/MgO adopt Freundlich isotherm partially better than Langmuir isotherm. Maximum monolayer adsorption capacity has been obtained 59.17 mg/g. Kinetic studies have also been conducted and it was found that adsorption of methylene blue by SD/MgO follows with the pseudo-second-order kinetic model.Keywords: Sawdust, Magnesium oxide nanoparticles, Nanocomposite, Adsorption, Methylene blue
-
: استفاده از مولکول های سیگنال نظیر سدیم نیتروپروساید، به عنوان دهنده نیتریک اکساید، افزایش پتانسیل گیاه پالایی را در برخی از گونه های گیاهی افزایش می دهد. بنابراین مطالعه پیش رو با هدف بررسی نقش سدیم نیتروپروساید در افزایش پتانسیل گیاه پالایی و پاسخ های فیزیولوژیک ریشه گیاه گلرنگ تحت تنش عنصر روی انجام شد.
تیمارها در قالب طرح کاملا تصادفی با 5 تکرار اعمال گردیدند. پس از 10 روز، سطح نشانگرهای تنش اکسیداتیو (نظیر پراکسید هیدروژن و پراکسیداسیون لیپید) و مقدار ترکیبات آنتی اکسیدانت (نظیر گلوتاتیون، آسکوربات و فیتوکلاتین) ، مورد ارزیابی قرار گرفت.
به کارگیری سدیم نیتروپروساید منجر به تخفیف ممانعت از رشد ناشی از زیادی عنصر روی در ریشه گیاهان گردید که این امر احتمالابه واسطه القاء برخی از ترکیبات آنتی اکسیدانت می باشد. در قیاس با گیاهانی که تنها در معرض عنصر روی قرار گرفته بودند، استفاده از سدیم نیتروپروساید منجر به کاهش مقدار نشانگرهای تنش اکسیداتیو و همچنین فعالیت آنزیم سوپراکساید دیسموتاز شد. هیچ گونه ارتباط آماری معنی داری بین استفاده از سدیم نیتروپروساید و مقدار آسکوربات و گلوتاتیون مشاهده نشد درحالی که تحت به کارگیری سدیم نیتروپروساید، میزان فیتوکلاتین ها به طورمعنی داری افزایش یافت.کلید واژگان: گلرنگ, فلزات سنگین, نیتریک اکساید, تنش اکسیداتیوIntroductionIt was shown that the use of signaling molecules like nitric oxide donor sodium nitroprusside (SNP) can elevate phytoremediation potential of some plant species. The aim of the study is to reveal the effect of SNP on the enhancement of the phytoremediation potential and physiological responses of zinc-stressed safflower roots.
Material andMethodsThe treatments were arranged in a completely randomized design with five replicates. After 10 days, the level of oxidative markers (e.g., H2O2 and lipid peroxidation) and antioxidant compounds (e.g., glutathione, ascorbate and phytochelatins) of plants were analyzed.Results And DiscussionSNP application alleviated Zn-induced growth inhibition of roots probably through induction of some antioxidative compounds.Application of SNP resulted in decrease in oxidative markers and the activity of SOD as compared to the plants treated with Zn only. No relationship was found between SNP supplementation and glutathione and ascorbate levels, while upon application of SNP the level of PCs increased significantly.ConclusionThe results suggest that the application of SNP render safflower roots more tolerant to zinc toxicity possibly through zinc chelation by the stimulation of phytochelatin production.Keywords: Carthamustinctorius, Heavy metals, Nitric oxide, Oxidative stress -
امروزه استفاده از نانوالیاف سلولز رواج گسترده ای یافته است. این تحقیق با هدف بررسی عملکرد نانوالیاف سلولز کاتیونی و نانوالیاف سلولز-نشاسته کاتیونی انجام گرفت. در این پژوهش، نانوالیاف سلولز در سه سطح (10، 20 و 30 درصد) با استفاده از 3-کلرو-2-هیدروکسی پروپیل تری متیل آمونیوم کلراید کاتیونی شده و به کمک آزمون کجلدال، اصلاح کاتیونی نانوسلولز تایید شد. کارایی نانوالیاف کاتیونی شده سلولز در چهار سطح 1/0، 5/0، 1 و 2 درصد (براساس وزن خشک خمیر کاغذ) بر ماندگاری و آبگیری از خمیر کاغذ و نیز ویژگی های کاغذ باگاس، با ترکیب نانوالیاف سلولز (سطوح کاربرد مشابه)، نشاسته کاتیونی (2/0، 4/0 و 6/0 درصد براساس وزن خشک خمیر کاغذ) مقایسه شد. نتایج نشان داد اثر نوع و مقدار افزودنی های استفاده شده بر تمامی ویژگی های مقاومتی مورد بررسی در سطح اطمینان 99 درصد معنی دار بوده است. کاربرد نانوالیاف سلولزی به صورت اصلاح شده و اصلاح نشده به همراه نشاسته کاتیونی به افزایش درجه روانی و ماندگاری خمیر کاغذ و نیز مقاومت به عبور هوا در کاغذ تولیدی آزمایشگاهی منجر شد، اما عملکرد نانوالیاف سلولز کاتیونی در بهبود ویژگی های مکانیکی به مراتب بهتر از ترکیب نانوالیاف سلولز/ نشاسته کاتیونی بود. نانوالیاف سلولز کاتیونی به دلیل قابلیت برقراری پیوند یونی علاوه بر پیوند هیدروژنی، توزیع یکنواخت تری را در شبکه کاغذ موجب می شود و عملکرد بهتری را به عنوان زیست بسپار تقویت کننده کاغذ ایفا می کند..کلید واژگان: خمیر کاغذ باگاس, خواص مقاومتی, خواص نوری, نانوالیاف سلولز کاتیونی, نشاسته کاتیونیIn recent years, the use of nano fibrillated cellulose (NFC) have been received a great attention. In this study, NFC cationized at three levels of 10, 20 and 30 wt% using 3-chloro-2-hydroxypropyl tri-methyl ammonium chloride (CHPTAC) and the cationic modification verified by Kjeldahl test. Then, the effects of the cationic nano fibrillated cellulose (CNFC) which were added to the bagasse pulp at four levels (0.1, 0.5, 1, and 2% based on OD pulp) on retention, drainage, and also the laboratory handsheet properties were assessed and compared with complex mechanism containing NFC (at the same addition levels of CNFC)/cationic starch (0.2, 0.4 and 0.6% based on OD pulp). The results showed that the type and amount of the additives have significant effects on all the optical and strength properties of paper. Using NFC, whether as unmodified together with cationic starch or as solely modified, made an increment in freeness and retention of the bagasse pulp and also, air permeance of the handsheet, and led to superior mechanical performance of CNFC in comparison with NFC/cationic starch. CNFC poses ionic bonding ability in addition to its hydrogen bonding, which in turn resulted in its more evenly distribution across the paper network and better performance as promoter biopolymer of paper. Furthermore, utilization of CNFC caused increment and NFC/cationic starch caused decline in brightness of paper, produced from bagasse pulp.Keywords: Bagasse paper, Cationic starch, CNFC, Mechanical properties, NFC, Optical properties
-
سابقه و هدفاستفاده از سلولز و محصولات سلولزی در تولید ترکیبات زیستی در مقیاس نانو به علت مقاومت زیاد، وزن کم و زیست تخریب پذیری مورد مطالعه فراوانی قرار گرفته است. نانوساختارها از طریق روش های بالا به پایین یا پایین به بالا بدست می آیند. در این مطالعه، روش بالا به پایین انحلال جزئی، به عنوان یک روش ساده و سریع، جهت تولید نانوسلولز مورد استفاده قرار گرفت. با کنترل شرایط انحلال نظیر زمان و حلال، ارتباط و اتصال جانبی نانوفیبریل های مجاور را که از طریق پیوندهای هیدروژنی تامین می شود، قطع و به طور جزئی زنجیرهای بیرونی نانوفیبریل را حل می نماید. با توقف واکنش انحلال جزئی و خروج حلال نانوفیبریل هایی که به طور جزئی انحلال پیدا کردند به همدیگر جوش خورده و فیلمی تشکیل می گردد که چون کاملا از نانوفیبریل های سلولزی و سلولز آمورف تشکیل شده است به آن نانوکاغذ اطلاق می گردد تحقیق حاضر به بررسی ویژگی های این محصول نانوکاغذی کاملا زیست سازگار حاصل از الیاف لینتر پنبه با روش انحلال جزیی می پردازد.مواد و روش هاخالص سازی الیاف لینتر پنبه طی سه مرحله ی پنوماتیکی، شستشو با آب داغ و پخت شیمیایی با هیدروکسید سدیم انجام شد. از خمیر کاغذ حاصل مطابق با استاندارد TAPPIکاغذهای دست ساز ساخته شد. انحلال جزئی کاغذهای محتوی آلفا سلولز زیاد، در حلال دی متیل استامیدی/ 9درصد لیتیم کلرید (DMAc/LiCL) انجام شد و از ژل حاصل با پرس و خشک کردن، فیلم سلولزی شفاف بدست آمد. به منظور ارزیابی خواص ریخت شناسی، ساختار بلورین، خواص مکانیکی و حرارتی به ترتیب از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان، پراش پرتو ایکس، آزمونگر خواص مکانیکی و تحلیل گر وزن سنجی گرمایی استفاده شد.یافته هاقطر نانوفیبریل های حل نشده با مطالعات میکروسکوپ الکترونی در حدود 60-66 نانومتر اندازه گیری شد. ریزنگارهای الکترونی، یکنواختی بافت نانوکاغذ را نسبت به کاغذ معمولی نشان داد. شفافیت بصری (پشت نمایی) نانو کاغذ به علت آزادسازی نانو ساختارهای سلولزی، یکپارچه شدن بافت، افزایش دانسیته و کاهش ناهمواری سطح و افزایش سطوح عبور نور قابل ملاحظه بود. نتایج خواص مکانیکی نشان داد که نانو کاغذ تنش کششی زیادتری را نسبت به کاغذ معمولی داشت. تنش کششی برای کاغذ و نانوکاغذ بترتیب 8.02و 27.28 (MPa) و مدول الاستیسیته کششی0.483 و 0.649(GPa) بدست آمد. الگوی پراش پرتو ایکس کاغذ معمولی، با سلولز نوع اول (I) مطابقت داشت. در اثر انحلال جزئی زنجیرهای بیرونی سلولزی نانوفیبریل ها در محیط حلال به طور نسبی آزاد شده و در اثر خروج حلال مجدد بازآرایی زنجیرها اتفاق افتاد. در بازآرایی مجدد بخش هایی به صورت بلورهای سلولز نوع دوم درآمده و نیز مقدار سلولز آمورف نیز افزایش می یابد. لذا در فرآیند انحلال جزئی و جامدشدن مجدد، نوع سلولز تغییر می کند. با بررسی اطلاعات پراش پرتو ایکس، پیک مرتبط با سلولز نوع دوم (II) و افزایش فاز آمورف در نانوکاغذ مشاهده شد، درجه بلورینگی کاغذ و نانوکاغذ به ترتیب از 84.9 به 54.89 درصد محاسبه شد. اندازه نانو بلورهای سلولزی در کاغذ 6.44 نانومتر و در نانوکاغذ 2.55 نانومتر بدست آمد. نتایج بررسی پایداری حرارتی نشان داد که نانوکاغذ پایداری حرارتی کمتری نسبت به کاغذ معمولی داشت.نتیجه گیریدر ساختار نانوکاغذ، سلولز نوع βI حل نشده (نانو فیبریل های حل نشده) فاز تقویت کننده و سلولز نوع دوم (II) و نواحی بی شکل فاز زمینه را تشکیل می دهد. انحلال جزئی، بخشی از بلور ها را تخریب می کند و با خروج حلال و سخت شدن مجدد، بخشی از زنجیرهای ناحیه بی شکل بازآرایی پیدا می کنند و به بلور های سلولز II تبدیل می شوند در نهایت با ایجاد نانو ساختار یکنواخت، محصول مقاوم و با قابلیت پشت نمایی حاصل می شود. کاهش بلورینگی سلولز بر اثر انحلال منجر به افت پایداری حرارتی نانوکاغذ نسبت به کاغذ معمولی می شود.کلید واژگان: زیست سازگار, انحلال جزئی, شفافیت چشمی, لینتر پنبه, نانوکاغذBackground And ObjectivesThe use of cellulose at nanoscale has been greatly studied in the production of biological compounds due to its high strength, low weight and biodegradability. Nanostructures are synthesized through two mechanisms including top-down and bottom-up approaches. In this study, top-down partial dissolution was used as a simple and fast technique to produce nano cellulose. By controlling dissolution parameters such as time, the solvent interrupts the adjacent nanofibrils linking which is supplied through hydrogen bonds, and solves partially outer chains of nanofibril. During solvent rinsing, the partially dissolved chains re-solidified and welded each other, making consolidated structure in which the main components are undissolved native nanofibrils surrounded by cellulose type II and non-crystalline cellulose. Because of this, the final film was named nanopaper. This study considers the characteristics of fully biocompatible nanopaper directly produced from cotton linter fibers by partial dissolution method.Materials And MethodsRefining the cotton linter fibers were done in three steps; pneumatic, washing with hot water followed by treating with sodium hydroxide. The handsheets were made by TAPPI standard method. The partial dissolution of papers with high content of alpha cellulose were done in the solvent N,N-dimethylacetamide/ 9% lithium chloride (DMAc/LiCL) and translucent cellulose nanopaper was obtained through pressing and drying the resulting gel. To evaluate the properties of the nanopaper, field emission scanning electron microscopy, X-ray diffraction, mechanical properties and thermal gravimetric analysis were used.ResultsThe diameter of undissolved nanofibrils in nanopaper fell between 60 and 66 nm. . Electron micrographs showed that nanopaper had more uniformity than paper. Visual transparency (back view) of nanopaper was significant due to the liberalization of cellulose nanostructures, the increase of uniformity and density, the loss of surface roughness and the increase of light transmission. The results of tensile properties showed that the nanopaper tensile stress was higher than that of paper. Paper and nanopaper tensile stress were 8.02 and 27.28 MPa, respectively and tensile modulus elasticity were 0.483 and 0.649 GPa, respectively. X-ray diffraction (XRD) of paper matched cellulose type I. During partial dissolution/re-solidification cellulose type II was appeared and non-crystalline phase increased judging from XRD data. The crystallinity degree of paper and nanopaper were measured 84.9 and 54.89%, respectively. The crystallite size of paper and nanopaper obtained 6.44 and 2.55 nm, respectively. The thermal stability of nanopaper was less than that of paper.ConclusionsIn nanopaper structure, undesolved cellulose type Iβ (undesolved nanofibrils) played reinforcing phase role, and cellulose type (II) and the amorphous cellulose formed the matrix phase. Partial dissolution destroyed part of the crystals and after solvent rinsing and re-solidification, some parts of the amorphous chains were rearranged to form crystals of cellulose type II. Finally, a tough translucent nanopaper was produced by creating consolidated nano structures. The reduction of cellulose crystallinity in nanopaper resulted in the loss of thermal stability in nanopaper.Keywords: Biocompatible, Partial dissolution, Visual transparency, Cotton linter, Nano paper
-
این تحقیق به منظور بررسی تاثیر انواع رزین ها و همچنین اختلاط های مختلفی از این رزین ها بر روی خواص کاغذهای اشباع شده انجام شد. در این راستا رزین اوره به صورت 100 درصد، ترکیب رزین های اوره فرماالدهید و ملامین فرمالدهید با ترکیب های مختلف(60/40 و 70/30و 50/50)، ترکیب نانو فیبر سلولز با نسبتهای 1، 2 و 3 درصد به همراه رزین اوره و پلی وینیل استات به صورت 100 درصد خالص برای اشباع کاغذ پایه روزنامه کارخانه چوب و کاغذ مازندران استفاده شد. غوطه وری نمونه ها در مرحله اشباع در دو بازه زمانی 5 و 10 ثانیه انجام شد. در مرحله بعد با رزین ملامین فرمالدهید به صورت سطحی پوشش دهی شد و بعد ازآن میزان جذب رزین در مراحل اشباع و پوشش دهی اندازه گیری شد. نتایج آزمون های انجام شده نشان داد که در ترکیب 100% اوره برای مرحله اشباع، از نظر میزان جذب ملامین و ویژگی های سطحی کاغذ ملامینه، بهترین زمان اشباع در 10 ثانیه می باشد. در تیمارهای ترکیبی، اضافه کردن تا 30% ملامین به اوره به عنوان رزین مرحله اشباع ویژگی های مناسبتری را از لحاظ مقاومت به لکه، مقاومت به سیگار، مقاومت به ترک و مقاومت به بخار آب داغ برای کاغذ حاصله ارائه می دهد. با اضافه کردن نانوسلولز تا 1% در ترکیب رزین اشباع، ویژگی های بهتری برای کاغذ ملامینه قابل حصول است. همچنین پلی وینیل استات بعنوان رزین اشباع می تواند کیفیتی مشابه با رزین اوره 100 در کاغذهای ملامینه حاصله ارائه نماید.کلید واژگان: اشباع کاغذ, کاغذ ملامینه, نانو فیبرسلولز, اوره فرمالدئید, ملامین فرمالدئیدThis study was carried out in order to investigate the effects of different types of resins and also their mixtures on the impregnated paper properties. In this regard, pure urea resin (100%), mixture of melamine and urea resins with various combinations (60/40 and 70/30 and 50/50), mixture of nano-fiber cellulose ratios of 1, 2 and 3 percent with urea resin and pure PVA (100%) were used to impregnate of newsprint basic paper of Mazandaran wood and paper industries. Immersion of samples in the impregnation step were done in two time of 5 and 10 seconds. Next, melamine resin was used for surface coating and then absorption of resin in the impregnation and coating process measured. Results showed that in the impregnation step with pure urea (100%), in the respect of absorption rate and surface properties of melamine paper, the best time of impregnation was obtained 10 seconds. In the combined treatment, adding up to 30% melamine to urea resin, as impregnation step resin, offers better properties in terms of stain resistance, cigarette resistance, resistance to cracking and resistance to hot water steam for impregnatedmade paper. By adding nanocellulose up to 1% in impregnation resin, better properties is obtained for melamine paper. Also, PVA as impregnation resin, can be offer similar quality to pure urea in the resulting melamine papers.Keywords: impregnated paper, melamine paper, Nanocellulose, urea-formaldehyde, melamine formaldehyde
-
فاکتورهای مختلفی بر روی خواص اوراق مرکب چوبی تاثیر گذار هستند. بررسی تمامی این فاکتورها نتنها اتلاف وقت و انرژی را افزایش می دهد، همچنین دقت در برآورد میزان تاثیر متغیرهای انتخاب شده در ساخت به منظور حصول نقطه بهینه از خواص مختلف فراورده های مرکب چوبی را کاهش می دهد. از اینرو، لازم است تا از متدهای نوین آماری برای تعیین مدل برآورد کننده نقطه بهینه تولید استفاده نمود. هدف این تحقیق، ارزیابی عملکرد شبکه های عصبی مصنوعی در راستای مدلسازی خواص فیزیکی تخته خرده چوب ساخته شده از ساقه کلزا بود. مدلسازی و امکان تخمین خصوصیات فیزیکی تخته خرده چوب با استفاده از نسبت ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید، نسبت ساقه کلزا به صنوبر و مقدار رطوبت کیک به روش های شبکه های عصبی مصنوعی: MLP، RBF و ANFIS بررسی شد. نتایج نشان داد که شبکه عصبی MLP نسبت به شبکه RBFN و ANFIS عملکرد به نسبت بهتری در زمینه برآورد خصوصیات فیزیکی تخته خرده چوب دارد. همچنین نتایج نشان داد که مدل های هوش مصنوعی در زمینه پیش بینی خصوصیات فیزیکی تخته خرده چوب، دقت و توانایی مناسبی دارند. نتایج آنالیز حساسیت نیز نشان داد که در زمینه برآورد TS2 و WA24 مهم ترین پارامتر با تاثیر مثبت در روند مدلسازی، مقدار رطوبت کیک است و نسبت ملامین فرمالدئید به اوره فرمالدئید نیز در زمینه مدلسازی TS24 و WA2 موثرترین پارامتر است.کلید واژگان: تخته خرده چوب, خواص فیزیکی, شبکه های عصبی مصنوعی, پرسپترون چند لایهDifferent factors influence on the properties of wood composite panels. Evaluating all of these factors not only increases waste of time and energy but also decreases accuracy in estimation of influence value of selected factors in manufacturing panels in order to obtain optimum point of different properties of wood composite panels. Hence, application of a new statistical method is necessary for determination of model estimating production´s optimum point. This study was aimed to evaluate the artificial neural networks performance to model the physical properties of the particleboard made of canola stalks particles. The physical properties of the particleboard were modeled and estimated using different weight ratios of melamine formaldehyde to urea formaldehyde, canola stalks to poplar particles and mat moisture content through MLP, RBFN and ANFIS artificial neural networks. The results showed that MLP neural network has better performance than RBFN and ANFIS neural networks to estimate the physical properties of the particleboard. The results also showed that the artificial intelligence models have a proper precision and ability to predict the particleboard's physical properties. The results of the sensitivity analysis also showed that for estimating and , the most important parameter was mat moisture content with a positive effect on the modeling, and melamine formaldehyde to urea formaldehyde ratio was also the most effective parameter for estimating and .Keywords: particleboard, Physical properties, Artificial neural network, MLP
-
سابقه تحقیق: با توجه به مزایای خاص مواد لیگنوسلولزی، جایگزینی تقویت کننده های معدنی (الیاف شیشه و یا الیاف آزبست) توسط الیاف آلی مانند سیسال ، خمیر کرافت یا فیبرهای سلولزی می تواند صورت گیرد. اما استفاده از الیاف طبیعی دارای معایبی می-باشد که می تواند باعث کاهش سرعت گیرایی گچ که در نتیجه انحلال ترکیبات محلول در آب الیاف می باشد شود. این در حالی است که کمبود مواد چوبی در کشور، ارزان بودن و فراوانی منابع لیگنوسلولزی در طی فصول سال چند نمونه از دلایل عمده استفاده از ضایعات کشاورزی می باشد. از اینرو، در این مطالعه امکان ساخت تخته فیبر-گچ از الیاف باگاس (Saccharum officinarum L.)، الیاف کنف (Hibiscus cannabinus L.) و الیاف شیشه صنعتی مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش هانسبت الیاف باگاس و کنف هر کدام در سه سطح 0، 5/7 و 15 درصد و الیاف شیشه نیز در سه سطح 0، 3 و 6 درصد به عنوان متغیرهای تاثیر گذار بر خواص مکانیکی و فیزیکی تخته فیبر-گچ با دانسیته اسمی g/cm310/1 مورد بررسی قرار گرفت. فرآیند ساخت مورد استفاده فرآیند نیمه خشک بود. ابتدا آب حاوی اسید سیتریک (5/99 درصد آب + 05/0 اسید سیتریک 100 درصد) بر روی الیاف خشک اسپری شد. پس از هم زدن ذرات ماده لیگنوسلولزی در یک همزن آزمایشگاهی به مدت 5 دقیقه، گچ بر روی آن پاشیده و مجداد در هم زن با دور گردش زیاد کاملا با هم مخلوط شدند. سپس مخلوط در قالب چوبی با ابعاد 30×30 سانتی متر ریخته شد و زیر پرس سرد با فشار حدود MPa 3 به مدت 48 ساعت قرار گرفت. پس از خارج نمودن تخته ها به مدت 5 روز به منظور متعادل سازی رطوبت در هوای آزاد نگهداری شدند. تخته ها برای تکمیل سخت سازی و رسیدن به مقاومت حداکثر در آون با درجه حرارت 50 درجه سانتی گراد به مدت 4 ساعت خشک شدند. خشک کردن تخته ها تا رطوبت 5 الی 7 درصد ادامه یافت. پس از اتمام فرایند ساخت، خواص فیزیکی و مکانیکی تخته ها آزمون و نتایج در قالب روش سطح پاسخ و بر اساس مدل رگرسیونی چند مرحله ایی درجه دوم تحلیل گردید.یافته هانتایج نشان داد که یک تطابق ایده آل بین مقادیر پیش بینی شده و داده های مشاهده شده وجود دارد، بطوریکه با افزایش الیاف باگاس و کنف مدول گسیختگی، مدول الاستیسیته و چسبندگی داخلی افزایش و واکشیدگی ضخامت و جذب آب بهبود یافت.نتیجه گیرینتایج آزمون تعیین میزان حرارت و نیز زمان هیدراتاسیون خمیر گچی نشان داد که با افزایش مواد استخراجی موجود در مواد لیگنوسلولزی میزان حرارت و زمان گیرایی مخلوط به ترتیب کاهش و افزایش یافت.کلید واژگان: تخته فیبر, گچ, خواص فیزیکی و مکانیکی, باگاس, کنف, الیاف شیشهBackground And Aimswith respect to the special advantages of lignocellulosic materials, substitution of mineral reinforcement agents (fiber glass, asbestos and etc.) by organic-based fibers such as sisal, cellulosic fibers can be performed. However, using these natural fibers have some defects which could decrease curing and hardening speed of gypsum due to dissolution water-soluble extractives of fiber, while wood materials shortage in country, cheapness and abundance of lignocellulosic resources during the seasons of the year are some reasons of using agricultural waste. Hence, in this research the possibility of gypsum-bonded fiberboard production from bagasse, kenaf and synthetic fiber (fiber glass) was investigated.Materials And Methodsany of bagasse fiber and kenaf fiber at three levels of 0, 7.5 and 15% (based on the dry weight of panels) and fiber glass at three levels of 0, 3 and 6% as effective variables on the physical and mechanical properties of gypsum-bonded fiberboard manufactured with gypsum to inorganic or organic fibers ratio of 1:2.75 and nominal density of 1.10g/cm3 were evaluated. Production methods of panels was semi-dry process. At first, water containing citric acid (99.50% water.5% acid) was sprayed on the dry fibers. After agitating fibers in the laboratory blender for 5min, gypsum was added to fibers and mixed together in blender with high circuit speed again. Then, admixture poured into the wood mould with dimension of 30×30 cm and pressed under cold press with pressure of 3MPa for 48 hours. After discharging, panels were treated at the fresh air condition for 5 days in order to climatization. Then, panels set in oven dryer with temperature of 50°C for 5 hours in order to complete hardening and reach to maximum strength. Drying the panels continued to 5-7% humidity. After ending manufacture process, physical and mechanical properties of panels tested and results was analyzed by response surface methodology based on second order polynomial regression model.
Finding: results showed that there is a good conformity between predicted and estimated values, so with increasing bagasse and kenaf fibers MOR and IB increased.Resultsresults of determination of hydration temperature and time of gypsum paste test showed that with increasing extractives of lignocellulosic materials temperature and hardening time of complex decreased and increased, respectively.Keywords: gypsum-bonded fiberboard, physical, mechanical properties, bagasse, kenaf, fiber glass -
روزنامه باطله، به عنوان یکی از انواع مهم کاغذ باطله، به طور معمول از کاغذهای شیمیایی- مکانیکی (CMP) ساخته می شود. هرچند تاکنون تاثیر افزایش عمر (کهنگی) انواع کاغذها بر ویژگی های مختلف خمیرکاغذهای حاصل از بازیافت آنها مورد توجه بوده، اما تاکنون پژوهش های اندکی درباره تاثیر پدیده کهنگی بر بازیافت روزنامه های باطله انجام گرفته است. در این تحقیق کاغذ روزنامه CMPپهن برگان با چاپ افست، در دو سطح دمایی 50 و 100 درجه سانتی گراد و دو سطح زمانی 24 و 48 ساعت تحت کهنگی تسریع شده حرارتی قرار گرفت. نتایج نشان داد کهنگی ایجادشده با اعمال 100 درجه سانتی گراد به مدت 24 و 48 ساعت (حدود نیم دهه و بیشتر)، سبب کاهش جدی شاخص های مقاومت به کشش، ترکیدن، پاره شدن و مقاومت به تا خوردن در خمیرکاغذهای بازیافتی می شود. همچنین کهنگی تسریع شده حرارتی در 50 درجه سانتی گراد به مدت 24 و 48 ساعت (معادل حدود شش ماه تا یک سال عمر کهنه شدن)، تاثیر معنی داری بر مقاومت های کلی کاغذ نشان نداد. همچنین کهنگی تسریع شده حرارتی هیچ تاثیری بر درجه روشنی خمیرکاغذ بازیافتی مرکب زدایی شده نشان نداد. به طور کلی می توان نتیجه گرفت که کاغذهای باطله CMP با عمری در حدود یک سال، قابلیت حفظ و حتی ارتقای ویژگی های مکانیکی پس از بازیافت را دارند، اما افزایش کهنگی در این نوع کاغذهای باطله به حدود نیم دهه یا بیشتر تاثیر منفی بر ویژگی های خمیرکاغذ بازیافتی دارد.کلید واژگان: خمیرکاغذ شیمیایی, مکانیکی, درجه روشنی, کاغذ باطله, کهنگی تسریع شده حرارتی, مرکب زدایی, ویژگی های مقاومتیThe old newsprint, as an important grade of waste papers, usually has been produced from chemicalmechanical pulp (CMP). Although the effect of paper aging on different properties of recycled pulp has been investigated from long time ago; but, few studies have been observed about the effect of this phenomenon on recycling of CMP paper. In this study, accelerated aging was applied on Hardwood CMP newspaper by 2 levels of temperature (50 and 100˚c) and 2 levels of time (24 and 48 hours). Results showed that accelerated aging applying 100˚c in 24 and 48 hours (about half of a decade and more) impose an intense reduction tensile strength, burst strength and tear strength indices as well as folding endurance strength of recycled pulp. Also, accelerated aging in 50˚c for 24 and 48 hours (about six months until one year) did not show any special effect on mentioned mechanical properties. Moreover, thermal accelerated aging didnt have any significant effect on brightness of deinked CMP pulp. In general, it can be concluded that CMP waste papers less than one year old can preserve or even upgrade their mechanical properties after recycling, but aging more than half of a year will have detrimental effect on these propertiesKeywords: chemical mechanical pulp, brightness, waste paper, thermal accelerated aging, deinking, mechanical properties
-
تاثیر تیمار آب شویی ذرات باگاس و میزان ماده افزودنی MgCl2 بر خواص تخته خرده چوب-سیمانسابقه و هدفضایعات کشاورزی همچون باگاس به عنوان منابع تجدیدپذیر می تواند به عنوان ماده اولیه در ساخت تخته خرده چوب- سیمان مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به منظور بهبود خواص تخته خرده چوب- سیمان در نتیجه افزایش سرعت هیدراتاسیون، لازم است تا روش هایی نظیر آب شویی و استفاده از مواد افزودنی برای حذف یا کم اثرکردن اثرات مواد مضر و در نتیجه افزایش سازگاری بین مواد آلی و سیمان مورد بررسی و استفاده قرار گیرد. لذا این پژوهش با هدف مطالعه اثر تیمار آب شویی ذرات باگاس و میزان ماده افزودنی MgCl2 بر خواص تخته خرده چوب-سیمان مورد بررسی قرار گرفت.
بر طبق نتایج حاصل از تحقیقات گوین و همکاران (2007) تیمار حرارتی چوب به علت حذف اثر های منفی قند های محلول در آب، همی سلولز و لیگنین بر روی سرعت هیدراتاسیون سیمان موجب ثبات ابعادی، کاهش خاصیت آبدوستی الیاف و افزایش خواص مقاومتی تخته ها می شود. همچنین بر اساس بررسی های انجام شده توسط دل منزی و همکاران (2007)، به منظور بهبود خواص سازگاری چوب و مواد لیگنو سلولزی با سیمان و تسریع در شروع فرایند هیدراتاسیون سیمان، افزودن تسریع کننده ها به مخلوط آب و سیمان می تواند سرعت هیدراتاسیون خمیر سیمان را افزایش دهد. نور و همکاران (2009) در بررسی های خود بر روی سرعت هیدراتاسیون شش گونه چوبی نشان دادند که MgCl2 و CaCl2 به عنوان تسریع کننده هیدراتاسیون، باعث افزایش سرعت این فرایند شده و زمان گیرایی سیمان را بهبود می بخشند.مواد و روش هامواد مورد استفاده در این پژوهش باگاس (تفاله نیشکر)، سیمان پرتلند نوع II و ماده افزودنی MgCl2 می باشد. در این بررسی با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)، تاثیر تیمار آب شویی و میزان ماده افزودنی MgCl2 بر روی مدول گسیختگی (MOR)، چسبندگی داخلی (IB)، جذب آب (WA) و واکشیدگی ضخامتی (TS) چوب سیمان حاصل از باگاس مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس طرح مرکب مرکزی (CCF)، مدل های درجه دوم به منظور ارتباط دادن متغیرهای تیمار آبشویی (X1) و مقدار ماده افزودنی (X2) به متغیرهای وابسته MOR، IB، WA و TS بسط داده شدند.یافته هاتجزیه واریانس (ANOVA) دلالت بر این داشت که تیمار آب شویی با آب گرم اثر بیش تری بر روی بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی داشته است. همچنین بهینه ترین شرایط برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی با اعمال تیمار آب شویی گرم همراه با کاربرد 5/4 درصد ماده افزودنی MgCl2 تعیین گردید. در این شرایط، MOR، IB، WA و TS به ترتیب برابر N/mm2 9 ، N/mm2 3/0 ، 68/17 درصد و 6/1 درصد گردید.نتیجه گیریمدل ارائه شده توسط روش سطح پاسخ با توجه به معنی داری آن در طی آنالیز آماری، برآورد مناسب و معنی داری برای تعیین نقطه مناسب کاربرد متغیرهای مورد استفاده را فراهم کرده است. بر اساس آنالیز آماری به دست آمده، اثر تیمار آب شویی و میزان ماده افزودنی تا سطح 99 اعتماد آماری بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی معنی دار بوده است.کلید واژگان: باگاس, تخته خرده چوب, سیمان, تیمار آب شویی, خواص فیزیکی و مکانیکی, ماده افزودنیThe effect of water-leaching treatment of bagasse and additive content on the properties of cement-bonded particleboardBackground And ObjectivesAs renewable resources, agricultural wastes, such as bagasse, can be used as the raw materials for making cement-bonded particleboard (CBPB). Also for improving cement-bonded particleboard properties by increasing the hydration speed, methods such as water leaching and additives must be examined and used to eliminate or mitigate the effect of harmful substances and to increase the compatibility between organic material and cement. So, the present research is aimed at studying the effect of water-leaching treatment of bagasse and MgCl2 additive content on the properties of cement-bonded particleboard. According to many researchers, thermal treatment of wood creates dimensional stability, reduces the fiber's hydrophilicity and increases the strength of the boards by removing the negative effects of water soluble carbohydrates, hemicellulose and lignin on the hydration speed. Also according to the researches done by some researchers, adding catalysts to water and cement mixture can increase the hydration speed of the cement paste, and the compatibility between wood and lignocellulosic materials and cement is improved and cement hydration process is accelerated. In their research on the hydration speed of six wood species, it was showed that as hydration catalysts, MgCl2 and CaCl2 increase the speed of the process and improve the cement's curing time.Materials And MethodsMaterials used in this research include bagasse, Portland cement type II and MgCl2 additive. In this research, using Response Surface Methodology (RSM), the effect of water-leaching treatment and MgCl2 additive content on modulus of rupture (MOR), internal bonding (IB) strength, water absorption (WA) and thickness swelling (TS) of bagasse-based CBPB was examined. Quadratic models were developed to correlate the variables including water-leaching treatment (X1) and additive content (X2) to the dependent variables MOR, IB, WA and TS based on Central Composite Face design (CCF).
Findings: Analysis of variance (ANOVA) showed that hot water-leaching treatment improves the physical and mechanical properties more. Also, optimal condition for improving physical and mechanical properties using hot water-leaching treatment is to use 4.5% MgCl2 additive. In this condition, MOR, IB, WA and TS were 9 N/mm2, 0.3 N/mm2, 17.68% and 1.6%, respectively.ConclusionsDue to its significance in the statistical analysis, the model presented by Response Surface Methodology provided a suitable and significant estimate to determine the application of the variables. According to the statistical analysis, the effect of water-leaching treatment and additive content on the physical and mechanical properties was significant at the level of confidence 99%.Keywords: additives, bagasse, cement, bonded particleboard, physical, mechanical properties, water, leaching treatment -
در این تحقیق، اصلاح الیاف وازده خمیرکاغذ نیمه شیمیایی سولفیت خنثی (NSSC) با استفاده از روش لایه نشانی لایه به لایه و با تشکیل چندلایه های پلیمری نشاسته انجام گرفت. پس از جداسازی الیاف و تهیه سوسپانسیون الیاف با درصد خشکی 5/0درصد و ایجاد هدایت الکتریکی حدود 437 μS/cm با افزودن محلول آبی یک میلی مول کلرید سدیم، آزمایش های تیمار الیاف برای تشکیل لایه های پلیمری (تا 5 لایه متوالی) انجام شد. در ادامه، شاخص نگهداری آب (WRV) در نمونه ها جهت ارزیابی تاثیر این روش بر میزان آب-دوستی الیاف اندازه گیری شد. سپس از این الیاف کاغذهای دست ساز استاندارد (3±60 گرم بر مترمربع) تهیه و ویژگی های فیزیکی و مقاومتی آنها به عنوان تابعی از تعداد لایه های لایه نشانی شده بر روی الیاف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با تیمار الیاف وازده خمیرکاغذ NSSC با روش لایه به لایه، به علت افزایش جذب الکترواستاتیکی نشاسته، شاخص نگهداری آب الیاف افزایش یافت. تغییرات متوالی بصورت افزایش دانسیته ظاهری و کاهش ضخامت کاغذ نیز تشکیل چندلایه های پلیمر نشاسته بر روی الیاف وازده را تایید می کند. تشکیل این چندلایه ها بر روی الیاف وازده سبب توسعه قابل ملاحظه شاخص های مقاومت به کشش (از N.m/g21/13 به N.m/g65/30) و مقاومت به ترکیدن (ازkPa.m2/g 1/23 به kPa.m2/g 36/2) شده است. تصاویر الکترونی تهیه شده نیز فشرده شدن بافت کاغذ و توسعه مقاومت های کاغذ را در اثر افزایش قابلیت پیوندیابی بین الیاف تایید می کند.کلید واژگان: الیاف وازده, نشاسته, خمیرکاغذ NSSC, لایه های خودسامان, خواص کاغذIn the current study, modification of NSSC pulp broke fibers was done by forming starch polymeric multilayers, using Layer-by-Layer (LbL) layering method. After fiber slushing and preparation of pulp suspension with 0.5% consistency and conductivity formation of about 437 µS/cm, adding water solution of 1 mM NaCl, the experiments of fibers treatment were conducted to build the polymeric layers (up to 5 consecutive layers). Afterward, water retention value (WRV) of fibers was calculated in samples to evaluate the influence of this method on fibers hydrophilicity. The fibers were then used to prepare standard handsheets (60±3g/m2) and the physical and strength properties of sheets were evaluated as a function of the number of layers deposited on the fibers. The results showed that the WRV index of the fibers was improved by the LbL treatment of NSSC broke pulp fibers, due to the increase in starch electrostatic absorption. Successive variation in paper apparent density increase and paper thickness decrease confirmed the construction of starch multilayers on the surface of broke fibers. Formation of such multilayers on broke fibers has led to considerable improvement in tensile index (from 13.21 N.m/g to 30.65 N.m/g) and burst index (from 1.23 kPa.m2/g to 2.36 kPa.m2/g). Also, the prepared SEM micrographs approve the sheet web compaction and paper mechanical improvement resulted due to an increase in inter-fiber bonding.Keywords: Broke fibers, Starch, NSSC pulp, Fiber modification, Paper properties
-
رشد مصرف کاغذ و کمبود منابع لیفی، راهکارهای متنوعی را برای تامین ملزومات ضرورت بخشیده است؛ و کاربرد الیاف معدنی در این زمینه، روشی نوین و رو به رشد است. بنابراین در این پژوهش و با هدف کاهش نیاز به الیاف گیاهی، کاربرد آن در سامانه کاغذسازی بررسی گردید. کاربرد الیاف معدنی پشم سنگ در سطوح صفر، 10، 20 و 30 درصد به همراه 1 درصد نشاسته کاتیونی در خمیر کاغذ NSSC بر مقاومت های کاغذ دست ساز آزمایشگاهی ( 60 گرم بر متر مربع)، ماندگاری الیاف معدنی و ماندگاری کل دوغاب نشان داد که جایگزینی و افزایش سهم الیاف پشم سنگ به علت قابلیت ایجاد اتصالات ضعیف تر در مقایسه با پیوندهای بین لیفی الیاف لیگنوسلولزی، موجب کاهش شاخص های مقاومتی وابسته به پیوند، نظیر کشش و ترکیدن می شود؛ در بالاترین سطح افزودن، بیشترین کاهش مقاومتی مشاهده شد. الیاف پشم سنگ به علت طول و مقاومت ذاتی بیشتر، تا حدی سبب افزایش شاخص مقاومت به پارگی شد، اما در سطح جایگزینی 30 درصد و به سبب برتری کاهش مقاومت پیوندی بر افزایش ناشی از مقاومت ذاتی الیاف معدنی، کاهش شاخص پارگی کاغذ را در پی داشت. ایجاد شبکه درهم رفته الیاف آلی- معدنی در حین شکل گیری کاغذ، ماندگاری الیاف پشم سنگ و ماندگاری کل را افزایش داد، اما تفاوت آماری معنی داری بین سطوح 20 و 30 درصد الیاف پشم سنگ مشاهده نشد. بنابراین و با توجه به افت شدید مقاومت ها، سطح بهینه جایگزینی 20 درصد الیاف پشم سنگ در خمیر کاغذ NSSC، شایان گزارش است. افزایش ماندگاری علاوه بر مزایای فنی و اقتصادی، به طور غیرمستقیم از جنبه های زیست محیطی همچون کاهش مواد جامد آلی معلق در آب های فرایندی، سهولت فرایندهای تصفیه و کاربرد کمتر منابع الیاف گیاهی و جنگل ها، نیز حائز اهمیت است.کلید واژگان: الیاف معدنی, ویژگی های مقاومتی کاغذ, خمیرکاغذ NSSC, ماندگاریBy Increasing demands on paper products and shortage of fiber resources, various strategies were introduced to meet the requirements. In this context, application of mineral fibers is a novel and growing approach. This study was aimed to Reduce the plant fibers by application of, mineral fiber in the papermaking system. Application of 0, 10, 20, and 30% Loadings of rock wool mineral fibers (RWMF) in incorporation with cationic starch (1%) on handsheet strengths, RWMF retention and total retention of stock were investigated. Results showed that bonding-dependent strengths, e.g. tensile and burst, were reduced by increasing the RWMF loading due to the low bonding ability of RWMF compared to the lignocellulosic fibers, while the tear index was increased up to 20% RWMF and declined then after due to higher intrinsic strength of the mineral fibers. Interwoven network creation of mineral-organic fibers during the sheet forming, enhanced the mineral and total retention value, however, despite priority of 30% over 20% substitution, there was no statistically meaningful differences. Therefore, with respect to severe reductions, the overall optimum substitution level of 20% for RWMF was reported in NSSC pulp production according to the obtained strengths results. In addition to economic and technical benefits derived from the mineral fiber application, the higher retention indirectly affects the environmental aspects such as reduction in suspended organic solids in process water, easier treatment of wastewater and lesser utilization of forest and other lignocellulosic fiber resources, all as the most important issues.Keywords: Mineral fibers, strength properties of paper, NSSC pulp, retention
-
در این پژوهش تاثیر رنگبری با هیپوکلریت سدیم به عنوان یکی از مهم ترین متغیرهای دستیابی به خمیر آلفاسلولز مطلوب بر خمیر کاغذ حاصل از لینتر پنبه بررسی شد. بدین منظور خمیر حاصل از لینتر پنبه به صورت رنگبری نشده از صنایع شیمیایی پارچین تهیه و با توالی HEA، در pH های 9، 11 و 13 رنگبری شد و سپس به لحاظ ویژگی های ساختاری نظیر مقدار آلفاسلولز، درجه پلیمریزاسیون، گروه های کربنیل، گروه های کربوکسیل، میکروکاپا، خاکستر، مواد نامحلول در اسید سولفوریک و درجه روشنی ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که در 9pH= کمترین مقدار لیگنین و بیشترین مقدار گروه های کربنیل و کربوکسیل دیده می شود. در این تیمار مقدار آلفاسلولز کمترین و مقدار مواد نامحلول در اسید سولفوریک و خاکستر بیشترین مقدار را داشتند. با افزایش pH تا 11 بیشترین مقدار آلفاسلولز، کمترین مقدار خاکستر، و بیشترین درجه روشنی حاصل شد. در 13= pH لیگنین زدایی به میزان کمتری صورت گرفت و کمترین میزان گروه های کربوکسیلی نیز متعلق به این تیمار بود. با توجه به نتایج حاصل، به نظر می رسد که 11pH= را می توان به عنوان گزینه مناسب برای تهیه خمیر آلفاسلولز در صنعت توصیه کرد.کلید واژگان: آلفا سلولز, رنگبری, عدد مس, لینتر پنبه, هیپوکلریت سدیم, pHThe effect of bleaching with sodium hypochlorite, as one of the most important parameters in obtaining optimal alpha cellulose pulp from cotton linter was studied. In this respect, unbleached cotton linter pulp was prepared from Parchin chemical industry co., bleached by HEA sequence in pH=9, 11 and 13; and then its chemical structures properties such as alpha cellulose, degree of polymerization, carbonyl groups, carboxyl groups, microkappa, ash content, acid insoluble materials and brightness were characterized. The lowest amount of alpha cellulose and lignin content were achived at pH=9,. Also, carbonyl and carboxyl groups were obtained in the highest level as well as sulfuric acid insoluble and ash content in this pH. By increasing of pH to 11, maximum amount of alpha cellulose and pulp brightness and also minnimum amount of ash content were obtained. In pH=13, less delignification was occurred while the lowest carboxyl groups were also observed in this pH. Therefore, according to results, pH=11 was suggested for industrial alpha cellulose production.Keywords: Alpha Cellulose, Bleaching, Copper Number, Cotton Linter, Sodium Hypochlorite, pH
-
در این تحقیق، ابتدا ریشه شیرین بیان (Glycyrrhiza glabra) که در یک کارخانه در استان کرمان عصاره گیری شده بود، تحت فرایند پیش هیدرولیز قرار گرفته و سپس ترکیبات شیمیایی (درصد مواد استخراجی، درصد لیگنین، درصد هولوسلولز)، بازده فرایند هیدرولیز و افت وزنی تفاله آن اندازه گیری گردید. عملیات پیش هیدرولیز تحت آب داغ، آب داغ و سپس اسید سولفوریک 5/0 درصد و نیز اسید سولفوریک با درصدهای 0/5، 1، 1/5 و 2 درصد بر روی تفاله فوق الذکر انجام پذیرفت. نمونه ها در آب داغ در دمای 150 درجه سانتی گراد و در سه زمان 30، 60 و 90 دقیقه، در ترکیب آب داغ و اسید سولفوریک 0/5 درصد در دمای 150 درجه سانتی گراد و در زمان 60 دقیقه و در اسید سولفوریک تنها، در دمای 130 درجه سانتی گراد و در زمان 60 دقیقه تحت فرایند پیش هیدرولیز قرار گرفتند. نتایج نشان داد در مورد تیمار پیش هیدرولیز با آب داغ، زمان 60 دقیقه از نظر بازده، افت وزنی، درصد لیگنین و درصد هولوسلولز از عملکرد مطلوبتری برخوردار بوده است. همچنین در مورد پیش هیدرولیز حاوی اسید سولفوریک، سطح اسید 2 درصد گزینه مناسبی به لحاظ حداکثر درصد هولوسلولز و حداقل درصد لیگنین بوده بطوریکه می توان این تیمار را برای تولید محصولات با ارزش افزوده بالاتر نظیر بیواتانول از ریشه شیرین بیان پیشنهاد داد.کلید واژگان: شیرین بیان, پیش هیدرولیز, زیست توده, آب داغ, اسید رقیقIn this study, the liquorice root (Glycyrrhiza glabra) that was extracted in the factory in Kerman province, pre-hydrolyzed and then chemical compositions (Extractives, Lignin content, Holocellulose percent), the hydrolysis process yield and weight loss of the waste was measured. Pre-hydrolysis process was done on the above mentioned waste by hot water, hot water followed by 0.5 percent sulfuric acid and also alone sulfuric acid with different concentrations (0.5, 1, 1.5 and 2 percent) The samples were pre-hydrolyzed in hot water at 150 °C and 30, 60 and 90 minutes as well as in the mixture of hot water and 0.5 % sulfuric acid at 150 °C and 60 minutes and also in pure sulfuric acid, at 130 °C and at 60 minutes. The results showed that the pre-hydrolyzed treatment with hot water in 60 minutes had been favorable performance in the respect of weight loss, lignin content and holocellulose percent. Also, in the case of pre-treatment including sulfuric acid, 2% dose can be good selected option in term of maximum holocellulose percent and minimum lignin content so that it can be suggested to produce higher value-added products such as bioethanol from licorice root bid.Keywords: licorice root, pre, hydrolysis, biomass, hot water, Dilute acid
-
افزایش کیفیت کاغذهای بازیافتی دغدغه همیشگی صنعت بازیافت کاغذ بوده و در این زمینه تحقیقات زیادی انجام شده است. در این مقاله، تاثیر استفاده از آنزیم آمیلاز در مرحله خمیرکاغذسازی کارتن های کنگره ای باطله (OCC) بررسی شد. همچنین، تاثیر pHهای اسیدی، خنثی و قلیایی در مرحله پیش خیساندن OCC (شامل پیش خیساندن اولیه در درصد خشکی 3 درصد به مدت 6 ساعت در pHهای مختلف و پیش خیساندن ثانویه در دمای 60 درجه سانتی گراد به مدت 18 ساعت با حفظ pH) بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی (مقاومت در برابر عبور هوا، مقاومت به کشش، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پاره شدن، و مقاومت به تا خوردن) کاغذ بازیافتی و تاثیر بر عملکرد آنزیم آمیلاز در مرحله خمیرکاغذسازی مطالعه شد. پیش خیساندن بر بهبود تمامی ویژگی های مقاومتی کاغذ تاثیر مثبت داشت و در pH قلیایی بیشترین کارایی را در بهبود مقاومت ها نتیجه داد. نتایج نشان داد که در تیمارهای بدون پیش خیساندن، استفاده از آنزیم آمیلاز سبب بهبود ویژگی های مکانیکی (به جز مقاومت به پاره شدن) شده، اما اثر این آنزیم در تیمارهای پیش خیسانده شده، در تمامی سطوح pH، بر ویژگی های مقاومتی از نظر آماری معنی دار نبوده است. نتایج نشان داد که آثار مستقل تیمارهای پیش خیساندن و قلیایی بر ویژگی های مقاومتی در مقایسه با تیمار آنزیمی شدیدتر است. از نظر آماری هیچ کدام از تیمارها بر مقاومت در برابر عبور هوا تاثیر معنی داری نداشتند.
کلید واژگان: آنزیم آمیلاز, پیش خیساندن, کاغذ بازیافتی, ویژگی های فیزیکی, ویژگی های مقاومتیUpgrading recycled fiber properties has been a constant concern in pulp and paper industry. In this respect many researches has been applied. The present paper has been considered the effect of Amylase enzyme in pulping stage of old corrugated container (OCC). Also، pre-soaking of OCC (first step of pre-soaking for 6 hours in 3% consistency in different pH(s) and second step of pre-soaking at 60˚C for 18 hours with constant pH) in acid، neutral and alkaline pH on physical and mechanical properties (air resistence، tensile index، burst index، tear index and fold) of recycled paper and its effect on Amylase performance was investigated. Soaking itself improved mechanical properties. Alkaline pH pre-soaking had the most efficient effect on the mechanical properties. The results indicated that α-Amylase treatment improved the mechanical properties (except tear index) in the non-soaked samples but Amylase treatment had no significant effect on the soaked samples in the experimented pH ranges. The results showed that independent effects of soaking and alkaline treatments had superior effect on mechanical properties compared to enzymatic treatment. Statistically، none of treatments had significant effects on air resistence.Keywords: amylase enzyme, physical properties, pre, soaking, recycled paper, strength properties -
در این تحقیق تاثیر یکی از مهمترین پیشینه های عملیات بازیافت یعنی خشک کردن بر الیاف و شبکه الیاف مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور خمیر کاغذ باگاس از کارخانه پارس خوزستان تهیه و از آن کاغذهای دست ساز ساخته شد. کاغذهای دست ساز خشک شده در دمای محیط به عنوان نمونه شاهد انتخاب گردیدند و بقیه کاغذها با استفاده از خشک کن دورانی در دماهای 60، 100 و 120 درجه سانتی گراد به ترتیب در مدت زمان 3 ساعت، 50 دقیقه و 25 دقیقه، خشک شده و پس از تبدیل مجدد به خمیر کاغذ، ویژگی های آن ها مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد با افزایش دمای خشک کردن، میزان سلولز تغییر قابل توجهی نیافت، درحالی که میزان همی سلولزها کاهش یافت. هرچند بررسی تغییرات لیگنین به روش میکروکاپا افزایش را نشان داد، اما با استناد به تحقیقات گذشته، این افزایش غیرواقعی ارزیابی گردید. همچنین، نتایج نشان داد با افزایش دما، میزان درجه بسپارش و درجه کریستالیته نمونه ها از روند یکسانی تبعیت نکرده، به طوری که در ابتدا کاهش و بعد افزایش یافت. این نتیجه به تاثیر متقابل دما و زمان خشک کردن بر این دو ویژگی نسبت داده شد.
کلید واژگان: خشک کردن, باگاس, بازیافت, ترکیب شیمیایی, کریستالیته, درجه بسپارشIn this research، the influence of paper drying condition، as one of the most important variable in paper recycling، on the characteristics of fibers was studied. In this respect، bagasse soda pulp was collected from Pars Paper mill in Khozestan province and handsheets were made. The control hand sheet samples were dried at room temperature and the rest of the handsheets were dried using drum dryer set at 60° C for 3 hours، 100° C for 50 minutes and 120° C for 25 minutes to reach the same moisture content as the sheets dried at room temperature. Then، these handsheets were slushed in water and the pulp properties were determined. The results showed that with increasing the drying temperature، cellulose content did not change while hemicelluloses were reduced. Although the assessment of changing the lignin content with micro kappa method showed an increasing trend، but based on previous literature، it was concluded that the result are not justified. Also، the results indicated that changing the degree of polymerization and crystallinity did not show a consistent trend، showing initial reduction following by increased values. These results were attributed to interaction effect of drying temperature and time.Keywords: drying, Bagasse, recycling, chemical composition, Crystallinity, degree of polymerization -
این پژوهش با هدف ارایه راه کارهایی به منظور بهبود مقاومت های کاغذ بازیافتی تهیه شده از کارتن کنگره ای کهنه انجام شد. تیمارهای خمیرکاغذ شامل تبدیل یونی با کلرید سدیم 1 درصد، واکنش با هیدروکسید سدیم 3 و 5 درصد (بر مبنای جرم خشک خمیرکاغذ) و اعمال دمای 25 و 70 درجه سانتی گراد بودند. ساخت کاغذ دست ساز براساس روش جدید استاندارد و با سیستم بسته آب ورق ساز نوع KCL انجام شد. شاخص های الیاف تیمار شده شامل ماندگاری آب الیاف (WRV)، دانسیته ظاهری و مقاومت های ورق اندازه گیری شدند. به رغم نبود اختلاف معنی دار آماری بین میزان ماندگاری آب در الیاف تیمار شده و نمونه شاهد، با اعمال تیمار 3 درصد هیدروکسید سدیم و تبدیل یونی در دمای محیط این ویژگی تا حدود 25 درصد نسبت به نمونه شاهد افزایش یافت. تیمار یاد شده به عنوان بهترین تیمار، موجب بهبود معنی دار آماری در دانسیته ظاهری، مقاومت به ترکیدن، پاره شدن و خردشدن حلقوی کاغذها شد.
کلید واژگان: کارتن کنگره ای کهنه, هیدروکسید سدیم, تبدیل یونی, مقدار ماندگاری آب, مقاومت های کاغذThis study was carried out to provide improvement of recycled paper strength made from OCC. Chemical treatment of OCC pulp was carried out using 1% sodium chloride as ion exchange stage and then extraction by 3% and 5% sodium hydroxide based on oven dried pulp. Slurry temperature during the chemical reaction was adjusted to 25 and 70 °C. Handsheets were made based on a new standard method by KCL sheet former using a closed water system. Water retention value (WRV)، sheet density and strength were measured to characterize the treated fiber properties. No significant differences in WRV were found among control and treated pulps despite of maximum increasing of 25% applying 3% NaOH، ionic exchange and room temperature. The mentioned condition wasselected as the best condition which significantly improved apparent density، burst strength، tear strength and RCT.Keywords: OCC, Alkali treatment, Ionic exchange, WRV, Paper strength -
در این تحقیق مقایسه ویژگی های کاغذ حاصل از مخلوط کاه و کلش برنج با فرایندهای خمیرکاغذسازی شیمیایی- مکانیکی بر پایه سدیم و پتاسیم مورد بررسی قرار گرفت. شرایط پخت در فرایند خمیرسازی بر پایه پتاسیم شامل سولفیت پتاسیم 6، 8، 10 و 12 درصد، هیدروکسید پتا سیم 3، 4، 5، 6، 8 و 12 درصد نسبت به جرم خشک کاه، زمان آغشته سازی 30 دقیقه، نسبت مایع پخت به جرم خشک کاه 7 به 1، زمان پخت 30 و 60 دقیقه و دمای پخت 165،160،150،130و170 درجه ی سانتی گراد و در فرایندهای بر پایه سدیم شامل سولفیت سدیم 6 و 8 درصد، هیدروکسید سدیم 3 و 4 درصد، زمان آغشته-سازی 30 دقیقه، نسبت مایع پخت به جرم خشک کاه 7 به 1، زمان پخت 30 دقیقه و دمای پخت 130 و 150 درجه ی سانتی-گراد بود. بازده و وازده تیمار بهینه در فرایند بر پایه پتاسیم به ترتیب 19/65 و 22/4 درصد و در فرایند بر پایه سدیم 75/69 و 68/3 درصد بدست آمد. پس از پالایش و رسیدن به درجه روانی ml CSF 25±300 کاغذ دست ساز با جرم پایه 60 گرم بر متر مربع تهیه و ویژگی های فیزیکی، مقاومتی و نوری آنها ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که شاخص مقاومت در برابر کشش، طول پاره شدن و دانسیته ظاهری در کاغذهای حاصل از فرایند بر پایه سدیم و پتاسیم مشابه و کاغذهای حاصل از فرایند بر پایه پتاسیم، مقاومت در برابر ترکیدن، درجه روشنی بالاتر و مقاومت در برابر پاره شدن و نسبت ضریب جذب نور به ضریب پخش نور کمتری داشتند.
کلید واژگان: خمیرسازی شیمیایی, مکا نیکی, پتاسیم, سدیم, کاه برنجThis research was carried out to compare the paper properties from rice straw applying sodium and potassium based Chemimechanical pulping processes. Cooking conditions in potassium based pulping were adjusted as; potassium sulfite 6، 8، 10 and 12%، potassium hydroxide 3، 4، 5، 6، 8 and 12% on oven dry weight of rice straw، impregnation time; 30 minutes، liquid to rice straw ratio of 7:1، cooking time 30 and 60 minutes and cooking temperature 130، 150، 160، 165 and 170 oC. In sodium- based pulping، cooking conditions were selected as; sodium sulfite 6 and 8%، sodium hydroxide 3 and 4 % on oven dry weight of rice straw، impregnation time 30 minutes، liquid to rice straw ratio of 7:1، cooking time 30 minutes and cooking temperature 130 and 150 oC. The selected treatment in potassium based pulping showed the average total yield of 65. 19 and reject of 4. 22% and in sodium based pulping showed the average total yield of 69. 75 and reject percent of 3. 68. After refining the selected pulp to reach the freeness of 300±25 ml CSF، 60 g/m2 hand sheets were made and physical، mechanical and optical properties were measured. Results showed that the tensile strength index، breaking length and apparent density of paper made from potassium based process was similar to paper made from sodium based process. The papers made from potassium based process had higher burst strength index and brightness compared to sodium based process and papers made from sodium based process had higher tear index and higher K/S values than potassium based paper.
Keywords: Chemimechanical pulping, potassium, sodium, rice straw
- 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.