محمدهادی اریایی منفرد
-
در این تحقیق، تقویت خمیرکاغذ سودای سرد کاه گندم تولیدی در ایران با استفاده از الیاف ساقه گوجه فرنگی تهیه شده با فرآیند سودا-آنتراکینون مورد بررسی قرار گرفت. طول، قطر، قطر حفره سلولی، و ضخامت الیاف؛ نسبت رانکل، نسبت درهم رفتگی و ضریب انعطاف پذیری الیاف ساقه گوجه فرنگی اندازه گیری شدند. ترکیب شیمیایی ساقه گوجه فرنگی شامل درصد خاکستر، لیگنین، سلولز و همی سلولزها تعیین گردیدند. خمیرکاغذ رنگ بری نشده از ساقه گوجه فرنگی در مدت 180 دقیقه و با شرایط بهینه 170 درجه سانتی گراد، 20 درصد قلیاییت فعال و 1/0 درصد آنتراکینون تولید شد. میانگین درصد بازده پس از غربال و عدد کاپا خمیرکاغذ ساقه گوجه فرنگی به ترتیب 09/43 و 33/27 اندازه گیری گردیدند. کاغذ دست ساز ساخته شده از این خمیرکاغذ به ترتیب شاخص های کشش 75/34 (Nm/g)، پارگی 02/6 (mNm2/g) و ترکیدگی 16/2 (kPam2/g) را دارا می باشد. ترکیب خمیرکاغذ ساقه گوجه فرنگی با خمیرکاغذ سودای سرد کاه گندم موجود در بازار در سه سطح 75:25، 50:50 و 25:75 صورت پذیرفت. شاخص های کشش، پارگی و ترکیدگی پس از اختلاط به ترتیب 28، 63 و 36 درصد افزایش یافتند. بارزترین اثر اختلاط از نظر ویژگی های مکانیکی در افزایش شاخص پارگی مشاهده می گردد. نتایج نشان می دهد که افزودن خمیرکاغذ رنگ بری نشده سودا-آنتراکینون ساقه گوجه فرنگی به عنوان یک پسماند کشاورزی بلا استفاده به خمیرکاغذ رنگ بری نشده سودای سرد کاه گندم، می تواند با کاهش نقاط ضعف خمیرکاغذ سودای سرد به بهبود و افزایش شاخص های مکانیکی و همچنین گسترش کاربرد و تقاضا برای این خمیرکاغذ منجر شود.
کلید واژگان: کاه گندم, ساقه گوجه فرنگی, خمیرکاغذ سودای سرد, خمیر کاغذ سودا-آنتراکینونIn this research, the strengthening of wheat straw cold soda pulp produced in Iran using tomato stalk fibers prepared by soda-anthraquinone process was investigated. Length, diameter, cell cavity diameter, and fiber thickness; Runkle ratio, slenderness ratio and flexibility coefficient of tomato stalk fibers were measured. The chemical composition of tomato stalk including percentage of ash, lignin, cellulose and hemicelluloses were determined. Unbleached pulp was produced from tomato stalk in 180 minutes with optimal conditions of 170°C, 20% active alkali and 0.1% anthraquinone. The average yield percentage after screening and kappa number of tomato stalk pulp were measured as 43.09 % and 27.33, respectively. Hand sheets made from this pulp has the tensile index of 34.75 (Nm/g), tear index of 6.02 (mNm2/g) and burst index of 2.16 (kPam2/g), respectively. The combination of tomato stalk pulp with wheat straw cold soda pulp available in the market was done at three levels: 75:25, 50:50 and 25:75. The amount of tensile, tear and burst indices increased by 28, 63 and 36 % respectively after mixing. The most obvious effect of mixing in terms of mechanical properties is observed in the increase of tear index. The results show that the addition of unbleached soda-anthraquinone tomato stalk pulp as an unused agricultural waste to the unbleached wheat straw cold soda pulp can improve and increase the mechanical indices by reducing the weaknesses of the cold soda pulp and also leads to expanding the application and demand for this pulp.
Keywords: Wheat straw, tomato stalk, cold soda pulp, soda-anthraquinone pulp -
سابقه و هدف
یکی از معایب مهم الیاف بازیافتی کاهش قابل توجه مقاومت های مکانیکی کاغذ حاصل از آن ها به دلیل کاهش پیوندهای بین الیاف می باشد. پژوهش های فراوانی تاکنون در زمینه کاربرد نانو الیاف سلولزی در فرآیندهای تولید فرآورده های کاغذی گزارش شده است. نتایج تحقیقات گذشته نشان می دهد به کارگیری نانو الیاف سلولزی سبب تقویت فرآورده های کاغذی می گردد؛ اگر چه میزان این تقویت کنندگی با توجه به نوع نانو الیاف سلولزی به کار گرفته شده متفاوت می باشد. نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا متشکل از الیاف نانو مقیاس با ترکیب شیمیایی مشابه چوب است که به روش مکانیکی بدون استفاده از مواد شیمیایی از زیست توده لیگنوسلولزی در دمای محیط تولید می شود. این ماده به صورت ژل قهوه ای رنگ می باشد که فرآیند تولیدی کاملا دوست دار محیط زیست دارد. تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر افزودن هم زمان پلی اکریل آمید کاتیونی و نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا بر ویژگی های خمیرکاغذ حاصل از بازیافت کارتن کنگره ای کهنه (OCC) انجام شده است.
مواد و روش هااز کارتن کنگره ای کهنه جمع آوری شده خمیرکاغذ بازیافی تهیه شد و بعد از پالایش و دست یابی به درجه روانی 20±380 میلی لیترCSF مقادیر مختلف نانوالیاف لیگنوسلولزی چوب پالونیا (1، 2 و 3 درصد) و پلی اکریل آمید کاتیونی (1/0، 2/0 و 3/0 درصد) به آن افزوده شد. در نهایت از این تیمارها، کاغذهای دست ساز استاندارد ساخته شد و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها بر اساس شیوه نامه استاندارد موسسهTAPPI اندازه گیری شدند.
یافته هابکار بردن نانوالیاف لیگنوسلولزی همراه با پلی اکریل آمید کاتیونی باعث افزایش قابل توجه خواص مقاومتی می شود. بیشترین مقاومت ها در سامانه نانوالیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی مربوط به نمونه های حاوی 1 درصد نانوالیاف لیگنو سلولزی و 3/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی مشاهده شد. نتایج ارزیابی خواص فیزیکی کاغذها نشان داد که دانسیته و مقاومت به عبور هوا با افزودن نانوالیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی در کاغذ افزایش می یابد. شواهد نشان می دهد افزودن هم زمان نانو الیاف لیگنوسلولزی - پلی اکریل آمید کاتیونی به خمیر حاصل از کارتن کنگره ای کهنه به دلیل بهبود پیوندها و همچنین کاهش تخلخل ساختار کاغذ باعث افزایش مقاومت به عبور هوا و دانسیته می گردد. تحلیل های آماری نیز نشان داد که اختلاف کاملا معنی داری با 95 درصد اطمینان بین تیمارهای مختلف از لحاظ مقاومت های مکانیکی (ترکیدن، پارگی، لهیدگی حلقوی و کششی) وجود دارد.
نتیجه گیریپلی اکریل آمید کاتیونی به دلیل بار مثبت و ساختار پلیمری خود از هدر رفت ذرات ریز نانو الیاف لیگنو سلولزی چوب پالونیا جلوگیری کرده و در نتیجه باعث افزایش مقدار نانو الیاف موجود در خمیر کاغذ شده و بهبود پیوند یابی بین الیاف ویژگی های کاغذ ساخته شده را سبب می شود. نتایج آنالیزهای آماری با 95 درصد اطمینان نشان داد بین تیمارهای مربوط به ویژگی های مقاومتی مانند مقاومت ترکیدن، مقاومت کششی و لهیدگی حلقه ای اختلاف معنی داری وجود دارد. استفاده از سطوح بهینه الیاف نانو لیگنوسلولزی می تواند موجب بهبود این ویژگی ها گردد. طبق نتایج حاصل بهترین مقدار مقاومت حاصل در بین تیمارهای مختلف در سامانه نانو الیاف لیگنو سلولزی- پلی اکریل آمید کاتیونی در نمونه های حاوی 1 درصد نانو الیاف لیگنو سلولزی و 3/0 درصد پلی اکریل آمید کاتیونی مشاهده می شود.
کلید واژگان: نانو الیاف لیگنو سلولزی, Paulownia fortunei, کارتن کنگره ای کهنه (OCC), پلی اکریل آمید کاتیونی, الیاف بازیافتیBackground and objectivesOne of the disadvantages of recycled fibers is the significant loss of mechanical strength of the paper due to the decrease in the bond between the fibers. So far, many types of research have reported the application of cellulose nanofibers in the production processes of paper products. The results of previous research show that the use of cellulose nanofibers strengthens paper products. However, the amount of this reinforcement is different according to the type of cellulose nanofibers used. Nano lignocellulosic fibers of paulownia fortune (Nano wood) consist of nanoscale fibers with the same chemical composition as wood, which is produced mechanically without the use of chemicals from lignocellulosic biomass at ambient temperature. This material is a brown gel, which has a completely environmentally friendly production process. The objective of this study was to investigate the effect of adding Paulownia nano-wood on the improvement of pulp from old corrugated containers (OCC).
Materials and methodsThe pulp was prepared from OCC collected and after refining and obtaining a flow rate of 380 ± 20 ml, different amounts of paulownias nano-wood (1, 2, and 3%) and cationic polyacrylamide (0.1, 0.2, and 0.3%) was added to it. Finally, standard hand sheet papers were made from these treatments, and their physical and mechanical properties were measured according to the TAPPI standards.
ResultsUsing nano wood and cationic polyacrylamide simultaneously causes a significant increase in resistance properties. The results show that the simultaneous addition of cationic polyacrylamide-nano wood to the pulp obtained from old corrugated containers increases the resistance to air permeability and density due to the improvement of the content of the bond and also the reduction of the porosity of the paper structure. According to the results, the highest strength in the nano lignocellulosic fibers -cationic polyacrylamide system among different treatments was observed in samples containing 1 % of nano wood and 0.3 % of cationic polyacrylamide. The results of evaluating the physical properties of the papers showed that the density and air resistance of paper (Gurley method) increases with the addition of lignocellulosic nanofibers - cationic polyacrylamide in the paper. The results show that the simultaneous addition of lignocellulosic nanofibers - cationic polyacrylamide to the pulp obtained from Old corrugated container (OCC) increases the air resistance of paper and density due to the improvement of bonds and also the reduction of the porosity of the paper structure.
ConclusionDue to its positive charge, cationic polyacrylamide improves the bonding between fibers and restores lost bonds, and also prevents the wastage of fine nano wood particles and thus improves the properties of the paper. The statistical analysis showed that 95 % confidence in accuracy between treatments in the mechanical strengths (burst, RCT, and tensile strengths) is different. Using optimum levels of nano lignocellulosic fibers improves these strengths. According to the results, the best’s amount of strength among different treatments in the lignocellulosic nanofibers-cationic polyacrylamide system is observed in samples containing 1% lignocellulosic nanofibers and 0.3% cationic polyacrylamide.
Keywords: Nano ligno-cellulosic fibers, Paulownia fortune, old corrugated container (OCC), Cationic Polyacrylamide, Recycled Fibers -
سابقه و هدف
کاهش منابع چوبی جنگلی، ضرورت استفاده از منابع اولیه جایگزین شامل گیاهان غیرچوبی خودرو، چوب درختان سریع الرشد و پسماندهای کشاورزی را در صنایع کاغذسازی - افزایش داده است. از طرفی قسمت عمده پسماندهای کشاورزی کشور، در صنایع دامداری مصرف می شوند و زراعت چوب نیز به دلیل هزینه هایی چون حذف ریشه پس از قطع درخت با چالش های فراوانی روبه رو می باشد. ازاین رو لزوم استفاده از یک ماده اولیه غیرچوبی خودرو ضروری به نظر می رسد. ترجین (Saccharum ravennae) یکی از منابع غیرچوبی خودرو بومی کشور است که از پراکنش خوبی در سطح کشور برخوردار بوده و تاکنون پتانسیل استفاده از آن مورد ارزیابی قرار داده نشده است. لذا هدف از این تحقیق، بررسی ویژگی های شیمیایی و مورفولوژیکی ترجین و همچنین تولید و ارزیابی خمیرکاغذ پالایش شده و پالایش نشده سودا-آنتراکینون از آن به عنوان یک ماده اولیه جهت پیشنهاد به صنایع کاغذسازی می باشد.
مواد و روش هادر این تحقیق برگ های ترجین از منطقه گرگان واقع در استان گلستان تهیه شد. جهت اندازه گیری ویژگی های بیومتری ترجین، نمونه ها با استفاده از روش فرانکلین وابری شده و سپس با استفاده از میکروسکوپ نوری، ابعاد الیاف آن اندازه گیری و سپس ضرایب بیومتری آن ها محاسبه شد. برای اندازه گیری ویژگی های شیمیایی، نمونه ها ابتدا آسیاب شده و سپس ویژگی های شیمیایی آن ها شامل درصد خاکستر، مواد استخراجی، لیگنین (کلاسون) و سلولز بر اساس استانداردهای تاپی اندازه گیری شدند. به منظور تهیه خمیرکاغذ از ترجین، نمونه ها در سطوح مختلف زمانی (30 و 60 دقیقه) و ماده شیمیایی مصرفی (قلیاییت 14، 16 و 18 درصد) تحت دمای °C 160 و مقدار مصرف 1/0 درصد آنتراکینون پخت شده و سپس بازده، عدد کاپا و درجه روانی آن ها اندازه گیری شد. در ادامه خمیرکاغذها تا درجه روانی CSF ml 20±350 پالایش شده و سپس از خمیرکاغذهای پالایش شده و پالایش نشده کاغذ دست ساز با گراماژ 2m/g 60 تهیه و در ادامه ویژگی های فیزیکی، نوری و مقاومتی آن ها توسط استانداردهای تاپی اندازه گیری شد. درنهایت نتایج حاصل با استفاده از آزمون تجزیه واریانس یک طرفه و دانکن در محیط نرم افزار SPSS تحت ارزیابی قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد که طول، قطر، قطر حفره و ضخامت دیواره الیاف به ترتیب mm 85/1، µm 82/10، µm 32/5 و µm 75/2؛ و ضرایب بیومتری شامل ضریب درهم رفتگی، ضریب انعطاف پذیری و ضریب رانکل به ترتیب 14/171، 1 12/49 و 60/103؛ و ترکیبات شیمیایی آن شامل درصد خاکستر، مواد استخراجی، لیگنین و سلولز به ترتیب 75/5، 53/2، 73/26 و 63/44 درصد بود. نتایج حاصل از خمیرسازی نشان داد که با افزایش درصد قلیاییت و زمان پخت، بازده، عدد کاپا و ماتی خمیرکاغذ کاهش یافت. همچنین نتایج نشان داد که پالایش و افزایش درصد قلیاییت و زمان پخت سبب افزایش دانسیته، کاهش ماتی و افزایش ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ می شود. با توجه به نتایج، با افزایش درصد قلیاییت درجه روشنی افزایش یافت؛ درحالی که افزایش زمان پخت و استفاده از تیمار پالایشی، تاثیر معنی داری بر درجه روشنی خمیرکاغذ سودا-آنتراکینون حاصل از ترجین نداشته است. با توجه به نتایج، بهترین ویژگی ها پس از پالایش خمیرکاغذ پس از پخت، تحت قلیاییت 18 درصد به مدت 30 و 60 دقیقه و همچنین قلیاییت 16 درصد به مدت 60 دقیقه حاصل شد.
نتیجه گیریبه طورکلی، ترجین از ویژگی های مورفولوژیکی و شیمیایی بهتری نسبت به بسیاری از گیاهان غیرچوبی برخوردار بوده و در برخی موارد همچون طول الیاف، ویژگی های آن قابل مقایسه با ویژگی های پهن برگان نیز می باشد. همچنین خمیرکاغذ سودا-آنتراکینون پالایش شده و پالایش نشده ترجین از ویژگی های کاغذسازی نسبتا خوب و قابل قبولی برخوردار بوده و می توان آن را به عنوان بخشی از ماده اولیه برای تولید خمیرکاغذ، به صنایع کاغذسازی پیشنهاد نمود.
کلید واژگان: سودا-آنتراکینون, ترجین, گیاهان غیرچوبیBackground and ObjectivesThe reduction of forest wood resources has increased the necessity of using alternative primary resources including weedy non-wood plants, wood of fast-growing trees and agricultural residues in papermaking industries. On the other hand, most of the country's agricultural waste is consumed in animal husbandry industries, and wood farming also faces many challenges due to costs such as removing the roots after cutting the tree. Hence the need to use a weedy non-wood raw material seems essential. terjin (Saccharum ravennae) is one of the native weedy non-wood resources of the country, which has a good distribution in the country, and so far, its potential for use has not been evaluated. Therefore, the purpose of this research is to investigate the chemical and morphological characteristics of terjin, as well as the production and evaluation of refined and unrefined soda-anthraquinone pulp from it as a raw material to offer to papermaking industries.
Materials and MethodsIn this research, terjin leaves were obtained from Gorgan region located in Golestan province. In order to measure the biometric characteristics of terjin, the samples were cut using the Franklin method, and then the dimensions of its fibers were measured using an optical microscope, and then their biometric coefficients were calculated. In order to measure the chemical properties of the fibers, the samples were first grinded and then their chemical properties, including the percentage of ash, extractives, lignin (klason) and cellulose were also measured based on the TAPPI standard. In order to prepare pulp from terjin, the samples were cooked at different levels of time (30 and 60 minutes) and chemical (alkalinity 14, 16 and 18%) under a temperature of 160 °C and 0.1% anthraquinone consumption, and then their yield, freeness and kappa number was measured. In the following, the pulps were refined to freeness of 350 ± 20 ml CSF, and then handsheet paper with a grammage of 60 g/m2 was prepared from refined and unrefined pulps, and their physical, optical and resistance characteristics were measured by TAPPI standards. Finally, the results were evaluated and analyzed using one-way analysis of variance and Duncan's test in SPSS software environment.
ResultsThe results showed that the length, diameter, lumen diameter and wall thickness of the fibers were 1.85 mm, 10.82 µm, 5.32 µm and 2.75 µm, respectively; and biometric coefficients including Slenderness ratio, Flexibility coefficient and Runkel ratio were 171.14, 49.12 and 103.60 respectively. Its chemical composition included percentage of ash, extractive, lignin and cellulose were 5.75, 2.53, 26.73 and 44.63 respectively. The results of pulping showed that with the increase of alkalinity percentage and cooking time, yield, kappa number and freeness of pulp decreased. Also, the results showed that refining and increasing the alkalinity percentage and cooking time increase the density, decrease the opacity and increase the resistance characteristics of pulp. According to the results, the brightness increased with the increase in alkalinity percentage, while the increase in cooking time and the use of refining treatment did not have a significant effect on the brightness of the soda-anthraquinone pulp obtained from terjin. According to the results, the best characteristics were obtained after refining the pulp obtained from cooking at 18% alkalinity for 30 and 60 minutes, and also at 16% alkalinity for 60 minutes.
ConclusionIn general, terjin has better morphological and chemical characteristics than many non-woody plants, and in some cases, such as fiber length, its characteristics are comparable to hardwood. Also, refined and unrefined soda-anthraquinone pulp of terjin has relatively good and acceptable papermaking characteristics, and it can be suggested to the papermaking industry as a part of the raw material for the production of pulp.
Keywords: Saccharum ravennae, Soda-anthraquinone, Non-woody plants -
یکی از معایب الیاف بازیافتی کاهش قابل توجه مقاومت های مکانیکی کاغذ به دلیل کاهش پیوندهای بین الیاف است. این مطالعه باهدف بررسی تاثیر افزودن نانو الیاف چوب پالونیا و نشاسته کاتیونی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خمیرکاغذ حاصل از کارتن کنگره ای کهنه (OCC) انجام شده است. از کارتن های کهنه جمع آوری شده خمیرکاغذ تهیه و مقادیر مختلف نانو چوب (1، 2 و 3 درصد) و نشاسته کاتیونی (5/0، 1 و 5/1 درصد) به آن افزوده شد. از این تیمارها، کاغذهای دست ساز استاندارد ساخته و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی آن ها بر اساس روش استاندارد TAPPI اندازه گیری شدند. ارزیابی خواص فیزیکی کاغذها نشان داد دانسیته و مقاومت به عبور هوا با افزودن نانو چوب- نشاسته کاتیونی در کاغذ افزایش می یابد. همچنین بررسی نتایج نشان داد که اختلاف کاملا معنی داری با 95 درصد اطمینان بین تیمارهای مختلف ازلحاظ مقاومت های مکانیکی وجود دارد. بیشترین مقادیر شاخص مقاومت به ترکیدن (173/2 کیلو پاسکال مترمربع بر گرم) مقاومت لهیدگی در حالت حلقه (4/177 نیوتن) و مقاومت به عبور هوا (9/36 ثانیه) به تیمار 5/1S3N تعلق یافت. می توان نتیجه گیری نمود استفاده از مقادیر بیشتر نانو چوب به همراه ماده کمک نگهدارنده نشاسته کاتیونی موجب بهبود مقاومت های کاغذ نهایی می گردد.
کلید واژگان: پالونیا, کارتن کنگره ای کهنه, نانو چوب, نشاسته کاتیونیOne of the disadvantages of recycled fibers is the significant loss of mechanical strength of the paper due to the decrease in the bond between the fibers. The objective of this study was to investigate the effect of adding paulownia nano-wood on the improvement of pulp from old corrugated containers (OCC). Therefore, in this study, with the aim of preserving the mechanical properties of paper, a nano wood-cationic starch system was used. The pulp was prepared from OCC collected and after refining and obtaining a flow rate of 380 ± 20 ml, different amounts of nano-wood (1, 2, and 3%) and cationic starch (0.5, 1, and 1.5%) was added to it. Finally, standard hand sheet papers were made from these treatments, and their physical and mechanical properties were measured according to the TAPPI standards. The results showed that the density and air permeability increase with the addition of cation-starch nano-wood in the paper. Also, the results showed that there is a significant difference with 95% confidence between different treatments in terms of mechanical strength. The highest values of burst resistance index (2.173 kPa / g), crush resistance in ring mode (177.4 N), and air passage resistance (36.9 s) belonged to S3N 1.5 treatment. It can be concluded that the use of larger amounts of nano-wood with the help of cationic starch as retention aids improves the final paper strengths.
Keywords: Paulownia, Old Corrugated Carton, Nano Wood, cationic starch -
امروزه وابستگی شدید صنایع به منابع فسیلی برای تولید سوخت و مواد شیمیایی و همچنین کمبود شدید این منابع نگرانی های جدی را سبب شده است. به علاوه، افزایش انتشارگازهای گلخانه ای و آلودگی های زیست محیطی نیز دلیل مهمی برای بازبینی صنایع با فرآیندهای متداول تولید می باشد. در سال های اخیر، پالایش زیستی به واسطه تامین بخشی از مواد شیمیایی و سوخت مورد نیاز صنعت، مورد توجه زیاد صنایع لیگنوسلولزی به ویژه در بخش تبدیل پسماندهای پلیمری طبیعی (لیکور سیاه، لجن و...) به فرآورده های با ارزش افزوده زیاد قرار گرفته است. مطالعات زیادی بر روی تبدیل همی سلولز ها به مواد با ارزش افزوده زیاد انجام شده است. در بسیاری از این مطالعات، هدف بهینه سازی شرایط استخراج این ماده و سپس تبدیل آنها بوده است. همچنین پالایش زیستی می تواند در تبدیل لیکور سیاه حاصل از خمیرسازی منابع لیگنوسلولزی در کارخانجات تولید خمیر کاغذ به محصولات با ارزش افزوده به عنوان محصولات جانبی همراه با خمیر و کاغذ کمک نماید. در نهایت از نظر اقتصادی، پالایش زیستی موجب تقویت درآمدهای این کارخانه ها می شود. در این مقاله اهداف اصلی پالایش زیستی پسماندهای پلیمری طبیعی حاصل از کارخانجات کاغذسازی که دارای تاثیرات چند وجهی بر اقتصاد، انرژی و محیط زیست هستند مورد بحث قرار گرفته اند.
کلید واژگان: پالایش زیستی, زیست محیطی, لیکور سیاه, لیگنوسلولزی, همی سلولز هاNowadays, high dependence on fossil fuels for chemical and fuel production, and also, the severe shortage of these resources has raised serious concerns. Moreover, increasing in greenhouse gas emissions and environmental pollution are also an important reason for reviewing industries with conventional processes. In recent years, biorefinery has received much attention from the lignocellulosic industry, especially in the field of converting natural polymeric wastes (black liquor, sludge, etc.) to value-added products by supplying part of the chemicals and fuel required by industry. Many studies have been done on the conversion of hemicelluloses into high value-added materials. In most of these studies, the aim was to optimize the extraction conditions and then convert them. Furthermore, biorefinery can help to creating value-added products from black liqueur derived from pulping lignocellulosic materials in papermaking as by-products of pulp and paper. Finaly, economically, biorefinery will boost the economic sector of these plants. This paper discusses the main goals of biorefinery of natural polymer waste from paper mills that have multifaceted impacts on the economy, energy and the environment.
Keywords: Biorefinery, Environmental, Black Liquor, lignocellulosic, hemicelluloses -
فعالیت های تمدن بشر از آغاز تاریخ در مقیاس جهانی، بار فراوانی به محیط زیست تحمیل کرده است. بدین سبب است که تولید کنندگان و مصرف کنندگان انرژی باید در مورد نقشی که انرژی برای دست یابی به توسعه پایدار بر عهده دارد، عمیقا فکر کنند. در این زمینه حفظ محیط زیست زمین که قابل جایگزینی نیست، باید دقیقا مدنظر قرار گیرد. افزایش قیمت انرژی و نوسانات بازار، صنایع را به سوی استفاده از سیستم های مدیریت انرژی به منظور رقابت قابل اطمینان سوق داده است. صنعت کاغذ و خمیر کاغذ نیز از این قاعده مستثنی نیست، زیرا میزان تقاضا و تولید کاغذ و مقوا به طور قابل توجهی در مقیاس جهانی در حال افزایش است، که این عوامل منجر به افزایش مصرف انرژی و تولید گازهای گلخانه ای نظیر2CO می شود. در این راستا، با مرور پژوهش های قبلی و ادغام آن ها با دیدگاه های کارشناسان، روش های جدیدی برای انتخاب مناسب ترین فن آوری ها در بخش های مختلف کارخانه خمیر و کاغذسازی ارایه شده است.
کلید واژگان: انرژی, صنعت کاغذ و خمیر کاغذ, فن آوری های نوظهور انرژی, انتشار دی اکسید کربن, استراتژی های مدیریت انرژیThe activities of human civilization have imposed a high burden on the environment since the beginning of history on a global scale. That is why energy producers and consumers need to think deeply about the role that energy plays to achieve sustainable development. In this context, the maintenance of the environment, which cannot be replaced, should be taken into account precisely. Rising energy prices and market volatility, industry towards the use of energy management systems has led in order to compete reliable. Pulp and paper industry is not exception from this rule, Because the production of paper and paperboard demand is rising significantly on a global scale, that These factors lead to increased energy consumption and greenhouse gas emissions such as CO2 in this sector. In this context, a review of previous research and integrate them with the views of the experts, new methods for selecting the most appropriate technology in different sectors of the pulp and paper plant are provided.
Keywords: Energy, Pulp, Paper Industry, Energy emerging technologies, emissions of CO2, energy management strategies -
صنعت خمیر کاغذ و کاغذ یکی از بزرگ ترین صنایع در جهان است. این صنعت به سرعت در حال پیشرفت بوده و سرعت ماشین کاغذ نیز در حال افزایش است و فناوری مواد شیمیایی کاغذسازی اهمیت بیشتری پیدا کرده است. مسایل مربوط به قیمت و کیفیت محصول باعث شده است که تولیدکنندگان کاغذ، توجه بیشتری به استفاده از مواد افزودنی جهت برای بهبود کیفیت کاغذ نشان دهند. در تولید کاغذ، طیف وسیعی از مواد افزودنی با اشکال، ویژگی های مختلف، توزیع اندازه و رفتار شیمیایی سطحی مختلف در تولید کاغذ استفاده می شوند. پلی آکریل آمیدها، به عنوان یکی از پلیمر های محلول در آب با وزن مولکولی بالا هستند که در صنعت کاغذسازی به عنوان رزین های مقاومت خشک و کمک نگه دارنده استفاده می شود. این رزین ها در بخش پایانه تر سیستمسامانه کاغذسازی به سوسپانسیونتعلیقی خمیر کاغذ اضافه می شوند که با تشکیل پیوندهای هیدروژنی بیشتر بین الیاف، باعث افزایش ماندگاری الیاف، نرمه ها، پرکننده ها و ذرات ریز و در نتیجه باعث بهبود خواص مقاومتی خمیر کاغذ و جلوگیری از هدررفت مواد و کاهش هزینه های تولید می شوند. در سال های اخیر، تحقیقات عمدتا به توسعه تولید پلی اکریل آمیدهای چندکاره متمرکز شده است. با تعمیق تحقیقات، برخی از عملکردهای برتر پلی اکریل آمیدهای جدید به تدریج مورد استفاده و تولید قرار می گیرند.
کلید واژگان: کاغذ سازی, کمک نگه دارنده, پلی اکریل آمید, الیاف نرمه, پایانه تر -
این تحقیق باهدف رنگ بریECF خمیرکاغذ سودای باگاس تولیدشده در صنایع کاغذ پارس با اکسیژن (O)، دی اکسید کلر (D) و پراکسید هیدروژن (P) در حضور فتوکاتالیزور نانوذره دی اکسید تیتانیم (T) و متیلن آبی (M) به عنوان جایگزینی برای هیپوکلریت سدیم (H) انجام شد. رنگ بری خمیرکاغذها طی توالی هایHH، O، OD، OD(Ep)T1، OD(Ep)T2، OD(Ep)T1m و OD(Ep)T2mانجام شد. خواص فیزیکی و مکانیکی خمیرکاغذها و کاغذهای دست ساز و COD پساب ها مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس این نتایج، عدد کاپا خمیرکاغذها طی دو توالی OD(Ep)T1m و OD(Ep)T2m معادل نمونه شاهد رنگ بری شده با توالی HH از صنایع کاغذ پارس بود؛ اما درجه بسپارش خمیرکاغذ بعد از دو توالی اخیر دو برابر نمونه شاهد بود. نتایج درجه روشنی کاغذهای حاصل نشان داد که با استفاده از توالی های OD(Ep)T1، OD(Ep)T2 OD(Ep)T1m و OD(Ep)T2m می توان به درجه روشنی مشابه نمونه شاهد صنایع کاغذ پارس (75 درصد ایزو) دست یافت. همچنین ارزیابی نتایج نشان داد که در صورت جایگزینی توالی HH با توالی OD(Ep)T1m و OD(Ep)T2m با عدد کاپای برابر می توان انتظار بهبود بازده (3 درصد)، گرانروی (207 درصد)، درجه بسپارش (213 درصد) خمیرکاغذ و ماتی (5 درصد)، شاخص های مقاومت به کشش (7/2 درصد) و پارگی (49 درصد) کاغذ را داشت ضمن این که COD پساب نیز 30 درصد کاهش خواهد یافت. به طورکلی، استفاده از نانوذره دی اکسید تیتانیم و متیلن آبی امکان دستیابی به خمیرکاغذ با درجه روشنی بیشتر و خواص مقاومتی مناسب تر را فراهم نمود.
کلید واژگان: باگاس, رنگ بری, نانوذره دی اکسید تیتانیم, متیلن آبی, درجه بسپارشThis research was carried out with the aim of bleaching of soda-bagasse pulp, produced in the Pars paper industry, with oxygen (O), chlorine dioxide (D), and hydrogen peroxide (P) in the presence of titanium dioxide nanoparticle (T) as photo catalyzer and methylene blue (M) as an alternative to sodium hypochlorite (H). Bleaching of pulp was performed in sequences of O, OD, OD (Ep) T1, OD (Ep) T2, OD (EP) T1m and OD (Ep) T2m. The physical and mechanical properties of pulp and handsheets were measured as well as COD of effluents. According to the results, the kappa number of the pulp was reduced in two treatments of OD (EP) T1m, and OD (Ep) T2m and was the same as the control sample, bleached with HH conventional sequence in the Pars paper industry. However, the degree of polymerization of the two recent treatments was twice more than that of the control sample. The results of degree of brightness showed that the OD (Ep) T1, OD (Ep) T2, OD (EP) T1m, and OD (Ep) T2m sequences can result in the same degree as the bleached control sample of the Pars paper industry (75% ISO). Also, results showed that by replacing the HH sequence with OD (Ep) T1m and OD (Ep) T2m sequences with the same kappa number, an improvement in bleached pulp yield (3%), viscosity (207%), degree of polymerization (213%) of pulp, opacity (5%), tensile strength index (2.7%) and tear index (49%) of the paper can be expected, while the COD of effluent would decrease by 30%. In general, the use of titanium dioxide nanoparticles and aqueous methylene blue in OD (Ep) bleaching sequence can result in the higher pulp brightness and strength properties of paper.
Keywords: Bagasse, Bleaching, Titanium Dioxide nanoparticle, Methylene blue, Degree of polymerization -
سابقه و هدف
نانوسلولز باکتریایی به علت ساختارهای میکروسکوپی مناسب، قابلیت های بسیاری در مصارف خاص (مانند مصارف پزشکی و بهداشتی) دارد. این ماده در برخی از خواص مانند خلوص زیاد، بلورینگی و درجه پلیمریزاسیون با سلولز گیاهی تفاوت دارد. در مطالعه حاضر، تولید نانوسلولز باکتریایی با استفاده از باکتری استوباکتر زایلینیوم و ارزیابی مشخصات آن انجام شده است.
مواد و روش هابرای تهیه نانوسلولز باکتریایی در این تحقیق، باکتری در محیط کشت مایع و در شرایط بستر استاتیک و دینامیک کشت داده شد و سلولز به دست آمده، شستشو و خالص سازی شد. ریزساختارها با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM)، ساختار بلورینگی با آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD)، درصد وزنی، اندازه و نحوه پراکنش نانوسلولز با آنالیز عنصری اشعه ایکس پراکنش گرای انرژی (EDX)، تعیین ویسکوزیته و وزن مولکولی با روش انحلال سلولز در محلول کوپر دی اتیلن آمین (CED) و بازده نانوسلولز با روش توزین نمونه مرطوب و خشک آنها مورد بررسی قرار گرفت.
یافته هانتایج نشان داد بازده نانو سلولز در محیط کشت استاتیک نسبت به محیط کشت دینامیک آن بیشتر است. مقایسه تصاویر FE-SEM نشان داد که نحوه کشت تاثیر محسوسی بر ساختار ریخت شناسی الیاف نانوسلولزهای تولیدی دارد. بطوری که مقایسه تصاویر FE-SEM دو روش کشت نشان داد ریخت شناسی نانوسلولز باکتریایی در کشت اساتیک، متخلخل و مشبک و در نانوسلولز باکتریایی در کشت دینامیک دارای ساختار به هم چسبیده است. اندازه نانوذرات عموما برای نانوسلولزهای تولید در محیط کشت دینامیک و استاتیک زیر 60 نانومتر می باشد. نتایج آزمون XRD نشان داد میزان بلورینگی نانوسلولز باکتریایی در محیط کشت استاتیک حدود 49/72 درصد محاسبه شد، در حالی که این مقادیر برای محیط کشت دینامیک، 29/14 درصد اندازه گیری گردید. همچنین میزان ویسکوزیته سلولز باکتریایی تولید شده در محیط کشت استاتیک 7/110 سانتی پوآز و میزان ویسکوزیته سلولز باکتریایی تولید شده در محیط کشت دینامیک 97 سانتی پوآز محاسبه شد.
نتیجه گیریبه طور کلی با در نظر گرفتن خصوصیات نانوسلولز باکتریایی تولید شده و مقایسه آن با سایر تحقیقات انجام شده، می توان نتیجه گرفت نانوسلولز باکتریایی مناسب تولید شده است که این مسئله به لحاظ نیاز تحقیقاتی موجود در این زمینه در کشور و کاربردهای پزشکی و مهندسی آن حائز اهمیت است.
کلید واژگان: باکتری استوباکتر زایلینیوم, کشت استاتیک, کشت دینامیک, نانوسلولز باکتریاییBackground and objectiveBacterial Nano-cellulose (BNC) due to special microscopic structures has a high potential in special used (such as medical and sanitary applications). BNC differs from plant cellulose in its higher purity, crystallinity, and degree of polymerization. The goal of this study was to investigate the production of BNC using Acetobacter xylinum bacteria and its characteristics evaluation.
Materials and methodsIn order to obtain BNC, the bacterium was cultured in a liquid culture medium under static and dynamic conditions and the resulting cellulose was washed and purified. Microstructures with field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), crystallinity structure by X-ray diffraction (XRD), weight percentage, size and distribution of BNC with energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX), determination of viscosity and molecular weight by dissolving of cellulose in copper(II)-ethylenediamine complex (CED) solution, and BNC yield, using wet and dry samples weighed.
ResultsThe results showed that yield of BNC static medium is more than BNC dynamic culture medium. Comparison of FE-SEM images showed that the culture method has a significant effect on the morphology structure of the BNCs fibers produced. Comparison of FE-SEM images of two cultivars showed that the morphology of BNC in static is porous and in dynamic is clustered together. The size of nanoparticles is generally below 60 n.m. for both BNC. The results of XRD test showed that the crystallinity of BNCs in the static and dynamic medium was 72.49% and 14.29%, respectively. Also, viscosity of BNCs in the static and dynamic medium was 110.7 centipoise (cP) and 97 cP, respectively.
ConclusionIn general, with respect to characteristics of BNC products and comparison with other studies, we concluded that suitable BNC is produced in this study that with respect to research needed in this field in the country and medical applications and engineering are important.
Keywords: Acetobacter xylinum bacteria, static culture, dynamic culture, Bacterial Nano-cellulose (BNC) -
لیگنین بعد از سلولز فراوان ترین پلیمر زیستی طبیعی است و یکی از منابع مهمترکیبات آروماتیک در روی زمین محسوب می شود. لیگنین درشت مولکول فنولی و دارای ساختار پیچیده ای است که بسته به نوع گیاه و فرایند جداسازی، ساختار مولکولی آن به طور قابل توجهی تغییر می کند. لیگنینعمدتا در فرایندتولید خمیرکاغذ به عنوان محصول جانبی به دست می آید.در حال حاضر بخش عمده این ماده در کاربردهای با ارزش افزوده بالا استفاده نمی شود. وابستگی شدید صنعت به منابع فسیلی برای تولید سوخت و مواد شیمیایی مشکلاتی از جمله کاهش منابع فسیلی سوخت، افزایش انتشار گازهای گلخانه ای و افزایش آلودگی های زیست محیطیبه همراه داشته است که برای رفع این مشکلات تلاش های زیادی برای تبدیل زیست توده بهسوخت های زیستی و مواد شیمیایی شده است؛با اینکه فناوری های تبدیل کربوهیدرات ها به مواد با ارزش افزوده مانند خمیروکاغذ، مونومرهای قند و اتانول، توسعه زیادی یافته است.در این مقاله ابتدا به ساختار وویژگی-های لیگنینپرداخته شدهاست و سپسن حوه استخراج لیگنینرادرمقیاس صنعتی وآزمایشگاهی به-طورکامل توضیح داده است ودرانتهابه کاربردهای لیگنیندرصنایعمختلفاشارهکردهاست.
کلید واژگان: لیگنین, زیست توده, زیست پالایشگاه, کامپوزیت زیستی, سوخت زیستی -
بررسی پتانسیل منابع سلولزی بیابانی از سال های گذشته یکی از اولویت های تحقیقاتی کشور بوده است. در این پژوهش ویژگی-های ریخت شناسی الیاف چوب درون و چوب برون گونه درختچه ای دیودال (Ammodendron persicum) با هدف تعیین ویژگی-های کاربردی و صنعتی آن در 5 سطح ارتفاعی تنه درخت بررسی شد. همچنین مقدار پلیمرهای اصلی چوب (لیگنین، سلولز و همی سلولزها) و خاکستر موجود در چوب تنه و همچنین آنالیز کروماتوگرافی گازی- طیف سنج جرمی (GC-MS) مواد شیمیایی موجود در عصاره استخراج شده از آرد چوب تنه و ریشه این گونه مورد ارزیابی قرار گرفت. متوسط طول، قطر، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره الیاف چوب درون این گونه به ترتیب 26/1041، 30/12، 37/3، 37/4 میکرون و برای چوب برون به ترتیب 19/969، 71/11، 96/2، 46/4 میکرون بود. همچنین نسبت لاغری، انعطاف پذیری و رانکل در ارتفاع های مختلف برای چوب درون به ترتیب برابر 1/84، 4/27، 02/262 و برای چوب برون به ترتیب برابر 4/82، 2/25، 9/302 بود. مقادیر سلولز، همی سلولزها، لیگنین و خاکستر برای چوب تنه به ترتیب 9/38، 7/24، 8/29 و 8/0 درصد و برای ریشه به ترتیب 6/41، 2/29، 7/22 و 2 درصد اندازه گیری گردید. در مجموع 13 ترکیب در تنه و 11 ترکیب در ریشه شناسایی شد که با درصدهای متفاوتی در چوب تنه و ریشه وجود دارند. فراوان ترین ترکیب موجود در چوب تنه، کوزان ها (ایکوزان- دوکوزان - تری کوزان- تترا کوزان - پنتا کوزان - هگزا کوزان - هپتا کوزان) و در چوب ریشه اکتا دکان آمید به ترتیب به میزان 40 و 16/16 درصد از کل مواد استخراجی مشاهده شد. می توان نتیجه گرفت که الیاف و ترکیبات شیمیایی گونه دیودال می تواند از نظر جنبه های اقتصادی ارزشمند باشد و می توان با تبدیل آنها به فرآورده های با ارزش افزوده زیاد از آن استفاده بهینه کرد.کلید واژگان: Ammodendron persicum, ریخت شناسی الیاف, تغییرات طولی, نسبت رانکل, کروماتوگرافی گازی- طیف سنج جرمیInvestigation the potential of cellulosic resources was one of the research priorities of our country from the past. In this study, morphological properties of Ammodendron persicum tree stem was done in 5 different heights. Also main wood polymers (lignin, cellulose, and hemicelluloses) and ash in stem, also gas chromatography–mass spectrometry (GC-MS) analysis of chemical extracted compounds from wood four of stem and woody roots of this species performed. According to measurements average length, fibers diameter, lumen diameter and wall thickness of heart wood was 1041.26, 12.30, 3.37 and 4.37 µm, respectively. About sapwood this numbers are 969.19, 11.71, 2.96 and 4.46 µm. slenderness, flexibility and Runkel ratios of fibers was 84.1, 27.4 and 262.02 for heart wood and 82.4, 25.2 and 302.9 for sapwood. The results indicate that these fibers are very narrow pore diameter and thick cell wall is capable. The amounts of cellulose, hemicellulose, lignin and ash for trunks wood were 38.9, 24.7, 29.8 and 0.88% respectively, and for root, were 41.6, 29.2, 24.7 and 2%, respectively. Overall, 13 compound in the trunk and 11 compound were identified at the root, with varying percentages in the trunk and root wood. The most abundant compounds in the trunk of the Docosane (icosane - Docosane - Tricosane - Tetra- Tricosane-Pentacosane -Hexacosane -Heptacosane). In the root wood, Octadecene compound respectively by 40 % and 16.16 % of total extractives was observed. It can be concluded that the fibers and chemical compositions of the Ammodendron persicum species can be valuable in terms of economic aspects and can be optimized by converting them into high value added products.Keywords: Ammodendron persicum, Fiber Morphological, longitudinal Variations, Ronckel Coefficient, Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC-MS)
-
امروزه بسته بندی مواد غذایی بخش مهمی از صنعت جهانی غذا را به خود اختصاص داده است که اهمیت آن در دنیا به دلیل افزایش تقاضای مصرف کنندگان برای دستیابی به غذای ایمن، اهمیت مدت ماندگاری مواد غذایی بسته بندی شده، کاهش هزینه ها، مسائل زیست محیطی و رفاه بیشتر مصرف کنندگان، روز به روز در حال افزایش است. دردهه های اخیر، به علت افزایش کاربرد فناوری نانو، پیشرفت های جهانی درصنعت تولیدی به وجود آمده است. فناوری نانو طراحان را قادر می سازد تا ساختار عناصر بسته بندی را در مقیاس مولکولی تغییر دهند و ویژگی های آن را بهبود بخشند. صنعت غذایی از بسته بندی های اولیه به بسته بندی های نوین و هوشمند تغییر یافتند تا جواب گوی روند جهانی، پیشرفت های فناوری و نیازهای مشتری باشند. تحقیقات فعال درصنایع غذایی و دیگر زمینه های علمی برای توسعه بسته بندی های نوین شامل بسته بندی هوشمند و فعال موادغذایی، بسته بندی موثرتر و مناسب تر با مشکلات زیست محیطی کمتر، انجام شده است. مهم ترین مزیت استفاده از آن ها،کاهش هدررفت موادغذایی به دلیل افزایش عمر مفید آن هاست. در این تحقیق برخی از ویژگی های بسته بندی های پلیمری نوین موادغذایی و جنبه های زیست محیطی آن ها مطرح شده است.کلید واژگان: زیست پلیمر, نانوفناوری, نانوکامپوزیت های زیست پلیمری, بسته بندی نوین, بسته بندی هوشمند, بسته بندی فعال, جنبه های زیست محیطی
-
شناخت بازار به منظور به دست آوردن موقعیت مناسب، در نظام جدید تولید بین الملل از اهمیت ویژه ای برخوردار است. گسترش بازار و تعدد صنایع، سبب اهمیت یافتن رقابت پذیری و همچنین درک صحیح از جایگاه نسبی خود در بازار برای بسیاری از صنایع شده تا از این طریق بتوانند سیاست های اقتصادی و صنعتی خود را منطبق با شرایط بازار و موقعیت نسبی خود، اتخاذ نمایند. شناخت این مسئله به آن ها کمک خواهد کرد تا توانمندی های خود را در جهت بهبود عملکردشان، ارتقا بخشند. لذا هدف از این مطالعه، تعیین و رتبه بندی معیارهای موثر بر انتخاب و خرید مقوا در صنایع کارتن سازی کشور بود. نتایج رتبه بندی نشان داد که در بین 24 شاخص های فرعی تاثیرگذار در خرید و انتخاب ورقه کارتن در صنایع کارتن سازی، خواص مقاومتی (157/0) از زیر شاخص فنی و کیفی و قیمت تمام شده مقوا (101/0) از زیر شاخص اقتصادی به ترتیب بالاترین اولویت را دارند.157/0) از زیر شاخص فنی و کیفی و قیمت تمام شده مقوا (101/0) از زیر شاخص اقتصادی به ترتیب بالاترین اولویت را دارند.کلید واژگان: صنایع کارتن سازی, انتخاب و خرید, معیارهای موثر, اولویت بندی, فرایند تحلیل سلسله مراتبیUnderstanding the market situation in order to obtain a suitable position in the new inter-national production system has particular importance. Therefore, the aim of this study was to determine and rank the effective indexes on the selection and purchase of paper in the card board production industries of the country. The expansion of the market and the multiplicity of industries have led to the importance of finding competitiveness as well as an accurate un-derstanding of their relative position in the market for many industries in order to make their economic and industrial policies compatible with their market conditions and relative position. Knowing this fact will help them improve their capabilities to improve their performance. Therefore, the purpose of this study was to determine and rank the effective measures on the choice and purchase of cardboard in the country's carton industry. The results of the ranking showed that among the 24 sub-indicators influencing the purchase and selection of cartons sheet in the paper board manufacturing industry,Keywords: Liner, Flute Paper, Carting Industry, Analytical Hierarchy Process, Weighting, Index????????????????
-
نشاسته یکی از مهم ترین و فراوان ترین پلی ساکاریدها در طبیعت است و در صنایع مختلف به دلیل خواص کاربردی مانندویژگی-های ممانعتی، زیست تخریب پذیری بالا، ارزانی، در دسترس بودن،ایمنی مصرف، پیونددهی و چسبندگی مناسب به طور گسترده استفاده می شود. باوجودویژگی های خوبی که نشاسته دارد، خواص مکانیکی ضعیف به ویژه مقاومت کششی و مدول کشسانیپایین نسبت به پلیمرهای سنتزی دارد. علاوه بر آن،ماده ای بسیار آب دوست است که موجب حساسیت زیاد فیلم و سایر محصولات مبتنی بر نشاسته نسبت به رطوبت و در نتیجه افت خواص مکانیکی می شود. یکی از بهترین روش های حل این موضوع ترکیب نشاستهبا سایر پلیمرهای زیست تخریب پذیر سنتزی به ویژه در ابعاد نانومتری است. در این مقاله ضمن بررسی روش های اصلاح ساختاری نشاسته، ترکیبات جدید این پلیمر با سایر مواد را کهمنجر بهگسترش کاربردهای آن در حوزه های متنوع صنعتی می شود، بررسی شده است.کلید واژگان: نشاسته, بسته بندی, کاغذسازی, نانو نشاسته, چسب
-
سابقه و هدفیکی از مشکلات متداول در فرآیند کاغذسازی، وجود ترکیبات و فرآورده های جانبی ناخواسته از قبیل قیر، مواد چسبناک و آلودگی های خارجی در کاغذ می باشد، که هر یک از این مواد ممکن است از منابع مختلفی به وجود آیند. وجود مواد آبگریز مانند موم ها، چربی ها، اسیدهای چرب، اسیدهای رزینی، هیدرو کربن ها و... در چوب به عنوان ماده اولیه برای خمیرسازی عامل چنین مشکلاتی می باشد. قیر واژه ای است که در ضمن فرآیند کاغذسازی به وجود می آید و می تواند مشکلات قابل توجهی را به همراه داشته باشد. عمده ترین تاثیرات مخرب قیرها شامل مسدود شدن نمد آبگیری و چسبیدن به توری یا سیلندرهای خشک کن است که در نهایت موجب توقف های مکرر در ماشین کاغذ و یا لکه های چسبناک در محصول نهایی شود. امروزه نیز برخی از مواد برای رفع این مشکلات در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است.مواد و روش هادر این پژوهش، ابتدا خمیر CMP رنگبری نشده و رنگبری شده توسط سه حلال تولوئن، اتانول و دی کلرو متان استخراج شده و ترکیبات استخراجی موجود در آن به لحاظ کمی و کیفیاندازه گیری شد. در مرحله بعد این خمیر توسط 2/0 واحد آنزیم استراز به ازاء هر گرم خمیر در محیط آبی (H2O) و 8 درصد خشکی و دمای 50 درجه سانتی گراد به مدت 45 دقیقه همراه با عمل هم زدن مکانیکی تیمار شد. تیمار آنزیمی برای هر یک از خمیرهای رنگبری شده و رنگبری نشده به صورت جداگانه انجام شد و سپس تاثیرات ایجاد شده در خمیرها با استفاده از کروماتوگرافی گازی/ طیف سنجی جرمی (GC/MS)، مورد بررسی قرار گرفتند.یافته هابه طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در تیمار استفاده شده با حلال اتانول، فرآیند رنگ بری سبب افزایش مقدار آلکان ها، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، الکل ها، ترکیبات سیلیس دار و به مقدار جزئی آلدهیدها شده و همچنین کاهش استر اسیدهای چرب، مشتقات فنولی و کتون ها را در پی داشته است. روند فوق در حضور آنزیم نیز وجود دارد، با این استثنا که کتون ها مشاهده نشده اند و ترکیبات سیلیسیم دار و اسیدهای چرب افزایش داشته اند. افزایش ترکیبات سیلیس دار به خاطر سه ترکیب حاصل از آنزیم است. در تیمار استفاده شده با حلال دی کلرومتان، رنگبری موجب افزایش آلکان ها، کتون ها و ترکیبات سیلیس دار و کاهش اسیدهای چرب، استر اسیدهای چرب، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، آلکن ها، آلدهیدها و مشتقات فنولی شده است. روند فوق برای حضور آنزیم نیز وجود دارد به استثنای آلدهیدها، الکل ها، مشتقات فنولی، کتون ها و آمیدها که در هیچ کدام از دو خمیر مشاهده نشده-اند که نشان از تخریب آنها دارد. در تیمار استفاده شده با حلال تولوئن، اثر رنگبری به صورت افزایش هالوآلکان ها، استر اسیدهای چرب، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید و آلدهیدها و کاهش مقدار آلکان ها و مشتقات فنولی مشاهده شده است. در اثر استفاده از آنزیم در این حلال و در خمیر رنگبری نشده، مقادیر بیشتری از مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، آلدهید و الکل وجود دارد.نتیجه گیریبا توجه به نتایج به دست آمده از تاثیرتیمار آنزیمی بر خمیر CMP به کمک ستگاه GC/MS، می توان اذعان داشت که آنزیم استراز عملکرد قابل توجهی در تغییر ترکیبات شیمیایی استخراج شده با حلال های مورد استفاده داشته است.
عمده ترکیبات فرار قیر در غیاب آنزیم و با حلال اتانول و تولوئن، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید هستند. در حضور آنزیم و در حلال اتانول نیز این ترکیبات عمده بودند. در حضور آنزیم و در حلال تولوئن، آلدهیدها بیشترین درصد نسبی را دارا هستند. آلکان ها، در خمیر رنگ بری شده و در حلال دی کلرومتان شاخص بودند. نتایج نشان داد در تیمار استفاده شده با حلال اتانول، فرآیند رنگ بری سبب افزایش مقدار آلکان ها، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، الکل ها، ترکیبات سیلیس دار و به مقدار جزئی آلدهیدها شده و همچنین کاهش استر اسیدهای چرب، مشتقات فنولی و کتون ها را در پی داشته است.کلید واژگان: آنزیم استراز, خمیر کاغذ شیمیایی, مکانیکی, قیر, طیف سنجی جرمی, کروماتوگرافی گازیBackground And ObjectivesOne of the common problems in the papermaking process is compounds and unwanted by-products such as pitch, sticky and foreign pollution in paper that each of these materials may come from various sources. The wood as raw material for pulping is an agent of these problems; because wood have contained hydrophobic materials such as wax, lipids, fatty acids, resin acids, hydrocarbons and etc. Pitch is the term that produce in the papermaking process and leads to considerably problems. The main destructive impacts of pitch, including blocking and hang lace to felt dewatering or drying cylinders occurs that creates holes in the paper. Nowadays, some of the material to removal these problems on an industrial scale is used.
Material andMethodsIn this study, after obtaining extractive compounds from bleached and unbleached CMP pulp, pulp were treated by 0.2 units, equivalent of 0.001 g of esterase enzyme in the water condition (H2O) and consistency of 8% at 50 0C for 45 min with mechanical mixing. Enzyme treatment for the unbleached and bleached pulp was done as separation stage; therefore, the effect of enzyme treatments in pulps using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) was studied.ResultsGenerally, results of this study showed that treatment use with ethanol solvent, bleaching process leads to increasing the amount alkanes, 1 and 2 benzene di-carboxylic acid derivatives, alcohols, silica compounds and minor amounts of aldehydes and as well as lower the esters fatty acids, phenolic and ketones derivatives. There is also a trend in the presence of the enzyme except that ketones were not in pulp and fatty acids increased. Increase of silica compounds is due to three combinations of enzymes. In treatment with use of di-chloromethane solvent, bleaching process leads to increase of alkanes, ketones and silica compounds and reducing the fatty acids, esters of fatty acids, 1 and 2 benzene di-carboxylic acid derivatives, alkenes, aldehydes and phenolic derivatives. There is also a trend for the enzymes with the exception of aldehydes, alcohols, phenolic derivatives, ketones and amides not observed in any of the two pulp that of their destruction. In treatment with use of toluene solvent, the impact of bleaching as increasing of halo-alkanes, esters of fatty acids, 1 and 2 benzene di-carboxylic acid derivatives and aldehydes and reducing of alkanes and phenolic derivatives not observed. The use of enzymes in this solvent and in the unbleached pulp, high amounts of 1 and 2 benzene di-carboxylic acid derivatives, aldehydes and alcohols was presence in pulp.ConclusionAccording to the results obtained from GC/MS, it can be said that esterase enzyme has good performance relatively compared to solvents. As previously mentioned the deposition of extractives in pulp and paper equipment leads to reduce the run-ability of the papermaking machine, causing a tear in the paper and eventually disability of operations and is involved in major economic losses. Triglycerides wood, especially in the factories that used softwoods as raw material, play an important role in in the formation of pitch deposits. Therefore, the use of enzyme systems could have a key role in controlling of pitch.Keywords: Esterase enzyme, Chemical, mechanical pulp, Pitch, Mass spectrometry, Gas chromatography -
سلولز، فراوان ترین پلیمر زیستی، حاصلبیوسنتزگیاهان،حیواناتوباکتری هااست، نانوسلولز نیز یک ماده طبیعی و زیست تخریب پذیر است،که از سلولز خام به دست می آید. وبه دلیل ویژگی های مطلوب مورد توجه قرار گرفته است. همچنین نانوسلولزانواع مختلفی مانند: نانوکریستال سلولز، نانوفیبرسلولز، سلولزباکتریایی دارد.نانوسلولزباکتریایی(BNC)،یا سلولز میکروبی،یکپلیمرزیستیاستکهتوسطباکتری هایمتعلقبهجنس های استوباکتر،گلوکوناستوباکتر،ریزوبیوم وسرسینا سنتزشدهاست،BCدارایخلوصبسیاربالااستوهیچمادهدیگریازجملهلیگنین،پکتینوهمی-سلولزکهدرسلولزگیاهیاست،ندارد. سلولز باکتریایی(BC) به دلیل زیست سازگاری، ساختار شبکه سه بعدی فیبرها، خواص مکانیکی و نوری خوب، سطح ویژه بالا و ظرفیت جذب آب و همچنین درجه کریستالی بالا و غیر سمی بودن به عنوان ماده بیولوژیکی مطلوب در زیست پزشکی، مانندپوستمصنوعی،رگ-هایخونیمصنوعیومیکرو ارگانیسم ها،پانسمانزخم،و...استفاده می شود. علاوه بر اینBCمی-تواندبهآسانیاصلاحشود،تاویژگی هایآنبهبودیابدودرنتیجهچندیننانوکامپوزیتبرپایهBCایجادشود.کلید واژگان: نانوسلولز, ن, انوسلولز باکتریایی, زیست پزشکی, بیوپلیمر, زیست سازگاری
-
: تحقیقات انجام شده طی سال های اخیر نشان داده است به کارگیری روش های بر پایه زیست فناوری، به ویژه استفاده از آنزیم های صنعتی به منظور فرآوری کاغذهای باطله موجب تقویت ویژگی های نوری و مکانیکی خمیر کاغذهای بازیافتی گردیده است. در این تحقیق مرکب زدایی کاغذ روزنامه باطله چاپ شده به روش افست با استفاده از آنزیم لیپاز مورد بررسی قرار گرفت.
مرکب زدایی آنزیمی با استفاده از آنزیم لیپاز در سه سطح زمانی 60، 120 و 180 دقیقه و سه سطح مصرف آنزیم 3، 6 و 9 واحد به ازاء هر گرم خمیر کاغذ خشک در pH خنثی انجام شد. برای حذف ذرات مرکب از روش شست و شو استفاده شد.
مقایسه ویژگی های نوری، فیزیکی و مکانیکی کاغذهای دست ساز حاصل نشان داد خمیر کاغذهای مرکب زدایی شده با لیپاز دارای درجه روشنی بیشتر و زردی کمتر نسبت به نمونه شاهد هستند. با این وجود ماتی کاغذهای حاصل از تیمار آنزیمی با افزایش زمان و مقدار تیمار آنزیمی نسبت به نمونه شاهد کاهش نشان می دهد. همچنین، تیمار آنزیمی موجب افزایش ویژگی های مکانیکی (مقاومت به پاره شدن و مقاومت به ترکیدن) کاغذهای دست ساز نسبت به نمونه شاهد (بدون هرگونه تیمار شیمیایی یا آنزیمی) شد.کلید واژگان: مرکب زدایی آنزیمی, لیپاز, ویژگی های فیزیکی, درجه روشنی, ویژگی های مکانیکیBackground And Objectivespresented researches during recent years, showed that using biotechnological base methods, specially using industrial enzymes for processing of waste papers is considered as a suitable approach to improve optical and mechanical properties of recycled papers. In this research deinking of offset printed waste newspapers using lipase enzyme was studied.Materials And MethodsIn this research enzymatic deinking of the recycled newspapers was investigated using lipase at three-time level as 60, 120 and 180 min, and three level of enzyme use as 3, 6 and 9 U/g O.D pulp at neutral pH value. Washing method was used to remove ink particles.ResultsComparison of the optical, physical and strength properties of the made handsheets showed that enzymatically deinking could enforce the strength properties (tear and burst strengths) in the related handsheets compared to those of the control sample. In addition, lipase-deinked pulps showed higher brightness and lower yellowness than the control sample. However, opacity of enzymatic treated pulps decreased with prolongation of treatment time compared to the control sample.ConclusionIt can be generally concluded that enzymatic deinking using lipase is an appropriate method to improve the optical and strength properties of offset printed waste newsprints. It seems that increasing the amount of enzyme treatment in more than 9 units of enzyme per gram of dry pulp had a significant reduction in the opacity content of dry pulp compared to the control sample and Increasing the treatment time will also be effective in this reduction.Keywords: Enzymatic deinking, lipase, physical properties, Brightness, mechanical properties -
امروزه انرژی به عنوان یک عامل مهم و موثر در گسترش و ایجاد صنایع مختلف از اهمیت زیادی برای کشورها و سازمان های مسئول در بخش صنعت برخوردار است. با توجه به سهم قابل توجه بخش صنعت در مصرف انرژی، مدیریت مصرف انرژی در این بخش از اهمیت زیادی برخوردار است. صنعت خمیر و کاغذ نیز به عنوان یکی از صنایع بزرگ و مهم در بیشتر کشورهای دنیا از این امر مستثنی نمی باشد. صنعت کاغذ، در حال حاضر، با تعداد 12 کارخانه بزرگ فعال و تعداد زیادی واحدهای کوچک صنعتی در سطح کشور بخش قابل توجهی از صنایع فعال کشور را را به خود اختصاص داده است. این صنایع طی سال 1385 بیش از 517 میلیون کیلووات ساعت انرژی الکتریکی معادل 912000 بشکه نفت خام و 800 میلیون مگاژول انرژی فسیلی معادل 1300000 بشکه نفت خام مصرف می کند که در حدود 6/1 درصد مصرف برق و 7/1 درصد مصرف سوخت بخش صنعت کشور را به خود اختصاص میدهد (سایت اطلاع رسانی صنایع سلولزی ایران، 2011). برای بهینه سازی مصرف انرژی ابتدا باید یک سری از استانداردهای مصرفی در بخش های مختلف با توجه به آخرین سطح تکنولوژی و دیگر عوامل تاثیرگذار بر مصرف انرژی تعیین شود و سپس آن ها را در قالب راه کارهایی که قابلیت اجرایی داشته باشند به تولیدکنندگان و مصرف کنندگان بخش های مختلف ارائه کرد.کلید واژگان: آلودگی, تکنولوژی, بهینه سازی, توسعه پایدار, کارخانه کاغذ سازیToday, energy is known as one of the main factors for the formation and development of industrial societies. Given the significant contribution of the industrial sector in energy consumption, energy management is very important in this part of the pulp and paper industry as well as one of the industry collection subdivision which is not exempted from this provision. Paper industry, currently with more than 12 active factories in the country, consume 517 million kWh of electrical energy equivalent to 912,000 barrels of crude oil and 800 million MJ of fossil energy equivalent to 1.3 million barrels of crude oil that allocate about 1/6 percent of power consumption and 1/7 percent of fuel consumption in the industrial sector of the country. To optimize the energy consumption a series of standards in different parts according to the latest level of technology and other factors affecting the energy consumption should be measured and then present them in ways that can be done for producers and consumers of different sectors. This way, we can somewhat get closer the energy consumption pattern to the determined standards level. As yet, useful proceedings in optimizing power consumption have been done in the country, which include new energy organization activities of Iran and industrial extension and reconstruction organization.Keywords: Pollution, Technology, Optimization, Sustainable development
-
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 -
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
-
Background And ObjectivesDifferent cultures are reflected as collections of words in the languages. The meaning concepts of these words are undoubtedly related to the experience and career awareness of people in every region. Native specialized terminology in pastures exploitation accounts for a precious heritage, the role of which is of great importance for extension, maintenance and continuous exploitation of natural areas. In recent years, the approach of the society to traditional knowledge of range users and social dignity of their career, which not long ago was a pillar of strength and development of rural socio-economic structure, has been faded by the oblivion of these words. This study aimed to identify, extend and introduce the specific herding terminology among pastoral nomads of Shahsavan tribe in summer pastures of Sabalan Mountain, Ardabil Province.Materials And MethodsThe terms offered in this article are based on the results of a collaborative research conducted in the study area. Initially, some representatives were selected as informants and then, at the right moment, non-structural dialogue was conducted by communicating in a friendly way. Statements including words and sentences were recorded as keywords or detailed information and then conversations were analyzed at the appropriate time. This research started in June 2012 and ended in December of the same year. Overall, a number of 100 range beneficiaries in 13 groups (male and female) and 45 individual persons were interviewed. In this method deep and purposeful interviews were undertaken and information and vocabularies related to the exploitation of rangelands in the themes such as types of rangelands and vegetation cover, type of livestock grazing on rangelands, herding sites and buildings, naming and division of herds, words of herding-related career classes and terms related to weather and climate were collected and classified.ResultsConcluding the results of the respondents remarks showed that about one hundred practical words concerning pasture and range management could be identified which were common in conversation of Shahsavan nomads for the management, conservation and sustainable use of natural resources.ConclusionThe results also showed that the connotation scope of this terminology is the product of observations accompanied by constant interest of the users during a long time that has been improved in a social regular structure. It not only affects the development of the vocabulary treasures but also influences the expansion of range science.Keywords: Silver nanoparticles, Antimicrobial properties, Antibacterial papers, Methods of production, Sanitary papers
-
سابقه و هدفمرکب زدایی قلیایی متداول دارای محدودیت هایی مثل زرد شدن الیاف مکانیکی در محیط قلیایی (تیره شدن قلیایی)، بازده کمتر به علت انحلال بیشتر مواد در محیط به شدت قلیایی، افزایش هزینه ها و بار آلودگی پساب به علت استفاده از موادی مانند هیدروکسید سدیم و سیلیکات سدیم می باشد. این محدودیت ها موجب شده تا روش جدیدی به نام مرکب زدایی خنثی با هدف کاهش pH محیط مرکب زدایی تا سطح خنثی ابداع گردد. این تحقیق با هدف بررسی امکان جایگزینی مرکب زدایی کاغذ باطله اداری به روش خنثی به جای مرکب زدایی متداول در pH قلیایی انجام شده است.مواد و روش هامخلوط کاغذ باطله اداری با استفاده از سولفیت سدیم در سه سطح 1، 2 و 3 درصد وزن خشک خمیرکاغذ و مدت زمان 15، 30 و 45 دقیقه تیمار شده و ویژگی های نوری و مکانیکی خمیرکاغذ مرکب زدایی شده براساس روش های استاندارد آئین نامه تاپی اندازه-گیری شدند.یافته هانتایج حاصل از معادله نرمال سازی نشان داد که تیمارهای A، B، C، D، E، F، G، H و I به ترتیب دارای امتیازهای 5095/1، 4517/1، 4735/1، 407/1، 4875/1، 4843/1، 5416/1، 5266/1 و 4963/1 بوده اند و تیمار شاهد دارای امتیاز 5821/1 بوده که در بین همه تیمارها دارای امتیاز بالاتری بود. ولی از بین تیمارهای مرکب زدایی خنثی تیمار G و H دارای بالاترین امتیازات بوده اند که بترتیب دارای 3 درصد سولفیت سدیم و زمان های 15 و 30 دقیقه می باشند. بنابراین استفاده از 3 درصد سولفیت سدیم به عنوان مقدار بهینه برای مرحله تیمار شیمیایی معرفی می شود که می تواند جایگزین مواد شیمیایی روش متداول مثل هیدروکسید سدیم، پراکسید هیدروژن، سیلیکات سدیم و غیره شود. زمان های 15 و 30 دقیقه دارای شرایط بهتری نسبت به زمان 45 دقیقه داشتند که می توان از این دو زمان جهت تیمار شیمیایی مرحله خمیرسازی مجدد استفاده کرد.نتیجه گیرینتایج نشان داد تیمار سولفیت سدیم 3 درصد در زمان های 15 و 30 دقیقه دارای شرایط بهتری نسبت به سایر تیمارها می باشد. همچنین، رتبه بندی تیمارهای آزمایشی نشان داد که تیمار حاوی 3 درصد سولفیت سدیم و زمان30دقیقه در مقایسه با سایر تیمارها و همچنین تیمار انجام شده به روش قلیایی، از امتیاز بیشتری برخوردار بوده و به عبارت دیگر بهترین تیمار از نظر مجموع خواص نوری و مقاومتی می-باشد. نتایج ارزیابی نوری و مکانیکی خمیر کاغذ حاصل از این تیمار به تیمار شاهد قلیایی خیلی نزدیک بوده و هر دو تیمار دارای درجه-روشنی نزدیک به هم و با اختلاف خیلی کمی می باشند. ارزیابی ها نشان داد مرکب زدایی به روش خنثی می تواند جایگزین مناسبی برای روش متداول قلیایی باشد.کلید واژگان: کاغذ باطله, بازیافت, مرکب زدایی متداول قلیایی, مرکب زدایی خنثیLiterature andPurposeconventional alkaline deinking has some limitations such as yellowing mechanical fibers in alkali environment (alkaline darkening), low yield due to the dissolution of most of the material in the presence of chemicals, increasing costs and water effluent result from chemicals such as sodium hydroxide and sodium silicate. These limitations caused trends to reduce the pH of repulping to a neutral level, which is known as neutral deinking. This study was done to investigate the possibility of using neutral deinking as an alternative for alkaline conventional deinking of mixed office waste papers, to reduce the problems like alkaline darkening and waste waters pollution load.Materials And MethodsMixed office waste papers was treated using sodium sulfite at three levels of 1, 2 and 3 percent (base on oven dry weight of pulp) at treatment times of 15, 30 and 45 min. The physical, mechanical and optical properties of deinked pulp were measured according to standard TAPPI test methods.ResultsThe results of the Scoring equation shown that treatments A, B, C, D, E, F, G, H and I, have scores of 5095/1, 4517/1, 4735/1, 407/1, 4875/1, 4843/1, 5416/1, 5266/1 and 4963/1 respectively, And blank treatment with 5821/1score among all treatments was rated higher. But among neutral deinking treatments, G and H are the highest ratings. Which has 3% sodium sulfite and time are 15 and 30 minutes respectively. So, the use of 3% sodium sulfite as the optimal value for the chemical treatment that can replace for chemicals in conventional methods, such as sodium hydroxide, hydrogen peroxide, sodium, etc. Times 15 and 30 had a better condition than 45 minutes; it can be used as chemical treatment time in the re-pulping stage.ConclusionThe results showed that treatment with 3% sodium sulfite for 15 and 30 min had better results than other treatments. Also scoring method indicated that treatment by 3% sodium sulfite for 30 min which used for deinking of MOW pulp had higher score compared with other treatments and also conventional alkaline deinking treatment. In other words, it has the best results in both optical and mechanical properties. The results of optical and mechanical investigations of this treatment were close to the conventional alkali treatment and can be suitable alternative for conventional method.Keywords: Waste paper, Recycling, Conventional alkaline deinking, Neutral deinking
-
سابقه و هدفاستفاده بهینه از کاغذهای باطله و بهبود کیفیت آنها همواره یکی از اهداف در صنایع خمیر و کاغذ بوده است. این تحقیق با هدف بررسی کیفیت خمیر مخلوط کاغذهای روزنامه و مجله بازیافتی مرکب زدایی شده، پس از رنگبری دومرحله ای با دی تیونیت سدیم (Y) و پروکسید هیدروژن (P) انجام گردید.مواد و روش هارنگبری مرحله اول با استفاده از 1 درصد پروکسید هیدروژن و رنگبری مرحله دوم با استفاده از 5/0 و 75/0 درصد دی تیونیت و پروکسید هیدروژن در زمان های 60، 90 و 120 دقیقه انجام شد.یافته هانتایج نشان داد که با افزایش درصد مصرف پروکسید هیدروژن در مرحله دوم توالی رنگبری PP، میزان کاهش حجیمی، ماتی و افزایش میزان ویژگی های مقاومتی معنی دار نبوده ولی افزایش در میزان درجه روشنی و بار COD پساب معنی دار می باشد. همچنین افزایش زمان رنگبری در مرحله دوم توالی پراکسید هیدروژن-پراکسید هیدروژن (PP) سبب کاهش معنی دار در حجیمی و ماتی و افزایش بار COD پساب، درجه روشنی و ویژگی های مقاومتی شده است. با افزایش زمان رنگبری در مرحله دوم توالی رنگبری پروکسید هیدروژن-دی تیونیت سدیم (PY)، میزان کاهش حجیمی و ماتی و افزایش میزان ویژگی های مقاومتی و درجه روشنی معنی دار نبوده، اما با افزایش درصد ماده رنگبر، تنها افزایش میزان درجه روشنی معنی دار بوده است. همچنین با توجه به نتایج، با افزایش درصد ماده رنگبر در مرحله دوم توالی رنگبری پروکسید هیدروژن-دی تیونیت سدیم (PY) میزان افزایش بار CODپساب معنی دار نبوده ولی با افزایش زمان رنگبری در مرحله دوم این توالی، میزان افزایش بار COD پساب معنی دار بوده است.نتیجه گیریبا توجه به نتایج، مقدار COD پساب، درجه روشنی و ویژگی های مقاومتی توالی های PP بیشتر از PY بوده در حالی که میزان حجیمی و ماتی آن کمتر از توالی PY می باشد.کلید واژگان: خمیرکاغذ مرکب زدایی شده, رنگبری دو مرحله ای, پروکسید هیدروژن, دی تیونیت سدیم, اکسیژن خواهی شیمیاییBackground And ObjectivesEfficient use of waste papers and improve their quality has always been one of the targets in the pulp and paper industries. This study aimed to compare two stages bleaching of deinked pulp of newspaper and Magazine recycled pulp mixture using Sodium Dithionite (Y) and hydrogen peroxide (P).Materials And MethodsFirstly, the pulp was bleached using 1% hydrogen peroxide and in the next stage bleaching was performed using 0.5 and 0.75 percent dithionite and of hydrogen peroxide Respectively for 60, 90 and 120 minute.ResultsThe results showed that with increase dosage of hydrogen peroxide in the second stage of PP sequence, decrease in bulk, opacity and increase in strength properties wasnt significant but increase in brightness and effluent COD showed significant changes. Prolongation of bleaching time in the second stage of PP sequence cause significant reduction in bulk, opacity and increase of effluent COD, brightness and strength properties. with increase the time of bleaching reactions in second stage of PY sequence, bulk and opacity reduction and increase in strength properties and brightness wasnt significant, but with chemical dosage increasing, just brightness increasing was significant. Also, according to the results, with increase of chemical dosage in second stage of PY sequence, increase in the amount of Effluent COD load wasnt significant, but with increasing of time of bleaching reactions in second stage of this sequence, increase in the amount COD load was significant.ConclusionRegarding to the results, effluents COD, brightness level and strength properties of PP sequence was higher than PY while bulk and opacity of that was lower than PY ones.Keywords: Deinked Pulp, Two stage Bleaching, Hydrogen Peroxide, Sodium Dithionite, ChemicalOxigene Demand
-
در اجرای فرایندهای دوست دار محیط زیست در تولید خمیرکاغذ، کاهش آلودگی پساب در هریک از فرایندها حرف اول را می زند و ازآنجایی که آلوده کننده ترین بخش تولید، فرایند رنگبری است، بهینه سازی این بخش از فرایند تولید از اهمیت بالایی برخوردار می باشد. اولین قدم در بهبود فرایند رنگبری خمیرکاغذهای شیمیایی، کاهش مواد رنگی به طور عمده لیگنین خمیرکاغذ ورودی به این بخش است. لذا بکارگیری و اجرای مرحله لیگنین زدایی با اکسیژن بعد از فرایند پخت و قبل از فرایند رنگبری مرحله کلیدی در بهینه سازی و کاهش آلودگی تولید خواهد بود. در این پژوهش، تاثیر اجرای فرایند لیگنین زدایی با اکسیژن در دو نوع دستگاه و تحت شرایط فرایندی متفاوت برروی ویژگی های شیمیایی، فیزیکی، مکانیکی و نوری خمیرکاغذ سودای باگاس بررسی گردید. خمیرکاغذ سودای باگاس با عدد کاپای 20، گرانروی 955 میلی لیتر بر گرم و درجه روشنی 37 درصد ایزو از کارخانه پارس هفت تپه تهیه گردید. تیمارهای لیگنین زدایی با اکسیژن در سه درجه حرارت 90، 100 و 110، با مقادیر 5 و 7 بار فشار اکسیژن و با و بدون مصرف سولفات منیزیم در دو نوع دستگاه انجام گرفت. نتایج نشان داد که اجرای فرایند لیگنین زدایی با اکسیژن به میزان قابل توجهی عدد کاپای خمیرکاغذ را کاهش داد، حال آنکه گرانروی خمیرکاغذ کاهش چشمگیری نیافت. اندازه گیری گرانروی خمیرکاغذها پس از فرایند لیگنین زدایی، نشان داد که مصرف سولفات منیزیم سبب جلوگیری از کاهش گرانروی خمیرکاغذها گردید. افزایش دمای واکنش در بهبود فرایند تاثیر بسزایی داشته، درحالیکه افزایش فشار اکسیژن برروی فرایند تاثیر چندانی نداشت. میزان روشنی خمیرکاغذها نیز درحدود 4 تا 6 درصد افزایش یافت. همچنین به دلیل زمان ماند کمتر خمیرکاغذ تا دمای واکنش در دستگاه ساخت داخل، میزان لیگنین زدایی خمیرکاغذ توسط این دستگاه به میزان اندکی کمتر از ماشین کوانتوم بود.کلید واژگان: لیگنین زدایی با اکسیژن, خمیرکاغذ سودای باگاس, عدد کاپا, گرانروی, هگزورونیک اسید, پسابIn conducting environmentally friendly processes for pulp production, first step is to reduce the effluent pollution load in each stage, and because the bleaching process is the most polluting stage in the production of pulp, improving it is one of the most important matters. The first act to ameliorate bleaching process of chemical pulps is the reduction of colored materials, mostly lignin, which enter to the bleaching section. Thus, the use of oxygen delignification stage after pulping and before bleaching process is the key stage in improving process and cleaner production. In this study, the effect of conducting oxygen-delignifying treatment by two kinds of machines, and under different process condition, on chemical, physical, mechanical and optical properties of bagasse soda pulp was investigated. The bagasse soda pulp with the kappa number of 20, 955 ml/g viscosity, and 37% ISO brightness was prepared from Pars Hafttapeh Company. Oxygen-delignifying treatments were carried out with three different temperatures of 90, 100 and 110°C, and two oxygen pressures of 5 and 7 bars, with and without magnesium sulfate addition, by two kinds of machines. Results indicated that oxygen delignification treatment led to intense decrease in pulp kappa number, while the pulp viscosity did not change. Results of measuring delignified pulp viscosity showed that the magnesium sulfate addition caused to prevention of pulp viscosity downfall. The increase in reaction temperature had a significant effect on the process improvement, but raising the oxygen pressure did not have a meaningful effect on the process. The pulp brightness was increased about 4-6%. And also, due to the need of shorter time in order to reach the reaction temperature in the Iranian made machine, pulp delignifying by this machine was a little lower than Quantum machine.Keywords: Oxygen delignification, bagasse soda pulp, kappa number, Viscosity, hexuronic acid, effluent
-
هدف این تحقیق، ارزیابی امکان جایگزینی هیدروکسید سدیم با هیدروکسید منیزیم به منزله منبع قلیا در مرکب زدایی مخلوط کاغذهای روزنامه و مجله باطله است. مخلوط روزنامه کهنه و مجله به ترتیب به نسبت 70 – 30 در سه سطح 1، 5/ 1 و 2 درصد (بر اساس وزن خشک خمیر) هیدروکسید منیزیم به مدت 20 دقیقه تیمار شد. ویژگی های نوری و مکانیکی و بار COD پساب حاصل با نمونه شاهد و نمونه تیمار شده با هیدروکسید سدیم مقایسه شد. نتایج نشان داد که بار COD پساب در تیمارهای شیمیایی انجام شده با استفاده از هیدروکسید منیزیم کمتر از نمونه تیمار شده با هیدروکسید سدیم است. بررسی نتایج تیمارها نشان داد، تیماری که در آن از 5/ 1 درصد هیدروکسید منیزیم (بر مبنای وزن خشک خمیر کاغذ) استفاده شده است، از نظر مجموع ویژگی های نوری و مقاومتی بهترین تیمار است. در مجموع، با توجه به نتایج به دست آمده، می توان استفاده از هیدروکسید منیزیم به جای هیدروکسید سدیم را به منزله منبع قلیایی در فرایند مرکب زدایی مخلوط کاغذ روزنامه و مجله پیشنهاد کرد.
کلید واژگان: اکسیژن خواهی شیمیایی, کاغذ روزنامه باطله, کاغذ مجله باطله, مرکب زدایی, هیدروکسید منیزیم, هیدروکسید سدیمThis study was aimed to investigate the possibility of using magnesium hydroxide as an alternative for sodium hydroxide in deinking of newsprint and magazine mixture. The old newsprint and magazine mixture (ONP/OMG -70/30) was treated by magnesium hydroxide at three levels: 1, 1.5 and 2 percent (based on oven dried pulp weight), for 20 min. Optical and mechanical properties and effluent COD load were compared to those of control and NaOH treated samples. Results showed that effluent COD load of Mg(OH)2 chemical treatments was less than that of NaOH treatment. Also, results indicated that 1.5% Mg(OH)2 treatment, which was done in pulp deinking, had better results compared to other treatments and also NaOH treatment. In the other words, it is the best treatment for both optical and mechanical properties. Thus, substitution of sodium hydroxide by magnesium hydroxide for deinking of newsprint and magazine wastepaper suggested.
Keywords: COD, Old newsprint, Old Magazine, Deinking, Magnesium hydroxide, Sodium hydroxide
- 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.