
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,501 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,621,958 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,211,541 |
تاثیر پیشتیمار آنزیمی خمیرکاغذ بازیافتی با توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز در رنگبری با پراکسید هیدروژن | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
دوره 30، شماره 2، تیر 1402، صفحه 87-107 اصل مقاله (1.15 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2023.21292.2018 | ||
نویسنده | ||
ایمان اکبرپور* | ||
استادیار- گروه تخصصی علوم و مهندسی کاغذ- دانشکده مهندسی چوب و کاغذ-دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان | ||
چکیده | ||
چکیده سابقه و هدف: بازیافت فرآوردههای مختلف کاغذی و مقوا میتواند بخش عمده کمبود مواد اولیه سلولزی موردنیاز برای تولید خمیروکاغذ را تأمین کند و از نظر اقتصادی و زیستمحیطی میتواند حائز اهمیت باشد. استفاده از خمیرکاغذ بازیافتی در کاغذسازی موجب کاهش کیفیت کاغذ نهایی میشود. لذا استفاده از پیشتیمار آنزیمی بهطور مجزا یا توالیهای ترکیبی و همچنین رنگبری خمیرکاغذ میتواند در بهبود ویژگیهای کیفی کاغذ نهایی حاصل از خمیرکاغذ بازیافتی مؤثر واقع شود. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پیشتیمار آنزیمی با توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز بر قابلیت رنگبری خمیرکاغذ حاصل با پراکسید هیدروژن انجام شده است و ویژگیهای کیفی خمیرکاغذ نهایی بعد از فرآیند رنگبری مورد بررسی قرار گرفت. مواد و روشها: در ابتدا مخلوط کاغذهای روزنامه و مجله باطله با استفاده از پیشتیمار آنزیمی (توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز) و همچنین روش متداول شیمیایی مرکبزدایی شدند. پیشتیمار آنزیمی در قالب تیمارهای آزمایشی C1L1 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 10 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: 20u و مدت زمان: 120 دقیقه)، C1L2 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 10 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u40 و مدت زمان: 120 دقیقه)، C2L1 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 20 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: 20u و مدت زمان: 120 دقیقه) و C2L2 (مصرف آنزیم سلولاز: 1/0 درصد و مدت زمان: 20 دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u40 و مدت زمان: 120 دقیقه) تحت شرایط مشخص فرآیندی انجام گرفت. همچنین نمونه خمیرکاغذ شاهد (بدون افزودن مواد شیمیایی یا آنزیم) و خمیرکاغذ مرکبزدایی شده به روش متداول شیمیایی تهیه شدند. در ادامه رنگبری خمیرکاغذهای مرکبزدایی شده با استفاده از سیستم رنگبری با پراکسید هیدروژن شامل 2% پروکسید هیدروژن، 2% هیدروکسید سدیم، 2% سیلیکات سدیم، 2/0% کیلیت کننده DTPA و 1/0% سولفات منیزیم در داخل کیسههای پلاستیکی مجزا تحت شرایط فرآیندی درصد خشکی 10%، دمای 70 درجه سانتیگراد و مدت زمان 2 ساعت در حمام بخار آب انجام گرفت. در پایان ویژگیهای نوری و مقاومتی خمیرکاغذهای رنگبری شده مورد ارزیابی قرار گرفتند. یافتهها: نتایج ارزیابی خمیرکاغذهای رنگبری شده با پراکسید هیدروژن پس از مرکبزدایی با روش متداول شیمیایی و توالیهای پیشتیمار آنزیمی سلولاز و لاکاز نشان داد که استفاده از پیشتیمار آنزیمی با توالی سلولاز و لاکاز در مرکبزدایی، عملکرد کلی فرآیند رنگبری با پراکسید هیدروژن را بهبود میبخشد و در مقایسه با خمیرکاغذ از پیش مرکبزدایی شده به روش متداول شیمیایی، کاغذهای با ویژگیهای نوری و مقاومتی به مراتب بهتری را بعد از رنگبری نتیجه داده است. پیشتیمارهای C2L2 و C2L1 در بینتیمارهای ترکیبی آنزیمی بعد از رنگبری با پراکسید هیدروژن، بهترتیب منجر به بهبود درجه روشنی به میزان 12/11 درصد (افزایش حدود 5 واحد) و 5/9 درصد (افزایش حدود 4 واحد) شدند. سفیدی کاغذ نیز در این پیشتیمارها بهترتیب به میزان 92/31 درصد و 54/24 درصد (افزایش حدود 9 و 6 واحد) افزایش یافته و زردی کاغذها نیز بهترتیب به میزان 19/40 و 25/44 درصد و ماتی کاغذ بهترتیب 74/37 و 97/23 درصد کاهش یافتند. همچنین، در تیمارهای آزمایشی C2L1 و C2L2، شاخص کششی کاغذ بهترتیب 17/29 درصد و 64/35 درصد (بهترتیب Nm/g 64/40 و Nm/g 7/38، طول پارگی بهترتیب 42/64 درصد و 99 درصد (km 92/5 و km 89/4) و شاخص ترکیدگی کاغذ نیز بهترتیب به میزان 85/70 درصد و 37/92 درصد (بهترتیب mN.m2/g 81/3 و kPa.m2/g 29/4) افزایش یافتند. شاخصهای پارگی کاغذ در این تیمارها بهطور متوسط در حدود mN.m2/g 82/6 و mN.m2/g 62/6 تعیین شدند که در مقایسه با خمیرکاغذ مرکبزدایی شده شیمیایی پس از رنگبری کمی کمتر است اما در پیشتیمار با توالی ترکیبی C2L1 ، شاخص پارگی تقریباً معادل خمیرکاغذ مرکبزدایی شده شیمیایی بهدست آمد. | ||
کلیدواژهها | ||
خمیرکاغذ بازیافتی؛ آنزیم سلولاز؛ آنزیم لاکاز؛ توالی آنزیمی؛ قابلیت رنگبری خمیرکاغذ | ||
مراجع | ||
1.Nuryawan, A., Risnasari, I., Iswant, A., & Dewi, R. (2017). Urea-formaldehyde resins production and application and testing. Polymer Science and Technology. 67 (3), 56-52.
2.Jiang, T., Gardner, D. J., & Boumann, M. G. D. (2002). Volatile compound emissions arise from the hot pressing of mixed hardwood particleboard. Forest Products J. 52 (11), 66-77.
3.Chrobak, J., Howska, J., & Chrosbok, A. (2022). Formaldehyde-free resins for the wood-base panels' industry: alternatives to formaldehyde and novel hardeners. Molecules. 27 (25), 1-16.
4.Liang, J., Wu, J., & Xu, J. (2021). Low-formaldehyde emission composite particleboard manufactured from waste chestnut. J. of Wood Science. 67 (21), 43-56. 5.Ghafari, R., Doost Hosseini, K., Abdulkhani A., & Mirshokraie, S. A., (2016). Replacing formaldehyde by furfural in urea-formaldehyde resin: effect on formaldehyde emission and physical–mechanical properties of particleboards. European J. of Wood and Wood Products. 74, 609-616.
6.Park, B. D., Lee, S. M., & Roh, J. K. (2009). Effects of formaldehyde/urea mole ratio and melamine content on the hydrolytic stability of cured urea-melamine-formaldehyde resin. European J. of Wood and Wood products. 67 (1), 121-123.
7.Akyuz, K. C., Nemil, G., Baharoglu, M., & Zekovic, E. (2010). Effects of acidity of the particles and amount of hardener on the physical and mechanical properties of particleboard composite bonded with urea formaldehyde. International J. of Adhesion and Adhesives. 30 (3), 166-169.
8.Boran, S., Usta, M., & Gumuskaya, E. (2011). Decreasing formaldehyde emission from medium-density fiberboard panels produced by adding different amine compounds to urea-formaldehyde resin. International J. of Adhesion and Adhesives. 31 (7), 674-678.
9.Belgacem, M. N., & Gandini, A. (2003). Pt. 3: Adhesive classes. Chapter 30: Furan-based adhesives. J. of Forest Products. 34 (3), 608-627.
10.Garcia, A. M., Ortiz, M., Martinez, R., Ortiz, P., & Reguera,, E. (2004). The condensation of furfural with urea. Industrial Crops and Products. 19 (2), 99-106.
11.Trung, T. Q., Thinh, D. B., Anh, T. N., Nguyet, D. M., Quan, T. H., Viet, N. Q., Tuan, T. T., Dat, N. M., Nam, H. M., Hieu, N. H., & Phong, M. T. (2020). Synthesis of furfural from sugarcane bagasse by hydrolysis method using magnetic sulfonated graphene oxide catalyst. Vietnam J. Chem. 58 (2), 245-250.
12.Asad, M. Z., Mahmood, A., & Shah, S. T. H. (2020). Phenol-Furfural Resin/Montmorillonite Based High-Pressure Green Composite from Renewable Feedstock (Saccharum munja) with Improved Thermo-Mechanical Properties. Polymers. 12 (7), 345-360.
13.Yonesi Kord Khili, H., Kazemi Najafi, S., & Behroz, R. (2016). Effects of nano clay on physical-chemical, structure and thermal properties of urea formaldehyde resin. J. of Forest and Wood Products. 69 (3), 561-570.
14.Salary, A., Tabarsa, T., Khazaeian, A., & Saraeian, A. (2012). Effect of nano clay on some applied properties of oriented strand board made from underutilized paulownia wood. J. of wood science. 58, 513-524. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 148 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 221 |