بررسی عملکرد نشاستة کاتیونیِ سیب‌زمینی و گندم در بهبود ویژگی‌های مقاومتیِ کاغذ ِحاصل از کارتن‌های کنگره‌ایِ کهنه

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

2 استادیار گروه خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

3 هیات علمی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

بازیافت کاغذ با وجود مزیت‌ها و پتانسیل‌ها با کاهش ویژگی‌های کیفیتی همراه است. این تحقیق به‌منظور استفادۀ بهینه از کارتن‌های کنگره‌ای کهنه در بازیافت کاغذ و بهبود کیفیت کاغذهای بازیافتی انجام گرفت. افزودن نشاستة کاتیونی به خمیر‌کاغذ بازیافتی، موجب احیای پیوند‌های از‌دست‌رفتۀ خمیر‌کاغذ می‌شود و در‌‌‌‌نتیجه خواص مقاومتیِ کاغذ‌های ساخته‌شده را تا حدّ خمیر‌کاغذِ بکر ارتقا می‌دهد. نشاسته‌ها با توجه به منبع استخراجی‌شان آثار متفاوتی دارند. در این بررسی، از نشاستة کاتیونی سیب‌زمینی و گندم، هر یک در 4 سطح 0، 5/0، 1، و 5/1 درصد، به همراه 4/0 درصد آلوم به‌عنوان خنثی‌کنندۀ آشغال‌های آنیونی استفاده گردید. کاغذ دست‌ساز با جرم پایۀ 120 گرم بر متر مربع ساخته و وی‍ژگی‌های مقاومتیِ آن اندازه‌گیری شد. میزان جذب دو نوع نشاسته بر روی خمیرکاغذ نیز با استفاده از روش اسیدـ‌فنول محاسبه گردید. نتایج مشخص کرد که مصرف 5/1 درصد نشاستۀ سیب‌زمینی و 1 درصد نشاستۀ گندم تأثیر بهینه‌ای بر افزایش مقاومت کاغذ‌های حاصله داشته است. در مقایسه بین دو نوع نشاستۀ سیب‌زمینی و نشاستۀ گندم نیز نشاستۀ گندم عملکرد بهتری داشته است. نمودار جذب دو نشاسته نیز نشان داد که نشاستۀ سیب‌زمینی جذب و ماندگاری بیشتری بر روی خمیرکاغذ داشته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study of the Performance of the Cationic Startch of Potatoes and Wheat in Improving the Strength Properties of the Paper Produced from Old Corrugated Cartons

نویسندگان [English]

  • Najmeh Mosavi 1
  • Noore-Aldin Nazarnezhad 2
  • Majid Zabihzadeh 3
1 M.Sc. Graduated in Pulp and Paper Technology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran
2 Assistant Professor, Dept. of Pulp and Paper Science and Technology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, sari, Iran
3 Associate Professor, Dept. of Pulp and Paper Science and Technology, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources
چکیده [English]

The recycled paper undergoes a decrease in qualitative features in spite of its advantages
and potentials. This research was carried out in order for the optimum employment of old
corrugated cartons in recycling paper and improving the quality of the recycled paper. Adding
cationic starch to the recycled pulp causes the reduction of the lost bonding in the pulp. It
accordingly increases the strength properties of the produced paper up to the quality level of
the virgin pulp. Starches differ in their effects on the basis of their sources of extraction. In this
study, the cationic starches of potatoes and wheat, each at four different levels (0%, 0.5%. 1%
and 1.5% with 0.4% alum) were used as the neutralizers of anionic trash. Hand sheets with a
grammage of 120) g/m2) were made and their strength properties were measured. Moreover,
the absorption rates of two kinds of starch on the pulp were calculated using the Acid-Phenol
Method. The results indicated that the use of 1.5% of potato starch and 1% of wheat starch had
an optimum effect in increasing the strength of the produced paper. Concerning the comparison
of these two types of starch, the potato starch was more effective that the wheat starch. The
absorption diagram of these two kinds of starch also revealed that the potato starch showed a
greater absorption and retention on the pulp.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Cationic starch
  • OCC recycling
  • starch adsorbtion
  • wet end strength
[1]. Norell, M., Johansson, K., and Persson, M. (2000). Papermaking Science and Technology,
Book 4, Papermaking Chemistry, Chapter 3, Retention and Drainage, Finland, Fapetoy.
[2]. Scott, W.E. (1996). Principles of Wet End Chemistry, Chapter 1, Introduction to Wet End
Chemistry, Tappi Press, 1-4 pp.
[3]. Williams, D. (2003). Starch spray system bootes strength, conserves fiber,Solution, online
Exclusives, TAPPI Press.
[4]. Lee, H.L., Shin, J.Y., Koh, C.H., Ryu, H., Lee, D.J., and Sohn, C. (2002). Surface sizinig with
cationic starch: It’s effect on paper quality and papermaking procces, TAPPI Journal, l(1): 23.
[5]. Hubbe, M.A. (2000). Selecting and interpreting colloidal charge measurement, Process Science.
Technology Advanced. Wet End Chemistry. Barcelona, June, 26 pp.
[6]. Ekhtera, M.H., Rezayati Charani, P., Ramzani, O., and Azadfalah, M. (2008). Effect of polyaluminum
chloride, starch, alum and rosin on the rosin sizing, strength and microscopic appearance
of paper prepared from old corrugated container (OCC) pulp. Bioresources, 3(2): 383.
[7]. Zakrajsek, N., Kenz, S., Ravanjak, D., and Golob, J. (2009). Analysis of modified starch
adsorption kinetics on cellulose fibers via the modified Langmuir adsorption theory. Chemical &
Biochemical Engineering Quarterly, 23(4): 461-4710.
[8]. Hofriter, B.T. (1998). Natural products for wet-end addition, Science and Education
Administration U.S. Department of Agriculture’s, Northern Regional Research Center Agricultural
Research. 1478 pp.
[9]. Glittenberg, D. (1993). Starch alternatives for improved strength, retention, and sizing. Tappi
Journal, 11(76): 215-219 pp.
[10]. Van de steeg, H.G.M., De keizer, A., Cohen Stuart, M.A., and Bijsterbosch, B.H. (2002).
Adsorption of cationic potato starch on microcrystalline cellulose. Colloids and Surfaces A:
Physicochemical and Engineering Aspects, 70(1): 91-103.
[11]. Khosravani, A. (2009). Investigation on Utilizing Cationic Starch –anionic Nanosilica sydtem
for application of more filler in fine paper. Ph.D. thesis. University of Tehran. 74 pp.
[12]. Shirazi, M. Van de ven, Theo G.M., and Garnier, G. (2003). Adsorption of modified starches
on pulp fibers. Langmuir, 19(26): 10838-10842.
[13]. Kearney, R., and Maurer, H. W. (1997). Starch and Starch Product in Paper Coating, Tappi
Press, Atlanta.
[14]. Hubbe, M.A., Tracy, L., Jackson, D., and Min zhang, L. (2003). Fiber surface saturation as a
strategy to optimize dual-polymer dry strength treatment. Tappi Journal, 2(11): 7-12.
[15]. Howard, R.C., Jowsey, C. J. (1989). Effect of cationic starch on the tensile strength of paper.
Journal pulp& paper science, 15(6): J225-???
[16]. Lim, W.J., Liang, Y.T., and Seib, P.A. (1992). Cationic oat Starch:preparation and effect on
paper strength. Amrican Association of Cereal Chemists, 69(3): 237-239.
[17]. Hubbe, M.A. (2006). Bonding between cellulosic fibers. Bioresources Technology, 1(2): 281-
318.
[18]. Hamzeh, Y. (2008). Tened of Papermaking Chemistry. Tehran University Press, Tehran.
[19]. Chakravarty, S., (2006). Development of creep tester and to study the effect of cationic starch
on tensile creep behavior of softwood hand sheets at low and high relative humidity. M.A. Thesis.
University of Miami. Ohio. 9 pp.
[20]. Celerk, P.D. (2009). Applications of Wet-End Paper Chemistry, 2th Ed. Starch in the Wet-End,
New York, 174 pp.