بررسی استفاده از خمیرکاغذ شیمیایی‏مکانیکی کاه گندم در ساخت کاغذ فلوتینگ

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

2 دانشیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

3 استادیار، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

4 کارشناس ارشد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، کرج، ایران

5 دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران

چکیده

این بررسی با هدف ارائۀ روشی برای ساخت خمیر‏کاغذ از کاه گندم انجام گرفت تا بتوان آن را در مقیاس کوچک استفاده و جایگزین بخشی از خمیر‏کاغذ تولیدشده از کارتن کنگره‏ای کهنه کرد. بدین‏منظور، خمیر‏کاغذ با تغییر مقدار قلیاییت فعال (NaOH) در چهار سطح 10، 12، 14، و 16 درصد (بر مبنای وزن خشک کاه گندم) و زمان پخت 40 دقیقه و دمای پخت 95 درجة سانتی‎گراد تهیه شد. بازده بعد از پخت خمیر‏کاغذها بین 6/64 تا 7/72 درصد، و بازده کل بعد از جداسازی الیاف بین 45/55 تا 3/58 درصد متغیر بود. درجۀ ‏‏روانی خمیرکاغذهای پالایش‏نشده نیز بین 708 تا 790 میلی‎لیتر استاندارد کانادایی تغییر کرد .خمیرکاغذ تا درجۀ ‏‏روانی حدود 350 پالایش شد و پس از آن ویژگی‎های کاغذ دست‏ساز از آن‏ها اندازه‎گیری شد. دانسیتة کاغذ بین 437 تا 489 کیلوگرم بر متر مکعب، شاخص مقاومت به پاره‏شدن بین mN.m2/g91/7-51/6، و شاخص مقاومت به کشش بین N.m/g 8/30-2/29 اندازه‎گیری شد. با توجه به اینکه اختلاف معنی‎داری در سطح اعتماد 99 درصد بین ویژگی‎های مقاومتی خمیر‏کاغذ دیده نشد، بنابراین، خمیرکاغذ تهیه‏شده با 10 درصد قلیاییت فعال، 40 دقیقه زمان پخت، و 95 درجة سانتی‎گراد دمای پخت به‏عنوان جایگزینی برای خمیرکاغذ کارتن کنگره‎ای کهنه ارزیابی شد. ویژگی‎های خمیرکاغذ پالایش‏شده تا درجۀ ‏روانی 365 میلی‎متر استاندارد کانادایی برتر از خمیرکاغذ از کارتن کنگره‎ای کهنه اندازه‏گیری شد. با توجه به برتری مقاومتی، از این خمیر‏کاغذ می‎توان به‏عنوان تقویت‏کنندة خمیرکاغذ کارتن کنگره‎ای کهنه استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on the Utilization of Chemi-Mechanical Pulp from Wheat Straw for Fluting Paper Production

نویسندگان [English]

  • Ahmad Jahan Latibari 1
  • Ajang Tajdini 2
  • Seyed Javad Sepedehdam 3
  • Mohammad Ali Hossein 4
  • Reza Hosseinpour 5
  • Mohammad Gaza 4
1 Prof., Wood and Paper Science and Technology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
2 Associate Prof., Wood and Paper Science and Technology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
3 Assistant Prof., Wood and Paper Science and Technology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
4 M.Sc., Wood and Paper Science and Technology, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran
5 PhD Condidate, Wood and Paper Science and Technology, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran
چکیده [English]

Development of wheat straw chemi-mechanical pulping to produce pulp which can partially
substitute OCC pulp and suitable for small scale implementation was investigated. Four levels
(10, 12, 14 and 16% based on oven dry weight of straw) of NaOH at pulping time of 40
minutes and 95°C pulping temperature were used. After digester yield varied between 64.6
and 72.7% and the total yield after defibration was measured as 55.45% and 58.3%. Unrefined
pulp freeness varied between 708 and 765 ml CSF. Pulps were refined to about 350 ml CSF in
a PFI mill and then hand sheets were made for strength evaluation. The apparent density of the
hand sheets varied between 437and 488 kg/m3, tear index between 6.51 and 7.11 mN.m2/g,
and tensile index between 29.2 and 30.8 N.m/g. Statistically significant difference at 99%
level was not observed between the strength values of the pulps. Wheat straw pulp produced
applying 10% NaOH, 40 minutes pulping time at 95°C was used as the substitute pulp for Old
Corrugated Container pulp. The characteristics of the pulp refined to 365 ml CSF was superior
to OCC pulp which indicates that it can be used as reinforcing pulp for OCC.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chemi-mechanical pulp
  • fluting paper
  • wheat straw
  • yield
  • Strength properties
[1]. Atchison, J. (1998). Update on global use of non-wood plant fibers and some prospects of their
greater use in the United States. Proceeding of the North American Non-Wood Fiber Symposium,
Tappi Press, Altanta, GA. USA, pp. 26-39.
[2]. Cappelleti, G., and Marzetti, A. (1991). Steam Explosion Pulping of Wheat Straw, Steam
Explosion Techniques; Fundamental on Industrial Application. Focher, B., Marzetti, A. (eds).
Philadelphia, PA. USA.
[3]. Lathrop, E.C. (1971). Agricultural residue pulps comparison with typical wood pulp. Paper
Trade Journal, 124 (13): 49-55.
[4]. Raja, A., and Irmak, Y. (1993). Optimizing alkaline pulping of wheat straw to produce
corrugating medium. Tappi Journal, 76 (1): 145-151.
[5]. McKean, W.T., and Jacobs, R.S. (1997). Wheat straw as a paper fiber source: Clean Washington
Center and Domtar Inc. 47p.
[6] Jeyasingan, J.T. (1991). Mill experience in the application of nonwood fiber for paper making.
Nonwood Plant Fiber Pulping, No. 20, pp. 7-19.
[7]. Ali, S.H., Asghar, S.M., and Shabbir, A.V. (1991). Neutral sulfite pulping of wheat straw. In
Proceeding of the TAPPI Pulping Conference Tappi Press, Atlanta GA. USA, pp.51-56.
[8]. Petit-Conil, M., Brochier, B., Labalettee, F., and Combette, P. (2001). Potential of wheat straw to
produce chemimechanical pulps suitable to corrugating papers manufacture. Tappi 2001 Pulping
Conference. Seattle, WA. USA. 11p.
[9]. Technical Association of Pulp and Paper Industry. (2009). Standard Test Methods. Tappi Press,
Atlanta, GA. USA.