بررسی رنگ‏ بری خمیرکاغذ مرکب‏ زدایی‌شدۀ مخلوط کاغذ روزنامه و مجلۀ باطله با پراکسید هیدروژن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشیار گروه صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدۀ مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استاد گروه صنایع چوب و کاغذ، دانشکدۀ مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

4 دانشجوی دکتری صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدۀ مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

چکیده

در این پژوهش، تأثیر مقادیر متفاوت پراکسید هیدروژن و زمان ‏های متفاوت در رنگ‏بری مخلوط خمیرکاغذ مرکب‏ زدایی‌شدۀ کاغذ روزنامه و مجلۀ باطله با پراکسید هیدروژن بررسی شد. مخلوط کاغذهای بازیافتی ابتدا به روش متداول شیمیایی خمیرکاغذسازی شدند و سپس با شناورسازی مرکب‏ زدایی شدند. در ادامه، خمیرکاغذهای مرکب ‏زدایی‌شده (نسبت مخلوط 70 درصد روزنامه و 30 درصد مجله) با پراکسید هیدروژن تحت شرایط فرایندی ثابت با سطوح گوناگون 5/0، 75/0، و 1 درصد پراکسید هیدروژن و زمان‏ های متفاوت 30، 60، و 90 دقیقه رنگ‏بری شدند. خمیرکاغذهای رنگ‏ بری‌شده با پالایشگر آزمایشگاهی PFI mill تا درجۀ روانی CSF 300 پالایش شدند و سپس از آن‌ها کاغذ دست‏ساز استاندارد (gm-260) ساخته شد. پراکسید باقی‏ماندۀ لیکور رنگ‏بری، COD پساب رنگ ‏بری، و ویژگی‏ های کیفی کاغذ (ویژگی‏ های نوری، فیزیکی، و مکانیکی) مطابق با استانداردهای مربوطه اندازه گیری شدند. نتایج به ‏دست‌آمده نشان داد که با افزایش زمان رنگ ‏بری، مقدار پراکسید هیدروژن باقی‏مانده در پساب کاهش یافت، اما با افزایش مصرف پراکسید هیدروژن، تغییرات پراکسید هیدروژن باقی‏مانده در لیکور رنگ ‏بری معنی‏دار نبود (01/0p<). همچنین، با افزایش مصرف پراکسید هیدروژن و نیز زمان رنگ‏بری، COD پساب حاصل به‏طور معنی‏داری افزایش یافت. درجۀ روشنی کاغذهای ساخته‌شده با افزایش درصد پراکسید مصرفی و نیز زمان رنگ ‏بری به ‏طور معنی‏داری افزایش یافت، اما در ماتی کاغذ اثر معنی‏داری مشاهده نشد (01/0p<). افزایش درصد مادۀ رنگ‏بر پراکسید هیدروژن تأثیر معنی‏داری بر ویژ‏گی ‏های مکانیکی کاغذ نشان نداد، اما افزایش زمان رنگ‏بری به بهبود معنی‏دار این ویژگی‏ها منجر شد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on Bleaching of Mixed Old Newspaper and Magazine Deinked Pulp with Hydrogen Peroxide

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Mehri Iraie 1
  • Ali Ghasemian 2
  • Hossein Resalati 3
  • Ahmadreza Saraeyan 2
  • Iman Akbarpour 4
1 M.Sc Graduate of Pulp and Paper Industries, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources (GUASNR), Gorgan, Iran
2 Associate Professor, Dept. of Pulp and Paper Industries, Faculty of Wood and Paper Engineering, GUASNR, Gorgan, Iran
3 Professor, Dept. of Wood and Paper Industries, Faculty of Wood and Paper Engineering, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran
4 Ph.D Candidate of Pulp and Paper Industries, Faculty of Wood and Paper Engineering, GUASNR, Gorgan, Iran
چکیده [English]

In the present research, the effect of different peroxide charges and reaction times were investigated in
hydrogen peroxide bleaching of mixed old newsprint and old magazine deinked pulp. In the
beginning, mixed recycled papers were pulped using conventional method and then deinked by
flotation. In addition, deinked pulps (mixture ratio of 70% ONP and 30% OMG) were bleached with
hydrogen peroxide at different charges of 0.5, 0.75 and 1% from peroxide and times of 30, 60 and 90
min under constant process conditions. The bleached pulps refined with laboratory PFI mill to freeness
of 300 ml, CSF and then standard handsheets (60gm-2) were made from them. The residual peroxide
existing in bleaching liquor, chemical oxygen demand (COD) of bleaching effluent and also the paper
quality properties (optical, physical and strength properties) were measured according to respected
standards. Obtained results indicated that with increase in bleaching times, the residual peroxide in
liquor was decreased but the differences of them was insignificant (P<0.01) with increase in peroxide
charge. Also effluent COD was enhanced significantly with increase in the both peroxide charges and
bleaching times. When the peroxide charge and also the bleaching time were added, the paper
brightness had increased significantly but opacity was not significantly changed (P<0.01). Increasing
the bleaching agent of peroxide has not been shown any significant influence on the paper strength
properties. However increasing the bleaching time led to significant improve in these properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • chemical oxygen demand (COD)
  • Deinked pulp
  • hydrogen peroxide bleaching
  • paper quality
  • residual peroxide
[1]. Ghasemian, A., and Khalili, A. (2012). Fundamentals and Procedures of Paper Recycling, Aeij Press, Tehran.

[2]. Azad Falah, M., Mirzazad, F., and Hamzeh, Y. (2012). Influence of recycling on chemical properties and hornification of CMP and NSSC pulps. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 3(1):99-108.

[3]. Mirshokrai, A. (2001). Guide to waste paper. Tehran Aiezh Press. 2nd Edition. 140pp.

[4]. Latibari, A., Khosravani, A., and Rahmaninia, M. (2007). Technology of Paper Recycling, Aeij Press, Tehran.

[5]. Ghasemian, A., Resalati, H., and Pinder, K. (2004). Deinking of ONP and OMG, Part 1: Comparison of properties of ONP and OMG deinked compared to local CMP pulp. Iranian Journal of Natural Resources, 57(3): 537-550.

[6]. Akbarpour, I., Resalati, H., and Saraeian, A.R. (2010). Investigation on The deinkability of old newspaper. Iranian Journal of Wood & Forest Science and Technology, 17(2): 73-87.

[7]. Ghasemian, A., and Akbarpour, I. (2011). The strategy of paper recycling and its position on supplying the lignocellulosic materials required for local pulp and paper industries. 1st Road Map Conference for Supplying of Raw Material and Development of Wood and paper Industry at Horizon 1404, p.4.

[8]. Gullichsen, J., Hanna, P. (2000). Recycle fiber and deinking. Book 7, Papermaking Science and Technology, Fapet Oy, Helsinki, Finland, 427p.

[9]. Mirshokrai, A. (2000). Handbook of Pulp and Paper Technology. 2nd Ed., Aeij, Tehran, 520p (In Persian)

[10]. Bajpai, P. 2006. Environmentally benign approaches for pulp bleaching. The Center for Industrial Research Development Patiala, India, 289p.

[11]. Akbarpour, I., Ghaffari, M., and Ghasemian, A. (2013). Effect of sodium silicate on the optical and physical properties of ONP deinked pulp. Iranian Journal of Wood & Forest Science and Technology, 19(4): 163-169.

[12]. Ghasemian, A., Ghaffari, M., and Akbarpour, I. (2011). Effect of organic complex of polyhydroxyl acrylic acid and sodium Salt on optical and physical properties of ONP deinked pulp. Iranian Journal of Wood & Forest Science and Technology, 17(2): 89-102.

[13]. Welt, T. (1996). Enzymatic deinking effectiveness and mechanisms. Doctoral dissertation. The Institute of Paper Science and Technology, 19(7): 335-349.

[14]. Johnson, D.A., Park, S., Genco, G.M., Gibson, A., Branch , B., and Wajer, M. (2002). Hydrogen peroxide bleaching of TMP pulps using Mg(OH)2. Tappi Pulping Conference Proceedings, San Diego, September, P: 8-11.

[15]. Akbarpour, I., and Resalati, H .(2011) .Utilization of organic complex of glanapone stab rather than sodium silicate in peroxide bleaching of mixed hardwood CMP pulp. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 26(2): 193-217.

[16]. Joachimides, T., Hache, M. (1991). Bleaching deinking pulp. Tappi Journal, 91, 211-216.

[17]. Daneault, C., Leduc, C. (1995). Bleaching efficiency of formamidine sulfinic acid (FAS) in comparison to hydrosulfite, borohydride, and peroxide in one and two stages. Tappi Journal, 78 (7): 97-106.

[18]. Tschirner, U., Wang, D. (1998). Hydrogen peroxide bleaching of recycle fiber. Paprican, Progress in Paper Recycling, 8(1):15-25.

[19]. Ghasemian, A., Resalati, H., Enayati, A.A., and Pinder, K. (2006). ONP/OMG deinking, Part 2: effcet of DIP use on the properties of local CMP pulp. Iranian Journal of Natural Resources, 59 (3): 727-740.

[20]. Nishi, K.B., Nguyen, K.L. (2005). Charge accepts of hydrogen peroxide bleached deinked pulp. Journal of Colloids & Surfaces, 262 (1-3): 232–237.

[21]. Aryaie Monfared, M.H., Resalati, H., and Zeinali, F. (2013). Assessment of flotation time effect on appearance properties of chemical and enzymatic deinked pulp by reverse power fit equation. Iranian Journal of Wood & Forest Science and Technology, 19(4):137-150.

[22]. Akbarpour, I., Resalati, H., and Saraeian, A.R. (2011). Investigation on the physical and mechanical properties of waste newspaper deinked. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 26(2):243-255.

[23]. MacDonald, R.G., and Franklin, J.N. (1986). Textbook of Pulp and Paper Manufacture: Volume 3, Mcgraw-Hill Inc; 2nd Edition, 1966p.

[24]. Helmling, O., Süss, U., Eul, W., 1986. Upgrading of waste paper with hydrogen peroxide. In: Tappi Pulping Conference, Proceedings, Tappi Press, Atlanta, p. 407.

[25]. Suess, H.A. (2010). Pulp Bleaching Today. Library of Congress Cataloging– in Publication Data, ISBN: 978-3-11020737-8, 309p.

[26]. Afra, E. (2003). Properties of Paper. Agricultural Sciences Press, 392p. (In Persian).

[27]. Alanko, K., Paulapuro, H., and Stenius, P. (1995). Recyclability of thermomechanical pulp fibers. Journal of Paperi Puu. 77(5): 315-328.

[28]. Jiang, Z.H., Van Lierop, B., and Berry, R. (2000). Hexenuronic acid groups in pulping and bleaching chemistry, Tappi Journal., 83(1), 167-175.