عملکرد آنزیم پکتیناز در بهبود ویژگی‏های خمیرکاغذ روزنامة مرکب‏زدایی‌شده به‏روش شست‌وشو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری صنایع خمیر و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

2 دانشجوی دکتری صنایع خمیر و کاغذ، گروه تخصصی صنایع خمیر و کاغذ، دانشکدة مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران

3 استاد تکنولوژی خمیر و کاغذ، گروه تخصصی صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة مهندسی چوب و کاغذ، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران

چکیده

در این پژوهش، تأثیر استفاده از غلظت‏های مختلف آنزیم پکتیناز در مرکب‏زدایی کاغذ روزنامة باطله بررسی شده است. کاغذ روزنامة باطله تحت شرایط‌ خشکی 5‌ درصد به مدت 10 دقیقه در دستگاه پراکنده‏ساز (تعداد دور 26500) به خمیرکاغذ تبدیل شد. تیمار آنزیمی خمیرکاغذ روزنامة بازیافتی تحت شرایط ثابت (خشکی10 درصد، زمان تیمار20 دقیقه، محدودة pH 5-5/4) در غلظت‏های مختلف 05/0، 1/0، 2/0، 3/0، 5/0‌ درصد آنزیم پکتیناز (براساس وزن خشک کاغذ باطله) انجام شد. ویژگی‏های نوری، فیزیکی و مکانیکی کاغذهای استاندارد (g/cm2 60) ساخته‏شده از خمیرکاغذهای تیمار‌شده با غلظت‏های مختلف آنزیم پکتیناز در مقایسه با کاغذهای ساخته‏شده از خمیرکاغذ شاهد (خمیرکاغذ تیمار‌نشده با پکتیناز) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که استفاده از آنزیم پکتیناز در مرکب‏زدایی کاغذ روزنامه باطله در مقایسه با خمیرکاغذ شاهد به اندکی افزایش در درجة روشنی و زردی و کاهش ماتی کاغذ منجر شد. با افزایش غلظت آنزیم پکتیناز از 05/0 به 2/0‌ درصد، درجة روشنی به 83/43‌ درصد ایزو (حدود 1‌ درصد افزایش) بهبود یافت و زردی کاغذ به 61/18‌ درصد ایزو (حدود 5/3‌ درصد) کاهش پیدا کرد. در غلظت‏های بیشتر از 3/0‌ درصد پکتیناز، درجة روشنی کاغذ کاهش یافت و به زردی کاغذ افزوده شد. بیشترین ماتی کاغذ (49/99‌ درصد ایزو) با استفاده از 5/0‌ درصد آنزیم پکتیناز به‏دست آمد. نتایج مقایسة ویژگی‏های فیزیکی کاغذهای ساخته‌شده نشان داد که با افزایش مصرف آنزیم پکتیناز، مقاومت به عبور هوا و دانسیتة کاغذ بهبود یافت. همچنین، تیمار خمیرکاغذ با 3/0 درصد آنزیم پکتیناز در مقایسه با خمیرکاغذ شاهد، کاغذهای با بیشترین مقادیر شاخص مقاومت به پارگی و ترکیدن را نتیجه داد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance of Pectinase on Improving the Properties of ONP Deinked Pulp by Washing Method

نویسندگان [English]

  • Moghadase akbari 1
  • Iman Akbarpour 2
  • Hossein Resalati 3
  • Monireh Imani 1
1 Ph.D Student of Pulp and Paper Industries, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, I.R. Iran
2 Ph.D Candidate of Pulp and Paper Industries, Department of Pulp and Paper Industries, Faculty of Wood and Paper Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, I.R. Iran
3 Professor, Department of Wood and Paper Engineering, Faculty of Wood and Paper Engineering, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, I.R. Iran
چکیده [English]

In this research, the effect of different concentrations of Pectinase has been investigated on deinking of old newspaper (ONP). ONP re-pulped at 5% consistency for 10 min in disintegrator (with 2650 rpm). Enzymatic treatment of recycled ONP pulp was done under constant conditions (10% consistency, duration time of 20 min, pH range of 4.5-5) at different Pectinase concentrations (0.05, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.5% based on oven-dry weight of waste paper). The optical and physical properties of the standard paper (60 g/m2) made from treated pulps with different concentrations of Pectinase were evaluated in comparison with paper produced from control pulp (untreated ONP pulp by Pectinase). The results showed that using Pectinase in deinking of ONP led to a slight increase in the brightness and the yellowness and decrease the opacity. The brightness was improved to 43.83 ISO% (about one percent increase), but the yellowness decreased to 18.61 ISO% (about 3.5 percent) with increase in Pectinase dosage from 0.05% to 0.2%. The brightness reduced and the yellowness increased at higher concentrations than 0.3% Pectinase. The highest opacity (99.49 ISO%) was achieved using 0.5% Pectinase. The results of physical properties showed that, paper air resistance and density improved with increase in Pectinase dosage. Also treatment of pulp with 0.3% Pectinase has been resulted in the papers with higher burst and tear indices compared to control pulp.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Pectinase
  • Deinking
  • Old newsprint
  • Optical properties
  • Mechanical properties
 

[1]. Welt, T. (1996). Enzymatic deinking effectiveness and mechanisms. Doctoral dissertation. The Institute of Paper Science and Technology. Atlanta, Georgia. 10pp.

[2]. Bajpai, P. (1998). Biotechnology for Environmental Protection in pulp and paper industry. Germany. Springer, Pp: 91-107.

[3]. Bajpai, P., and Bajpai, P. K., (1998). Deinking with enzymes: A review. Tappi Journal, 81(12), 111-117.

[4]. Akbarpour, I. (2009). Enzymatic deinking of old newspaper. M.Sc. Thesis, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources.121p.

[5]. 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 Way Map Conference for Supplying of Raw Material and Development of Wood and Paper Industry at Horizon 1404, p.4.

[6]. American Forest & Paper Association (AF&PA) (2010). Paper Recycling, US EPA.htm file.

[7]. Ricard, M., Reid, I., and Orcootoma, J. A. (2005). Pectinase reduces the cationic demand of peroxide-bleached TMP: A paper machine trial, Pulp and Paper Canada, 106(12): T258-T263.

[8]. Paice, M.G., Bourbonnais, R., Reid, I.D., Archibald, and Jurask, L.J. (1995). Journal of Pulp and Paper Science, 96(1):1684-1689.

[9]. Akbarpour, I., and Resalati, H. (2011). The Effect of different concentrations of cellulase enzyme on optical and physical properties of ONP deinked pulp. Iranian Journal of Wood and Paper Industries, 2(1):1-15.

[10]. Soni, R., Nazir, A., Chadha, B. S., and Saini, H. S. (2008). Novel sources of fungal cellulases for efficient deinking of composite paper waste. BioResources, (3): 234-246.

[11]. Pathak, P., Bhardwaj, N.K., and Singh, A.K. (2011). Optimization of chemical and enzymatic deinking of photocopier waste paper. BioResources, 6(1), 447-463.

[12]. Verma, N., Bansal, M.C., and Kumar, V. (2011). Enzymatic and other recent approaches in waste paper recycling technology. Journal of Industrial Research & Technology, 1(1), 46-55.

[13]. Miao, Q. (2009). Study of the dissolved and colloidal substances in aspen CTMP and APMP, Doctoral dissertation, Tianjin University of Science and Technology, Tianjin, China.

[14]. Jeffries, T.W., Klungness, J.H., Sykes, M.S., and Rutledge-Cropsy, K.R. (1994). Comparison of enzyme-enhanced with conventional Deinking of xerographic and laser-printed paper. Tappi Journal, 77:4. 173-179.

[15]. Aehle, W. (2003). Enzymes in Industry, 2nd E. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. Pp: 234-236.

[16]. Vyas, S.R., and Lachke, A. (2003). Biodeinking of mixed Office Waste Paper by Alkaline Active Cellulases from alkalotolerant Fusarium SP. Enzyme and Microbial Technology, 32: 236-245.

[17]. Heise, O.U., Unwin, J.P., Klungness, J.H., Fineran, W.G., Sykes, M., and Abubakr, S. (1996). Industrial scale-up of enzyme enhanced deinking of non-impact printed toners. Tappi Journal, 79:3.207- 212.

[18]. Quinghua, XU. Menghua, Q. Sholan, Sh. Liquiang, J., and Yingjuan, F. (2006). Structural changes in lignin during the deinking of old newsprint with Laccase-Violuric acid system. Enzyme and Microbial Technology, 39:969-975.

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

[20]. Bajpai, P., Mishra, Sh.P., Mishra, O.P., Kumar, S., and Bajpai, P.K. (2006). Use of enzymes for reduction in refining energy-laboratory studies. Tappi Journal, 5:11.25-32.