اثر سن برداشت کنف بر کیفیت خمیر کاغذسازی و کاغذ کنگره‌ای ساخته‌شده از مغز آن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، بخش تحقیقات علوم چوب و فراورده‌های آن، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

کنف از گیاهان صنعتی موفق برای کشت در ایران است که به‌دلیل دارا بودن خواص منحصربه‌فرد برای ساخت کاغذ با توجه زیادی روبه‌روست. این تحقیق به‌منظور تأمین الیاف کاغذ کنگره‌ای مورد استفاده در صنایع بسته‌بندی کشور با توجه به کمبود الیاف بکر انجام گرفت. دورۀ برداشت کنف از جمله نکات مهم فنی- اقتصادی است، از این‌رو نمونه‌برداری از کنف تیپ کوبا طی سه سن برداشت پنج، شش و هفت ماه انجام گرفت و عملکرد کنف در هفت‌ماهگی تعیین شد. برای تهیۀ خمیرکاغذ سودا-آنتراکینون از الیاف مغز کنف با استفاده از 14 و 16 درصد سدیم هیدروکسید، مدت زمان 60، 90 و 120 دقیقه، دمای 155، 165 و 175 درجۀ سلسیوس، نسبت مایع پخت به مغز 1/7 و 2/0 درصد آنتراکینون و در مجموع 18 تیمار استفاده شد. درجۀ روانی خمیرکاغذ به حدودSR ° 33 توسط کوبندۀ PFI mill تنظیم شد و کاغذهای دست‌ساز با جرم پایۀ g/m2 127 از شش تیمار بهینۀ خمیرکاغذ شامل سه سن برداشت، دو مقدار سدیم هیدروکسید (14 و 16 درصد)، زمان پخت 120 دقیقه و دمای پخت 165 درجۀ سلسیوس ساخته شد. نتایج نشان داد که عملکرد سرپا و خشک تیپ کوبا به‌ترتیب 32 و 7/7 تن در هکتار است. برای شش تیمار بهینه، محدودۀ بازده بعد از الک از 71/53 تا 76/48 درصد، عدد کاپا از 73/78 تا 27/118 و وازده از 58/1 تا 41/4 درصد تعیین شد که خمیرکاغذ تهیه‌شده از مغز کنف با زمان برداشت پنج ماه پخت‌شده با 16 درصد قلیایی (تیمار F4) تیمار بهینه است. سن برداشت کنف با افزایش عدد کاپا و وازدۀ خمیرکاغذ رابطۀ مستقیمی دارد. نتایج مربوط به اندازه‌گیری ویژگی‌های کاغذهای دست‌ساز نشان داد که بین میانگین همۀ این ویژگی‌ها اختلاف معنی‌داری وجود دارد. ویژگی‌های کاغذهای دست‌ساز تهیه‌شده از تیمار بهینه، شامل شاخص‌های کشش Nm/g 7/85، ترکیدن kPam2/g 8/3، پارگیmNm2/g  7/4، لهیدگی در حالت حلقه Nm/g 8/16 و لهیدگی در حالت کنگره  Nm2/g 9/1 نسبت به ویژگی‌های استاندارد ملی کاغذ کنگره‌ای برتر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The effect of harvest age on the quality of pulping and fluting paper made from kenaf core

نویسنده [English]

  • Saeed Mahdavi
Assoc., Prof., Wood and Forest Products Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO). Tehran, I.R. Iran
چکیده [English]

Kenaf is one of the most successful industrial plants for cultivation in Iran due to its unique properties for papermaking. The present research was conducted in order to supply virgin fiber for corrugated board to compensate shortage of wood in Iran. Harvest age is one of the important technical-economic aspects, so sampling was done from Cuban type of kenaf at three harvest ages of 5, 6 and 7 months and biomass was determined at 7 months of age. Soda-anthraquinone (AQ) pulping trials of kenaf core was carried out by 18 combination using 14% and 16% alkali charges, 0.2% AQ, three cooking time (60, 90, and 120 min.), three cooking temperature (155, 165, and 175 °C) and 7:1 liquor to core ratio. Pulp freeness was increased to 33 °SR by PFI mill beater and 127 g/m2 handsheets were made from the selected pulps including three harvest ages, two alkali charges (14% and 16%), cooking time of 120 min. and cooking temperature of 165 °C. The results showed that the green and dry biomass of kenaf was 32 and 7.7 ton/ ha, respectively. Screen yield, kappa number, and reject contents of optimal cooking combinations were measured in range of 53.71% to 48.76%, 78.73 to 118.27, and 1.58% to 4.41%, respectively. These results indicated that kenaf harvest age of 5 months that cooked by 16% alkali (F4 treatment) is the optimal treatment. It was found a direct relationship between harvest age with increasing of kappa number and screen yield of pulp. The results of physical properties of hand sheet showed that there are significant differences among the means of all these properties. Handsheet properties made from the optimal treatment, including tensile index of 85.7 Nm/g, burst index of 3.8 kPam2/g, tear index of 4.7 mNm2/g, RCT index of 16.8 Nm/g and CMT index of 1.9 Nm2/g are superior compare to the national standard specification of floating paper.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Core fiber
  • harvest age
  • biomass
  • medium corrugated
  • kenaf
  • paper properties

مراجع

[1]. Mahdavi, S., and Habibi, M.R. (2013). The effect of mixing kenaf core and bast on soda pulping and paper strengths. Iranian Journal of Wood and Paper Science Research, 28(4): 642-653.
[2]. Monti, A., and Alexopoulou, E. (2013). Kenaf: A Multi-Purpose Crop for Several Industrial Applications: New insights from the Biokenaf Project .Green Energy and Technology, Springer, 212 P.
[3]. Ashori, A., Jalaluddin, H., Raverty, W.D., Mohd Nor, M.Y. (2006). Chemical and morphological characteristics of Malaysian cultivated kenaf (Hibiscus cannabinus) fiber. Polymer-Plastics Technology and Engineering, 45: 131-134.
[4]. Faezipour, M., Hamzeh, Y., and Mirshokraei, S. (2000). Evaluation of kenaf as a raw material in paper manufacturing pulp. Iranian Journal of Natural Resources, 53(3): 239-250.
[5]. Pande, H., and Roy, D.N. (1996). Delignification kinetics of soda pulping of kenaf. Journal of Wood Chemistry and Technology, 16(3): 311-325.
[6]. Azizi Mossello, A., Harun, J., Ibrahim, R., Resalati, H., Fallah Shamsi, S.R.,  Md Tahir, P., and Mohad Yusoff, M.N. (2010). Evaluation of linerboard properties from Malaysian cultivated kenaf soda-anthraquinone. BioResources, 5(3): 1595-1604.
[7]. Lips, S.J.J., Van Dam, J.E.G., and Snijder, M. (2007). Kenaf (Hibiscus cannabinus L.) as a raw material for industrial applications: Final report. (Rapport; No. 795). Agrotechnology and Food Innovations, Wageningen.
[8]. Pankratov, A., Romanova, T., and Litvinchev, I.S. (2020). Packing ellipses in an optimized rectangular container. Wireless Networks, 26(7): 4869-4879.
[9]. ISON standards, Specifications and test methods, Institute of Standards and Industrial Research of Iran.
[10]. Alifragis, D., Grigoriou, A., Passialis, C., and Voulgaridis, E. (1997). Kenaf as a secondary crop in sandy soils under mediterranean climate conditions. In: Proceedings of ICFWSTʼ 97, 29 Sept. to 3 Oct., Yugoslavia. pp. 1-8.
[11]. Rowell, R., and Stout, H.P. (2007). Handbook of Fiber Chemistry, Chapter 7, Jute and Kenaf, CRC press, Taylor and Francis Group, LLC, United Kingdom.
[12]. Kamal, I., Zharif Thirmizir, M., Beyer, G., Jani Saad, M., Abdul Rashid, N.Z., and Abdul Kadir, Y. (2014). Kenaf for biocomposite: An overview. Journal of Science and Technology, 6(2): 42-66.
[13]. Villar, J.C., Revilla, E., Go'mez, N., Carbajo, J.M., and Simo'n, J.L. (2009). Improving the use of kenaf for kraft pulping by using mixtures of bast and core fibers. Industrial Crops and Products, 29: 301-307.
[14]. Columbus, E.P. and Fuller, M.J. (1999). Kenaf Properties, Processing and Products, Mississippi State University Press, Mississippi State, 83-89.
نشریه جنگل و فرآورده های چوب
دوره 74، شماره 2
شهریور 1400
صفحه 235-245

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار