بخشی از مقاله
چکیده
افزایش جمعیت و کمبود منابع آب شیرین در جهان، انگیزه اصلی برای استفاده بهینه از منابع آبی موجود برای مصارف صنعتی شده است. از آنجا که در صنایع خمیر وکاغذ، آب به مقدار زیاد مصرف شده و این صنعت یکی از پرمصرف ترین صنایع از جنبه مصرف آب میباشد، بنابراین لازم است مطالعات جدی در خصوص استفاده از منابع آبی غیرمتعارف دراین صنایع به عمل آید.
در این تحقیق اثر استفاده از آب شور دریای مازندران بر کارآئی نشاسته کاتیونی، ماده شیمیایی افزاینده مقاومت کاغذ فلوتینگ، بررسی شد. نتایج حاصل از تحقیق نشان داد که در مقایسه با آب معمولی و متداول، استفاده از آب شور دریا بهتنهائی باعث کاهش مقاومتها - مقاومت به پارگی و طول پارگی - شده ولی در حضور نشاسته کاتیونی اثرات منفی آن، کمتر شده است. بنابراین استفاده از آب شور دریا و با استفاده از مواد افزاینده مقاومت کاغذ میتواند افق جدیدی را در استفاده از آبهای غیر متعارف در صنعت کاغذسازی ایجاد نماید.
.1 مقدمه
ایران به عنوان کشوری واقع در منطقه خشک و نیمه خشک جهان در قاره آسیا با روند رو به افزایش جمعیت عدم تناسب زمانی و مکانی بارشها، رشد روزافزون مصارف آب، عدم صرفهجویی و استفادههای ناصحیح از آب شرب با چالشها و معضلات جدی در زمینه تامین آب روبرو خواهدبود. بنابراین، بهعنوان نتیجه افزایش جمعیت و توزیع نامناسب جمعیت و آب در جهان، انتظار میرود که منابع آبی در مناطق مختلف بهویژه در مناطق خشک، مواجه با فشارهای پیشبینی نشده در دهههای پیش رو شود.
همزمان با افزایش جمعیت کاهش منابع آب شیرین و افزایش خشکسالیها، استفاده از منابع آبی غیرمتداول نظیر استفاده از آب دریا و فاضلابهای صنعتی و خانگی بهطور فزایندهای در سراسر جهان مورد توجه قرار گرفتهاست .[2] بنابر تخمین آبشناسان مقدار کل آب موجود در سطح زمین 1400 میلیون کیلومتر مکعب است که از این مقدار 97/4 درصد آن را آبهای شور تشکیل میدهد
در آب دریا، بیش از 70 نوع عنصر مختلف بهصورت محلول وجود دارند اما %99 آب دریا را تنها 6 عنصر اصلی تشکیل می دهند که همگی آنها بهصورت نمکهای محلول بوده و بهشکل یون - اتم یا گروه-اتمهایی که از نظر الکتریکی داری بار منفی هستند، میباشند :
شکل-1 مهمترین یونهای موجود در آب دریا
از ابتدای شکلگیری صنعت فرآوردههای جنگلی - صنعت چوب و کاغذ - در کشور همواره ارتباط تنگاتنگی بین این صنعت وچرخه آب وجود داشته است. آب بهعنوان یک منبع طبیعی عنصری حیاتی و ضروری در تولید خمیرکاغذ، کاغذ و مقوا و تولید نیرو در تاسیسات تولید بخار این صنعت میباشد. درصد عمده نیاز به آب این کارخانجات از منابع آب سطحی مانند رودخانهها و مابقی از چاههای آب با عمق کم تا عمق زیاد تامین میشود
برای تولید بسیاری از فراورده های خمیرکاغذ و کاغذ ، کیفیت آب اهمیت حیاتی دارد و با شدیدتر شدن رقابت برای تولید محصول بهتر معیارها و مشخصات آب خوب نیز دقیق تر و سختتر می-شود
یکی از پارامترهای مهم در خصوص کیفیت آب مصرفی در صنایع کاغذ که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته - EC1 هدایت الکتریکی - میباشد. هدایت الکتریکی یا همان قابلیت انتقال جریان الکتریسیته از جمله متغیرهای موجود در کارخانجات کاغذسازی بهویژه پایانه تر آن میباشد. این فاکتور در واقع نشانگری از غلظت کل یونهای حل شده موجود در محیط آبی است.
به عبارت دیگر خمیرکاغذ در چرخه کاغذسازی در محیط آبی و به صورت سوسپانسیون موجود بوده و لذا هدایت الکتریکی به-عنوان یک عامل تاثیرگذار در شیمی کلوئیدی مطرح خواهد بود
مبحث هدایت الکتریکی خمیرکاغذ در آبهای نامتعارف - آب دریا، آبهای شور، فاضلاب و... - از اهمیت دو چندانی برخوردار است، چرا که در این آبها، یونهای آزاد زیادی در سیستم وجود دارند، این یونها باعث بالا رفتن هدایت الکتریکی خمیرکاغذ و احتمالا کاهش کارایی مواد افزودنی می شوند.
فلوتینگ به کاغذی اطلاق میشود که در لایه میانی ورق کارتن بهصورت کنگرهای یا موجدار استفاده میشود. نقش این لایه، ضربهگیری و تحمل فشارهای فیزیکی و استاتیکی واردشده به کارتن است. بنابراین استحکام این کاغذ، نقش کلیدی در کیفیت کارتن تولیدی دارد.
جهت بهبود کیفیت کاغذ تولیدی و قابلیت تولید، الیاف کاغذسازی نیازمند یکسری تیمارهای مکانیکی و شیمیایی در پایانه تر میباشند که جهت ارسال به ماشین کاغذ آماده میشوند .[6] از آنجایی که الیاف کاغذ دارای یکسری محدودیتهای ذاتی هستند، افزودن مواد شیمیایی میتواند راهکار مناسبی جهت غلبه بر این مشکلات باشد. افزودنی سنتی برای افزایش مقاومت درونی کاغذ انواع نشاسته است. نشاسته کربوهیدراتی است که در غلات، سیبزمینی و بعضی گیاهان دیگر بر اثر بسپارشدن واحدهای دکستروز2 تشکیل میشود.
برای اینکه نشاسته در پیوند بین الیاف وارد شود، باید جذب سطح الیاف شود. همانطور که اشاره شد، برای اینکه نشاسته به تعداد زیادی ماندگار شود، باید از نشاسته کاتیونی استفاده کرداین. کاملاً منطقی است، زیرا الیاف و بسیاری از دیگر ذرات کاغذسازی زمانی که در آب قرار میگیرند، آنیونی میشوند.
.2 تئوری و پیشینه تحقیق
هاوارد و جاوسی - - 1989 با افزودن نشاسته کاتیونی به خمیر کاغذ بازیافتی و بررسی اتصال بین لیفی مشاهده نمود که متصل شدن نشاسته به الیاف بازیافتی به احیای نقاط اتصال از دست رفته سطح الیاف انجامیده، قدرت اتصال بین لیفی را افزایش داده و در نتیجه خواص مقاومتی کاغذهای دست ساز را تا حد خمیر کاغذ بکر ارتقا داده است
ریو - - 2009 بیان داشت که افزایش غلظت نمک با تغییر در خواص آب تاثیر زیادی بر میزان جذب ذرات پلیمر بر روی سطح الیاف دارد، زیرا از یک طرف با کاهش آزادسازی یون درجه یونیزاسیون سطح الیاف و به دنبال آن، پتانسیل زتا ++ کاهش می-یابد و از طرف دیگر، با تغییر پیکربندی ذرات پلیمر از طریق کاهش شعاع هیدرو دینامیکی مولکولهای پلیمر و کاهش قطر آنها موجب کاهش جذب آن میشود
