بخشی از مقاله
چکیده:
افزایش کیفیت کاغذهای بازیافتی همیشه برای صنعت بازیافت کاغذ مهم بوده و محققان زیادی در این زمینه تحقیق کردهاند. در این مقاله تاثیر کیلیت کنندگی - ethyelenediaminetetraacetic acid - EDTA به منظور بهبود ویژگیهای نوری - روشنی، ماتی، سفیدی - کاغذ بازیافتی حاصل از کاغذ روزنامه باطله بررسی شد. به این منظور EDTA در دو سطح ./25 و ./5 درصد - براساس وزن خشک خمیرکاغذ - استفاده شد. نتایج بدست آمده نشان داد که EDTA موجب افزایش ویژگیهای درجه روشنی و شاخص سفیدی کاغذ بازیافتی و کاهش ماتی شده است. همچنین از اهمیت فرایند شناورسازی در حذف مرکب نباید غافل شد به طوری که ماده شیمیایی و به صورت ویژه پراکسید هیدروژن نمیتواند بدون این فرایند موفق عمل نماید.
مقدمه
کمبود منابع چوبی و فشارهای زیست محیطی حاصل از برداشتهای بیرویه از جنگلها، افزایش سهم کاغذهای باطله در پسماند جامد شهری، نگرانیهای زیست محیطی و هزینههای ناشی از دفن و سوزاندن آنها، هزینههای زیاد تولید الیاف بکر و مسائلی از این دست سبب شده است تا الیاف بازیافتی برای تولید انواع محصولات سلولزی مورد توجه ویژه قرار گیرد
بر اساس آمارهای اعلام شده توسط FAO، در سال 2012 مقدار کل کاغذ و مقوای مصرف شده در دنیا حدود 400 میلیون تن بوده است که سهم ایران از آن حدود 1/7میلیون تن میباشد. در این میان میزان کاغذهای باطله جمعآوری شده و بازیافت شده در دنیا به ترتیب 214 و 213 میلیون تن بودهاند که این مقادیر در ایران به ترتیب 80 و 42 هزار تن میباشند. سهم کاغذهای چاپ شده مصرفی در دنیا و ایران به ترتیب حدود یکسوم و یکدهم از کل کاغذهای مصرفی میباشد .[4] کاغذهای چاپ شده، به علت سهم زیاد در پسماندهای جامد شهری، کیفیت الیاف اولیه مورد استفاده در تولید آنها، کیفیت الیاف بازیافتی حاصل - به دلایلی مانند نوع جمعآوری در مبدا و ... - از جایگاه مهمی در کارخانجات بازیافت کاغذ برخوردار هستند
یکی از آلایندهای مهم در کاغذهای باطله چاپ شده، مرکب موجود روی الیاف میباشد. لذا حذف این آلاینده برای ساخت مجدد کاغذهای با قابلیت چاپ شوندگی امری ضروری به شمار میرود .[5] مرکبزدایی یک مرحله تکمیلی در فناوری بازیافت کاغذهای باطله چاپ محسوب می شود و طی آن با حذف مرکب چاپ و سایر مواد موجود در کاغذهای باطله که در این مرحله به عنوان آلاینده محسوب می شوند، الیاف سلولزی خالص و عاری از مواد مزاحم برای استفاده مجدد در ساخت کاغذ به دست میآیند. در واقع میتوان گفت بهبود و گسترش روشهای مرکبزدایی از عوامل مهم افزایش استفاده از کاغذهای بازیافتی در سطح دنیا بوده است .
پراکسید هیدروژن از جمله مواد متداول و مهم در بخش مرکبزدایی است که میتواند پیوندهای موجود در شبکههای مرکب چاپ را شکسته و ذرات مرکب را به ذرات معلق در سوسپانسیون خمیرکاغذ تبدیل و به جداسازی آن از الیاف کمک کند. همچنین این ماده رنگبر بسیار متداول در صنعت خمیرکاغذ میباشد که به افزایش روشنی کاغذ کمک شایانی مینماید
پراکسید هیدروژن با وجود برتریهای فراوان زیستی و فنی، مادهی شیمیایی بیثباتی میباشد و در برابر یونهای فلزی موجود در خمیر یا آب فرآیندی، افزایش دما و pH به سرعت تجزیه و تخریب میشود. هرچند به نظر میرسد تجزیه پراکسید هیدروژن به رادیکالهای HO و HOO، عامل اصلی در توانایی این ماده در رنگبری و حتی مرکبزدایی از الیاف بازیافتی است؛ اما سرعت این تجزیه بایستی در حدودی بینابین باشد تا علاوه بر ایفای مناسب نقش رنگبری و مرکبزدایی، از تخریب سلولز به علت تراکم رادیکالهای مزبور ممانعت شود. یونهای فلزی؛ به ویژه هنگام فرایند خمیرسازی توسط آب، تجهیزات فرایندی و افزودنیهای شیمیایی وارد خمیرکاغذ میشوند. معمولترین یونهای فلزی موجود در خمیر، Al، Mg، Mn، Fe، Cu میباشند. این عناصر تخریب پراکسید هیدروژن را کاتالیز و تسریع میکنند
برای جلوگیری از تاثیر یونهای فلزی بر عملکرد پراکسید هیدروژن از موادی به نام کیلیت کننده استفاده میشود. کیلیتکنندهها ترکیباتی هستند که دارای عناصری با جفت الکترون آزاد یا بار منفی میباشند و از طریق به اشتراک گذاشتن جفت الکترونها یا جذب - یونی قابلیت ایجاد پیوند کوئوردینانسی یا پیوند یونی با یونهای فلزی را دارند. عمده کاربرد آن در محیط آبی است و از طریق پساب به محیط آزاد میشود
عبدالخانی و میرشکرایی در پژوهشی اثر عامل کی لیت کننده EDTA را بر رنگین شدن کاغذ بررسی کردند. نتایج نشان داد که اضافه کردن EDTA به خمیر حاوی یون های آهن می تواند باعث افزایش روشنی و جبران بخشی از تغییر رنگ ایجاد شده توسط یون های فلزی گردد .[12] در این تحقیق هدف آن است تا عملکرد EDTA بر بهبود ویژگیهای نوری خمیرکاغذ حاصل از بازیافت کاغذ روزنامه باطله بررسی گردد.
مواد و روش ها
ماده اولیه مورد استفاده در این تحقیق، کاغذ روزنامه بشیر مازندران با چاپ افست سرد بود که از الیاف CMP کارخانه چوب و کاغذ مازندران تهیه میشود. مرحله اول خمیرسازی شامل خیساندن کاغذ روزنامه باطله به مدت 24 ساعت در آب تصفیه و سپس پراکندهسازی و پالایش مخلوط حاصل توسط Valley Beater براساس استاندارد [13] T 200 sp-01 تا حدود 280-300ml CSFبود.
در مرحله بعد پس از ذخیره خمیرکاغذ حاصل به صورت سوسپانسیون و تعیین درصد خشکی آن، خمیرکاغذ به درصد خشکی 1.5% رسانده شد و مواد شیمیایی تحت شرایط ثابت و متغیر در دستگاه بن ماری - حمام آب - به سوسپانسیون افزوده شد. مشخصات مواد استفاده شده در این تحقیق در جدول 1 و 2 ارائه شده است. پس از این مرحله خمیرکاغذ به سلول شناورسازی منتقل و فرآیند حذف مرکب به روش شناورسازی انجام گردید. در ادامه خمیر مرکبزدایی شده بر روی غربال 200مش که در زیر آن غربال 400مشی برای نگهداری نرمهها قرار داده شده است؛ آبگیری و برای ساخت کاغذ جمعآوری شد. کاغذهای دستساز نیز بر اساس استاندارد [14] T205 sp-02 تهیه شد. سپس تستهای ویژگیهای نوری کاغذ بر روی کاغذهای حاصل انجام شد.
جدول : - 1 - عوامل ثابت در مرحله خمیرسازی و شناورسازی
جدول - : - 2 تیمارهای مورد نظر در تحقیق
