بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله به بررسی اجمالی روش جوهرزدائی شیمیائی که تولید مواد مضر در محیط زیست می کند، می پردازیم و سپس به بررسی پارامترهای موثر در جوهرزدائی آنزیمی به عنوان روشی سازگار با محیط زیست و قدرتمندتر در جوهرزدائی کاغذهای چاﭖ شده توسط تونرها می باشد، می پردازیم برای رسیدن به شرایط مطلوب درجوهرزدائی آنزیمی از بین عوامل موجود تاثیرشعوامل مهمترجP و دما در شrightnessنشTappiبررسی شد و شرایط مطلوب با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش تاگوچی ذکر گردید.
کلمات کلیدی: جوهرزدائی، آنزیم، سلولاز، لیپاز، تونر
مقدمه
از دیر باز استخراج الیاف سلولز از پنبه، کتان و کنف متداول بوده است. با گذر زمان مساله استفاده از خمیر چوب نیز بیان شد و لیکن در قرن ۹۱ با توجه به افزایش ناگهانی تقاضا نسبت به عرضه کاغذ در بازار، صنعت جهانی کاغذ به سمت بازیافت آن متمایل شد. در اوایل این کاغذها مورد استفاده در روزنامه ها و مقواها داشت زیرا برای استفاده در دیگر صنایع چاﭖ این کاغذها احتیاج به یک مرحله سفیدگری داشتند. به طور آماری نیز می توان به این ارقام اشاره داشت که میزان بازیافت در سال ۶۹۹۱ ،۷۱۱ میلیون تن یعنی به ۲۴ درصد کل مصرف جهانی رسید و در سال ٠٠٠۲ به ٠۵ درصد مصرف جهانی افزایش یافت ]۱.[
نکته مهم دیگری که صنعت کاغذ به آن توجه داشت استحکام کاغذ بود که در فرایندهائی که بر کاغذ صورت می گرفت سعی در حفظ یا افزایش آن داشت این مطلوب هم اکنون با مهندسی ﮊنتیک تقویت شده است و نیز در فرآیندی که جوهر زدائی آنزیمی نام دارد توانسته اند در کنار جوهر زدائی، تقویت الیاف سلولز همراه با سفید گری مناسب داشته باشند]۲.[
آنچه که پیش روی صنعت بازیافت کا غذ وجود دارد تنوع مواد چاپی و روشهای اعمال آنها و ضخامت اعمال شده و حفظ و یا افزایش استحکام کاغذ است. محدودیتهائی که وجود دارد قوانین زیست محیطی و محدود بودن منابع انرﮊی جهت فرایند جوهر زدائی است که با توجه به این عوامل روشهای متنوع فراوانی در جوهرزدائی وجود دارد که به طور کلی می توان به سه دسته زیر تقسیم نمود:]۸[ ۱ -جوهرزدائی سنتی :که مواد به کار رفته درآن سودکستیک، سیلیکاتها و پراکسایدها می باشند. درشرایط قلیائی ج١١س۵َ٩چدب -
و در حضور یک ماده فعال کننده سطحی، هیدروکسید سدیم سبب تورم الیاف سلولز شده و رزینها هیدرولیز می شوند. در اینجا مقداری کار مکانیکی با میکسر بر روی الیاف سلولز در بهبود جوهرزدائی موثر خواهد بود - دما ط ١٨٠-۵۵١ و فشار۱۱-۷طهتض ۲- جوهر زدائی جوهر های پایه پلیمری: در این جوهر زدائی متدهای شیمیائی به خوبی عمل نخواهندکرد و این روش وابستگی بیشتری به کا ر مکانیکی خواهد داشت.]۲[ ۳-جوهرزدائی آنزیمی : در این روش از آنزیمها استفاده می شود.
در نتیجه هم می توان به جوهرزدائی رسید٫ هم تقویت الیاف و در برخی موارد سفیدگری مناسب را داشت و در بهینه ترین حالت مصرف انرﮊی و کمترین تولید ضایعات شیمیائی به مطلوبها رسید. ]۵ ۶[روش شیمیایی - ترکیبی از روشهای ۱و۲که در بالا اشاره شده است - جوهرها از دو فاز تشکیل شده اند: محمل و پیگمنت. قدرت رنگی و پشت پوشی پیگمنت وابسته به خواص شیمیایی و اندازه ذره پیگمنت می باشد. در چاﭖ لیتووفلکسو که ظرافت چاﭖ برای ما مهم است باید اندازه ذره پیگمنت زیر یک میکرون باشد و ضخامت فیلم نیز بین یک تا سه میکرون باشد.
این کوچکی اندازه ذرات باعث سهولت جوهرزدائی در فرآیند بازیابی می شود. زیرا ذرات به راحتی شسته می شوند و این بستگی روش شیمیایی را به اندازه ذرات می رساند. و آنچه قابل توجه است این است که چون رزین، محمل پیگمنت است پس با خروج پیگمنت در این مرحله رزین هم جدا می گردد]۳.[در این روش جوهرزدائی شامل برداشتن جوهر از سطح کاغذ بوسیله خمیر سازی مکانیکی کاغذ در شرایط قلیایی ج١١س۵َ٩چدب - و در حضور یک ماده سطح فعال است و جوهر هیدروکسید سدیم الیاف سلولز را متورم ساخته و رزینها را صابونی یا هیدرولیز می کند که امر جوهرزدائی را تسهیل می نماید.
سطح فعال ها به عمل زدوده شدن ذرات واقع در سطح کمک می کنند.در نهایت تحت میکس با سرعت بالا جوهر به ذرات ریز منفصل تبدیل شده و از سطح خارج می شود که سهولت این انفصال بستگی دارد به خواص فیزیکی و شیمیایی رزین دارد. در واقع پارامترهای مهم در این امر چسبندگی بین بایندر و کاغذ، بایندر و سطح فعال های مورد مصرف است و اندازه ذرات تولید شده بستگی به نوع چاﭖ و نوع کاغذ دارد. این ذرات پس از جداسازی خواص نوری کاغذ را افت خواهند داد.
و ذرات کمتر از ۰۴ میکرون نیز چون می توانند حل شوند باعث خاکستری شدن کاغذ بازیافتی خواهند شد و در نهایت براقیت کاغذ کاهش می یابد که این نیز از معایب روش شیمیایی است و از آنجا که اندازه ذرات تولیدی متنوع می باشد و هر اندازه ای روش جدا سازی منحصر به خود را دارد امر جداسازی با مشکلاتی مواجه خواهد شد. آنچه اینجا مطرح می شود مرحله دیگری است به نام که در این مرحله از توری استفاده می گردد و اندازه ذرات ٢٠٠ میکرون و بالاتر و اشیا خارجی را از خمیر جدا می کند در مرحله ای دیگر به نام تمیزکننده های چرخشی هستندکه با عمل گریز از مرکز اندازه ذرات بین۰۰۱ تا ۰۵٢ میکرون را جداسازی می کنند.
درمرحله دیگری به نام فلوتاسیون که فرآیندی مهم در جوهرزدایی است قسمت اعظم ذرات جدا می گردند. اندازه ذرات جدا سازی بین ۰۲ تا ۰۵۱ میکرون می باشد. در این فرایند حبابهای هوا وارد خمیرکه حاوی فعال کننده سطح است می شود. این مواد فعال کننده سطح باعث افزایش آب گریزی در بین سطح ذرات می شوند و از این رو باعث بی میلی ترکیب آنها با آب می شوند. آنچه لازم است این است که ذرات جوهر باید لایه آب گریز هوا-آب را بشکافند تا خودشان را به آن بچسبانند که این امر در مورد جوهر های پایه آبی که دارای ذرات آبدوست هستند با مشکل مواجه خواهد شد.
ذراتی که خودشان را به حبابها وصل می کنند ممکن است قدرت شناوری لازم را برای اینکه به سطح برسند بدست آورند. عموما ذرات کوچکتر از۰۲ میکرون اینرسی کافی برای آنکه در لایه هوا-آب نفوذ کنند را ندارند. در نتیجه نمی توانند خود را به حبابها برسانند و ذرات بزرگتر ار ۰۵۱ میکرون نیز خیلی سنگین هستند و در نتیجه قدرت شناوری لازم را از حباب نمی توانند بگیرند و آنچه می توان گفت این است که فلوتاسیون برای جوهرهای لتر پرس، لیتو و گراور پایه حلالی مناسب است و برای جوهرهای پایه آبی فلکسو موثر نیست.
به علاوه فقط انواع محدودی از جوهر های لیزری، فتوکپی، و بس کیور می توانند به وسیله این فرایند از خمیر جدا شوند و اما آخرین مرحله شستشو نام دارد که برای اندازه ذرات کوچکتر از ۰۱ میکرون موثر است موادی که در جوهرزدایی به طریقه شستشو استفاده می شود لازم است که از رسوب دوباره ذرات جوهر به همان طریقی که خانواده دترجنتها باعث می شوند جلوگیری کند. به هرحال شستشوی زیاد نیز غیر اقتصادی است، زیرا به آب زیادی نیاز است که این نیز از دیگر معایب روش شیمیایی می باشد ]۴ ۱.[
