بخشی از مقاله
چکیده
به دلایل تعیینکنندهای نظیر عدم تولید چوب کافی و مناسب از منابع داخلی برای تکافوی ظرفیت اسمی کارخانههای صنایع چوب و کاغذ کشور، کاهش فشار بر منابع چوبی جنگلی و جلوگیری از خروج ارز، تحقیق و بررسی گسترده در استفاده از منابع غیرچوبی موجود در کشور اهمیت مییابد. کاه گندم که بیشترین حجم منابع سلولزی غیرچوبی را در ایران و سایر کشورها دارد میتواند به عنوان یکی از منابع لیگنوسلولزی غیرچوبی، برای تولید کاغذ بکار رود. از این رو این مطالعه با هدف تعیین ابعاد الیاف و ضرایب بیومتری کاه گندم - رقم تجن - انجام گرفت. مقادیر ابعاد الیاف و ضرایب کاغذسازی و همچنین ترکیبات شیمیایی نظیر مقدار سلولز، لیگنین، مواد استخراجی، مواد قابل حل در آب داغ و درصد خاکستر برای هرکدام از میان-بندها،گره و برگ کاه اندازه گیری شد.
مقایسه میانگینهای مربوط به متغیرهای مذکور با استفاده از آزمون دانکن و آنالیز آماری با استفاده از نرم افزار SPSS 15 انجام شد. نتایج آنالیز شیمیایی، نشان داد که مقدار سلولز مورد بررسی از مقدار سلولز چوب بیشتر میباشد؛ که مزیتی عمدهای در تولید کاغذ محسوب میشود. همچنین میزان لیگنین برای گونه کاه گندم، بسیار کمتر از مقدار لیگینین پهن برگان است. مواد معدنی زیاد از ویژگیهای اکثر مواد غیرچوبی است که برای گونه مورد بررسی، برابر 8 به دست آمد. بررسی ابعاد الیاف و ضرایب بیومتری نشان داد که این گونه از لحاظ طول در دستهی الیاف متوسط قرار می گیرد.
-1 مقدمه
از نقطه نظر تاریخی، اولین بار کاغذ با استفاده از الیاف غیر چوبی ساخته شد ولی با توسعهی سریع و رشد روزافزون این صنعت، براستفاده از ماده اولیه غیر چوبی تمرکز یافت. در حال حاضر حجم گسترده ارتباطات فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و تبادل اطلاعات سبب افزایش مصرف کاغذ و محصولات کاغذی شده اما در عین حال با محدودیت منابع چوبی از جنگل های دنیا مایل بودهایم؛ لذا میل به استفاده از منابع سلولزی غیر چوبی افزایش یافته است. در این راستا کشورهایی وجود دارند که از ماده اولیه چوبی مناسبی برخوردار نبوده و یا به دلیل محدودیت آن سعی و کوشش خود را بر استفاده از منابع الیاف سلولزی غیر چوبی و سایر منابع، مانند کاغذ باطله متمرکز کرده اند.
کاه به عنوان یکی از منابع لیگنوسلولزی غیرچوبی، می تواند برای تولید کاغذ بکار رود. این امر به ویژه در کشورهای در حال توسعه، حائز اهمیت است که این گروه از کشورها اغلب به علت نداشتن منابع طبیعی و جنگلی کافی برای استفاده از آنها در ساخت کاغذ که مجبور به واردات مستمر کاغذ هستند.
دلیل اصلی که کاه را به عنوان یکی از مواد اولیه مهم سلولزی برای صنایع کاغذسازی معرفی می کنند این است که این مواد لیگنوسلولزی اغلب پس مانده و ضایعات محصولات کشاورزی به ویژه گندم، جو، برنج و سایر غلات هستند. علاوه بر این دستیابی به انها آسان است و این موضوع به ویژه در کشورهای در حال توسعه با توجه به نکات زیر از اهیت بیشتری برخوردار است.
-1 دنیا با کاهش و کمبود منابع سلولزی جوبی برای صنایع کاغذ مواجه است. همچنین منظور جلوگیری از قطع درختان و حفاظت از محیط زیست، هر روز قوانین شدیدتری وضع می شود.
-2 کمبود و مشکلات ارزی در این کشورها رو به افزایش است، از این رو این کشورها مجبور به جایگزینی مواد اولیه داخلی و قابل تهیه در کشور خود به جای مواد اولیه وارداتی هستند.
-3 سوزندن مازاد ضایعات کشاورزی در مزارع و آلوده شدن محیط زیست با توجه به دلایل فوق در کشورهای در حال توسعه که وابستگی مستمری به واردات کاغذ دارند، در امر تولید کاغذ مناسب
ترین انتخاب، استفاده از کاه به عنوان ماده اولیه سلولزی برای صنایع کاغذسازی داخلی است.
کاه گندم سابقا برای تهیه کاه گل پشت بام هاو پوشش سقف و دیواره های داخلی ساختمانها و حصارها به کار می رفت. بخشی از آن در مزارع با خاک شخم می خورد و یا سوزانده می شد. از زمان های قدیم تاکنون بخش عمدهای از کاه گندم کشور به مصرف تغذیه دام می-رسیده است و این در حالی است که قابلیت هضم و ارزش غذائی آن ناچیز است
کاه گندم به ترتیب شامل میان بندها، برگ ها، بندها و اجزای خوشه گندم و محور سنبله است. ساقه های گندم، ساختمانی انعطاف پذیر و لوله مانند دارند که توسط بندها در فواصلی به یکدیگر متصل می شوند.
کاه گندم رشدی در حدود 1 تا 1/5 متر دارد که بستگی به شرایطی چون خصوصیات ژنتیکی، آب وهوا و شرایط خاک دارد. کاه همانند چوب دارای درصد بالایی پنتوزان و درصد کمی لیگنین است. همچنین مقدار خاکستر کاه بیش از چوب است.
بخش اصلی کاه گندم را میان بندها تشکیل می دهند که در مقایسه با دیگر اجزای کاه، از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی بهتری برخوردارند. بنابراین هر چه میزان میان بندها در کاه زیادتر باشد، خمیر و کاغذ با کیفیت مطلوب تری به دست می آید.
تولید کل غلات جهان 1/8 میلیارد تن است که بیشترین میزان آن - حدود 500 تا 600 میلیون تن - به گندم اختصاص دارد و از نظر سطح زیر کشت و تولید سالانه نیز گندم در درجه اول اهمیت قرار دارد.سطح زیرکشت گندم در ایران درسالهای اخیر 6/2 میلیون هکتارگزارش شده است.
سطح زیرکشت گندم آبی با 2 هکتارحدود% 35 وگندم دیم با 4 میلیون هکتار حدود %65 است.
مقدار تولید گندم درکشور 11میلیون تن است که % 63 آن اززراعت های آبی با میانگین عملکرد 3/2 میلیون تن در هکتارو% 37 آن از زراعت های دیم بامیانگین عملکرد 1/1 تن در هکتارحاصل میشود
زانگ - 1983 - 1 میانگین طول، قطر و ضخامت دیواره الیاف کاه گندم چین را به ترتیب 1/324 میلی متر 14/2 میکرون 5/2 میکرون بیان می دارد
جیاسینگام - 1991 - 2 طول، قطر کلی، قطر حفره الیاف کاه گندم ترکیه را به ترتیب 1/170 میلی متر، 15/5 میکرون و 5/8 میکرون و مقادیر خاکستر، سیلیس و سیلیکات ها، مواد قابل حل در آب سرد، آب گرم،سود سوز آور یک درصد و الکل-بنزن، پنتوزان ها، هولوسلولز - تصحیح شده برای خاکستر - ،سلولز - عاری از خاکستر - آلفا سلولز - عاری از خاکستر - و لیگنین - عاری از خاکستر - این کاه را نیز به ترتیب 4/4، 6/6، 7/2، 1/5، 40/10،7/3، 9/5، 48/30، 73، 38/9، 15/7 درصد گزارش داده-اند
مرادیان - - 1381، میانگین طول، قطر کلی، قطر حفره سلولی و ضخامت دیواره سلولی را برای کاه گندم - فیروز آباد فارس - را به ترتیب 1170، 5/98، 10/24 و 2/82 میکرون و مقدار خاکستر، مواد قابل حل در الکل-استن،لیگنین و سلولز را نیز به ترتیب62/86،5/9 و 49/3 درصد تعیین نمود
-2 مواد و روشها -1-2 نمونه برداری و آماده سازی نمونهها
نمونه های ساقه - کاه وکلش - گندم تجن گلستان از مزارع موئسسه تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان واقع در کیلومتر 5 جاده گرگان-آق قلا تهیه گردید. ساقه های گندم به همراه برگ وخوشه مربوط به هر پلات به وسیله ی داس و از نزدیکی سطح زمین قطع گردید و توسط نخی پلاستیکی به دسته ای مجزا تبدیل گردید.دسته ی برداشت شده به آزمایشگاه صنایع چوب و کاغذ دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان منتقل گردید.
به منظور تعیین نسبت وزنی اجرای کاه گندم برداشت شده و پس از جداسازی خوشه ها،ابتدا میان بندهای اول، دوم، سوم ، گره ها و برگ های ساقه ها به طور دستی و با استفاده از قیچی باغبانی جداسازی شد و در کیسه های پلاستیکی مجزا جمع آوری گردید. وزن کل - خشک - میان بندها، گره و برگ ها، همچنین وزن میان بندها ی اول، دوم وسوم به طور مجزا تعیین شده و نسبت وزنی آنها محاسبه گردید.
-2-2 اندازه گیری ابعاد الیاف اجزای کاه گندم
برای اندازه گیری ابعاد الیاف کاه گندم، ابتدا نمونه هایی از کاه گرفته شد. کاه نمونه گیری شده و به قطعات 2 سانتی متری تبدیل گردید. برای وابری و سپس تعیین طول، قطر و ضخامت دیواره الیاف از روش فرانکلین استفاده شد.
نمونه های آماده سازی شده، داخل لوله های آزمایش درب دار ریخته شدو بر روی آنها محلول اسید استیک و آب اکسیژنه به نسبت 3 به 1 افزوده شد.پس از بستن درب لوله ها آنها را در داخل آون با حرارت 70 درجه قرار داده و بعد از 48 ساعت لوله ها از آون خارج شده و از طریق آب شویی محتویات آن خنثی و بوی اسید آن زدوده گشت . سپس نمونه های شسته شده با آب مقطر، به هم خورده تا الیاف آنها از همدیگر جدا گردند. الیاف جداسازی شده توسط ماده رنگی زافرانین رنگ آمیزی و با استفاده از قطره چکان نمونه هایی بر روی لام های جداگانه ریخته شده و ابعاد الیاف با استفاده از میکروسکوپ تعیین گردید. از هر نمونه اندازه ابعاد 120 نمونه مشخص شد.
