تحقیق در مورد مقایسه خمیردهی پخت کرافت سه گونه کاج، صنوبر، کاه گندم

لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*

فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)

تعداد صفحه:59

 فهرست مطالب

1- کلیات

مقدمه 1

تاریخچه کاغذسازی در جهان 3

روند مصرف خمیر کاغذ 4

روند مصرف کاغذ و کارتن در جهان 4

تاریخچه تولید کاغذ در ایران 5

صنوبر 7

- خواص عمومی چوب 7

- خواص اکولوژیک 7

- خواص آناتومیکی 8

- خواص شیمیایی و خمیردهی 8

- امتیازات استفاده از صنوبر در صنایع کاغذسازی 9

کاج: 10

- مشخصات عمومی کاج الدریکا 10

- خواص آناتومیکی 10

- ترکیبات شیمیایی 11

کاه گندم 11

- ساختمان فیزیکی و خصوصیات شیمیایی 11

- خواص آناتومی 12

- خواص خمیردهی 13

- فرایندهای تهیه خمیر کاغذ از کاه 13

- امتیازهای استفاده از کاه در صنعت کاغذسازی 14

ترکیبات شیمیایی چوب و تأثیر آن بر خمیر کاغذ 17

- سلولز 17

- لیگنین 17

- مواد استخراجی 18

- خاکستر 19

مقایسه گیاه سوزنی برگ و پهن برگ و گیاه غیر چوبی 19

پروسه‌های تهیه خمیر کاغذ 21

فرایندکرافت (سولفات) 24

اصطلاحات فرایند کرافت 26

نکاتی در رابطه با لیگنین زدایی 28

متغیرهای مؤثر بر فرآیند 30

1- اثر اندازه خرده چوبها 31

2- اثر مقدار قلیا 32

3- اثر دمای پیشینة‌ پخت 33

4- اثر سولفیدیته 34

5- اثر نسبت مایع پخت به چوب 34

2- روش تحقیق

هدف 35

تهیه نمونه و اطلاعات مربوط به آنها: 35

اندازه‌گیری درصد رطوبت: 35

آماده‌سازی مایع پخت Liquor 36

عملیات خمیرسازی 37

- وسایل مورد استفاده 37

نسبت مایع پخت به خرده چوب و آماده‌سازی دایجستر 37

- درجه حرارت و زمان پخت 37

- شستشو و جداسازی الیاف خمیر کاغذ 37

- تعیین درصد رطوبت و بازده خمیر 38

تعیین عدد کاپا 39

الف – مقدار تهیه محلولهای موردنیاز جهت یک تکرار آزمون کاپا 39

ب- مراحل آزمون 39

محاسبه کاپا 41

3- تجزیه و تحلیل و نتایج

اثر زمان پخت بر روی عدد کاپا و راندمان و درصد وازد خمیر 49

اثر قلیائیت بر روی عدد کاپا و راندمان 49

نتیجه‌گیری 50

منابع: 51

فهرست جداول

عنوان                                     صفحه

جدول شماره 1- سهم منابع مختلف سلولزی در سال 1986 و نرخ رشد منابع غیرچوبی در
سالهای 86-1971............................................ 2

جدول شماره 2- میانگین میزان ترکیبات شیمیایی چوب صنوبر دلتوئیدس  7

جدول شماره 3- مقادیر ترکیبات شیمیایی تشکیل دهنده ساقه گندم 11

جدول شماره 4- فرایندهای قابل استفاده برای تولید خمیر کاغذ از کاه گندم و خصوصیات خمیر کاغذ
حاصله................................................... 15

جدول شماره 5- خصوصیات فرایندهای مختلف تهیه خمیر چوب.......... 20

جدول شماره 6- میزان تولید خمیر دردنیا با استفاده از پروسه‌های مختلف در سال 1979........................................................ 22

جدول شماره 7- تعریف اصطلاحات در مورد مایع پخت در فرایند کرافت   24

جدول شماره 8- متغیرهای موثر بر پخت کرافت.................. 31

جدول شماره 9- وزن تقریبی نمونه برای تعیین کاپا.............. 41

جدول شماره 10- نتایج حاصل از آزمایشهای خمیرسازی روی سه گونه صنوبر، کاج و کاه در قلیائیت 35%
و 60% .................................................. 43

فهرست نمودارها

عنوان                                     صفحه

نمودار شماره 1- منحنی رابطه فاکتور H و جداسازی لیگنین در طی تولید خمیر کاغذ کرافت از کاج (-) و غان (---)................ 29

نمودار شماره 2- اثر ضخامت خرده چوب و لیگنین زدایی بر مقدار پس زدة غربال    32

نمودار شماره 3- کاپا در قلیائیت فعال 60% و درجه حرارت 170. 44

نمودار شماره 4- راندمان در قلیائیت فعال 60% و درجه حرارت 170 44

نمودار شماره 5- کاپا در قلیائیت فعال 35% و درجه حرارت 170. 45

نمودار شماره 6- راندمان در قلیائیت فعال 35% و درجه حرارت 170 45

نمودار شماره 7- تاثیر زمان بر روی عدد کاپا و راندمان صنوبر. 46

نمودار شماره 8- تاثیر زمان بر روی عدد کاپا و راندمان کاه... 46

نمودار شماره 9- تاثیر زمان بر روی عدد کاپا و راندمان کاج... 47

نمودار شماره 10- تاثیر قلیائیت بر روی عدد کاپا و راندمان صنوبر   47

نمودار شماره 11- تاثیر قلیائیت بر روی عدد کاپا و راندمان کاه 48

نمودار شماره 12- تاثیر قلیائیت بر روی عدد کاپا و راندمان کاج 48

1- کلیات مقدمه

صنعت کاغذسازی با تلفیق هنر، تجربه و تکنولوژی نوین از ماده‌ای همچون چوب یا دیگر مواد لیگنو سلولزی، ماده‌ای با خواص متفاوت به نام کاغذ که یکی از کالاهای مهم و استراتژیک موردنیاز انسان‌هاست را تولید می‌کند.

اهمیت کاغذ و فرآورده‌های کاغذی در زندگی نوین بر همگان آشکار است. هیچ فرآوردة صنعتی دیگری نقشی این چنین برجسته در زندگی انسان ندارد. به طوری که امروزه مصرف کاغذ به عنوان شاخصی از میزان پیشرفت فرهنگی و اجتماعی جوامع مختلف مطرح می‌گردد.

از نقطه نظر تاریخی اولین بار کاغذ با استفاده از الیاف غیرچوبی ساخته شده، ولی با توسعة سریع و رشد روزافزون این صنعت بر استفاده از ماده اولیة ‌چوبی تمرکز یافت. در حال حاضر حجم گستردة ارتباطات فرهنگی، اقتصادی، اجتماعی و تبادل اطلاعات سبب افزایش مصرف کاغذ و محصولات کاغذی نیز خواهد شد. لذا در چند دهة‌ اخیر اغلب کشورها سعی در کاشت درختان پهن برگ و سوزنی برگ سریع‌الرشد داشته‌اند. زیرا از رشد بیشتری برخوردار بوده و نتیجتاً سن بهره‌برداری آنها کوتاهتر خواهد بود.

همچنین کشورهایی وجود دارند که به علت نداشتن منابع طبیعی و جنگل کافی برای استفاده از آنها سعی و کوشش خود را بر استفاده از منابع الیاف سلولز غیرچوبی و سایر منابع، مانند کاغذ باطله متمرکز کرده‌اند. البته هم در کشورهای توسعه یافته و هم در کشورهای در حال توسعه، فشار فزاینده‌ای در جهت استفاده از مواد خام جایگزین و مشابه برای تهیه خمیر و کاغذ هم به لحاظ زیست محیطی و هم به لحاظ موجودی مواد اولیه وجود دارد.

اگر چه منابع سلولزی غیرچوبی سهم اندکی در کل تولید دارند، ولی نرخ رشد قابل توجه 93/3% آنها در مقایسه با 73/2% برای منابع چوبی در سالهای 1971 تا 1986 نشان دهندة‌ علاقمندی زیاد به استفاده از منابع غیرچوبی می‌باشد.

جدول شماره 1- سهم منابع مختلف سلولزی در سال 1986 و نرخ رشد منابع غیرچوبی در سالهای 86-1971

نوع ماده اولیه

درصد تولید از کل تولید

درصد نرخ رشد

غیرچوبی

38/5

93/3

چوب

9/68

37/2

کاغذ باطله

53/2

Atchison (1987)

تاریخچه کاغذسازی در جهان

در مورد تاریخ پیدایش کاغذ، نویسندگانی چند نوشته‌اند که دو قرن پیش از میلاد مسیح برای نخستین بار توسط چینی‌ها ساخته شده است، هر چند که در بعضی از منابع مصریها را در این امر پیشگام می‌دانند که از نوعی نی، کاغذی بنام پاپیروس تهیه می‌کردند.

نخستین کاغذسازی واقعی در حدود سال 100 میلادی در چین و با استفاده از سوسپانسیونی از الیاف خیزران یاتوت عملی شد.

در سال 750 میلادی اعراب که سمرقند را در میان گرفته بودند مورد حمله چینی‌ها قرار گرفتند که پس از شکست خوردن از اعراب توسط اسرای آنها، رموز ساخت کاغذ بدست اعراب افتاد و بدین ترتیب به کشورهای وابسته و زیر نفوذ اعراب راه یافت. در این باب گفته شده است که کاغذ را ابتدا از آسیا به یونان برده‌اند.

از نوشته‌های تاریخی چنین بر می‌آید که ابتدا از کتان جهت کاغذسازی استفاده میشد. رفته رفته تکه پارچه و کهنه جای کتان را گرفته و بر اثر افزایش روزافزون مصرف کاغذ، هر گونه گیاه غیرچوبی نیز مورد استفاده قرار گرفت، تا آنجایی که از خود پنبه نیز در این صنعت استفاده گردید.

کاغذسازی در اروپا ابتدا در شهر «مور» واقع در اسپانیا مصادف با نیمه سده دوازدهم آغاز گردید و توسط این کشور به فرانسه و انگلستان نیز راه پیدا کرد. در ایتالیا نیز صنعت کاغذسازی با پیروزی اعراب در جزیره سیسیل رواج یافت و در سال 1276 این کشور به ساخت بهترین نوع کاغذ معروف شد و بین سالهای 1294- 1293 نخستین کارخانه در شهر فابریانو (Faberiano) شروع به کار کرد و پیشرفت کاغذسازی در سده پانزدهم به جنوب آلمان نیز کشیده شد.

در آمریکا نخستین بار کارخانه کاغذسازی به سال 1690 با همکاری یک چاپخانه دار آمریکایی و یک کاغذ ساز آلمانی بنیانگذاری شد.

روند مصرف خمیر کاغذ

روند مصرف خمیر کاغذ مانند روند مصرف سایر محصولات چوبی و کاغذی در طی دوره 80-1970 رو به افزایش بوده و تنها در طول بحران اقتصادی سال 1975 نسبت به سال قبل کاهش یافته است. طی این دوره مصرف خمیر کاغذ با 24 درصد افزایش از 102 میلیون تن در سال 1970 به 126 میلیون تن در سال 1980 افزایش یافت.

از آنجا که خمیر کاغذ ماده اصلی و اولیه تهیه کاغذ و کارتن در جهان است که آنها نیز به نوبه خود توسط عواملی نظیر وضعیت اقتصادی کشورهای مصرف‌کننده عمده و کارتن، کمیت و کیفیت جمعیت در این کشورها و استفاده از سایر خمیرهای غیرچوبی در تولید کاغذ و کارتن تعیین می‌گردند، لذا میزان مصرف و تولیدکاغذ می‌تواند معرف تکنولوژی وضعیت اقتصادی و کلاً پیشرفت یک کشور باشد.

روند مصرف کاغذ و کارتن در جهان

مصرف کاغذ و کارتن در جهان نیز روندی رو به افزایش داشته و در طی دوره 80-1970 مصرف این گروه از محصولات کاغذ با 35 درصد افزایش از 127 میلیون تن در سال 1970 به 170 میلیون تن در سال 1980 بالغ گردیده است. بعبارت دیگر متوسط رشد مصرف کاغذ و کارتن در جهان طی این مدت 5/3% در سال بوده است که علیرغم این رشد چشمگیر، نسبت به نرخ رشد مصرف در دهه‌های گذشته کاهش یافته است.

از آنجا که مصرف کاغذ علاوه بر سطح تولید و درآمد نسبت به عواملی از قبیل جمعیت، درصد افراد باسواد در جمعیت جهان و فرهنگ کشورها حساسیت دارد عواملی اجتماعی و فرهنگی نیز همراه با عوامل اقتصادی در مصرف این گروه از محصولات کاغذی نقش مهمی ایفا می‌نماید. از این رو مصرف کاغذ و کارتن تنها بر اثر بحران شدید اقتصادی در سال 1975 مشابه خمیر کاغذ کاهش یافته است.

مصرف سرانه کاغذ و کارتن نیز از 35 کیلوگرم برای هر نفر در سال 1970 به 39 کیلوگرم در سال 1979 و 2/42 کیلوگرم در سال 1986 افزایش یافته است. البته این مقدار بطور متوسط بیان شده، چرا که در بعضی از کشورها مثل آمریکا مصرف سرانه حتی به 6/282 کیلوگرم در سال 1986 می‌رسد، در صورتی که در افغانستان به 3/0 کیلوگرم برای هر نفر بالغ می‌شود.