تاثیر پیش تیمار آنزیمی خمیرکاغذ بازیافتی با توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز در رنگ بری با پراکسید هیدروژن

چکیدهسابقه و هدف: بازیافت فرآورده های مختلف کاغذی و مقوا می تواند بخش عمده کمبود مواد اولیه سلولزی موردنیاز برای تولید خمیروکاغذ را تامین کند و از نظر اقتصادی و زیست محیطی می تواند حائز اهمیت باشد. استفاده از خمیرکاغذ بازیافتی در کاغذسازی موجب کاهش کیفیت کاغذ نهایی می شود. لذا استفاده از پیش تیمار آنزیمی به طور مجزا یا توالی های ترکیبی و همچنین رنگ بری خمیرکاغذ می تواند در بهبود ویژگی های کیفی کاغذ نهایی حاصل از خمیرکاغذ بازیافتی موثر واقع شود. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر پیش تیمار آنزیمی با توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز بر قابلیت رنگ بری خمیرکاغذ حاصل با پراکسید هیدروژن انجام شده است و ویژگی های کیفی خمیرکاغذ نهایی بعد از فرآیند رنگ بری مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها: در ابتدا مخلوط کاغذهای روزنامه و مجله باطله با استفاده از پیش تیمار آنزیمی (توالی ترکیبی سلولاز و لاکاز) و همچنین روش متداول شیمیایی مرکب زدایی شدند. پیش تیمار آنزیمی در قالب تیمارهای آزمایشی C۱L۱ (مصرف آنزیم سلولاز: ۱/۰ درصد و مدت زمان: ۱۰ دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: ۲۰u و مدت زمان: ۱۲۰ دقیقه)، C۱L۲ (مصرف آنزیم سلولاز: ۱/۰ درصد و مدت زمان: ۱۰ دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u۴۰ و مدت زمان: ۱۲۰ دقیقه)، C۲L۱ (مصرف آنزیم سلولاز: ۱/۰ درصد و مدت زمان: ۲۰ دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: ۲۰u و مدت زمان: ۱۲۰ دقیقه) و C۲L۲ (مصرف آنزیم سلولاز: ۱/۰ درصد و مدت زمان: ۲۰ دقیقه؛ مصرف آنزیم لاکاز: u۴۰ و مدت زمان: ۱۲۰ دقیقه) تحت شرایط مشخص فرآیندی انجام گرفت. همچنین نمونه خمیرکاغذ شاهد (بدون افزودن مواد شیمیایی یا آنزیم) و خمیرکاغذ مرکب زدایی شده به روش متداول شیمیایی تهیه شدند. در ادامه رنگ بری خمیرکاغذهای مرکب زدایی شده با استفاده از سیستم رنگ بری با پراکسید هیدروژن شامل ۲% پروکسید هیدروژن، ۲% هیدروکسید سدیم، ۲% سیلیکات سدیم، ۲/۰% کی لیت کننده DTPA و ۱/۰% سولفات منیزیم در داخل کیسه های پلاستیکی مجزا تحت شرایط فرآیندی درصد خشکی ۱۰%، دمای ۷۰ درجه سانتی گراد و مدت زمان ۲ ساعت در حمام بخار آب انجام گرفت. در پایان ویژگی های نوری و مقاومتی خمیرکاغذهای رنگ بری شده مورد ارزیابی قرار گرفتند.یافته ها: نتایج ارزیابی خمیرکاغذهای رنگ بری شده با پراکسید هیدروژن پس از مرکب زدایی با روش متداول شیمیایی و توالی های پیش تیمار آنزیمی سلولاز و لاکاز نشان داد که استفاده از پیش تیمار آنزیمی با توالی سلولاز و لاکاز در مرکب زدایی، عملکرد کلی فرآیند رنگ بری با پراکسید هیدروژن را بهبود می بخشد و در مقایسه با خمیرکاغذ از پیش مرکب زدایی شده به روش متداول شیمیایی، کاغذهای با ویژگی های نوری و مقاومتی به مراتب بهتری را بعد از رنگ بری نتیجه داده است. پیش تیمارهای C۲L۲ و C۲L۱ در بین تیمارهای ترکیبی آنزیمی بعد از رنگ بری با پراکسید هیدروژن، به ترتیب منجر به بهبود درجه روشنی به میزان ۱۲/۱۱ درصد (افزایش حدود ۵ واحد) و ۵/۹ درصد (افزایش حدود ۴ واحد) شدند. سفیدی کاغذ نیز در این پیش تیمارها به ترتیب به میزان ۹۲/۳۱ درصد و ۵۴/۲۴ درصد (افزایش حدود ۹ و ۶ واحد) افزایش یافته و زردی کاغذها نیز به ترتیب به میزان ۱۹/۴۰ و ۲۵/۴۴ درصد و ماتی کاغذ به ترتیب ۷۴/۳۷ و ۹۷/۲۳ درصد کاهش یافتند. همچنین، در تیمارهای آزمایشی C۲L۱ و C۲L۲، شاخص کششی کاغذ به ترتیب ۱۷/۲۹ درصد و ۶۴/۳۵ درصد (به ترتیب Nm/g ۶۴/۴۰ و Nm/g ۷/۳۸، طول پارگی به ترتیب ۴۲/۶۴ درصد و ۹۹ درصد (km ۹۲/۵ و km ۸۹/۴) و شاخص ترکیدگی کاغذ نیز به ترتیب به میزان ۸۵/۷۰ درصد و ۳۷/۹۲ درصد (به ترتیب mN.m۲/g ۸۱/۳ و kPa.m۲/g ۲۹/۴) افزایش یافتند. شاخص های پارگی کاغذ در این تیمارها به طور متوسط در حدود mN.m۲/g ۸۲/۶ و mN.m۲/g ۶۲/۶ تعیین شدند که در مقایسه با خمیرکاغذ مرکب زدایی شده شیمیایی پس از رنگ بری کمی کمتر است اما در پیش تیمار با توالی ترکیبی C۲L۱ ، شاخص پارگی تقریبا معادل خمیرکاغذ مرکب زدایی شده شیمیایی به دست آمد.

Keywords:

خمیرکاغذ بازیافتی , آنزیم سلولاز , آنزیم لاکاز , توالی آنزیمی , قابلیت رنگ بری خمیرکاغذ