Evaluation of fiberboard produced from Milkweed by different pulping process

احمدی, محمد and بیانی, سیاوش and شرری, معراج and غفارزاده, امید and یکتادوست, آنام (2017) Evaluation of fiberboard produced from Milkweed by different pulping process. University of Mohaghegh Ardabili, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
خاتمه طرح 1.pdf

Download (2MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Due to a shortage of wood, Milkweed (Calotropis procera), has been proposed as a suitable candidate in the wood and paper industry. Therefore, possibility of pulp production from the main trunk of the mature plant milkweed by Kraft, Kraft- AQ, Soda-AQ and Mono Ethanol Amine (MEA )processes, either pure or in combination with anthraquinone was investigated. AQ on two levels of 0 and 1.0% and MEA on five levels of 5 100, 75, 50, 5/37 and 25% by weight of dry wood was used. Cooking time on two levels, 120 and 240 minutes, constant cooking temperature, equivalent to 160 ° C and after initial cooking, 4: 1 of liquor to woody material was considered. According to the results, both time and AQ, as the most important factors were identified in delignification of milkweed pulp. Optimal pulp has a kappa 36.2 and yielding 37.73% using kraft - AQ process with a time of 270 minutes, 24% of Active Alkali, 20% Sulfidity at 170 ° C and 0.1% AQ was obtained. Handmade paperboard weighing 120 g was made of the optimal pulp with freeness of 330 CSF. Results of mechanical tests, including tensile strength, breaking length, burst strength, tear strength, water absorption, resistance to crushing in the ring, crushing strength at the edge and stiffness was 61.49 N.m/g, 6.27 Km, 1.91kpa.m2/g, 6.55 mN.m2/g, 134.88 gr/m2, 0.96 KN/m, 2.49 KN/m and 754.85 KN/m respectively. Pulping results showed that in 75% of MEA, 0.1% AQ and 240 minutes at temperature of 160°C can be optimized conditions in liquor ratio of 4: 1. In these conditions, the total yield reached to 53.49%, Kappa was 58 and freeness of 680 CSF before refining reduced to 310 CSF after refining (200rpm). Due to reducing viscosity of cooking liquor in the treatment of 75% compared to 100% of MEA, higher levels of penetration was occurred in the wood and kappa number more reduced. Cause of more extractives in milkweed compared to normal woods, achieving the total yield of 53.49 is excellent in this respect. This is almost equivalent total yields of common hardwoods such as poplar. Considering above issues and the possibility of recycling MEA in Mono Ethanol Amine process, it seems that the production of paper by milkweed with this method is very cost-effective. Therefore, due to the declining of forests and increasing need for raw materials of pulp and paper industries in Iran, it is recommended that, in addition to the development of cultivation of this plant, pulp production will also be examined from the perspective of industrial mass production.

Item Type: Other
Persian Title: ارزیابی امکان تولید کاغذ مقوا از گیاه استبرق بوسیله فرآیندهای مختلف خمیرکاغذ ‌سازی
Persian Abstract: با توجه به محدودیت منابع چوبی، گیاه استبرق (Calotropis procera) کاندیدای مناسبی در صنایع چوب و کاغذ مطرح می باشد. از این رو، امکان تولید خمیر کاغذ از تنه اصلی گیاه بالغ استبرق با فرآیندهای کرافت، کرافت- آنتراکینون، سودا- آنتراکینون و فرآیند مونو اتانول آمین به دو صورت خالص و در ترکیب با آنتراکینون مورد بررسی قرار گرفت. آنتراکینون در دو سطح 0 و%1/0 و مونو اتانول آمین(MEA) در 5 سطح 100، 75، 50، 5/37 و %25 نسبت به وزن خشک چوب بکار گرفته شد. مدت پخت در دو محدوه زمانی 120 و 240 دقیقه، دمای پخت به صورت ثابت معادل 160 درجه سانتی گراد و نسبت مایع پخت به ماده چوبی پس از پخت آزمایشی 4 به 1 در نظر گرفته شد. بر اساس نتایج، دو عامل زمان و آنتراکینون، مهم ترین عوامل موثر در لیگنین زدائی خمیر کاغذ استبرق شناسایی شدند. خمیر بهینه دارای کاپای 2/36 و بازده %73/37 با استفاده از فرآیند کرافت-آنتراکینون با قلیای فعال %24، سولفیدیته %20، زمان 270 دقیقه، دمای 170 درجه سانتی گراد و آنتراکینون در حد %1/0 بدست آمد. مقواي دست ساز 120 گرمی از خمیر بهینه در درجه روانی CSF330 ساخته شد. نتایج آزمون‌های مکانیکی شامل مقاومت کششی، طول پارگی، مقاومت به ترکیدن، مقاومت به پاره شدن، جذب آب، مقاومت به لهيدگي در حالت حلقه اي، مقاومت به لهيدگي در لبه و سفتي به ترتیب N.m/g 49/61 ، Km 27/6 ، kpa.m2/g 91/1 ، mN.m2/g 55/6 ، gr/m2 88/134 ، KN/m 96/0، KN/m 49/2 و KN/m 85/754بدست آمد. در شرایط بهینه، بازده کل به %49/53 ، عدد کاپا به 58 و درجه روانی قبل از پالایش CSF 680 که پس از پالایش به CSF 310 (2000 دور در دقیقه) رسید. نتایج خمیرکاغذسازی نشان داد که در شرایط %75 MEA ، %1/0 آنتراکینون، 240 دقیقه زمان و دمای 160 درجه سانتی¬گراد می¬توان به شرایط بهینه پخت در نسبت مایع پخت 4 به 1 رسید. به دلیل کاهش ویسکوزیته مایع پخت در تیمار %75 نسبت به % 100 MEA ، نفوذ بیشتری در چوب اتفاق افتاده و کاهش بیشتری در عدد کاپا مشاهده شد. با توجه به این¬که استبرق نسبت به چوب، دارای مقدار زیادی از مواد استخراجی می¬باشد، بنابراین، درصد بازده کل درحد 49/53 بسیار عالی بوده و در حد بازده کل دیگر درختان پهن برگ از قبیل صنوبر در فرآیند کرافت می¬باشد. با در نظر گرفتن موضوع فوق و قابلیت بازیافت ماده MEA در فرآیند مونو اتانول آمین، به نظر می رسد که تولید خمیر کاغذ استبرق با این روش بسیار مقرون به صرفه باشد. بنابراین با توجه به روند رو به کاهش جنگل¬ها و نیاز روز افزون کشور ایران به ماده اولیه خمیر کاغذ، توصیه می-شود، ضمن توسعه سطح زیر کشت این گیاه، تولید خمیر کاغذ آن نیز از دیدگاه صنعتی و تولید انبوه مورد بررسی قرار گیرد.
Subjects: Research Projects
Divisions: Subjects > Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Faculty of Agricultural Sciences & Natural Resources > Department of Natural Resources
Date Deposited: 30 Jun 2019 07:19
Last Modified: 30 Jun 2019 07:19
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/8356

Actions (login required)

View Item View Item