Kağıt hamurunun enzimatik ağartma olanakları

Abstract

ÖZET `KAĞIT HAMURUNUN ENZİMATİK AĞARTMA OLANAKLARI` Bu çalışmada kenevir kağıt hamurunun enzim ile ağartılma olanaklarının belirlemesi amaçlanmıştır. Kenevir kağıt hamuru Taşköprü MOP AK Kağıt Fabrikasından, ağartma uygulamalarında kullanılan Pulpzyme HC enzimi ise NOVOZYMES firmasından sağlanmıştır. Enzim ile ağartma uygulamasının etkinliğini belirlemek için kağıt hamuru farklı şartlarda ağartılmıştır. Bu amaç kapsamında OQXP ağartma kademeleri uygulanmıştır. Oksijen kademesi şartlan 70 °C ve 80 °C sıcaklıklarda 60, 90, 120 dakika sürelerince kesafet %10 olarak uygulanmıştır. EDTA ile metallerin uzaklaştırılması işlemi 60 °C'de 60 dakika süre ile %3 kesafette yapılmıştır. Enzim ile ağartma işlemi kilitli poşetlerde Pulpzyme HC ksilanaz enzimi ile sıcak su banyosunda 60 °C'de 60 dakika süre ile pH 5 ve %10 kesafette yapılmıştır. Hidrojen peroksit kağıt hamurundaki lignini modifiye ederek renk veren maddeler ile birlikte uzaklaştırmaktadır. Hidrojen peroksit ile ağartma işlemi 70 °C ve 80 °C sıcaklıklarda ve 60, 120 ve 180 dakika sürelerle, %10 kesafette ve tam kuru hamura oranla %2 ve %3 H2O2 ile yapılmıştır. Ölçüm için kullanılan kağıtlar Bühner hunisinde elde oluşturulmuş ve yüksek sıcaklığın etkisiyle meydana gelebilecek renk ve kimyasal değişimleri engellemek için kurutma işlemi 40 °C sıcaklıkta vakumlu etüvde yapılmıştır. Optik testler ve numune alma işlemleri 23 °C (±1°C) sıcaklık ve % 50 (±2) bağıl nem şartlarında gerçekleştirilmiştir. Kappa sayısı ve alkali çözünürlük analizleri Tappi test metoduna göre yapılmıştır. ISO parlaklık, R457 parlaklık, sanlık indisi, reflektans değerleri ve CIE Lab renk gibi optik nitelikler Elrepho 3300 spektrofotometre ile belirlenmiştir. ıxDenemelerde en düşük Kappa sayısı olan (1,34) değerine 900 U/kg enzim aktivitesinde 180 dakika süre ile uygulanan %3 hidrojen peroksit ile ağartılma şartlarında elde edilmiştir. Bu durumda esmer kağıt hamurundaki lignin miktarı başlangıca oranla %72 azalmıştır. Enzim uygulaması kağıt hamurundaki lignin miktarım azaltmada etkili olmuştur. Enzimsiz ağartmada ise kappa sayısı düşüş oram ancak %26 kadar olmuştur. Alkali çözünürlük değerleri (S10, S18) enzimle ağartmada enzimsiz ağartmaya göre daha. fazla artmıştır. Enzim uygulamasının ağartılmış kağıt hamurunun optik özellikleri üzerine de olumlu etkisi olmuştur, ISO parlaklık değerleri başlangıçtaki esmer hamura oranla enzimle ağartmada %51 artarken enzimsiz ağartmada ise artış %35 olmuştur. Sanlık indisi değerlerindeki düşüş de enzimle ağartmada enzimsiz ağartmaya oranla daha fazladır. Elde edilen verilere göre enzim uygulaması kağıt hamurunun optik ve kimyasal özelliklerim iyileştirmektedir.

SUMMARY `POSSIBILITES OF ENZYMATIC BLEACHING OF PULP` The aim of this research was to investigate bleach ability of Hemp pulp with enzymes. The Hemp pulp was obtained from Taşköprü MOP AK Paper Mill, and the Pulpzyme HC enzyme used for bleaching application was supplied by NOVOZYMES. The pulp was bleached at different conditions in order to determine affect of enzymatic treatment. For this purposes OQXP bleaching sequences were applied to the pulp. The Oxygen stage conditions were 70 °C and 80 °C temperature and 60 min, 90 min, 120 min duration at 10% consistency. EDTA stage was applied to remove metal ions at 60 °C for 60 minutes and 3% consistency. Enzymatic treatment was performed in a zip lock bag with Pulpzyme HC xylanase in a water bath at 60 °C for 60 minutes at pH 5 and 10% consistency. Hydrogen peroxide modifies the lignin and removes the chromospheres from the pulp. Hydrogen peroxide stage conditions were 70 °C and 80 °C, 60 min, 120 min, 180 min duration, 10% consistency, and 2% and 3% concentration of hydrogen peroxide to oven dry pulp. Hand sheets were prepared in a Buhner Funnel and dried at 40 °C in vacuum oven in order to prevent colour and chemical modifications that high temperature may cause. Handsheets were conditioned at 23 °C (±1°C) temperature and 50% (±2%) relative humidity for colour measurements and sample taking. Kappa number, alkali solubility analyses were made according to Tappi test methods. ISO Brightness, R457 brightness, Yellowness, reflectance and CDS Lab colour values was determined with Elrepho 3300 spectrophotometer. The lowest kappa number (1,34) were obtained at 900 U/kg enzyme activity, 3% hidrogene peroxyde and 180 minutes bleaching conditions that means 72 % reduction of lignin content according to the brown pulp. Enzymatic treatment was found to effective xiin reducing the lignin content of pulp. Omiting enzyme stage reduction of lignin content was only 26%. Alkali solubility value (S10, S18) of enzyme treated pulps was found to be greater than pulps without enzymatical treatment. Also, enzyme treatment have positive affect on optical properties of pulp, the ISO Brightness is 51% greater than initial values while in enzyme omited pulps the ISO brightness inreasement is only 35%. Meanwhile, enzyme treatment of pulps decrease Yellowness values. According to the these result enzyme treatment of pulp improove the chemical and optical properties of pulps. Xll