Buğday (Triticum aestivum l.) saplarından organosolu yöntemle kağıt hamuru üretim koşullarının belirlenmesi

Abstract

ÖZET Gelenksel yöntemlere göre daha küçük kapasiteli ve ekonomik çalışan tesislerde, çevreyi kirletmeden kağıt hamuru üretimi amaçlanan yeni pişirme tekniklerinin geliştirilmesi üzerine birçok çalışma yapılmaktadır. Bu konuda inorganik delignifikasyon reaktifleri yerine organik çözücüleri kullanan ve ` Organosolv` pişirme denilen yöntemler kağıt endüstrisinde büyük ilgi toplamıştır. Bu çalışmada çözücü olarak etanol-su karışımı ile hiçbir inorganik katalizör ilave edilmeden ülkemiz için önemli bir hammadde potansiyeli olan buğday saplan kullanılarak kağıt hamuru üretim imkanları araştırılmıştır. En uygun pişirme koşullarını belirlemek için pişirme çözeltisindeki etanol oranı, pişirme sıcaklığı ve süresi sistematik olarak değiştirilip 1 8 adet pişirme yapılmıştır. Elde edilen bulgular organosolv saman hamuru üretimi için gerek kimyasal defîbrasyon gerekse delignifikasyon açısından 170 °C pişirme sıcaklığının kritik olduğunu göstermiştir. Bu sıcaklık derecesinin altında delignifikasyon ve defîbrasyonun yetersiz olduğu, buna karşın 180-190 °C gibi daha yüksek sıcaklıklarda kimyasal defîbrasyon daha hızlı gerçekleşse de sürenin arttırılmasıyla delignifikasyonun artmadığı hatta viskozite ve direnç özellilerinde dikkate değer oranda düşmeler tesbit edilmiştir. Sonuç olarak optimum hamur özellikleri % 50 etanol ile 170 °C sıcaklık ve 120 dakika süreli pişirmelerde elde edilmiştir. En uygun koşullarda elde edilen buğday samanı organosolv hamurunun elek verimi %48, kappa numarası 43, viskozitesi 849 cm3 /g, kopma uzunluğu 5.7 km., patlama indisi 2. 1 kPa.m /g, yırtılma indisi 6.7 mN.m2/g ve parlaklık değeri 17 elrepho olarak belirlenmiştir Sonuçta, en uygun koşulda elde edilen saman organosolv hamurlarının özellikleri benzer delignifikasyon sınırında soda- oksijen, soda- kireç- oksijen ve soda-hava hamurlarına göre daha yüksek verim ve viskozite değerine denk direnç özelliklerine sahip olduğu, ancak hamurum parlaklık değerinin önemli ölçüde düşük olduğu belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Buğday samanı, organosolv pişirme, delignifikasyon, direnç özellikleri, etanol-su pişirmesi. VIII

SUMMARY There are several studies on novel pulping methods which would alleviate the enviromental problems and profitable results with smaller-mill size and economically more viable than conventional pulping methods. `Organosolv` pulping processes based on the use of organic solvents as delignification agent instead of inorganic reactives used in conventional pulping processes were brought a different aproach to pulp industry. This study was aimed possibility of organosolv pulping of the wheat straw which is known as an important raw-material for pulp production in Türkiye. To obtain optimum pulping conditions, ethanol ratio, cooking time and temperature for pulping liquor were changed systematically and 18 pulping trial were made. Obtained result showed that the pulping temperature at 170 °C was critical for delignification and fiber liberation. Under this limit, sufficient delignification and chemical defiberation were not observed. However, fast fiber liberation accured by applying 180-190 °C pulping temperatures. But increasing of pulping time at high temperature level,caused serious viscosity and strength lacks. As a result, optimum pulp properties obtained at 170 °C and at 120 min. cooking time with 50 % aqueous alcohol. Organosolv wheat straw pulp obtained optimum pulping conditions has 48 % screened yield, 43 kappa number, 849 cm3/g viscosity, 5.7 km breaking length, IJ /J 2.1 kPa.m` /g. burst index, 6.7 mN.m` /g tear index and 17 elrepho brightness. Consequently, wheat straw organosolv pulp showed high values of yield and viscosity, and equal strength properties at the same kappa level compared with the soda- oxygen, lime-soda-oxygen and soda-air straw pulps. However, brightness value of organosolv pulps was found significantly low. Key Words: Wheat straw, organosolv pulping, delignification, strength properties, ethanol- water pulping. IX