Buğday (Triticum aestivum L.) saplarının ön desilikasyonu ve bu işlemin O2-NaOH kağıt hamurları üzerine etkileri

Abstract

ÖZET BU?DAY (Triticum aestivum L.) SAPLARININ ÖN DESÎLİKASYONU VE BU ÎŞLEMÎN 02-NaOH KA?IT HAMURLARI ÜZERİNE ETKİLERİ Tahıl samanının kimyasal kağıt hamuru üretiminden açığa çıkan siyah çözeltideki yüksek silis içeriği ve yüksek viskozite, geri kazanma ünitesinde karşılaşılan iki önemli problemdir. Siyah çözeltiye uygulanan desilikasyon teknikleri ise silisten kaynaklanan bu problemleri ekonomik ve istenen seviyede giderememektedir. NaOH, Na2C03, Na2S+Na2S04 ve HF gibi silis giderici kimyasal maddelerin yüksek konsantrasyonlarda buğday saplarının desilikasyonuna etkisi detaylı olarak araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre en uygun ön desilikasyon kimyasalı NaOH olarak bulunmuş olup optimum ön desilikasyon şartlan aşağıda açıklanmıştır: Kimyasal madde oram : % 1 NaOH Desilikasyon kademe sayısı. : 3 Sıcaklık : 80 °C İşlem süresi : 20 dakika Çözelti / Sap oranı : 20 / 1 Böylece, ılımlı şartlarda % 73,1 oranında bir desilikasyon sağlanarak hammadde bünyesindeki % 4,50 oranındaki silis bileşenleri % 1,21 ' e indirilmiştir. Bunun sonucunda, siyah çözeltideki silis oranı da % 0,83 den daha aşağıya düşürüldüğünden silis problemi ekonomik ve etkili bir şekilde çözülmüş olacaktır. Bununla beraber, NaOH ile ön işlem sonucu hammadde yumuşadığından daha az kimyasal madde ve daha düşük sıcaklıkta pişirme yapılabilecektir. Ayrıca, ön işlemle hammaddeden bazı hemiselülozlarm ayrılması sonucu siyah çözeltinin yüksek viskozite problemi de çözülmektedir. Daha sonra desilikasyonlu buğday saplarından 02-NaOH metoduyla kağıt hamuru üretim çalışmaları yapılmış olup, elde edilen verilere göre en uygun pişirme şartlan aşağıdaki gibi bulunmuştur: NaOH oranı : % 12-14 Sıcaklık : 120- 110 °C Pişirme süresi : 20 - 30 dakika Oksijen basıncı : 6 kg/cm2 Çözelti / Sap oranı : 5/1 Sonuç olarak, aynı şartlarda elde edilen desilikasyonsuz 02-NaOH hamurlanna göre elenmiş verimde artış (% 6,5), elek artığında azalma (% 12,75), Kappa numarasında azalma (3,7) ve parlaklık değerinde artış (% 10,9) elde edilmiştir. ANAHTAR KELİMELER : Buğday Samanı, Ön İşlem, Desilikasyon Metodlan, Silis, Siyah Çözelti Geri Kazanma, Silika Çamuru, Soda -Oksijen Kağıt Hamuru Üretimi. VIII

SUMMARY PREDESILICATION OF WHEAT (Triticum a est hum L.) STRAW AND THE ACTION OF THIS PRETREATMENT ON 02-NaOH PULPING CONDITIONS Prevalence of high viscosity and high silica contents in the black liquor derived from the pulping of cereal straw are the major adverse factors which have plagued the recovery operation. Desilication methods of black liquor can not eliminate sufficiently silica problem encountered in the recovery and pulping operations. As a preliminary study predesilication of wheat straw with different chemicals such as NaOH, Na2C03, Na2S+Na2S04 and HF at high concentrations was examined. As a result of data obtained, from the studies with low concentration NaOH, optimum desilication conditions of wheat straw were found as indicated below: Chemical : 1 %NaOH Desilication stage : 3 Temperature : 80 °C Treatment time : 20 min. Liquor to straw ratio.: 20 / 1 In this case, more than 73.1 % silica could be removed under relatively mild conditions. Additionally, silica content in treated straw was lower than 1,21 % based on oven dry straw and silica content in the black liquor also was lower than 0,83 %. Thus, silica problem can be radically solved by this pretreatment. On the other hand, NaOH pretreatment provides softening of straw. Thus, less chemical use in pulping, as well as lower cooking time should be expected. Besides, separation of certain hemicelluloses in treated straw will solve the problem of high viscosity black liquor. After that, to determine optimum 02-NaOH pulping conitions of treated wheat straw 41 cooking experiments were made. According to the result obtained, optimum pulping conditions were as follows: NaOH charge : 12- 14% Maximum temperature : 120 - 1 10 °C Time at max. temperature : 40 - 30 min. Oxygen pressure : 6-10 kg/cm2 Liquor to straw ratio : 5/1 Finally, It is concluded that,02-NaOH pulping of treated wheat straw gives higher screened pulp yield (6,5 %), lower screened reject (12,75 %), lower Kappa number (3,7) and high brightness (10,9 % BaSO^, compared to 02-NaOH pulping of untreated wheat straw under the same conditions. KEY WORDS : Wheat Straw, Pretreatment, Desilication Methods, Silica, Black Liquor Recovery, Silica Sludge, Soda-Oxygen Pulping. IX