Kireç-soda-oksijen ve kireç-oksijen yöntemleriyle buğday (Triticum aestivum L.) saplarından kağıt hamuru elde edilmesi olanaklarının araştırılması

Abstract

ÖZET Günümüzde kâğıt endüstrisi hammadde sıkıntısıyla karşı karşıyadır. Bunun nedeni orman kaynaklarının hızlı bir şekilde tüketilmesi, tüketilenin yerine yenisinin aynı hızla yetiştirilememesi ve odunun kullanım alanının her geçen gün genişlemesidir. Türkiye gibi tarım ülkelerinde yıllık bitkilerden kâğıt hamuru üretimi, bu ülkelerin kağıt hamuru üretimi için bir alternatiftir. Bu amaçla bu çalışmada buğday (Triticum aestivum) saplarından yatırım maliyetleri düşük ve geri kazanmayı gerektirmeyecek kağıt hamuru üretim yöntemlerinin geliştirilmesine çalışılmıştır. Buğday (Triticum aestivum L.) saplarından Kireç - Soda Oksijen ve Kireç - Oksijen yöntemleriyle kâğıt hamuru elde edilmesine yönelik yapılan 34 pişirme sonucunda yöntemlere göre tespit edilen en uygun pişirme koşulları: - Kireç - Soda - Oksijen yöntemi için; kireç (Ca(0H)2 ) oranı %20-30, NaOH oranı %4-8, pişirme süresi 60-180 dakika, pişirme sıcaklığı 120 °C, çözelti/sap oranı 5/1 ve oksijen basıncı 10 kg/cm2, - Kireç - Oksijen yöntemi için ise; kireç (Ca(0H>2 ), %40-20, pişirme süresi 180 - 60 dakika, pişirme sıcaklığı 120 °C, çözelti/sap oranı 5/1 ve oksijen basıncı 10 kg/cm2 olarak saptanmıştır. Çalışmanın amacı doğrultusunda oksijenin kireçle yapılan pişirmelerde belirgin etkisi olduğu, ayrıca oksijenin Kireç-Soda ve Kireç pişirmelerinde kullanılması durumunda oksijen basıncı uygulanmadan gerçekleştirilen pişirmelere oranla, daha kısa pişirme süresinde, yüksek verim ve parlaklığa sahip kağıt hamurlarının elde edilebilmesinin mümkün olacağı ortaya konmuştur. Yöntemlerin endüstriye uygulaması gerçekleştirildiği taktirde birçok yönden ekonomik ve teknik avantajların sağlanabileceği anlaşılmaktadır. VIII

SUMMARRY LIME - SODA - OXYGEN AND LIME - OXYGEN PULPING OF WHEAT STRAW Undoubtedly, nonwood plant fiber, especialy Cereal Straws, will play an important role in the paper industry. The use of Cereal Straws for pulp production is of great im portance to the majority of developing countries where available pulpwood is more and more limited. Annual estimated nonwood plant straws and stalks produc tion in Turkey are about 44 million tonnes. Of the total raw material used in Turkey 66% is produced from forest recources, 28% from waste papers, 6% from non- wood plant fibers. In this study, to determine optimum Lime - Soda - Oxygen (chemical process) and Lime - Oxygen (semi chemical process) pulping conditions of wheat straw 34 cooking trials were made in a rotary, 15 liter laboratory digester. In these ex periments, cooking parameters levels chosen were as fallows: Lime (Ca(OHL ) charge NaOH charge Time at max. temperature Oxygen pressure 20%, 30%, 40% 0%, 4%, 6%, 8% 60 min., 120 min., 180 min. 0 kg/cm2, 10 kg/cm2 Temperature and liquor to straw ratio were held constant throughout as 120 `C and 5/1, respectively. Wheat staraw used for the experiments was collected from Central Anatolia in 1989 harvesting season. Pulping is per formed in an electricaly heated rotary laboratory 15 liter digester. Pulp obtained from the trials were washed and screened on a 0.15 mm. slitted screen. Screened puis were beaten in a Valley beater to 30-50-70 °SR level and made into hand sheets on Rapid köthen machine. Physical and optical tests on handsheets were made ac cording to SCAN standard methods in Finland. In addition, kappa number and viscosity were made according to scan C- 1:77 and SCAN - cm 15:88 standard methods, respectively. IXAs a results of statistical analyses of the obtained data, optimum Lime - Soda - Oxygen (chemical process) and Lime - Oxygen (semi chemical process) pulping conditions of wheat straws were found as indicated below ; Lime - Soda - Oxygen Chemical Process: Lime (Ca(OH) ) NaOH 2 Time at max. tempe. Maximum temperature Liquor to straw ratio Oxygen pressure 20 % -JO % 4% - %8 60 min - 180 min, 120 °C 5/1 10 kg/cm2 Lime - Oxygen Semichemical Process Lime (Ca(OHL ) Time at max. temp Maximum temperature Liquor to straw ratio Oxygen pressure 40 % - 20 % 180 - 60 min. 120 °C 5/1 10 kg/cm2 Lime - Soda - Oxygen pulping of wheat straws presents several advantages over conventional lime and lime - soda processes such as: superiority in deilgnif ication rate and higher brightness, low kappa number, shorter cooking time, non coarse pulp and easy bleachability. In addition, in Lime - Oxygen semichemical pulping of wheat straw presents some advantages over conventional lime process such as : shorter cooking time, high brightness and noncoarse pulp.