Genel olarak, kağıt hamuru ve kağıt endüstrisinin ana hammaddeleri üç kategoriye ayrılabilir: odun, odun dışı ve bitkisel olmayan (esas olarak atık kağıt). Ancak orman kaynakları kıttır ve her geçen gün azalmaktadır. Bugün dünya toplam kağıt hamuru tüketiminde odun hamuru, atık kağıt hamuru ve odun dışı kağıt hamurunun payı sırasıyla %63, %34 ve %3’tür.
Başta ot, tahıl samanı, mısır sapları, bambu ve küspe olmak üzere odun dışı lif kaynaklarının verimli kullanılması, kağıt endüstrisi için hammaddelerin geliştirilmesinde önemli rol oynayacaktır. Öte yandan, keten, kenevir, jüt, köpek kulübesi, pamuk, sisal ve abaca gibi yumuşak ağaç malzemeleri kadar veya çok daha iyi özelliklere sahip olan odun dışı lifler de vardır.
Hamurlaştırma özelliği, hamurlaştırma işleminde mevcut olan özellikleri, liflerin özelliklerini ve hamurlaştırmanın zorluk derecesini ifade eder. Bir fiber malzemenin performansı bazı faktörlerle tahmin edilebilir. Bu faktörler şu şekildedir;
• lif içeriklerinin ve şekillerinin lifleri ayırmada ekonomik olarak uygun olup olmadığı;
• Kağıt hamuru çıkarma işleminde lignin giderim derecesi ve lif ayrımı ile ilgili zorluk
• Hamurlaştırma yöntemlerine uyum ve stok hazırlama kolaylığı
• Hamurun rengi, haşlamanın sertlik derecesi, süzülebilirlik ve çırpma performansı.
Odun dışı elyaf malzemeleri, kağıt hamuru ve kağıt yapım hammaddeleri olarak bazı avantajlara sahiptir. Bu avantajlar;
Oduna göre daha az lignin içeren, hızla büyüyen yıllık bir lif kaynağı.
Daha düşük kimyasal dozlarla daha düşük sıcaklıklarda yapışmayan bir macun üretilebilir,
Daha küçük tesis, üretim süreçlerine uygulanabilir, bu da aerodinamik bir süreç sağlar,
• Odun dışı elyaf dövmesi kolaydır,
• Tarımsal açıdan bakıldığında, odun dışı lifli malzeme yalıtımı, gıda ürünlerinden ek ekonomik faydalar sağlayabilir.
İçindekiler
Büyük fiber malzeme
Büyük lifli malzemeler için ligninizasyon işlemi üç aşamaya ayrılabilir. Bu aşamalar;
Lignin gideriminin ana aşaması,
• Lignin gideriminin tamamlayıcı aşaması
• Şimdi sıra lignini uzaklaştırma aşamasına geldi.
Odun lifleri ile karşılaştırıldığında, lignin giderme işlemi gram saman malzemelerde farklıdır. Alkali hamurlaştırma işleminde, gram saman malzemelerinin lignini, yumuşak ağaç malzemelerine göre daha kolay çözünür. Ana nedenler:
• Bu liflerin lifli yapısı gevşek, lignin içeriği düşük ve hemiselüloz içeriği yüksektir.
• Gramin samanı liflerinin hızlı pişmesi ligninin yapısı ile yakından ilgilidir. Tane samanı lignini liyofilizedir ve kolayca çözünür ve alkali bir ortamda kolayca iyonlaşabilen yüksek miktarda hidroksil grupları ve fenolik asit içerir.
• Bu lignin ayrıca düşük moleküler ağırlığa ve yüksek dağılma özelliklerine sahiptir, bu da ligninin neden bu kadar kolay uzaklaştırıldığını açıklayabilir.
• Ana bileşeni çözünür alkali ksilan olan küçük moleküler ağırlığa ve düşük polimerizasyon derecesine sahip gram saman malzemesindeki hemiselüloz, pişirme sırasında sıcaklığın 100 °C’ye yükselmesi ve bunun yanında bir azalma ile birlikte kolayca parçalanıp çözünebilir. karbonhidrat kompleksi lignin (LCC) içeriğinde. Hemiselüloz çözünmesi ayrıca pişirme sıvısının penetrasyonu ve lignin sindirimi için kanalı açabilir, böylece ligninin hücre duvarından uzaklaştırılmasını teşvik edebilir.
Ayrıca çim ve ahşabın ayrılmasının sebepleri yalnızca çimin biyolojik bileşimi değil, aynı zamanda çimi oluşturan hücre türleridir.
• Lif hücresi: Hücrelerin toplam kütlesinin %40-60’ını oluşturan fibröz hücre, 1.0-2.0 mm lif uzunluğu (bambu hariç) ve bir lif uzunluğu ile Gram liflerinin en belirgin hücresidir. genellikle 10-20 mikrometre çapındadır.
• Parankimal hücre: Bir doku hücresi, şekil ve boyut olarak değişken olan, ham maddede bulunan başka bir ana hücre türüdür. Hücre duvarı ince ve hücre boşluğu büyüktür ve su emilimi, pişirme işleminde sıvı oranını artıran lifli hücrelere göre 15 kat daha fazladır. Ek olarak, parankim hücresinin uzunluğu küçüktür, bu da kağıdın sağlamlığını ve stabilitesini etkiler, bu nedenle parankimal hücre içeriği ne kadar yüksek olursa, kağıt hamurunun değeri o kadar düşük olur.
• Kap: Kap, bitki tarafından besin maddelerinin ve suyun taşınması için ana kanaldır ve kabın birçok elemanından oluşur. Pişirmede, kap, pişirme sıvısının ana nüfuz etme yoludur. Sıvı kimyasallar önce malzemenin bir tarafından kaba daha sonra çukurlardan diğer hücreye girerler. Özellikle, sıradan saman hamurundan farklı olarak, bambu kap ürünleri genellikle nispeten büyüktür.
• Epidermal hücre: Epidermal hücre tipleri, uzun hücreli ve kısa hücrelidir. Uzun hücrenin işlevi, hücreler arasındaki bağın gücünü artırmaktır; Ayrıca, kısa hücreli silikon hücre ana silika kaynağıdır. Alkali hamurlaştırma işlemi sırasında, silika hücreleri, atık sıvıdaki sodyum silikat içeriğini artırabilen, siyah sıvının viskozitesini artırabilen ve alkali geri kazanım sürecinde “silikon girişimi” riskini artırabilen alkali tarafından çözülür. . Asitleme yöntemi benimsendiğinde, kağıt hamuru yaprak hastalığına neden olabilen epidermal hücreler içerir.
• Sklera: Katı, destekleyici bir hücre olan skleral hücre, kalın, odunsu ikincil duvarlar ve bir ortak fossa ile karakterize edilir. Ayrıca Sclereid, lifli olmayan hücrelere aittir ve esas olarak korteks ve hamurda, özellikle bambu liflerinde bulunur.
sak elyaf malzemeleri
Saksta güçlü bir mekanik doku olan sak lifi, esas olarak kenevir ve ağaç kabuğundan oluşan bir tür mükemmel lif malzemesidir. En iyi malzemeler, kenevir, keten, jüt, kenaf ve benzerleri gibi ince ve uzun lifleriyle ayırt edilir. Kesik elyafın uzun uzunluk, geniş uzunluk-genişlik oranı, düşük enerji tüketimi ve kimyasal doz gibi avantajları vardır ve kağıt hamuru için faydalıdır. Bununla birlikte, büyük bir duvar kalınlığının boşluk oranına (1,73) sahip olmasının avantajı hamurlaştırma ve çırpma üzerinde olumsuz etkilere sahip olabilir.
Ortalama 20 mm uzunluk, keten liflerinin önemli ölçüde uzun olduğunu ve en uzun liflerin 47 mm uzunluğa kadar olduğunu gösterir. Ayrıca keten lifleri için dış duvar pürüzsüzdür, hücre alanı küçüktür, her iki uç kademeli olarak incelir, boru duvarında çok az çukur vardır ve enine düğüm açıktır. Ayrıca keten lifinin yüksek selüloz içeriği ve düşük lignin içeriği gibi avantajları olduğu da görülmektedir. Bu, sonuçta kimyasal hamurlaştırma işleminde kimyasal dozun düşük olduğu, hamurlaştırma işleminin hafif olduğu ve hamur veriminin düşük olduğu sonuçlara yol açacaktır. Gürültülü ve gücü iyidir.
Kenevir lifi keten lifine benzer, ancak daha kısadır. Kenevir lifinin özellikleri, ara sıra düğümlerin varlığı, kalın lifli hücre duvarı ve pürüzsüz yüzeydir. Aksine kenevir lifleri uzundur ve yapışkanlığı keten liflerine göre daha yüksektir. Ayrıca, kenevir lifi açıkça hamur için mükemmel bir hammaddedir. Jüt lifi pürüzsüz, parlak yüzeyi ve düzensiz hücre duvarı kalınlığı ile ayırt edilir. Yüksek odunsuluğu ve lignin içeriği nedeniyle hamurlaştırma özellikleri kenevir ve ketenden daha düşüktür.
Tohum kabuğu elyaf malzemeleri
Her türlü doğal lif arasında, pamuk lifi mükemmel elastikiyet, iyi esneklik, yüksek mukavemet ve seyreltik asitlere ve seyreltik alkaliye karşı güçlü direnç ile en yüksek selüloz içeriğine sahiptir. Başka bir deyişle, bu malzeme kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi için mükemmel bir elyaftır.
yaprak lif bileşenleri
Zengin holoselüloz (toplam selüloz ve hemiselüloz içeriği) ve zayıf lignin içeriği ile, yaprak elyaf malzemeleri için kimyasal hamurlaştırma işlemi, orta pişirme koşulları, düşük kimyasal tüketimi ve yüksek hamur verimi gibi güçlü yönlere sahiptir.
kaynak:
https://www.researchgate.net/publication/339097245_Non-wood_fibers_as_raw_material_for_pulp_and_paper_industry
https://www.degruyter.com/document/doi/10.1515/npprj-2019-0064/html
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]