برای اطلاع از آخرین مقالات علمی و اخبار کرونا(COVID-19) کلیک کنید

مشخصات

عنوان:

تولید آلفاسلولز (خمیر حل شونده) از ساقه و ضایعات ذرت بلا استفاده در کرمانشاه



گروه تخصصی:  علوم پایه

سازمان مجری:  واحد استان کرمانشاه 

گروه پژوهشی: مهندسی شیمی

پژوهشگران: 
بهین جمشید (مسئول طرح)

تاریخ خاتمه:  مهر 1386

کارفرما: معاونت پژوهش و فناوری جهاددانشگاهی

خروجی طرح: 

ارائه گزارش نهایی به کارفرما


نوع: کاربردی

 
تلفن: 4-7294902-0831

نشانی سازمان مجری: کرمانشاه، بالاتر از میدان آیت اله کاشانی، خیابان شهید اشرفی اصفهانی، نبش خیابان شورا، صندوق پستی: 45
 

چکیده:

در این گزارش قابلیت تولید خمیر حل شونده (آلفاسلولز) از ساقه ذرت بلا استفاده در منطقه شرق کرمانشاه واقع در مزارع بین بیستون و صحنه مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا آنالیز شیمیایی بر روی نمونه ها انجام شد که بر طبق آن درصد سلولز 62.9، لیگنین 20.5، مواد استخراجی 8.9 و خاکستر 7.7 درصد تعیین شد. میزان رطوبت ساقه مورد استفاده نیز 5.77 درصد بود. در ابتدا مرحله پیش هیدرولیز یکبار با آب و یکبار با اسید سولفوریک 0.1 درصد با یک تغییرات افزاینده و کاهنده دما و نیز چهار زمان ماند صفر، 10، 20 و 30 دقیقه در دمای حداکثر 160 درجه سانتیگراد انجام شد و با توجه به بازده مرحله پیش هیدرولیز، زمان ماند 30 دقیقه در دمای حداکثر به عنوان زمان بهینه پیش هیدرولیز انتخاب شد. درمرحله بعد اثر زمان پخت، قلیای فعال و سولفیدیته بر روی خمیر کرافت مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور سه زمان ماند 30، 60، 90 دقیقه در دمای حداکثر 170 درجه سانتیگراد و چهار سطح قلیای فعال 14، 16، 18 و 20 و دو سطح سولفیدیته 10 و 25 درصد به عنوان متغیرهای پخت انتخاب شدند. زمان پخت بهینه 90 دقیقه با توجه به بازده خمیرسازی انتخاب گردید. مقادیر زمانی بهینه انتخاب شده برای عملیات پیش هیدرولیز کرافت تطبیق خوبی با نتایج کتابخوانی دارد. اثر متغیرهای شیمیایی بر روی، بازده الک، عدد کاپای خمیر، درصد آلفاسلولز و درجه پلیمریزاسیون بررسی گردید. نتایج نشان داد که با افزایش درصد مواد شیمیایی (شدت پخت) بازده الک، عدد کاپا و درجه پلیمریزاسیون کاهش می یابد. پس از پخت، رنگبری روی خمیرهای حاصله با دو توالی و با مقادیر P(%2.2) – H2 (%5) – E (%5) – H1(%2.5) انجام گرفت. نتایج رنگبری نشان داد که بالاترین درصد آلفاسلولز (94.1) در شدیدترین شرایط پخت یعنی در قلیای فعال 20 و سولفیدیته 25 درصد حاصل شد. لازم به ذکر است در این شرایط علی رغم درصد بالای آلفاسلولز، درجه پلیمریزاسیون خمیر رنگبری شده حداقل (269.0 در شرایط پیش هیدرولیز با آب) بود و پایین ترین درصد آلفاسلولز (73.7) و بیشترین درجه پلیمریزاسیون (334.7) در ملایم ترین شرایط پخت یعنی در قلیای فعال 14، سولفیدیته 10 و پیش هیدرولیز با اسید بدست آمد. همچنین در این تحقیق از پسآب یکی از واحدهای صنعتی استان به عنوان مایع پخت استفاده شد که بهترین نتیجه را در دستیابی به بالاترین درصد آلفاسلولز (97.4) با درجه پلیمریزاسیون (235.4) در بر داشت.



کلیدواژگان: آلفاسلولز، خمیرحل شونده، ساقه ذرت، پیش هیدرولیز کرافت، رنگبری

 
 
Title:

Production of alpha-cellulose (dissolving pulp) from wastes of corn stalk in Kermanshah province



Abstract:

In this report, the production of dissolving pulp (alpha-cellulose) from corn stalk was investigated. The chemical analyses were applied on the samples of the stalk harvested from the agricultural farms located between Bisotun and Sahneh. According to the analyzes, 62.9% cellulose, 20.5% lignin 8.9% ethanol-acetone extractives contents, 7.7% ash, and 5.77% moisture was determined. Firstly, the pre-hydrolysis stage accompanied once with water and another once with 0.1% sulfuric acid, having a temperature increasing and decreasing profile and four residence (reaction) times of 0, 10, 20 and 30 minutes at the maximum temperature of 160°C. With respect to the pulping yield, the pre-hydrolysis time of 30 minutes at the maximum temperature was chosen as the optimum time Then the influence of cooking time, active alkali and sulfidity in Kraft pulping of corn stalks has been investigated at different cooking times of 30, 60, 90 minutes, an active alkali charge of 14, 16, 18, 20% and a sulfidity of 10% and 25%, at maximum temperature of 170°C. The optimum cooking time was chosen to be 90 minutes, with respect to pulping yields. Optimum residence time for Kraft pre-hydrolysis processes showed good agreement with literatures. The effects of these parameters were studied on pulp yield, kappa number, pH, alpha-cellulose content and degree of polymerization. The results showed that, kappa number, degree of polymerization and pulp yield decrease with increasing of chemical concentrations. Finally, the produced pulps of cooking stages has been bleached with two sequences HEH and HEHP, using H1(2.5%), E(5%), H2(5%), P(2.2%). As a bleaching result, we found that the highest alpha-cellulose content (94.1) achieved under the most severe cooking conditions: active alkali of 20% and sulfidity of 25%. It should be mentioned that, however, in this case the degree of polymerization was the least (269.0 in water pre-hydrolysis).The minimum alpha-cellulose content was 73.7 and the maximum degree of polymerization 334.7, achieved under mildest conditions, which done with active alkali of 14%, sulfidity of 10% for acid pre-hydrolysis of pulp. In this study we also used one sort of industrial residue as pulping liquor, which results in the highest alpha-cellulose content of 97.4 with the polymerization degree of, 235.4.



Keyword(s): Alpha-cellulose, Dissolving pulp, Corn stalk, Pre-hydrolysis, Kraft process, Bleaching