استفاده از اکسترودر دومارپیچی برای تولید خمیرکاغذ از ساقه برنج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

در دهه اخیر اکسترودر دومارپیچی یکی از فن‌آوری‌های خمیرکاغذسازی در حال گسترش برای منابع غیرچوبی با مزیت‌های زیاد است که بررسی قابلیت تولید خمیرکاغذ به‌وسیله آن با توجه به پیشرفت علوم ضروری به‌نظر می‌رسد. خمیرکاغذسازی با اکستروژن یک روش خمیرکاغذسازی شیمیایی- مکانیکی است که الیاف تحت تنش‌های کششی و فشاری به خمیرکاغذ تبدیل می‌شود. در این پژوهش ضمن معرفی این فن‌آوری، قابلیت خمیرکاغذسازی ساقه برنج پیش‌تیمار شده با هیدروکسید سدیم (4/0، 8/0 و 2/1 درصد) به‌مدت 4 ساعت با اکسترودر دومارپیچی هم‌سو با سرعت‌های متفاوت (55، 70 و 85 دور در دقیقه) و دماهای متفاوت اکستروژن (40، 60 و 80 درجه سانتی‌گراد) بررسی شد. نتایج ویژگی‌های خمیرکاغذ با استفاده از نرم‌افزار مینی‌تب 15 مورد ارزیابی قرار گرفت و مشخص شد که مقدار زیادی از خاکستر می‌تواند در خمیرکاغذ باقی بماند. همچنین، خمیرکاغذهای تولیدی به‌دلیل درجه روانی زیاد، در صورت عبور دوباره از اکسترودر و یا پالایش محدود می‌تواند در تولید فلوتینگ و لاینر به‌کار گرفته شود. به‌علاوه، روند نتایج نشان می‌دهد با به‌کارگیری شرایط پیش‌تیمار شدیدتر در دماهای بالاتر اکسترودر (80 درجه سانتی‌گراد) به همراه سرعت چرخش به‌نسبت پایین اکسترودر می‌تواند برای خمیرکاغذهایی با عدد کاپای کم‌تر به‌کار گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Application of Twin-Screw Extruder for Production of Pulp from Rice Stalk

چکیده [English]

Twin-screw extruder has been attractive with many efficient benefits as one of developing pulping technology from non-wood feedstocks in recent decades. Extrusion pulping is a chemi-mechanical pulping method in which fibers are processed by means of compression and shear forces. In this research, application of this technology was introduced in pulp and paper industries and the extrusion pulping of rice stalk was investigated. Extrusion pulping of rice stalk was conducted following a central composite design using a two-level factorial plan involving three process variables (pretreatment NaOH concentration: 0.4, 0.8 and 1.2%, extrusion temperature: 40, 60 and 80 oC, extruder rotational speed: 55, 70 and 85 rpm). Responses of pulp properties to the process variables were analyzed using statistical software (MINITAB 15). As the results show, a more content of initial ash of rice stalk was remained in the obtained pulp. Also, because of high freeness of obtained pulps, it is necessary to retransfer the obtained pulp from extruder or refine it for fluting paper and linerboard production. Moreover, analysis of the results reveales that this process can be used to obtain a pulp with low kappa number under a relatively long pretreatment time, high NaOH concentration, high extrusion temperature and moderate extruder rotational speed.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Twin-screw extruder
  • Rice stalk
  • Papermaking
  • Central composite design
  • Sodium hydroxide