خانه » مقالات-جزوات وکتب درسی » خمیر و کاغذ » خمیر و کاغذ پیشرفته

خمیر و کاغذ پیشرفته

آزمایشات خمیر و کاغذ پیشرفته

شماره آزمایش                         نام آزمایش                                        شماره صفحه

یک                             کلاسه بندی و برآورد رطوبت خرده چوبها                  ۳

دو                                 فرایند پخت سودا                                                      ۵

سه                               فرایند پخت کرافت                                                    ۷

چهار                             تیتراسیون                                                                ۱۱                                                                                                

پنج                               تعیین عددکاپا                                                           ۱۴

شش                          پالایش خمیر با دستگاه PFI                                     ۱۷

هفت                           تعیین درجه روانی خمیر                                          ۱۸

هشت                         ساخت کاغذ دست ساز                                          ۱۹

نه                                مرکب زدایی کاغذ باطله به روش شناور سازی    ۲۱

 

 


  آزمایش شماره یک:

                         

کلاسه بندی و برآورد رطوبت خرده چوبها

 

آماده سازی خرده چوب جهت پخت:

برای بدست آوردن میزان ماده خشک چوبی و در پی آن آگاهی از راندمان ماده اولیه پارامترهایی همانند درصد رطوبت و افت بازده در فرآیندهای مختلف را باید درنظر گرفت. از اینرو باید همیشه درصد رطوبت را در مراحل مختلف آزمایش درنظر بگیریم تا از میزان مواد خشک و درصد بازده هر مرحله آگاهی کافی را داشته باشیم. درصد رطوبت را می توان به چندین روش همانند رطوبت سنج الکتریکی و خشک کردن در اتو محاسبه نمود که در این بین روش خشک کردن در اتو بعلت درصد خطای کمتر مناسبتر می باشد و با توجه به این مطلب در این آزمایش درصد رطوبت طبق استاندارد

۲۵۸-OM-02 به روش زیر محاسبه گردید:

 

– بدست آوردن درصد رطوبت:

مقداری خرده چوب در حدود ۲۲/۳۰۰ گرم به ابعاد L=10-30 mm و t= 2-5 mm را برداشته و در پلاستیک دوجداره جهت عدم تبادل رطوبتی با محیط قرار دادیم . ۰۱/۵ گرم از خرده چوب مذکور را جهت تست رطوبتی نمونه برداری شدند. نمونه ها  در oven  تحت دمای ۳  ± ۱۰۵ درجه سانتیگراد طی ۲۴ ساعت خشک نموده و پس از خشک شدن مجددا توزین شدند که وزن خشک آنها ۵۲/۴ گرم بدست آمد.  رطوبت نمونه ها  را هم بر مبنای وزن تر و هم بر مبنای وزن خشک بصورت زیر بدست  آمدند.

 

×۱۰۰  وزن خشک خرده چوب اختلاف وزن خشک و تر خرده چوب =  درصد رطوبت برمبنا وزن خشک

H% = (H0-Hw ∕H.) ×۱۰۰  = (۵/۰۱-۴٫۵۲) ∕ ۴٫۵۲ × ۱۰۰= ۱۰٫۶۱%

  ×۱۰۰وزن تر خرده چوب اختلاف وزن خشک و تر خرده چوب  = درصد رطوبت بر مبنای وزن تر

H% = (H0-Hw ∕Hw) ×۱۰۰  = (۵/۰۱-۴٫۵۲) ∕ ۵ × ۱۰۰= ۹٫۷۸%

 

 

     -کلاسه بندی خرده چوبها:

یکی از موثرترین عواملی که می تواند در سرعت پخت و نفوذ مواد شیمیایی درپخت خمیر موثر باشند، ابعاد خرده چوبها می باشند که در این بین ضخامت خرده چوبها ارجح تر می باشد زیرا کوچکترین بعد خرده چوب بوده و معیاری از سرعت نفوذ مواد شیمیایی در خرده چوب است. لذا اندازه گیری و کلاسه بندی خرده چوبها از اهمیت زیادی برخوردار است. از بین خرده چوبهایی که در پلاستیک دوجداره قرار دادیم به تعداد ۳۰ عدد را جهت کلاسه بندی جدا نمودیم. برداشتن نمونه ها بصورت کاملا تصادفی بوده است. سپس نمونه ها را به ترتیب زیر در سه کلاسه طولی و سه کلاسه ضخامتی  کلاسه بندی کردیم.

 

-اعدادی که از اندازه گیری نمونه ها بدست آمدند:

طول نمونه ها به میلیمتر: ۳۷٫۷۰- ۳۳٫۷- ۳۴٫۹۴- ۳۴٫۲۵- ۳۴- ۳۴٫۲۸- ۳۴٫۸۵- ۳۵٫۷۲- ۳۴٫۲۸- ۳۳٫۸۷- ۳۴٫۱۲- ۳۴٫۷۸- ۳۴٫۵۵- ۳۳٫۳۳- ۳۴٫۵۳- ۳۳٫۱۴- ۳٫۴۴- ۳۴٫۸۴- ۳۴٫۹۰- ۳۴٫۴۵- ۳۳٫۸۴- ۳۴٫۵۵- ۳۳٫۷۲- ۳۳٫۹۵- ۳۳٫۷۵- ۳۳٫۷۸- ۳۷٫۰۲- ۳۳٫۲۹- ۳۴٫۴۲- ۳۳٫۴۲٫

سپس چیپس ها را از لحاظ طول به سه دسته تقسیم بندی کردیم:

– طولهای زیر ۱۰mm خرده چوبهای کوتاه

– طولهای ۱۰-۳۰mm خرده چوبهای متوسط

– طولهای بالای ۳۰mm خرده چوبهای درشت یا over size

نتایج:

خرده چوبهای با طول زیر ۱۰ میلیمتر: صفر عدد با وزن صفر گرم

خرده چوبهای با طول ۱۰ تا ۳۰ میلیمتر: صفر عدد با وزن صفر گرم

خرده چوبهای با طول بیشتر از ۳۰میلیمتر:۳۰عدد با وزن ۴۳٫۱۹گرم

درصد وزنی خرده چوبها در سه کلاسه طولی مختلف:

درصد وزنی خرده چوبهای با طول زیر ۱۰ میلیمتر= ۰%

درصد وزنی خرده چوبهای با طول ۱۰ تا ۳۰ میلیمتر= ۰%

درصد وزنی خرده چوبهای با طول بیشتر از ۳۰میلیمتر= ۱۰۰%

 

ضخامت نمونه ها بر حسب میلیمتر: ۱٫۸۶- ۳٫۸۰- ۴٫۶۶- ۴٫۹۰- ۲٫۷۳- ۲٫۴۷- ۲٫۸۸- ۴٫۰۵- ۲٫۹۵- ۳٫۷۵- ۳٫۱۷- ۲٫۲۵- ۳٫۵۶- ۳٫۴۷- ۳٫۵۴- ۲٫۸۰- ۲٫۴۵- ۳٫۶۹- ۲٫۹۶- ۲٫۹۷-۶ ۲٫۲- ۴٫۰۸- ۳٫۶۳- ۳٫۱۵- ۲٫۷۸- ۳٫۱۹- ۲٫۹۳- ۳٫۸۸- ۲٫۷۶- ۶٫۰۳

در نهایت چیپس ها را در سه کلاسه زیر تقسیم بندی کردیم:

– خرده چوبهای با ضخامت کمتر از ۲mm یا ریزه ها(fines)

– خرده چوبهای با ضخامت بین ۲ تا ۵ میلیمتر که خرده چوبهای نرمال می باشند

       – خرده چوبهای با ضخامت بیش از ۵ میلیمترکه over size می باشند.

نتایج:

– خرده چوبهای با قطر زیر ۲ میلیمتر: ۱ عدد با وزن ۰٫۶۱ گرم

       – خرده چوبهای با قطر ۲-۵ میلیمتر: ۲۸ عدد با وزن ۳۷٫۷۵ گرم

       – خرده چوبهای با قطر بالای ۵ میلیمتر: ۱ عدد با وزن ۵٫۰۱ گرم

درصد وزنی خرده چوبها در سه کلاسه ضخامتی مختلف:

 = ۰٫۶۱⁄ ۴۳٫۱۹ × ۱۰۰= ۱٫۴۱۲% درصد وزن قطرهای زیر ۳۰ میلیمتر(میانگین ۰٫۶۱)

 =۳۷٫۷۵⁄ ۴۳٫۱۹ ×۱۰۰= ۸۷٫۴۰۴%درصد وزن قطرهای ۲- ۵ میلیمتر( میانگین ۳٫۲۷)

 =۵٫۰۱⁄ ۴۳٫۱۹ × ۱۰۰=۱۱٫۵۹۹%درصد وزن قطرهای بالای ۵ میلیمتر(میانگین ۵٫۰۱)

آزمایش شماره دو:

فرایند پخت سودا

 

در فرایندهایی که لیگنین زدایی ضعیف تری دارند از این فرایند استفاده می شود. مواد اولیه آن شامل مواد غیرچوبی و پهن برگان می باشد.

 

 شرایط آزمایش و روش کار:

دمای پخت

C           ۱۵۰۰

زمان  پخت

Min     ۱۲۰  و min 180

ضخامت خرده چوب

Mm       ۵-۳

میزان خرده چوب

Gr       ۱۰۰ بر مبنای وزن تر

قلیایی فعال

۲۰% (متناسب با فرایند مورد نظر)

 

 مراحل پخت:

 ابتدا لیکور پخت رابراساس توضیحات مذکور تهیه کرده، سپس PH  لیکور را با استفاده از PH متر اندازه گیری می کنیم:

پخت را در زمان ۲ و۳ ساعت در صورت امکان انجام می دهیم. هر ۵ دقیقه درجه حرارت را یادداشت می کنیم تاانتهای پخت. (مقداری از لیکور سیاه را برای آنالیز کنار می گذاریم).

خرده چوبها را درغربال شستشو می دهیم. سپس خرده چوب های پخته شده را با الیاف جدا کن، جدا می کنیم. خمیر حاصل را در این مرحله  آن قدر با آب گرم شستشو می دیم تا کاملاً قلیا از آن حذف شود(تا PH  خنثی). سپس خمیر حاصل را هواخشک می کنیم (به مدت یک هفته خمیر ار در بستر آزمایشگاه می گذاریم  تا خشک شود یا در آون به مدت ۲۴ ساعت در دمای ۵۵-۵۰ درجه سانتی گراد). بهترین حالت رطوبت خمیر ۱۰% می باشد.

مقداری از خمیر را برای تعیین درصد خشکی استفاده می کنیم. بقیه خمیر را در در داخل دو کیسه پلاستیکی ضخیم قرار می دهیم. سپس راندمان خمیر را محاسبه می کنیم:

 

 

 

انجام آزمایش:

=

=میزان خرده چوب ۲۰گرم بر مبنای وزن تر

قلیایی فعال=۲۰%

  ۱۵۰۰=دمای پختC

زمان پخت=۳۰Min

%۷۸/۹=درصد رطوبت

محاسبات:

وزن خشک  = وزن تر (۱- MC%)

               = ۲۰ (۱-۰/۰۹۷۸) = ۱۸/۰۴۴ gr

L = 8*18/044 = 144/352

خالص NaoH=  ۰/۲* ۱۸/۰۴۴ = ۳/۶۰۸۸

۹۸%   NaoH =  = ۳/۶۸  gr

۲۰- ۱۸/۰۴۴ = ۱/۹۵۶ gr          وزن آب خرده چوب

۱۴۴/۳۵۲ = ۱/۹۵۶ + ۳/۶۸ + X

 

وزن کل لیکور = رطوبت چوب  + سود ناخالص  + آب مقطر لازم

 

X = 139/076 cc = 140cc    آب مقطر لازم      

این پخت ناقص انجام شد.

 

 

 

 

 

 

آزمایش شماره سه:

فرایند پخت کرافت

 

شرایط آزمایش و روش کار:

 

دمای پخت

C  ۱۷۰۰

زمان  پخت

min 60

رطوبت خرده چوب

%۹/۷۸

میزان خرده چوب

gr 100 بر مبنای تر

قلیایی فعال

۲۰%

سولفیدیته

۳۰ %

 

 

محاسبات:

وزن خشک = وزن تر  ( ۱ – % MC ) = 100 ( 1 – ۰/۰۹۷۸) = ۹۰/۲۲

آب خرده چوب = ۱۰۰ – ۹۰/۲۲ = ۹/۷۸ gr

L = 5* 90/22 = 451/1 gr

AA = 0/2*90/22 = 18/044 gr as Na2O

۰/۳=  , Na2S = 0/3 * 18/044 = 5/ 41 gr as Na2O

۱۸/۰۴۴ – ۵/۴۱ = ۱۲/۶۳ NaoH as Na2O

  بر مبنای خودشNa2S =  * ۵/۴۱ = ۶/۸۰ Na2S

  بر مبنای خودشNaoH =  * ۱۲/ ۶۳ = ۱۶/۳۰ as NaoH

  بر مبنای ۹۸%NaoH =  = ۱۶/۶۳ gr

بر مبنای ۶۰%Na2S =  = ۱۱/۳۳ ۸ ۲ = ۲۲/۶۶ gr

چون روی جعبه XH2O بود فرض کردیم که نصف Na2S آب است.

    L   =  آب مقطر + ۹/۷۸  +   ۱۶/۳۰ +  ۲۲/۶۶

 

۴۵۱/۱ = آب مقطر + آب چوب +بدون احتساب ناخالصی + با احتساب آب (چون حل می شوند،ناخالصی نیست)

 

نکته:مواد شیمیایی را داخل بشر ریخته، وزن آب خرده چوب را از کل لیکور کم می کنیم.(۳۲/۴۴۱=۷۸/۹- ۱/۴۵۱) و به این حجم آب مقطر اضافه می کنیم.

این مخلوط را به کمک مگنت و همزن الکتریکی آن قدر گردش می دهیم تا مواد در آب مقطر حل شوند.

 

ادامه روش کار:

خرده چوب ها در داخل دیگ پخت آزمایشگهای ریخته  و لیکور را به آن اضافه می کنیم . پیچ ها را به صورت دو به دو بسته و سفت  می کنیم.اتصال برق پشت دایجستر را زده و دیگ را به صورت مایل داخل دستگاه با آچار سفت می کنیم.(دیگ ها یک در میان روی محور بسته شوند).

به این ترتیب همه دیگها را بسته ودرب اصلی دایجستر را می بندیم (داخل محفظه ی دایجستر روغن گلیسیرین وجود دارد که در اثر ایجاد دمای بالا این روغن داغ شده گرما به داخل دیگ منتقل می شود). سپس دما را روی ۱۷۰ درجه سانتیگراد تنظیم می کنیم و دایجستر را به راه می اندازیم.

 

ثبت زمان و دما در فواصل زمانی ۵ دقیقه

 

زمان(min)                     دما(۰C)

۰                                  ۱۱۷

۵                                  ۱۲۳

۱۰                                ۱۳۰

۱۵                               ۱۳۸

۲۰                               ۱۴۵

۲۵                               ۱۵۳

۳۰                               ۱۶۰

۳۵                               ۱۶۷

۴۰                               ۱۶۹

 

از این زمان (Min 40) به بعد به مدت یک ساعت پخت انجام خواهد شد.

 

پس از اتمام زمان پخت، دیگها را برداشته و در داخل حمام آب سرد قرار می دهیم تا دمای آنها کاهش یابد. سپس شیر تخلیه گاز دیگ  را باز کرده تا گاز اضافه خارج شود. نهایتاً پیچ ها را باز کرده و قبل از خارج ساختن  خمیر ، مقداری لیکور سیاه را برای آنالیز شیمیایی کنار می گذاریم.

خرده چوب ها را در الک ۲۰۰ مش ریخته و با آب آن قدر شستشو می دهیم  تا مواد شیمیایی آن کاملاً رفع شود. سپس در کیسه پلاستیکی  ریخته و به صورت مرطوب در درون یخچال نگه می داریم.  در ادامه کار خمیر را به کمک دستگاه جداکن الیاف،  به مدت ۳ دقیقه با دور ۱۲۰۰۰ ، کاملاً جدا می کنیم (میزان آب  اضافه شده تا خط نشانه می باشد). سپس آن ها روی فویل آلومینیومی  پخش می کنیم تا به مدت یک هفته هوا خشک شوند.

سپس دو نمونه ۲ گرمی از خمیرها برداشته و در آون قرار می دهیم . شرایط آون به قرار زیر است:

دمای آون: C 1050  و زمان : ۲۴ ساعت

 

نتایج: نمونه ۱: ۲۲/۲۳۳/۰= ۸۹/۱

        نمونه ۲:   ۳۳/۲ ۴۴/۰ =۸۹/۱     

میانگین وزن خشک نمونه ها : ۸۹/۱Gr

 

Mc= = % 5/5

وزن کل خمیر تر : ۴۲/۴۴ 

وزن خشک خمیر : ?

=

 

X = 41/97          وزن خشک خمیر           

 

  بازده خمیر = = % ۴۶/۵۲

 

نکته مهم : رفرنس برای محاسبات پخت کرافت:(نمونه مثال)

خرده چوب = ۱۰۰ gr

درصد رطوبت = %۱۰              وزن خشک  = وزن تر(– ۱  %Mc) = 100( – 1 1/0) = 90 gr

 

وزن خشک  = ۹۰ gr   

  وزن آب چوب =۱۰ gr

 

AA = 20%                        AA = 2/0 * 90= 18gr as Na2o

Su = 25%                        ۲۵/۰=        Na2S= 25/0 *18=5/4gr as Na2O

قلیایی کل  = % ۲۳                NaoH = 18۵/۴ = ۵/۱۳ gr  as  Na2O

خلوص درصد= ۹۸%             Na2CO3= 90* (20/0-23/0)=  ۷/۲ gr  as   H2O

خلوص Na2S= 62%             بر مبنای خودش NaoH   = = *۵/۱۳=۴۲/۱۷  as NaoH

خلوص Na2co3 = 100%   برمبنای خودش    Na2S  = *۵/۴ = ۶۶/۵  as  Na2S

L/W= 7                              برمبنای خودش Na2CO3 = *= 7/2  ۶۲/۴   as   Na2CO3

                                           ۶۲% Na2S = =13/9 gr

                                          ۹۸%   NaOH= = 77/17 gr

                                      مقدار لیکور      =۹۰* ۷=۶۳۰  cc

                                         ۶۳۰  –۱۰=۶۲۰ gr = 620  ml

 

ابتدا مقداری آب مقطر + مواد شیمیایی + مگنت در هم زن برقی قرار می دهیم تا انحلال کامل رخ دهد. اکنون محلول مواد شیمیایی را داخل استوانه ریخته و بقیه حجم رابا اضافه کردن آب مقطر  به ml620 می رسانیم.

 

 

 

آزمایش شماره چهار:

تیتراسیون

 

تیتراسیون:

تیتراسیون تعیین مقدارماده شیمیایی درمحلول پخت بوده و در واقع با عمل تیتراسیون مقدار ناخالصی ماده شیمیایی دقیقاً بدست می آید.

روش مورداستفاده درتعیین مواد موجود در لیکور پخت کرافت، روشABC می باشد.

عمل تیتراسیون به معنی خنثی کردن ماده شیمیایی برای تعیین درجه خلوص آن می باشد.

 

مراحل تیتراسیون:

۱- تهیه کلرید باریم ۱۰% :

 ۱۰گرم کلرید باریم را وزن کرده وحجم آن را با آب مقطر به ml 1000 می رسانیم در نتیجه با این عمل کلرید باریم۱۰% حاصل می گردد.

دانسیته آب

HCL دانسیته

۲- اسید مورد استفاده HCL 5% نرمال می باشد. وزن مولیHCL را حساب کرده (۳۶= ۱+۳۵) و در ۵/۰ ضرب می کنیم سپس نتیجه را تقسیم بر درصد خلوص HCL کرده و در نهایت در نسبت                             ضرب می کنیم.

 

روش کار:

ابتدا یک ارلن cc250 (تمیز، شستشو شده با آب مقطر) را برداشته و cc500 آب مقطر جوشانده شده را داخل آن ریخته سپس cc5 مایع پخت را به آن اضافه می کنیم. مگنت را در داخل ارلن قرار داده و ارلن را برروی دستگاه هم زن الکتریکی قرار می دهیم تا محلول یکنواختی بدست آید.

سپس در مرحله بعد cc 25 کلرید باریم۱۰% به آن اضافه می کنیم تا واکنش زیر انجام

شود:

NacL2 +  ۳    BaCo        ۳ Na2 Co + BaCL2

سپس ۳-۲قطره فنول فتالئین (معرف PH) با کمک پیپت به محلول فوق اضافه می کنیم.

درنتیجه ترکیب به رنگ بنفش یا صورتی(به علت وجود قلیا) درمی آید.

در این مرحله تدریجاً به ترکیب خود اسیدHCL 5/0 نرمال را اضافه می کنیم واین کار را تا بی رنگ شدن محلول ادامه می دهیم و سپس حجم اسید مصرف شده را تا مرحله ی بی رنگ شدن محلول یادداشت می کنیم و آن را با کد A مشخص می کنیم.

 =حجم تیتراسیون قلیایی موثرمی باشد A اسید مصرفی در واقع معرف 

                                  

درادامه آزمایشmL  ۵فرمالدهید %۴۰-۳۵ به محلول نام برده اضافه می کنیم. رنگ محلول دوباره صورتی یا بنفش می شود.     

نکته: اندازه گیری A و B و C در امتداد هم انجام می شوند.

در ادامه آزمایش اسید را به محلول فوق اضافه می کنیم تا محلول کاملاً بی رنگ شود و حجم اسید مصرفی را با کد B یادداشت می نمائیم سپس۳-۲ قطره معرف رنگی متیل اورانژ به محلول مورد نظر اضافه می کنیم تا رنگ نارنجی حاصل شود و آنقدر اسید اضافه می کنیم تا محلول قرمز شود و حجم اسید مصرفی را با C مشخص می کنیم.

رنگ نارنجی حاصل می شود            Ca Co3         + متیل اورانژ

O 2 H + Co2+ BacL2                   ۳ BaCo + HCL 2

نکته: مقدار اسیدی که برای خنثی کردن BaCo3 مصرف می شود در واقع برابر با مقدار CaCo3 مصرفی است.

حجم اسیدA : برای تیتراسیون EA

حجم اسیدB : برای تیتراسیون AA

حجم اسیدC : برای تیتراسیون TAA

در نتیجه اطلاعات فوق خواهیم داشت:

 حجم اسیدB– حجم اسید C     = حجم اسید لازم برای تیتراسیون Na2 Co3

حجم اسیدB– 2 برابر حجم اسیدA = حجم اسید لازم برای تیتراسیون NaoH

) حجم اسید A حجم اسید (B 2 = حجم اسید لازم برای تیتراسیونS    Na2 

در این مرحله نرمالیته  هر یک از مواد Na2 Co3 , NaoH, Na2 S را طبق رابطه زیر محاسبه می کنیم.

   

در ادامه نرمالیته های بدست آمده را با روش زیر برمبنای اولیه (برمبنای Na2 o)

X1 = مقدار NaoH بر مبنای    Na2 o

X2 = مقدارS 2Na بر مبنای Na2 o

x3= مقدار۲Co3 Na بر مبنای Na2 o

برمی گردانیم.

                                                

مقادیر بدست آمده از این محاسبات را در نهایت ضرب در نسبت مقدار لیکوربه نسبت یک لیتر می کنیم.

 

محاسبات مربوط به آزمایش انجام شده:

cc                                                                                                                                   ۶   = A

cc                                                                                                                                 ۳/۶B =

cc                                                                                                                                  ۵/۷ C =

cc 2/1 = 3/6 ۵/۷ = C-B =    حجم اسید برای تیتراسیون Na2 Co3

cc 7/5 = 3/6 ۱۲= B A 2 = حجم اسید برای تیتراسیونH Nao

cc 6/0 = (6-3/6)2= (A-B) 2=    حجم اسید برای تیتراسیون Na2s  

 

 

N2V2 = N1 V1

حجم لیکور مصرفی*N2= HCL مصرفی× نرمالیته HCLمیلی لیتر

۵ × N2= 2/1 × ۵/۰

۱۲/۰ =  = (Na2 Co3) = N2

 

حجم لیکورمصرفی× (NaoH) N =میلی لیترHCL مصرفی× HCL نرمالیته

۵ × N NaoH   = ۷/۵ × ۵/۰

۵۷/۰ =  = N NaoH

 

حجم لیکور مصرفی × NNa2S= میلی لیتر HCL مصرفی× HCL نرمالیته

۵ × NNa2S = ۶/۰ × ۵/۰

۶% =  = NNa2S

Na2oاکی والان

Na2 Co3اکی والان

 

× اکی والان Na2 Co3 × نرمالیته Na2 Co3 = وزن Na2 Co3 برمبنای Na2 o

 

۷۲/۳ =  × ۵۳ × ۱۲/۰=

۶۲/۱۷ = × ۴۰ × ۵۷/۰ = وزن NaoH بر مبنای Na2o

۸۶/۱ = × ۳۹ × ۶ ۰/۰ = وزن  Na2s  بر مبنای Na2o

 

gr            ۳/۲ =  × ۷۲/۳ = مقدار Na2 Co3

gr             ۹۲/۱۰ =  × ۶۲/۱۷ = مقدار NaoH

gr         ۱۵/۱ =  × ۸۶/۱ = مقدار Na2s

 

 

 

آزمایش شماره پنج:

تعیین عددکاپا

 

تعیین عددکاپا:

اندازه گیری عدد کاپا براساس استاندارد ۹۹- om ۲۳۶ T صورت می پذیرد این آزمون به منظور بررسی میزان لیگنین  زدایی (میزان لیگنین باقی مانده) و قابلیت سفید سازی در خمیرهای مورد آزمون به کار گرفته می شود. این روش برای انواع خمیرها با گسترده ی راندمان حدود زیر ۶۰% به کار می رود.

تعیین عدد کاپا برای خمیرهای زیر ۷۰% نیز به شرطی که خمیر  تمیز باشد (بدون reject) می تواند انجام شود. 

عددکاپا: میلی لیتر پرمنگنات پتاسیم ۱/۰ نرمال مصرف شده که توسط یک گرم خمیر خشک می باشد.

KMno4 در تمام گسترده ی PH قادر به حل کردن لیگنین می باشد و اینکه در PH خنثی علاوه بر لیگنین کربوهیدراتها نیز حل می شوند. در نتیجه از اسید سولفوریک برای داشتن PH اسیدی استفاده می گردد.

روش انجام آزمایش:

مواد شیمیایی مورد نیاز عبارتند از :

۱- محلول KMno4 1/0  نرمال

۲- محلول تیوسولفات سدیم Na 2 S2 O3 1/0 نرمال

۳- یدید پتاسیم ۱ نرمال : ۵ میلی لیتر

۴- اسید سولفوریک ۴ نرمال :  ml 25

۵- معرف نشاسته % ۲/۰ : چند قطره

در ابتدا مقدار gr 4-3 خمیر بر مبنای وزن خشک جدا کرده و از این منبع خمیر خود، براساس فطعیت حدود ۵۰% مصرف پرمنگنات مقدار مورد نیاز خمیر را جدا می کنیم.

سپس ml 25 اسید سولفوریک ۴ نرمال را به همراه ml 25 پرمنگنات پتاسیم ۱/۰ نرمال را داخل یک بشر ml 100 می ریزیم ومخلوط حاصل را به دمای  می رسانیم .

مقدار مناسبی از خمیر را که بتواند حدود % ۵ پرمنگنات را مصرف کند توزین کرده و با مقداری آب ( ml 150- 100) داخل هم زن برقی ریخته و به مدت چند دقیقه عمل هم زدن را انجام می دهیم تا خمیر کاملاً از هم باز شود. در ادامه دوغاب حاصل را به دورن یک بشر ml 400 ریخته و حجم مخلوط را به ml 200 می رسانیم.

مخلوط اسید سولفوریک بعلاوه پرمنگنات پتاسیم را به داخل بشر حاوی دوغاب خمیر ریخته و مخلوط فوق را با همزن مغناطیسی به مدت min 10 هم می زنیم.

و دقیقاً در پایان ۱۰ دقیقه مقدار ml 5 محلول ید در پتاسیم ۱ نرمال را به مخلوط فوق اضافه می کنیم تا واکنش متوقف شود.

تذکر: از آنجایی که عمده واکنش بین لیگنین و پرمنگنات در ده دقیقه ای اول واکنش صورت می گیرد، زمان واکنش min 10 در نظر گرفته می شود. وسپس در ادامه آزمایش بلافاصله تیتراسیون مخلوط فوق را با استفاده از تیوسولفات سدیم ۱/۰ نرمال آغاز می کنیم ودر همین حین چند قطره معرف نشاسته را به داخل فوق اضافه می کنیم.

سپس عمل تیتراسیون را آنقدر ادامه می دهیم تا محلول کاملاً بی رنگ شود و مقدار ml تیوسولفات سدیم مصرفی را یادداشت می کنیم.

 

محاسبات مربوط به این آزمایش: 

K: عدد کاپا

P: میلی لیتر پرمنگنات پتاسیم ۱/۰ نرمال مصرف شده توسط خمیر

F: فاکتور تصحیح برای مصرف ۵۰% پرمنگنات پتاسیم برحسب p .

W: وزن خشک خمیر

تذکر: اگر میزان KMno4 مصرف شده بین % ۴۰ ۳۰ باشد محاسبات قابل قبول است.

b: عدد بلانک ، ml تیوسولفات سدیم مصرف شده در آزمون بدون خمیر

a: میزان تیوسولفات مصرف شده توسط خمیر (ml)

Nt: نرمالیته تیوسولفات

NP : نرمالیته پرمنگنات

نکته: برای بدست آوردن عدد b یک بار مراحل آزمون را بدون استفاده از خمیر (با استفاده از CC200 آب مقطر) انجام می دهیم تا میزان ۴KMno  اولیه بدست آید.

درصد پرمنگنات پتاسیم مصرف شده

۱۶۵/۰ × عدد کاپا = درصد لیگنین باقی مانده در خمیر پهن برگان و گیاهان غیر چوبی

۱۵۲/۰ × عدد کاپا = درصد لیگنین موجود در خمیر سوزنی برگان

برای تصحیح دمایی (اگر دما ۰C 25 نباشد) در تعیین عدد کاپا از رابطه زیر استفاده می شود:

t: دمای محیط .

 

انجام آزمایش عدد بلانک:

۲۵ میلی لیتر اسیدسولفوریک + ۲۵ میلی لیتر پرمنگنات پتاسیم را داخل بشر مخلوط نمودیم که دمای محلول مورد نظر ۲۳ درجه سانتیگراد بود. سپس ۲۰۰cc آب به آن اضافه کرده و مگنت را داخل آن انداخته و بر روی همزن برقی (مغناطیسی) قرار دادیم تا چند دقیقه هم بخورد. سپس  به میزان ۵ میلی لیتر یدید پتاسیم را به مخلوط اضافه می کنیم. پس از این مرحله

تیتراسیون را شروع کردیم و در حین تیتر کردن، چند قطره معرف نشاسته اضافه کردیم و ادامه تیتراسیون را تا بی رنگ شدن کامل ادامه دادیم. حجم تیوسولفات مصرف شده : ۲۴٫۳cc (عدد بلانک:b)

 

محاسبه عدد کاپا:

پس از انجام مراحل فوق عدد کاپا را محاسبه می کنیم. بدین صورت که مقدار ۰٫۵ گرم خمیر بر مبنای خشک ( با توجه به این مطلب که رطوبت خمیر ۵٫۵ درصد بوده است مقدار خمیر مرطوب   x=0.5 ÷۰٫۹۴۵ = ۰٫۵۲۹g)) 0.529 گرم) را داخل مخزن ریخته و با مقداری آب مقطر ( ۱۰۰ تا ۱۵۰ میلی لیتر) الیاف آنرا جدا کرده و به حجم ۲۰۰cc رساندیم. ۲۵ ml اسید سولفوریک + ۲۵ ml پرمنگنات را داخل یک بشر ریخته و دمای آن را اندازه گیری نمودیم که ۲۳ درجه سانتیگراد بود. سپس پرمنگنات و اسید سولفوریک را به داخل بشر حاوی دوغاب خمیر منتقل کرده و به مدت ۱۰ دقیقه هم زدیم. سپس ۵میلی لیتر یدیدپتاسیم اضافه می کنیم و تیتر را شروع کرده و چند قطره معرف نشاسته به آن اضافه نموده و تیتر را تا آخر ادامه دادیم تا مخلوط بی رنگ شود.

 

نتایج:

حجم تیوسولفات مصرف شده در حضور خمیر ۱۶٫۹۹cc به صورت زیر محاسبه می گردد:

P= (b-a)Nt /Np = (24/3 – ۱۶٫۹)/ ۰٫۲ = ۷٫۴ml

K = P.f/w = 7.4×(۰٫۹۵۸+∕۲) ∕۰٫۵ = ۱۴٫۱۹ عدد کاپای حاصل

Q= p/b ×۱۰۰ = ۷٫۴/۲۴٫۳ ×۱۰۰ = ۳۰٫۴۵۲ درصد پرمنگنات مصرف شده

 

البته چون دما استاندارد (۲۵±۲ درجه سانتیگراد) نبود و دمای محیط ۲۳ درجه سانتیگراد بود، پس برای آن تصحیح دمایی را به ترتیب زیرانجام می دهیم:

 

K= P.f/w [ 1+0.13(25-t)] = 14.19[1+0.13(25-23)] → k= 14.55

 

نکته: چون خمیر کرافت تولید شده از گونه پهن برگ بود، بنابراین درصد لیگنین باقیمانده در خمیر به صورت زیر محاسبه می گردد:

درصد خمیر باقیمانده در خمیر پهن برگان=  ۱۴٫۵۵ × ۰٫۱۶۵ = ۲٫۴%

 

 

 

 

 

 

آزمایش شماره شش:

پالایش خمیر با دستگاه PFI

 

برای پالایش خمیر، مقدار ۲۴ گرم خمیر بر مبنای وزن خشک جدا کرده و در داخل یک بشر به حجم به یک لیتر میرسانیم. سپس سوسپانسیون را به داخل دستگاه disintegrator ریخته و با دور ۲۵۰۰ دور در دقیقه به مدت ۲ دقیقه هم می زنیم تا خمیر به خوبی از هم باز شود.

در واقع خمیر باید در دستگاه disintegrator  با درصد خشکی ۲٫۴ باشد یعنی حجم سوسپانسون داخل محفظه به ۱۰۰۰ میلی لیتر برسد. پس از انجام این عمل خمیر را بر روی غربال با مش ۲۰۰ آبگیری میکنیم تا به درصد خشکی ۱۰ درصد برسد(یعنی حجم ۲۴۰ cc )

نکته: درصد خشکی خمیر مورد آزمایش ۷ درصد بود پس:

فرمول

/ (۱-MC) = (24)/ (1-. /07) = 25/80 gr وزن خشک خمیر= وزن تر خمیر

 

پس مقدار ۲۵٫۸ گرم خمیر تر (معادل ۲۴ گرم خمیر خشک) را برداشته و عملیات فوق را انجام می دهیم.

نکته: پس از آنکه خمیر را با دست آبگیری کردیم آن را با آب مقطر به حجم ۲۴۰ گرم می رسانیم.

ویژگی PFI : نیرو ۳-۳٫۵ نیوتن بر میلی متر و Gap بین روتور و استاتور ۲دهم می باشد.

 

روش کار:

 ابتدا خمیر را به داخل محفظه ی PFI قرار داده و رطوبت آنرا با کمک هم زدن دستی یکنواخت می نماییم. سپس خمیرها را به طور مساوی به ۴ قسمت تقسیم کرده وآنها را کاملا با ضخامت یکان به جداره ی استاتور می چسبانیم.

چون خمیر مورد آزمون کرافت می باشد دور پالایش را بر روی ۴۵۰۰ دور تنظیم می کنیم و دستگاه را روشن می کنیم.

 

 

 

آزمایش شماره هفت:

تعیین درجه روانی خمیر

 

پس از انجام این عمل باید مقدار ۲ گرم خمیر بر مبنای وزن خشک برداریم.(چون درصد خشکی خمیر را به ۱۰ درصد رسانده بودیم پس می شود،۲۰ گرم خمیر بر مبنای تر) این کار را به کمک ترازو انجام می دهیم.

در این مرحله خمیر را به داخل یک استوانه مدرج ریخته حجم آن را به ۱۰۰۰ cc  می رسانیم.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*


شما می‌توانید از این دستورات HTML استفاده کنید: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>