آزمایشگاه خمیر و کاغذ پیشرفته
آزمایشگاه خمیر و کاغذ پیشرفته
شماره آزمایش نام آزمایش شماره صفحه
یک کلاسه بندی و برآورد رطوبت خرده چوبها 3
دو فرایند پخت سودا 5
سه فرایند پخت کرافت 7
چهار تیتراسیون 11
پنج تعیین عددکاپا 14
شش پالایش خمیر با دستگاه PFI 17
هفت تعیین درجه روانی خمیر 18
هشت ساخت کاغذ دست ساز 19
نه مرکب زدایی کاغذ باطله اداری به روش شناور سازی 21
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
258-OM-02 به روش زیر محاسبه گردید:
- بدست آوردن درصد رطوبت:
مقداری خرده چوب در حدود 22/300 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 . 01/5 گرم از خرده چوب مذکور را جهت تست رطوبتی نمونه برداری شدند. نمونه ها در oven تحت دمای 3 ±105 درجه سانتیگراد طی 24 ساعت خشک نموده و پس از خشک شدن مجددا توزین شدند که وزن خشک آنها 52/4 گرم بدست آمد. رطوبت نمونه ها را هم بر مبنای وزن تر و هم بر مبنای وزن خشک بصورت زیر بدست آمدند.
×100 وزن خشک خرده چوب∕ اختلاف وزن خشک و تر خرده چوب = درصد رطوبت برمبنا وزن خشک
H% = (H0-Hw ∕H.) ×100 = (5/01-4.52) ∕ 4.52 × 100= 10.61%
×100وزن تر خرده چوب∕ اختلاف وزن خشک و تر خرده چوب =درصد رطوبت بر مبنای وزن تر
H% = (H0-Hw ∕Hw) ×100 = (5/01-4.52) ∕ 5 × 100= 9.78%
-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 30 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: 37.70- 33.7- 34.94- 34.25- 34- 34.28- 34.85- 35.72- 34.28- 33.87- 34.12- 34.78- 34.55- 33.33- 34.53- 33.14- 3.44- 34.84- 34.90- 34.45- 33.84- 34.55- 33.72- 33.95- 33.75- 33.78- 37.02- 33.29- 34.42- 33.42.
سپس چیپس ها را از لحاظ طول به سه دسته تقسیم بندی کردیم:
- طولهای زیر 10mm خرده چوبهای کوتاه
- طولهای 10-30mm خرده چوبهای متوسط
- طولهای بالای 30mm خرده چوبهای درشت یا over size
نتایج:
-خرده چوبهای با طول زیر 10 میلیمتر: صفر عدد با وزن صفر گرم
-خرده چوبهای با طول 10 تا 30 میلیمتر: صفر عدد با وزن صفر گرم
-خرده چوبهای با طول بیشتر از 30میلیمتر:30عدد با وزن 43.19گرم
درصد وزنی خرده چوبها در سه کلاسه طولی مختلف:
-درصد وزنی خرده چوبهای با طول زیر 10 میلیمتر= 0%
-درصد وزنی خرده چوبهای با طول 10 تا 30 میلیمتر= 0%
-درصد وزنی خرده چوبهای با طول بیشتر از 30میلیمتر= 100%
ضخامت نمونه ها بر حسب میلیمتر: 1.86- 3.80- 4.66- 4.90- 2.73- 2.47- 2.88- 4.05- 2.95- 3.75- 3.17- 2.25- 3.56- 3.47- 3.54- 2.80- 2.45- 3.69- 2.96- 2.97-6 2.2- 4.08- 3.63- 3.15- 2.78- 3.19- 2.93- 3.88- 2.76- 6.03
در نهایت چیپس ها را در سه کلاسه زیر تقسیم بندی کردیم:
- خرده چوبهای با ضخامت کمتر از 2mm یا ریزه ها(fines)
- خرده چوبهای با ضخامت بین 2 تا 5 میلیمتر که خرده چوبهای نرمال می باشند
- خرده چوبهای با ضخامت بیش از 5 میلیمترکه over size می باشند.
نتایج:
- خرده چوبهای با قطر زیر 2 میلیمتر: 1 عدد با وزن 0.61 گرم
- خرده چوبهای با قطر 2-5 میلیمتر: 28 عدد با وزن 37.75 گرم
- خرده چوبهای با قطر بالای 5 میلیمتر: 1 عدد با وزن 5.01 گرم
درصد وزنی خرده چوبها در سه کلاسه ضخامتی مختلف:
= 0.61⁄ 43.19 × 100= 1.412% درصد وزن قطرهای زیر 30 میلیمتر(میانگین 0.61)
=37.75⁄ 43.19 ×100= 87.404%درصد وزن قطرهای 2- 5 میلیمتر( میانگین 3.27)
=5.01⁄ 43.19 × 100=11.599%درصد وزن قطرهای بالای 5 میلیمتر(میانگین 5.01)
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 1500 |
|
زمان پخت |
Min 120 و min 180 |
|
ضخامت خرده چوب |
Mm 5-3 |
|
میزان خرده چوب |
Gr 100 بر مبنای وزن تر |
|
قلیایی فعال |
20% (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 2 و3 ساعت در صورت امکان انجام می دهیم. هر 5 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 24 ساعت در دمای 55-50 درجه سانتی گراد). بهترین حالت رطوبت خمیر 10% 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 چوب20گرم بر مبنای وزن تر
قلیایی فعال=20%
1500=دمای پختC
زمان پخت=30Min
%78/9=درصد رطوبت
محاسبات:
وزن خشک = وزن تر (1- MC%)
= 20 (1-0/0978) = 18/044 gr
L = 8*18/044 = 144/352
خالص NaoH= 0/2* 18/044 = 3/6088
98% NaoH = = 3/68 gr
20- 18/044 = 1/956 gr وزن آب خرده چوب
144/352 = 1/956 + 3/68 + 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 1700 |
|
زمان پخت |
min 60 |
|
رطوبت خرده چوب |
%9/78 |
|
میزان خرده چوب |
gr 100 بر مبنای تر |
|
قلیایی فعال |
20% |
|
سولفیدیته |
30 % |
محاسبات:
وزن خشک = وزن تر ( 1 - % MC ) = 100 ( 1 – 0/0978) = 90/22
آب خرده چوب = 100 – 90/22 = 9/78 gr
L = 5* 90/22 = 451/1 gr
AA = 0/2*90/22 = 18/044 gr as Na2O
0/3= , Na2S = 0/3 * 18/044 = 5/ 41 gr as Na2O
18/044 – 5/41 = 12/63 NaoH as Na2O
بر مبنای خودشNa2S = * 5/41 = 6/80 Na2S
بر مبنای خودشNaoH = * 12/ 63 = 16/30 as NaoH
بر مبنای 98%NaoH = = 16/63 gr
بر مبنای 60%Na2S = = 11/33 8 2 = 22/66 gr
چون روی جعبه XH2O بود فرض کردیم که نصف Na2S آب است.
L = آب مقطر+ 9/78 + 16/30 + 22/66
451/1 = آب مقطر + آب چوب +بدون احتساب ناخالصي + با احتساب آب (چون حل مي شوند،ناخالصي نيست)
نكته:مواد شيميايي را داخل بشر ريخته، وزن آب خرده چوب را از كل ليكور كم مي كنيم.(32/441=78/9- 1/451) و به اين حجم آب مقطر اضافه مي كنيم.
اين مخلوط را به كمك مگنت و همزن الكتريكي آن قدر گردش مي دهيم تا مواد در آب مقطر حل شوند.
ادامه روش كار:
خرده چوب ها در داخل ديگ پخت آزمايشگهاي ريخته و ليكور را به آن اضافه مي كنيم . پيچ ها را به صورت دو به دو بسته و سفت مي كنيم.اتصال برق پشت دايجستر را زده و ديگ را به صورت مايل داخل دستگاه با آچار سفت مي كنيم.(ديگ ها يك در ميان روي محور بسته شوند).
به اين ترتيب همه ديگها را بسته ودرب اصلي دايجستر را مي بنديم (داخل محفظه ي دايجستر روغن گليسيرين وجود دارد كه در اثر ايجاد دماي بالا اين روغن داغ شده گرما به داخل ديگ منتقل مي شود). سپس دما را روي 170 درجه سانتيگراد تنظيم مي كنيم و دايجستر را به راه مي اندازيم.
ثبت زمان و دما در فواصل زماني 5 دقيقه
زمان(min) دما(0C)
0 117
5 123
10 130
15 138
20 145
25 153
30 160
35 167
40 169
از اين زمان (Min 40) به بعد به مدت يك ساعت پخت انجام خواهد شد.
پس از اتمام زمان پخت، ديگها را برداشته و در داخل حمام آب سرد قرار مي دهيم تا دماي آنها كاهش يابد. سپس شير تخليه گاز ديگ را باز كرده تا گاز اضافه خارج شود. نهايتاً پيچ ها را باز كرده و قبل از خارج ساختن خمير ، مقداري ليكور سياه را براي آناليز شيميايي كنار مي گذاريم.
خرده چوب ها را در الك 200 مش ريخته و با آب آن قدر شستشو مي دهيم تا مواد شيميايي آن كاملاً رفع شود. سپس در كيسه پلاستيكي ريخته و به صورت مرطوب در درون يخچال نگه مي داريم. در ادامه كار خمير را به كمك دستگاه جداكن الياف، به مدت 3 دقيقه با دور 12000 ، كاملاً جدا مي كنيم (ميزان آب اضافه شده تا خط نشانه مي باشد). سپس آن ها روي فويل آلومينيومي پخش مي كنيم تا به مدت يك هفته هوا خشك شوند.
سپس دو نمونه 2 گرمي از خميرها برداشته و در آون قرار مي دهيم . شرايط آون به قرار زير است:
دماي آون: C 1050 و زمان : 24 ساعت
نتايج: نمونه 1: 22/2 – 33/0= 89/1
نمونه 2: 33/2- 44/0 =89/1
ميانگين وزن خشك نمونه ها : 89/1Gr
Mc= = % 5/5
وزن كل خمير تر : 42/44
وزن خشك خمير : ?
=
X = 41/97 وزن خشك خمير
بازده خمير = = % 46/52
نكته مهم : رفرنس براي محاسبات پخت كرافت:(نمونه مثال)
خرده چوب = 100 gr
درصد رطوبت = %10 وزن خشك = وزن تر(- 1 %Mc) = 100( - 11/0) = 90 gr
وزن خشك = 90 gr
وزن آب چوب =10 gr
AA = 20% AA = 2/0*90= 18gr as Na2o
Su = 25% 25/0= Na2S= 25/0 *18=5/4gr as Na2O
قليايي كل = % 23 NaoH = 18 – 5/4 = 5/13 gr as Na2O
خلوص درصد= 98% Na2CO3= 90* (20/0-23/0)= 7/2 gr as H2O
خلوص Na2S= 62% بر مبناي خودشNaoH = = *5/13=42/17 as NaoH
خلوص Na2co3 = 100% برمبنای خودش Na2S = *5/4 = 66/5 as Na2S
L/W= 7 برمبنای خودش Na2CO3 = *= 7/2 62/4 as Na2CO3
62% Na2S = =13/9 gr
98% NaOH= = 77/17 gr
مقدار لیکور =90* 7=630 cc
630 -10=620 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 معني خنثی کردن ماده شیمیایی برای تعیین درجه خلوص آن مي باشد.
مراحل تیتراسیون:
1- تهیه کلرید باریم 10% :
10گرم کلرید باریم را وزن کرده وحجم آن را با آب مقطر به ml 1000 می رسانیم در نتیجه با این عمل کلرید باریم10% حاصل می گردد.
|
دانسیته آب HCL دانسیته |
روش کار:
ابتدا یک ارلن cc250 (تمیز، شستشوشده 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 قرارمی دهیم تا محلول یکنواختی بدست آید.
سپس در مرحله بعد cc 25 کلرید باریم10% به آن اضافه می کنیم تا واکنش زیر انجام
شود:
NacL2 + 3 BaCo 3Na2 Co + BaCL2
سپس 3-2قطره 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 آزمايشmL 5فرمالدهید%40-35 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 وحجم اسید مصرفی را با کد B یادداشت می نمائیم سپس3-2 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 3BaCo + 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= مقدار2Co3 Na بر مبنای Na2 o
|
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 6 = A
cc 3/6B =
cc 5/7 C =
cc 2/1 = 3/6 – 5/7 = C-B = حجم اسید برای تیتراسیون Na2 Co3
cc 7/5 = 3/6 – 12= B–A 2 = حجم اسید برای تیتراسیونHNao
cc 6/0 = (6-3/6)2= (A-B) 2= حجم اسید برای تیتراسیون Na2s
N2V2 = N1 V1
حجم ليكور مصرفي*N2= HCL مصرفي× نرماليته HCLميلي ليتر
5 × N2= 2/1 × 5/0
12/0 = = (Na2 Co3) = N2
حجم لیکورمصرفی× (NaoH) N =میلی لیترHCL مصرفی× HCL نرمالیته
5 × N NaoH = 7/5 × 5/0
57/0 = = N NaoH
حجم لیکور مصرفی × NNa2S= میلی لیتر HCL مصرفی× HCL نرمالیته
5 × NNa2S = 6/0 × 5/0
6% = = NNa2S
|
Na2oاکی والان Na2 Co3اکی والان |
× اکی والان Na2 Co3 × نرمالیته Na2 Co3 = وزن Na2 Co3 برمبنای Na2 o
72/3 = × 53 × 12/0=
62/17 = × 40 × 57/0 = وزن NaoH بر مبنای Na2o
86/1 = × 39 × 6 0/0 = وزن Na2s بر مبنای Na2o
gr 3/2 = × 72/3 = مقدار Na2 Co3
gr 92/10 = × 62/17 = مقدار NaoH
gr 15/1 = × 86/1 = مقدار Na2s
آزمایش شماره پنج:
تعیین عددکاپا
تعیین عددکاپا:
اندازه گیری عدد کاپا براساس استاندارد 99- om– 236 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 60% به کار می رود.
تعیین عدد کاپا برای خمیرهای زیر 70% نیز به شرطی که خمیر تمیز باشد (بدون reject) می تواند انجام شود.
عددکاپا: میلی لیتر پرمنگنات پتاسیم 1/0 نرمال مصرف شده که توسط یک گرم خمیر خشک مي 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 :
1- محلول KMno4 1/0 نرمال
2- محلول تیوسولفات سدیم Na 2 S2 O3 1/0 نرمال
3- یدید پتاسیم 1 نرمال : 5 میلی لیتر
4- اسید سولفوریک 4 نرمال : ml 25
5- معرف نشاسته % 2/0 : چند قطره
در ابتدا مقدار gr 4-3 خمیر بر مبنای وزن خشک جدا کرده و از این منبع خمیر خود، براساس فطعیت حدود 50% مصرف پرمنگنات مقدار مورد نیاز خمیر را جدا می کنیم.
سپس ml 25 اسید سولفوریک 4 نرمال را به همراه ml 25 پرمنگنات پتاسیم 1/0 نرمال را داخل یک بشر ml 100می ریزیم ومخلوط حاصل را به دمای می رسانیم .
مقدار مناسبی از خمیر را که بتواند حدود % 5 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 10 دقیقه مقدار ml 5 محلول ید در پتاسیم 1 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 1/0 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 1/0 نرمال مصرف شده توسط خمیر
F: فاکتور تصحیح برای مصرف 50% پرمنگنات پتاسیم برحسب p .
W: وزن خشک خمیر
تذکر: اگر میزان KMno4 مصرف شده بین % 40 – 30 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 4KMno اولیه بدست آید.
درصد پرمنگنات پتاسیم مصرف شده
165/0 × عدد کاپا = درصد لیگنین باقی مانده در خمیر پهن برگان و گیاهان غیر چوبی
152/0 × عدد کاپا = درصد لیگنین موجود در خمیر سوزنی برگان
برای تصحیح دمایی (اگر دما 0C 25 نباشد) در تعیین عدد کاپا از رابطه زیر استفاده می شود:
t: دمای محیط .
انجام آزمایش عدد بلانک:
25 میلی لیتر اسیدسولفوریک + 25 میلی لیتر پرمنگنات پتاسیم را داخل بشر مخلوط نمودیم که دمای محلول مورد نظر 23 درجه سانتیگراد بود. سپس 200cc 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 5 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 : 24.3cc (عدد بلانک:b)
محاسبه عدد کاپا:
پس از انجام مراحل فوق عدد کاپا را محاسبه می کنیم. بدین صورت که مقدار 0.5 گرم خمیر بر مبنای خشک ( با توجه به این مطلب که رطوبت خمیر 5.5 درصد بوده است مقدار خمیر مرطوب x=0.5 ÷0.945 = 0.529g)) 0.529 گرم) را داخل مخزن ریخته و با مقداری آب مقطر ( 100 تا 150 میلی لیتر) الیاف آنرا جدا کرده و به حجم 200cc رساندیم. 25 ml اسید سولفوریک + 25 ml پرمنگنات را داخل یک بشر ریخته و دمای آن را اندازه گیری نمودیم که 23 درجه سانتیگراد بود. سپس پرمنگنات و اسید سولفوریک را به داخل بشر حاوی دوغاب خمیر منتقل کرده و به مدت 10 دقیقه هم زدیم. سپس 5میلی 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 16.99cc به صورت زیر محاسبه می گردد:
P= (b-a)Nt /Np = (24/3 – 16.9)/ 0.2 = 7.4ml
K = P.f/w = 7.4×(0.958+∕2) ∕0.5 = 14.19 عدد کاپای حاصل
Q= p/b ×100 = 7.4/24.3 ×100 = 30.452 درصد پرمنگنات مصرف شده
البته چون دما استاندارد (25±2 درجه سانتیگراد) نبود و دمای محیط 23 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= 14.55 × 0.165 = 2.4%
آزمایش شماره شش:
پالایش خمیر با دستگاه PFI
برای پالایش خمیر، مقدار 24 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 2500 دور در دقیقه به مدت 2 دقیقه هم می زنیم تا خمیر به خوبی از هم باز شود.
در واقع خمیر باید در دستگاه disintegrator با درصد خشکی 2.4 باشد یعنی حجم سوسپانسون داخل محفظه به 1000 میلی لیتر برسد. پس از انجام این عمل خمیر را بر روی غربال با مش 200 آبگیری میکنیم تا به درصد خشکی 10 درصد برسد(یعنی حجم 240 cc )
نکته: درصد خشکی خمیر مورد آزمایش 7 درصد بود پس:
فرمول
/ (1-MC) = (24)/ (1-. /07) = 25/80 gr وزن خشک خمیر= وزن تر خمیر
پس مقدار 25.8 گرم خمیر تر (معادل 24 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 240 گرم می رسانیم.
ویژگی PFI : نیرو 3-3.5 نیوتن بر میلی متر و Gap بین روتور و استاتور 2دهم 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 4 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 4500 دور تنظیم می کنیم و دستگاه را روشن می کنیم.
آزمایش شماره هفت:
تعیین درجه روانی خمیر
پس از انجام این عمل باید مقدار 2 گرم خمیر بر مبنای وزن خشک برداریم.(چون درصد خشکی خمیر را به 10 درصد رسانده بودیم پس می شود،20 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 1000 cc می رسانیم.
سپس سوسپانسیون را به داخل استوانه شیشه ای ریخته و پس از سه بار سر وته کردن آنرا به داخل دستگاه می ریزیم.)دمای آب مورد آزمایش 23 درجه است)
Sr=18
فرمول تبدیل:
CSF =972-20(sr) +. /12(sr ) =972-20(18) +. /12(18 ) = 573/12
نکته: البته خمیر حاصل را خشک کرده و وزن خشک آن را اندازه گیری می کنیم.سپس در یک جدول بر مبنای اصلاحیه و وزن خمیر اولیه با توجه به جدول، مقداری به عدد حاصل اضافه می کنیم.
نکته: یادمان باشد اگر خمیری داخل ظرف دستگاه PFI ماند آن را نیز با آب شستشو داده و با کشیدن pin وسط ظرف آنرا داخل ظرف پایین می ریزیم و به سوسپانسیون اضافه می کنیم.
آزمایش شماره هشت:
ساخت کاغذ دست ساز
برای ساخت کاغذ دست ساز باید به درصد خشکی 3/. برسیم.پس ابتدا از یک سطل بزرگ حجم سوسپانسیون را به 8000 cc می رسانیم(مقدار خشک اولیه 24گرم می باشد).
فرمول:
Cones = (od)/ (کل سوسپانسیون) →. /3 =(24)/(./003) = 8000 cc
فرض کنیم می خواهیم هندشیت 60 گرم گراماژ بسازیم.سطح طوری ورقه ساز 200 سانتیمتر مربع می باشد، پس برای ساخت آن به مقداری خمیر طبق رابطه زیر نیاز داریم:
فرمول:
200cm =200cm *(0/01) / (1 ) =0/02ml→
60gr = 1m
X gr = 0/02m → n =60*(0/02)/ (1) =1/2grبرمبنای خشک
چون درصد خشکی سوسپانسیون ما 3/. بود. پس مقدار سوسپانسونی که باید برداریم تا 2/1 گرم در آن خمیر باشد از رابطه زیر محاسبه می شود:
فرمول:
24gr = 8000cc
1/2gr = x cc → x =(1/2 * 8000)/(24) =400 cc
پس در حال هم زدن سوسپانسون 400cc از آن برمی داریم.
در داخل ستون هندشیت میکر(Hand sheet Maker) دو خط نشانه وجود دارد.اهرم سمت چپ دستگاه را بالا می کشیم وتا خط نشانه اول آب می ریزیم. بعد سوسپانسیون را ریخته وحجم را به خط نشانه دوم می رسانیم.سپس با استفاده از میله فلزی مریوطه سوسپانسون را در کف استوانه یکنواخت میکنیم. این عمل را تا 3 بار به صورت بالا وپایین کردن میله انجام می دهیم. در نهایت اهرم سمت راست را پایین کشیده و در اثر خلا ایجاد شده آب خارج می شود.سپس درب استوانه را باز کرده و کاغذ خشک کن را روی آن قرار داده وسپس یک دیسک فلزی را روی آن قرار می دهیم. وزنه ای مربوطه را ئر وسط صفحه قرار داده تا3-4 بار بر روی صفحه حرکت می دهیم تا آب آن کملا گرفته شود. سپس ورقه را بلند کرده و روی یک صفحه فلزی دیگر قرار می دهیم و به قسمت پرس منتقل می کنیم.
ورقه فلزی بین 2-3 ورقه ی خشک کن قرار داده می شود. فشار 50 psi در دو زمان 3 و5 دقیقه اعمال می گردد.
رطوبت تعادل کاغذ قالبا 10/. می باشد پس 10/. از 2/1 می شود 12/. پس در هنگام ساخت هندشیت باید این اوزان از یکدیگر کسر گردد و در واقع مقدار 1.08 خمیر بر مبنای وزن خشک برای ساخت هندشیت گراماژ 60 برداشته می شود.
البته شایان ذکد است که اختلافاتی که از هندشیت آزمایشی با وزن اولیه مورد نظر(2/1 گرم) بوجود می آید را باید در هندشیت بعدی لحاظ کرد، یعنی :
فرمول:
½ - 0/12 = 1/08 gr
وزن خشک کاغذ =1/02 → 1/2-1/02= 0/18
→ 1/08 + 0/18 = 1/26 gr
پس در واقع برای ساخت کاغذ دست ساز با وزن پایه 60گرم بر سانتیمتر مربع باید 1.26 گرم خمیر خشک برداریم.
مطالب مشابه :
روش تهيه چند گونه خمير مجسمه سازي
با افزودن چسب چوب به آن، خمیر سفت و یكدستی خواهيم ساخت.
تولید خمیر کاغذ از کاه
صنعت چوب و کاغذ - تولید خمیر کاغذ از کاه - به افتخار دوست داران صنعت چوب و کاغذ
کارخانجات صنایع خمیر و کاغذ اترک با سرمایه گذاری2.500.000.000.000 ریالی
صنایع چوب و کاغذ - کارخانجات صنایع خمیر و کاغذ اترک با سرمایه گذاری2.500.000.000.000 ریالی - صنایع
صنایع تبدیل شیمیایی چوب( خمیر و کاغذ)
علم چوب - صنایع تبدیل شیمیایی چوب( خمیر و کاغذ) - صنایع چوب - علم چوب
آزمایشگاه خمیر و کاغذ پیشرفته
علم چوب - آزمایشگاه خمیر و کاغذ پیشرفته - صنایع چوب - علم چوب.
انواع خمیر نقش برجسته
خمیر (برای گلهای کروشه ای): نشاسته ذرت 1 پیمانه چسب چوب 1 پیمانه سر خالی گلیسرین 2 قاشق غذا خوری
طرز تهیه کاغذ
درصد خمیر قابل استفاده بالا بوده اما کیفیت کاغذ بدست آمده پایین تر چوب به خمیر تبدیل
تعریف چوب
صنعت چوب و کاغذ - تعریف چوب - 5- خمیر چوب: از آن در تولید الیاف نیم مصنوعی (الیاف بازیافته)
تاثیر ذرات فاین(Fiber Fines) بر خواص نوری و فیزیکی کاغذ روزنامه تهیه شده از خمیر CMP
صنایع چوب و کاغذ - تاثیر ذرات فاین(Fiber Fines) بر خواص نوری و فیزیکی کاغذ روزنامه تهیه شده از خمیر
برچسب :
خمیر چوب