تعیین معادلات سرعت واکنش لیگنین زدایی در فرایندهای تولید خمیر کاغذ از چوب درخت صنوبر دلتوییدس و ساقه شاهدانه

تعیین معادله سرعت واکنش که رابطه میان تغییرات غلظت ماده ترکیب شونده( یا ماده تولید شده) با زمان را نشان می دهد، از مهمترین مراحل کنترل در فرآیند های شیمیایی می باشد. در فر آیند تولید خمیر کاغذ، مهم ترین و اصلی ترین واکنش ، همان واکنش لیگنین زدایی می باشد. لیگنین زدایی به سه مرحله ابتدایی1 ، کلی2 و باقیمانده3 تقسیم می شود که سخت ترین مرحله آن، مرحله لیگنین زدایی باقیمانده می باشد. با توجه به اهمیت و کار برد فراوان چوب گونه های مختلف صنوبر در تولید خمیر کاغذ و همچنین ویژگی های ساقه شاهدانه به عنوان ماده اولیه مناسب جایگزین برای چوب، خمیر کاغذ از چوب درخت صنوبر دلتوییدس به روش کرافت و از ساقه شاهدانه به روش سودا تهیه گردید. به منظور تعیین معادلات سرعت واکنش لیگنین زدایی، پخت مواد سلولزی در درجه حرارت ثابت و زمانهای متغیر انجام شد. نتایج بدست آمده نشان دادند که در فرایند تولید خمیر کاغذ از چوب درخت صنوبر دلتوییدس، رابطه مستقیم میان سرعت واکنش و غلظت لیگنین باقیمانده در خمیر کاغذ وجود دارد یعنی با پیشرفت واکنش و کاهش غلظت لیگنین باقیمانده در خمیر کاغذ، سرعت آن هم کاهش می یابد در حالی که به عکس معادله سرعت واکنش لیگنین زدایی شاهدانه، بیانگر یک رابطه غیر مستقیم بوده بدین معنی که با پیشرفت واکنش و کاهش غلظت لیگنین باقیمانده در خمیر کاغذ، سرعت واکنش افزایش می یابد. با استفاده از داده های آزمایشات و به کمک نرم افزار اکسل، ثابتهای سرعت و درجات واکنش لیگنین زدایی، محاسبه گردیدند. بر این اساس، معادلات سرعت واکنش لیگنین زدایی صنوبر در درجه حرارتهای 155 و 165 و 175 درجه سانتی گراد، به ترتیب دارای درجات 5/5 و 5/2 و 1 و ثابتهای سرعت 7-10× 8/1 برحسب (دقیقه) 1- × (غلظت) 5/4- و 4-10× 7/7 برحسب (دقیقه) 1- × (غلظت) 5/1- و 3-10× 5/3 برحسب (دقیقه) 1- بوده و معادله سرعت واکنش لیگنین زدایی ساقه شاهدانه از درجه 5/1- و ثابت سرعت 1- 10× 7/4 بر حسب (غلظت)5/2 × (دقیقه)1-برخوردار می باشد.نتیجه کاربردی این تحقیق آن است که با داشتن معادله سرعت واکنش به شکل تغییرات غلظت لیگنین باقی مانده در خمیر بر حسب زمان پخت، امکان تعیین غلظت در هر زمان وجود خواهد داشت و بدین وسیله می توان از ادامه واکنش در مدت زمان زیاد و در نتیجه مصرف بیش از حد مواد و انرژی جلوگیری نمود.واژه های کلیدیصنوبر، شاهدانه، لیگنین زدایی، خمیرکاغذ، سرعت واکنش