تاثیر آنزیم استراز بر کاهش مواد استخراجی عامل ایجاد قیر در خمیر کاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) رنگبری شده و رنگبری نشده

سابقه و هدف: یکی از مشکلات متداول در فرآیند کاغذسازی، وجود ترکیبات و فرآورده های جانبی ناخواسته از قبیل قیر، مواد چسبناک و آلودگی های خارجی در کاغذ می باشد، که هر یک از این مواد ممکن است از منابع مختلفی به وجود آیند. وجود مواد آبگریز مانند موم ها، چربی ها، اسیدهای چرب، اسیدهای رزینی، هیدرو کربن ها و ... در چوب به عنوان ماده اولیه برای خمیرسازی عامل چنین مشکلاتی می باشد. قیر واژه ای است که در ضمن فرآیند کاغذسازی به وجود می آید و می تواند مشکلات قابل توجهی را به همراه داشته باشد. عمده ترین تاثیرات مخرب قیرها شامل مسدود شدن نمد آبگیری و چسبیدن به توری یا سیلندرهای خشک کن است که در نهایت موجب توقف های مکرر در ماشین کاغذ و یا لکه های چسبناک در محصول نهایی شود. امروزه نیز برخی از مواد برای رفع این مشکلات در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است. مواد و روش ها: در این پژوهش، ابتدا خمیر CMP رنگبری نشده و رنگبری شده توسط سه حلال تولوئن، اتانول و دی کلرو متان استخراج شده و ترکیبات استخراجی موجود در آن به لحاظ کمی و کیفیاندازه گیری شد. در مرحله بعد این خمیر توسط 2/0 واحد آنزیم استراز به ازاء هر گرم خمیر در محیط آبی (H2O) و 8 درصد خشکی و دمای 50 درجه سانتی گراد به مدت 45 دقیقه همراه با عمل هم زدن مکانیکی تیمار شد. تیمار آنزیمی برای هر یک از خمیرهای رنگبری شده و رنگبری نشده به صورت جداگانه انجام شد و سپس تاثیرات ایجاد شده در خمیرها با استفاده از کروماتوگرافی گازی/ طیف سنجی جرمی (GC/MS)، مورد بررسی قرار گرفتند. یافته ها: به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در تیمار استفاده شده با حلال اتانول، فرآیند رنگ بری سبب افزایش مقدار آلکان ها، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، الکل ها، ترکیبات سیلیس دار و به مقدار جزئی آلدهیدها شده و همچنین کاهش استر اسیدهای چرب، مشتقات فنولی و کتون ها را در پی داشته است. روند فوق در حضور آنزیم نیز وجود دارد، با این استثنا که کتون ها مشاهده نشده اند و ترکیبات سیلیسیم دار و اسیدهای چرب افزایش داشته اند. افزایش ترکیبات سیلیس دار به خاطر سه ترکیب حاصل از آنزیم است. در تیمار استفاده شده با حلال دی کلرومتان، رنگبری موجب افزایش آلکان ها، کتون ها و ترکیبات سیلیس دار و کاهش اسیدهای چرب، استر اسیدهای چرب، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، آلکن ها، آلدهیدها و مشتقات فنولی شده است. روند فوق برای حضور آنزیم نیز وجود دارد به استثنای آلدهیدها، الکل ها، مشتقات فنولی، کتون ها و آمیدها که در هیچ کدام از دو خمیر مشاهده نشده-اند که نشان از تخریب آنها دارد. در تیمار استفاده شده با حلال تولوئن، اثر رنگبری به صورت افزایش هالوآلکان ها، استر اسیدهای چرب، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید و آلدهیدها و کاهش مقدار آلکان ها و مشتقات فنولی مشاهده شده است. در اثر استفاده از آنزیم در این حلال و در خمیر رنگبری نشده، مقادیر بیشتری از مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، آلدهید و الکل وجود دارد. نتیجه گیری: با توجه به نتایج به دست آمده از تاثیرتیمار آنزیمی بر خمیر CMP به کمک ستگاه GC/MS، می توان اذعان داشت که آنزیم استراز عملکرد قابل توجهی در تغییر ترکیبات شیمیایی استخراج شده با حلال های مورد استفاده داشته است. عمده ترکیبات فرار قیر در غیاب آنزیم و با حلال اتانول و تولوئن، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید هستند. در حضور آنزیم و در حلال اتانول نیز این ترکیبات عمده بودند. در حضور آنزیم و در حلال تولوئن، آلدهیدها بیشترین درصد نسبی را دارا هستند. آلکان ها، در خمیر رنگ بری شده و در حلال دی کلرومتان شاخص بودند. نتایج نشان داد در تیمار استفاده شده با حلال اتانول، فرآیند رنگ بری سبب افزایش مقدار آلکان ها، مشتقات 1و2 بنزن دی کربوکسیلیک اسید، الکل ها، ترکیبات سیلیس دار و به مقدار جزئی آلدهیدها شده و همچنین کاهش استر اسیدهای چرب، مشتقات فنولی و کتون ها را در پی داشته است.

کلیدواژه ها:

آنزیم استراز ، خمیر کاغذ شیمیایی- مکانیکی ، قیر ، طیف سنجی جرمی ، کروماتوگرافی گازی