تعيين معادله سرعت واكنش ليگنين زدايي صنوبر دلتوييدس

Evaluating the rate equation of delignification reaction of Populus deltoids wood

با توجه به اهميت و كاربرد فراوان چوب گونه هاي مختلف صنوبر در توليد خمير كاغذ، واكنش ليگنين زدايي در فرايند توليد خمير كاغذ از چوب صنوبردلتوييدس، مورد بررسي قرار گرفت تا رابطه ميان غلظت ليگنين باقي مانده در خمير كاغذ با زمان پخت، بدست آيد. بدين منظور نمونه هاي سه اصله درخت 10 ساله صنوبردلتوييدس از ايستگاه تحقيقات چمستان واقع در شهرستان نور استان مازندران جمع آوري گرديدند. خمير هاي كاغذ به روش كرافت با سولفيديته 25 درصد، قليائيت 14 درصد، نسبت مايع پخت به ماده اوليه 1 : 5، سه درجه حرات بيشينه پخت 155 و 165 و 175 درجه سانتي گراد تهيه گرديدند. عدد كاپا و بازده خمير ها، تعيين و درصد ليگنين باقيمانده در خمير كاغذ براي هر نمونه محاسبه شد. سپس با استفاده از مدل هاي ارائه شده براي معادله سرعت، به روش حدس و خطا و به كمك نرم افزار اِكسِل، درجه و ثابت سرعت واكنش ليگنين زدايي، براي هر درجه حرارت پخت، بدست آمد. نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه معادله هاي سرعت واكنش ليگنين زدايي صنوبر دلتوييدس در درجه-حرارت هاي 155 و 165 و 175 درجه سانتي گراد، به ترتيب داراي درجه هاي 5/5 و 5/2 و 1 و ثابت هاي سرعت 7-10× 1/8 برحسب (دقيقه) 1- × (غلظت) 5/4- و 4-10× 7/7 برحسب (دقيقه) 1- × (غلظت) 5/1- و 3-10× 5/3 برحسب (دقيقه) 1- مي باشند. با استفاده از اين معادله ها، امكان كنترل فرايند خمير سازي، فراهم شده و مي توان زمان مناسب براي رسيدن به غلظت مشخصي از ليگنين باقي مانده در خمير را پيش بيني نمود.

The delignification reaction in pulping process of P. deltoides wood was investigated to obtain the relation between residual lignin in the pulp and cooking time. The samples were 10 years old Populus deltoids wood which were collected from Chamestan Research Station located in Noor Mazandaran province. Kraft pulping with the pulping conditions; 25% sulfidity, 14% alkali, 5:1liquor to wood ratio, maximum cooking temperature as 155, 165, 175 degree centigrade. Kappa number and the yield of pulps were measured and residual lignin was calculated for each sample. Using the models predicted for rate equation and trial and error method in excel software, the order and rate constant of delignification reaction were evaluated for each cooking temperature. The results show that the rate equations of delignification reaction of Populus deltoids wood in temperatures of 155°C, 165°C and 175°C have the orders of 5.5, 2.5, 1 and the rate constants of 1.8× 10-7 min.-1 conc.-4.5, 7.7× 10-4 min.-1 conc.-1.5 and 3.5× 10-3 min.-1, respectively. Using these equations, it will be possible to control the pulping process and predict the time required to obtain a desired lignin content in the pulp