Kraft kağıt üretiminde zeta potansiyelin kağıt kalitesine etkisi
Effects of zeta potential on the paper quality in the production of sack paper
Yazar: KEMAL ÖZGÜR DİZER
Danışman: PROF. DR. VURAL EVREN
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Teknolojileri Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Gözeneklilik = Porosity ; Zeta potansiyeli = Zeta potential

Özet:
Bu çalışmada çimento torbaların üretiminde kullanılan 70 g/m2 safihalardaki kimyasal yük dengesi değişiminin kağıt kalitesine olan etkisi araştırılmıştır. Değerlendirmede OYKA Kağıt Fabrikasından elde edilen işletme verileri kullanılmıştır. Selüloz liflerindeki yüzey yük değerleri zeta potansiyelin ölçülmesi ile belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada üretimde kullanılan kimyasallardan şap, nişasta, poliakrilamid, anyonik silika ve toz reçine miktarlarının zeta potansiyel ve ürün kalitesine olan etkileri araştırılmıştır. Ürün kalitesini belirlemede kağıdın yırtılma, kopma ve patlama mukavemetleri ile bu parametreler ile ilişkili olan porozite değerleri kullanılmıştır.Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar göstermiştir ki zeta potansiyel değeri düştükçe kağıdın kalitesinde ve özellikle kopma mukavemetinde artış sağlanmaktadır. Kraft kağıt üretimi esnasında selüloz pH değerinin 10,4 gibi yüksek bir değerde olması sistemin katyonik yük ihtiyacını arttırmakta ve bu yük ihtiyacı şap ve nişasta kullanılarak karşılanmaktadır. Böylelikle zeta potansiyel değerinin düşmesi sağlanmaktadır.Nişasta miktarının artması ile kopma mukavemetinde artma gözlenmek ile birlikte nişastanın 18 kg/ton gibi yüksek miktarlarında mukavemette artış sağlanmadığı görülmüştür. Ayrıca zeta potansiyelindeki düşüşün şap miktarında artış yapılarak sağlanmasının üretilen kağıdın mukavemetini olumsuz etkilediği gözlenmiştir. Bu nedenle nişastadan en yüksek verimi alabilmek için şap tüketiminin azaltılması gerekmektedir. Elde edilen deneysel sonuçlara göre zeta potansiyelinin kontrol edilmesi ile kopma mukavemetinde %30 oranında artış sağlanabileceği tespit edilmiştir. Torba kağıdı üretiminde önemli bir parametre olan poroziteyi (hava geçirgenliği) kontrol altında tutabilmek için ise anyonik silikanın etkili bir kimyasal olduğu görülmüştür.

Abstract:
In this study, the effects of variations in the chemical charges on the paper quality were investigated for the production of 70 g/m2 hand sheets, which are used for sack kraft paper production. In the evaluation, the production data obtained from OYKA Paper mill were used. The surface charges of pulp fibers were determined by measuring zeta potential. In addition, the effects of the amount of chemicals used in paper production, i.e., alum, starch, polyacrylamide, anionic silica and resin, on zeta potential and product quality were analyzed. In order to assess the product quality, tear, tensile, burst strengths values with porosity, which is in relation with these parameters, were used.The results of this study showed that when zeta potential decreases the paper quality, especially tensile strength, increases. During Kraft paper production, the cellulose pH value was around 10,4 and this value was high. Therefore, the cationic demand increases and in order to meet this cationic demand, alum and starch were added to the system. Thus, zeta potential can be decreased.The results also showed that the tensile strength increases by increasing of the amount of starch used but high starch consumption such as 18 kg/t didn?t cause any increases in the tensile strength. The results showed that if the decrease in the zeta potential is performed by the increase of alum, no improvement on strengths can be obtained. Therefore, alum consumption has to be decreased in order to obtain better strength values. According to the experimental results, the tensile strength can be increased up %30 by controlling of the zeta potential. In addition, it was observed that anionic silica is an effective chemical to control porosity, which is an important parameter in the production of sack Kraft paper.