Kraft, biyo-kraft, biyo-kraft-aq, biyo-polisülfür ve biyo-kraft-sodyum borhidrür metotları ile kızılçamdan (Pinus brutia Ten.) kağıt hamuru üretimi üzerine bir araştırma
A study on kraft, bio-kraft, bio-kraft-aq, bio-polisulfur, and bio-kraft-sodium borhidrur pulping using Pinus brutia
Yazar: AYHAN TOZLUOĞLU
Danışman: Y.DOÇ.DR. YALÇIN ÇÖPÜR
Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2007
Konu: Biyokimya = Biochemistry ; Biyoteknoloji = Biotechnology ; Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Biyoteknolojinin son dönemlerde özellikle mekanik kagıt hamuru üretimiolmak üzere kullanım alanı buldugu endüstrilerden birisi de kagıt endüstrisidir.Biyoteknolojinin kagıt hamuru üretimi endüstrisinde kullanılmasında, beyazçürüklük yapan bir grup mantarların; diger çürüklük mantarlarının aksine, hücreçeperi bilesenlerinden lignini degrade edebilme yeteneginden yararlanılmaktadır.Biyolojik kagıt hamuru üretimi (biyoliflendirme-biopulping) alternatif modifiyebir yöntem olup bu yöntemde odunda bulunan ligninin bir kısmı beyaz çürüklükmantarlarının biyolojik degradasyonuyla dogal yoldan çözünmektedir.Bu çalısmanın amacı geleneksel kraft metodonun farklı yaklasımlarlamodifiye edilmesinin verim, kappa numarası ve lif özellikleri üzerine etkileriniincelemektir. Deneysel olarak yapılan çalısma iki ana bölüm altındagerçeklestirilmistir. Biyolojik ön muamelenin (Ceriporiopsis subvermispora, FP-90031-sp) ve katkı maddelerinden AQ, PS ve NaBH4' ün hamur özellikleriüzerine etkileri farklı kombinasyonlarda yapılan pisirmeler ile çalısılmıstır.Mantar ön muamelesinin odunun kimyasal özellikleri üzerindeki etkisinibelirlemek amacıyla yapılan arastırmalar sonucunda en yüksek holoselüloz/ligninoranı (0.61) 4 haftalık inkübasyon sonucunda belirlenmis olup bu süre optimumkabul edilerek diger çalısmalarda mantar uygulaması için bu süre baz alınmıstır.Kraft metodu %0.1 AQ, %4 elementel sülfür ve %2 ve %4 NaBH4 ilemodifiye edilmistir. Aynı pisirmeler biyolojik ön muameleli yongalar kullanılarakda gerçeklestirilmis olup toplam 10 pisirme yapılmıs ve elde edilen hamurlarverim, viskozite, kappa ve kagıt özellikleri bazında degerlendirilmistir. Sonuçolarak kraft metodunun biyolojik ön muamele ile ve/veya farklı kimyasallarlamodifiye edilmesinin hamur verimini ve viskozitesini artırdıgı ve kappanumarasını düsürdügü (PS hariç) belirlenmistir. Öte yandan kraft metodununbiyolojik ön muamele ile ve/veya farklı kimyasallarla modifiye edilmesiylehamurun parlaklıgının arttıgı (PS hariç), opaklık degerinin ise bumodifikasyonlardan etkilenmedigi tespit edilmistir. Üretilen kagıtlara uygulananfiziksel test sonuçları ise kraft metodunun biyolojik ön muamele ile ve/veya farklıkimyasallarla modifiye edilmesinin hamurun direnç özelliklerini genel olarakdüsürdügünü göstermistir. Uygulanan biyolojik ön muamele ve/veya farklıkimyasallar ile geleneksel kraft yönteminin modifiye edilmesi sonucunda verimve viskozitedeki artısa karsılık direnç degerlerindeki azalmanın mantarmuamelesinde ve kullanılan yardımcı kimyasal maddelerin miktarlarının optimizeedilmesi suretiyle kompanse edilecegi düsünülmektedir.Anahtar Sözcükler: Biyoliflendirme, kraft, AQ, PS, NaBH4, fiziksel veoptik özellikler.

Abstract:
Biotechnology finds several industrial utilization areas. In pulp industry,white rot fungi are in use to degrade lignin from the cell wall components prior tobiopulping. In paper industry, biotechnology is currently in use to producemechanical pulps (biomechanical pulping) while saving a significant amount ofenergy.The aim of this study is to examine the effects of kraft modifications(additives, biodelignification and combination of them) on pulp and paperproperties. The experimental study was divided into two main sections. The firstpart evaluated the effects of biological pre-treatment (Ceriporiopsissubvermispora, FP-90031-sp) and second part experimented the effect ofadditives (AQ, PS and NaBH4), biodelignification of wood chips and combinationof these approaches on pulp and paper properties.Chemical properties in term of holocellulose and lignin ratio on woodchips treated with C. subvermispora for a period of time resulted in that 4 weeksof treatment was found as the optimum incubation time.Kraft method is modified using additives of 0.1% AQ, 4% elemental sulfurand 2 and 4% NaBH4. Cooks with the same methods were also accomplishedusing bio-delignified chips and total 10 cooks were performed in this study. Theobtained pulps were assessed on the basis of the pulp yield, viscosity, kappanumber, optical and strength properties. It is found that bio-delignification ofwood chips prior to chemical pulping gave higher pulp yield and viscosity andlower kappa number. When kraft method was modified by additives, pulps gavebetter optical properties. On the other hand, modifications generally resulted inlower pulp strength properties. It is considered that the decrease in the strengthvalue versus the increase in the yield and viscosity as a result of modification ofkraft method by the biological pre-treatment and/or using chemicals can becompensated in the fungal treatment and optimizing the quantities of the auxiliarychemical materials used.Keywords: Biopulping, kraft, AQ, PS, NaBH4, physical and opticalproperties.