Kavak odunundan etanol - su yöntemiyle çözünebilir selüloz elde edebilme olanaklarının araştırılması
Dissolving pulp obtaining possibilities by organasolv pulp from poplar wood
Yazar: MEHMET AKGÜL
Danışman: DOÇ. DR. HÜSEYİN KIRCI
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Lif ve Kağıt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2001
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering
Dizin: Etanol-su yöntemi = Ethanol-water method ; Kavak ağacı = Populus ; Odun = Wood ; Selüloz = Cellulose

Özet:
Bu çalışmada çözücü olarak etanol-su karışımı kullanılarak katalizörlü ve katalizörsüz olarak hızlı gelişen türlerden olan kavak odunu ile çözünebilir hamur üretimi imkanları araştırılmıştır. En uygun pişirme koşullarını belirlemek için pişirme çözeltisindeki etanol oram, pişirme sıcaklığı ve süresi, katalizör oranı sistematik olarak değiştirilip 30 adet ve kontrol pişirmesi olarak 4 olmak üzere toplam 34 adet pişirme yapılmıştır. Pişirme sonrası elde edilen hamurlar ağartma (klorit delignifıkasyonu) işlemine tabi tutulmuş ve daha sonra ise soğuk alkali saflaştırmaya uğratılmıştır. Elde edilen bulgular organosolv kavak odunu hamuru üretimi için katalizörsüz ve katalizör kullanılarak yapılan pişirmelerde katalizör oram % 0.01 den yüksek olanlarda aşın degradasyon sonucu verim kabul edilemez derecede düşmüş ve yüksek konsantrasyonu! katalizör oranının üretim için uygun olmadığı ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak optimum hamur özellikleri; katalizör kullanılmadan (% 0.00), etanol oram % 40, çözelti / yonga oram 8/1, maksimum sıcaklık 180 °C ve maksimum sıcaklıkta pişirme süresi 150 dakika olan pişirmede elde edilmiştir. Bu koşullarda elde edilen çözünebilir hamurların verim ve bazı kimyasal özellikleri de aşağıdaki gibidir. Başlangıçta kullanılan oduna göre verim : % 30.74 -Alfa-selüloz : % 95.67 -Pentozanlar : % 1.80 -Viskozite : 677 cm3/g -Parlaklık : % 82.87 -Bakır sayısı : % 0.33 -Kül oram :%0.14 Sonuç olarak en uygun koşulda elde edilen kavak odunu organosolv hamurlarından elde edilen çözünebilir hamurun selüloz türevleri endüstrisinin kabul ettiği özellikleri karşıladığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Kavak odunu, organosolv pişirme, delignifıkasyon, etanol-su pişirmesi, ağartma, soğuk alkali saflaştırma, çözünebilir selülozlar, alfa-selüloz, viskozite, parlaklık, pentozanlar, bakır sayısı

Abstract:
Dissolving Pulp Obtaining Possibilities by Organosolv Pulp from Poplar Wood. In this study, it was showed that is possible to product of the dissolving pulp from fast growing species such as poplar by using organosolv pulping process with or without catalysts. In order to find optimum cooking conditions, 4 control and 30 different cooking experiments were done. The effects of ethanol ratio, cooking temperature and time as well as catalyst ratio were studied. After cooking, pulps produced were bleached by using chlorite delignification technique, following that the pulp were purified by cold-alkali extraction. The obtained results show that with the catalyst ratio exceeding 0.01 %, the pulp yield reduced to unacceptable level. From this results, it was found that the high catalyst ratio is not suitable for pulp production under studied conditions. The best pulping result was obtained at 180 °C, without catalyst and for 150 minutes. The optimum pulping conditions were obtained with liquor to chips ratio of 8/1, 40 % ethanol ratio at 180 °C for 150 minutes cooking time without catalyst. The chemical properties and yield of the produced pulp are shown as below: - Total yield (according to raw material ) : 30.74 % - Alpha-cellulose : 95.82 % - Viscosity : 677 cm3/g - Brightness : 82.87% -Pentosans : 1.80 % - Copper Number : 0.33 % - Ash Ratio : 0. 14 % Finally, the organosolv pulp of the poplar wood produced under optimum conditions showed acceptable properties required by the cellulose derivatives industry. Key Words: Poplar, organosolv pulping, delignification, ethanol-water cooking, bleaching, cold-alkali extraction, dissolving pulp, alpha-cellulose, viscosity, brightness, pentosans, copper number.