Baskılı birinci kalite hamur kâğıt atıkların geri dönüşümü
Recycling of waste printed first quality papers
Yazar: MURAT ÇELEBİ
Danışman: PROF. DR. ESRA YEL
Konya Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Enzimler = Enzymes ; Flotasyon = Flotation ; Kağıt = Paper ; Mürekkep giderme = Deinking

Özet:
Gelişen teknoloji ve artan nüfusla birlikte artan kâğıt/karton ihtiyacının karşılanması ve ormanların sürdürülebilirliği için atık kâğıtların geri dönüştürülmesi önem taşımaktadır. 1.kalite kâğıt atıklarının yeni kağıt üretiminde kaliteli bir hammadde olarak kullanılabilmesi için en önemli aşama mürekkep gidermedir. Bu çalışmada; baskılı 1.kalite kâğıt atıklarının geri dönüşümünde kimyasal, enzim, ultrasonik işlemden yararlanılarak mürekkep giderme çalışmaları yapılmıştır. Baskılı 1.Kalite kâğıt atıkları hamurlaştırılmış ve değişen dozlarda kimyasal (NaOH ve CaO) ve enzim (Amilaz ve Selülaz) kullanılarak yüzdürme (flotasyon) yöntemi ile mürekkep giderimi uygulanmıştır. Daha sonra bu hamurlardan kağıt üretilmiştir. Çalışılan herbir dozun geri dönüştürülmüş kağıt örneği üzerindeki etkisini belirleyebilmek için dörder tane numune üretilmiştir. Numunelerin mukavemet (yırtılma mukavemeti, patlama mukavemeti, kopma boyu mukavemeti) ve optik (CIE Whiteness, ISO Whiteness, ISO Brightness, Opasite) testleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, hiçbir kimyasal/enzim dozlanmadan aynı işlemlerin uygulanmasıyla elde edilen kontrol numunesi değerleri ve 1.kalite kâğıt değerleriyle karşılaştırılmıştır. NaOH ve CaO kullanılarak mürekkep giderme yapılan kağıtların beyazlık değerleri 1.kalite kâğıt değerinin altında kalmış ancak daha yüksek mukavemet görülmüştür. Amilaz enziminin beyazlatma işleminde ve geri dönüşüm kağıt kalitesinde daha üstün başarı sağladığı ortaya konmuştur. 870 mg/L amilaz dozunda CIE Whiteness 147,78, ISO Whiteness 102,56, ISO Brightness 92,40 ve Opasite 91,53 düzeyinde elde edilmiş olup bu değerler 1.Hamur 1.kalite kâğıt beyazlık değerlerini (sırasıyla 145, 100, min.87 ve min.86) sağlamıştır. Enzimin kimyasal ile veya ultrasonik işlem ile birlikte uygulamasının başarıyı arttırmadığı gözlenmiştir. Flotasyon işlemi sonucu açığa çıkan atık suların arıtım gerektirecek nitelikte olduğu belirlenmiştir. Diğer taraftan yapılan maliyet değerlendirmesi sonucunda 1.kalite hamur kâğıt atıklarından enzim kullanılarak yapılan mürekkep giderimi sonrasında elde edilen hamurun 1.kalite kâğıt üretiminde yeni selüloz ile karıştırılarak kullanılabileceği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Mürekkep giderme, Flotasyon, Enzim, CIE Beyazlığı, ISO Beyazlığı, ISO Parlaklığı, Kâğıt, Kopma boyu mukavemeti, Patlama mukavemeti, Yırtılma mukavemeti

Abstract:
With the developing technology and increasing population, it is important to meet the increasing paper / cardboard needs and to recycle waste paper for the sustainability of forests. The most important step for using 1st quality paper wastes as a raw material in recycled paper production is ink removal. In this study; in the recycling of printed 1st quality paper wastes, chemical, enzymatic and ultrasonic processes were used. Printed 1st quality paper wastes were pulped and ink was removed by flotation method using chemicals (NaOH and CaO) and enzymes (Amylase and Cellulase) at varying doses. Paper was then produced from these pulps. Four samples were produced to determine the effect of each dose on the recycled paper sample. The strength (tear strength, burst strength, tensile strength) and optical (CIE Whiteness, ISO Whiteness, ISO Brightness, Opacity) tests were performed. The results obtained were compared with the 1st quality paper values and the control sample values obtained by applying the same processes without any chemical/enzyme dosing. The whiteness values of the papers which were de-inked using NaOH and CaO remained below the 1st quality paper value but higher strength was observed. It has been shown that amylase enzyme provides superior success in deinking process and recycling paper quality. At a dose of 870 mg/L amylase, CIE Whiteness 147.78, ISO Whiteness 102.56, ISO Brightness 92.40, and Opacity 91.53 were obtained, and these values were found to be satisfying the 1st pulp - 1st quality paper whiteness values (145, 100, min.87 and min.86, respectively). It has been observed that the application of the enzyme together with chemical or ultrasonic treatment does not increase the success. It has been determined that the wastewater released as a result of the flotation process is of a nature requiring treatment. On the other hand, as a result of the property evaluation, it was determined that the pulp obtained after the removal of ink from the first quality paper waste by using the enzyme can be mixed with new cellulose in the production of first quality paper.

Keywords: Deinking, Flotation, Enzyme, CIE whiteness, ISO whiteness, ISO brightness, Paper, Breaking strength, Bursting strength, Tear strength