Enzim uygulamasının geri dönüşümlü oluklu mukavva kağıtlarının direnç niteliklerine etkileri
The impact of enzyme application on strength properties of recycled corrugating board papers
Yazar: YAĞMUR BİRİCİK
Danışman: DOÇ. DR. CELİL ATİK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Orman Ürünleri Kimyası ve Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Ormancılık ve Orman Mühendisliği = Forestry and Forest Engineering

Özet:
Türkiye, mukavva geri dönüşümü artan bir ülkedir. Yıllardır oluklu mukavvada kullanılan oluklu katı kâğıdı için birincil lif yerine geri dönüşümlü lifler kullanılmaktadır. Dünyada olduğu gibi ülkemizde de artan hammadde ihtiyacını karşılamak için düşük nitelikteki hammadde ile müşterilerin artan kalite talepleri yerine getirilmeye çalışılmaktadır.Bilindiği üzere geri dönüşüm ile liflerin fiziksel direnç nitelikleri düşmektedir. Bu çalışmanın amacı, ticari selülaz enzimi kullanımının, oluklu mukavva oluklu katı kâğıtlarının fiziksel direnç nitelikleri üzerindeki etkilerini araştırmaktır. Selülaz enziminin en uygun uygulama noktası uzun lif fraksiyonudur, bu nedenle araştırmada kullanılacak kâğıt hamuru Modern Karton Tekirdağ Kağıt Fabrikası'nın tasnif elekleri kademesinden temin edilmiştir. Deneylerde kullanılan tutunum maddesi de aynı fabrikadan temin edilmiştir. Roglyr Bio 1537 enzimi (Hungarian Industry Products KFT) Mavi Jeans fabrikasından, Benstone ve Bensoft Plus enzimleri Bengü Kimya'dan, Maximyze 2520 enzimi Buckman Laboratuarları Ltd.'den temin edilmiştir.Enzim ile muamele edilen hamurların dövme deneylerine başlamadan önce kullanılacak optimum tutunum maddesi miktarları belirlenmiştir. Aynı şekilde enzim uygulamaları için de her enzimin optimum uygulama koşulları belirlenmiştir. Enzim uygulamasından sonra uzun lif fraksiyonu 150 ve 250 kW.h/t özgül dövme enerjisi uygulanarak dövülmüştür. % 70 kısa lif ile % 30 uzun lif harmanlanarak ve optimum katkı maddesi ilave edilerek Rapid Köthen yöntemi ile elde kâğıtlar yapılmıştır. Enzim aktivitesi belirleme Baily metoduna (1989) göre, izopropil alkolde lif şişebilirliği belirleme Yiannos metoduna (1965) göre yapılmıştır.Elde edilen laboratuar kâğıtlarında gramaj, kalınlık, yoğunluk, rutubet miktarı, kısa mesafede sıkıştırma direnci (SCT), oluklu kağıdı 10 dalga ezilme direnci (CMT), oluklu dik ezilme direnci (CCT), çekme direnci ve patlama direnci belirlenmiştir. Fiziksel direnç testleri 23 (±1) ºC sıcaklık ve % 50 (±2) bağıl nem şartlarında gerçekleştirilmiştir.Elde edilen sonuçlar ışığında Roglyr Bio 1537, Benstone, Bensoft plus ve Maximyze 2520 ticari selülaz enzimlerinin oluklu katı kâğıtlarının fiziksel nitelikleri üzerine olumlu etkileri olduğu görülmektedir. Fiziksel dirençlerde en belirgin artışlara neden olan uygulamanın, % 0,2 doz ve 30 dakika süreyle uygulanan Maximyze 2520 enzimi ile bu muamele ardından yapılan 250 kW.h/t'luk dövme işlemi olduğu görülmektedir. 250 kW.h/t özgül dövme enerjisi uygulanması sonucunda Maximyze enzimi, SCT indisini % 20,8, CCT indisini % 12, CMT0 indisi % 30, CMT30 indisini % 16,43, patlama indisini % 16, çekme indisini % 14, elastikiyet modülünü ise % 10 arttırmaktadır.

Abstract:
Recycling cardboard production increases continuously in Turkey. The recycled fibers are used for corrugated medium in corrugated board in years instead of primary fibers. High quality products must be obtained from low quality raw materials in order to meet the growing demands for raw materials in our country, as is all over the world, as well as to fulfill the customers demand on better quality raw materials.As well known, the physical strength properties of fiber decrease with recycling. The aim of this study is to investigate the positive impact of using commercial cellulase enzymes on the physical strength properties of corrugated medium. The long fiber fraction is the most appropriate application point of cellulase enzyme. Therefore, the paper pulp used in this research has been obtained at fractionation screens level of Modern Karton Paper Mill Tekirdağ. The retention aid additive used in experiments have been obtained from the same mill. The enzymes, Roglyr Bio 1537, Maximyze 2520 and Benstone / Bensoft Plus have been obtained from Mavi Jeans mill, Buckman Laboratory, and Bengü Kimya respectively.Before proceeding the beating experiment for the pulp treated with enzyme, the optimum amount of retention aid to be used has been determined. Similarly, the optimum conditions of the enzyme treatments have been determined separately for each enzyme. After the enzymatic treatment, the long fiber fraction has been beaten with 150 and 250 kWh/t specific beating energy.Handmade papers have been made by blending 70 % short fibers and 30 % long fibers and retention additive according to Rapid Köthen method. Enzyme activity has been determined according to Baily Method (1989), fiber swellability in isopropyl alcohol has been made according to Yiannos (1965).In laboratory papers that obtained, basis weight, thickness, density, moisture content, short compression strength, concora medium strength, corrugated crush strength, tensile strength and bursting strength have been determined. Physical strength tests have been carried out under the standard conditions of 23 °C temperature and 50 % relative humidity.The obtained test results have indicated that the enzymes, Roglyr Bio 1537, Maximyze 2520, Benstone and Bensoft plus, have positive effects on the physical properties of the corrugated medium. The best treatment which gives the significant increase in physical strength is the following procedure: Maximyze 2520 enzyme with 0.2 % dose and 30 minutes and followed by beating with 250 kWh/t specific energy. Maximyze 2520 increases SCT index, CCT index, CMT0 index, CMT30 index, bursting index, tensile index and elasticity module. If treated pulp is beaten with 250 kWh/t specific beating energy, these increases are 20.8 %, 12 %, 30 %, 16.43 %, 16 % , 14 % and 10 % respectively.