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

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.

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.