Enhanced Bleachability of TMP by Two-step Thermal Treatments in H2O2 Bleaching
저자
발행사항
서울 : 국민대학교 일반대학원, 2014
학위논문사항
Thesis(doctoral)-- 국민대학교 일반대학원 : 산림과학과 임산공학전공 2014. 8
발행연도
2014
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
대한민국
형태사항
ix, 125 p. ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김형진
소장기관
Mechanical pulp was usually bleached with hydrogen peroxide at around 80 ℃ for 2~3 hours. A strong reaction between hydrogen peroxide and the chromophores in pulp can improve bleaching efficiency. In most studies, a high temperature is used to improve the bleachability of pulps; however, this can induce an alkaline darkening, decrease brightness stability, reduce fiber strength, and increase environmental load in effluents. This study focused on the effects of two-step thermal treatment on the structure of lignin model compound and Thermomechanical Pulp (TMP), during hydrogen peroxide bleaching. To exclude any adverse effects of high temperature, we used two-step thermal treatments during hydrogen peroxide bleaching of lignin and TMP. Temperatures used in the two-step thermal treatments were 80 and 45 ℃ for a total bleaching time of 1hour.
The number of methoxyl groups in the lignin structures decreased significantly within 30 minutes of bleaching. The number of aryl-ether bonds decreased after 30 minutes of bleaching. Furthermore, the cleavage of β-O-4 bonds accompanied with lignin condensation at 80 ℃ employed in hydrogen peroxide bleaching. The 31P NMR results indicate that the two-step thermal treatment resulted in decreased amounts of aliphatic OH and increased amounts of phenolic OH. It is concluded that low temperatures used during two-step thermal treatment can induce minimization of lignin condensation.
In H2O2 bleaching of TMP, two-step thermal treatments were found to have positive effects on the optical and physical properties of the pulp and environmental load of effluents. The ISO brightness of pulp bleached by two-step thermal treatments with hydrogen peroxide was identical to that of pulp bleached by conventional hydrogen peroxide bleaching. Brightness stability also improved by two-step thermal treatments and it is concluded that lignin condensation, which formed hydroquinones, did not occur due to low temperature at last step of bleaching. Furthermore, COD (Chemical Oxygen Demands) of bleaching effluents was decreased by two-step thermal treatments. Lipophilic extractives of bleaching effluents were increased by the increase of bleaching time at high temperature and its increasing compounds were mainly resin and fatty acids. Consequently, it is assumed that two-step thermal treatments have a high potential to improve the efficiency of hydrogen peroxide bleaching of TMP with reduction of energy and carbon emissions due to low temperature at latter phase.
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