1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu xác định tiềm năng và công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai

61 529 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 61
Dung lượng 296,25 KB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

Nghiên cứu xác định tiềm năng và công nghệ chế biến bột giấy chất lượng cao cho 5 loài cây: Thông caribê, bạch đàn uro, keo tai tượng, keo lá tràm và keo lai Thuộc đề tài cấp Nhà nước:

Trang 1

Nghiên cứu xác định tiềm năng và

công nghệ chế biến bột giấy chất lượng cao cho 5 loài cây: Thông caribê, bạch đàn uro, keo tai tượng, keo lá tràm và keo lai

(Thuộc đề tài cấp Nhà nước: “Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ

để phát triển gỗ nguyên liệu cho xuất khẩu Mã số: KC.06.05.NN”)

TS Hoàng Quốc Lâm

5837-1

Hà Nội-2005

Trang 2

Tổng công ty giấy Việt Nam

Viện Công nghiệp giấy xenluylô

Báo cáo khoa học tổng kết đề mục

Nghiên cứu xác định tiềm năng và

công nghệ chế biến bột giấy chất lượng cao cho 5 loài cây: Thông caribê, bạch đàn uro, keo tai tượng, keo lá tràm và keo lai

(Thuộc đề tài cấp Nhà nước: Nghiên cứu các giải pháp khoa học công nghệ

để phát triển gỗ nguyên liệu cho xuất khẩu Mã số: KC.06.05.NN)

Cơ quan thực hiện: Viện Công nghiệp giấy Xenluylô Chủ trì đề mục: TS Hoàng Quốc Lâm

Hà Nội-2005

Trang 3

Mục lục

Trang

II Tổng quan về nấu và tẩy trắng bột giấy: 3

2.1 Nấu bột giấy: 3

2.1.1 Nấu bột sunphát: 3

2.1.2 Nấu sunphít: 4

2.1.3 Nấu xút: 4

2.2 Tẩy trắng bột: 5

2.2.1 Tẩy trắng theo quy trình truyền thống: 6

2.2.2 Tẩy trắng không dùng clo nguyên tố (ECF): 7

2.2.3 Tẩy trắng theo quy trình không sử dụng hợp chất của clo (TCF): 9 2.3 Lựa chọn quy trình công nghệ tẩy trắng bột giấy….: 10 III Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu: 11 3.1 Nguyên liệu: 11

3.2 Phương pháp nghiên cứu: 11

3.2.1 Lấy mẫu: 11

3.2.2 Tỷ trọng: 11

3.2.3 Thành phần hóa học và các chỉ tiêu chất lượng của bột giấy: 12 3.2.4 Quá trình nấu và tẩy trắng bột giấy: 12

IV Kết quả và thảo luận: 13 4.1 Tính chất vật lý và hóa học của gỗ thông caribê: 13 4.1.1 Tỷ trọng: 13

4.1.2 Kích thước xơ sợi: 14 4.1.3 Thành phần hóa học: 14

4.2 Tính chất vật lý và hóa học của Bạch đàn uro, Keo lai, Keo lá tràm,…: 16

4.2.1 Tỷ trọng: 16

4.2.2 Kích thước xơ sợi: 17 4.2.3 Thành phần hóa học: 18

Trang 4

4.3 Nghiên cứu quy trình nấu bột giấy: 20 4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ trong qui trình…: 20 4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ trong qui trình…: 24 4.4 Nghiên cứu qui trình tẩy trắng bột giấy: 28 4.4.1 Tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm: 29

V Lựa chọn quy trình sản xuất bột giấy chất lượng cao, đánh giá hiệu quả…: 36

5.1 Lựa chọn quy trình nấu bột và tẩy trắng bột: 36

5.1.2 Quy trình tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm: 37

5.2 đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật và môi trường: 39 5.2.1 So sánh chỉ tiêu chất lượng của bột giấy tẩy trắng theo quy trình…: 39

5.2.3 Đánh giá khả năng áp dụng về mặt kỹ thuật: 43

Phần 2: Quy trình công nghệ chế biến bột giấy…: 49

1 Quy trình công nghệ chế biến bột giấy từ gỗ thông Caribê: 49

2 Quy trình công nghệ chế biến bột giấy từ gỗ Bạch đàn uro: 50

3 Quy trình công nghệ chế biến bột giấy từ gỗ Keo tai tượng: 52

4 Quy trình công nghệ chế biến bột giấy từ gỗ Keo lá tràm: 54

5 Quy trình công nghệ chế biến bột giấy từ gỗ Keo lai: 56

Trang 5

Phần 1 Báo cáo khoa học tổng kết đề mục

Tên đề mục: Nghiên cứu xác định tiềm năng và công nghệ chế biến bột giấy chất lượng cao cho 5 loài cây: Thông caribê, Bạch đàn urophylla, Keo tai tượng, Keo lá tràm và Keo lai ở 4 vùng sinh thái chính

I Đặt vấn đề

Quy hoạch và phát triển các vùng trồng cây gỗ nguyên liệu, áp dụng thành tựu của công nghệ sinh học và kỹ thuật thâm canh nhằm nâng cao năng suất cây trồng bảo

đảm đáp ứng đầy đủ nhu cầu nguyên liệu với giá cả cạnh tranh là một trong những yếu

tố quan trọng quyết định sự thành công của các dự án đầu tư thuộc các ngành chế biến

gỗ nói riêng và chế biến các sản phẩm nông, lâm nghiệp nói chung Theo tinh thần Nghị quyết Đại hội Đảng toàn quốc lần thứ IX và thực hiện chỉ đạo của Chính phủ về việc xây dựng các vùng nguyên liệu tập trung gắn với các nhà máy sản xuất bột giấy

và giấy, Ngành công nghiệp giấy đang phấn đấu đưa diện tích đất trồng rừng nguyên liệu lên 1.096.000 ha vào năm 2010, trong đó:

* Các cây gỗ nguyên liệu xơ sợi dài như thông các loại : 180.000 ha

* Các cây gỗ nguyên liệu xơ sợi ngắn như keo, bạch đàn : 786.000 ha

* Các loài tre, nứa, luồng 110.000 ha

* Các loài cây thân thảo và cây 1 năm như cỏ bàng, đay : 20.000 ha Thông Caribê (Pinus Caribaea Morelet) là loài cây mới được nhập vào gây trồng

ở nước ta chưa lâu, diện tích gây trồng chưa nhiều Song, so với các loài cây thông bản

địa như: thông ba lá, thông mã vĩ và thông nhựa, thông Caribê là loài cây sinh trưởng nhanh hơn cả về đường kính và chiều cao, thân hình thẳng và đẹp, cành nhánh nhỏ, mấu mắt ít Mặt khác, biên độ sinh thái rộng, thích ứng với nhiều vùng sinh thái của nước ta (Phí Quang Điện và cộng sự, 2001) nên diện tích trồng thông Caribê ở nước ta ngày càng được phát triển mở rộng

Trang 6

Cây bạch đàn (Eucalypts), cây keo (Acacia) được du nhập vào Việt Nam từ những năm 60 với nhiều dòng khác nhau Theo các kết quả nghiên cứu thực nghiệm nhiều năm của Trung tâm nghiên cứu giống cây rừng thuộc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam thì các loài cây này thích nghi với khí hậu nhiệt đới nóng ẩm mưa nhiều và có mức độ sinh trưởng khá cao Trong quá trình gây trồng và phát triển sự lai tạo tự nhiên giữa keo tai tượng và keo lá tràm ở một số vùng Đông Nam Bộ và tại Ba vì (Hà Tây) đã hình thành nên cây keo lai có mức độ sinh trưởng lớn hơn rõ rệt so với các loài keo bố mẹ (Lê Đình Khả và các cộng sự, 1997) Bạch đàn và keo hiện đang là các loại nguyên liệu được trồng nhiều nhất ở nước ta

Do có nhiều ưu điểm sử dụng so với tre, nứa và các loài thân thảo, gỗ lá kim (thông các loại) và gỗ lá rộng (bạch đàn và keo) được Ngành công nghiệp giấy xác

định là nguồn nguyên liệu chủ lực trong các dự án đầu tư phát triển sản xuất của ngành từ nay đến năm 2010 Việc nghiên cứu ảnh hưởng của điều kiện gây trồng (khí hậu, thổ nhưỡng), giống, kỹ thuật chăm sóc, độ tuổi thành thục công nghệ của cây nguyên liệu lên năng suất và chất lượng gỗ có ý nghĩa quan trọng trong việc chọn lọc các giống cây và vùng sinh thái phù hợp cho đầu tư phát triển vùng nguyên liệu

Báo cáo đề mục: “Nghiên cứu xác định tiềm năng và công nghệ chế biến bột giấy chất lượng cao của 5 loài cây: Thông Caribê, Bạch đàn Urophyla, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Keo lai gây trồng trên một số vùng sinh thái khác nhau ở Việt Nam”

Báo cáo gồm 2 phần chính: phần 1 là báo cáo khoa học, phần 2 là các quy trình công nghệ dự thảo được rút ra từ các kết quả nghiên cứu

Trang 7

đoạn chính xảy ra trong quá trình nấu bột hoá học:

- Giai đoạn thẩm thấu hoá chất: Trong giai đoạn này mảnh nguyên liệu (gỗ, tre, nứa v.v) hấp thụ dịch nấu chứa hóa chất trước khi phản ứng tách loại lignin bắt đầu Giai đoạn thấm thấu có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình nấu bột: mảnh nguyên liệu thẩm thấu càng triệt để thì bột sau khi nấu sẽ chín đều hơn, hiệu suất và chất lượng bột cao hơn

- Giai đoạn nấu bột: Là giai đoạn diễn ra các phản ứng hoá học phân huỷ, hoà tan lignin và một số hợp chất hữu cơ khác Giai đoạn này thông thường được thực hiện

ở nhiệt độ tương đối cao (150 oC đến 180 oC)

Các phương pháp nấu bột giấy thông dụng nhất hiện nay là nấu sunphát (nấu bột kraft), nấu sunphít và nấu xút

2.1.1 Nấu bột sunphát:

Hoá chất chủ yếu sử dụng trong phương pháp nấu sunphát (kraft) là xút (NaOH) và sunphua natri (Na2S)

Ưu điểm của phương pháp nấu bột sunphát là:

- Có thể áp dụng để nấu bột cho tất cả các loại nguyên liệu;

- Tính chọn lọc của quá trình loại lignin cao;

- Thời gian nấu bột nhanh;

- Tính chất bột sau nấu tốt;

- Hiệu suất bột gỗ cứng cao;

- Hàm lượng chất trích ly trong bột thấp;

Trang 8

- Hiệu suất thu hồi hoá chất nấu cao và tiết kiệm năng lượng

Nhược điểm:

- Bột sau nấu có màu nâu đậm

- Có mùi khó chịu do hàm lượng các chất khí chứa lưu huỳnh thải ra trong quá trình nấu bột

- Độ bền của bột tương đối thấp;

- Ô nhiễm không khí bởi sự phát thải khí SO2

2.1.3 Nấu xút:

Tác nhân nấu phổ biến là NaOH

Được dùng chủ yếu để nấu các loại cây nguyên liệu hàng năm như rơm rạ, bã mía Ưu điểm là hoá chất nấu đơn giản, dễ vận hành Nhược điểm là tính lựa chọn của quá trình nấu không cao, bột thu nhận được có hiệu suất, độ nhớt và độ bền cơ lý tương đối thấp

Trang 9

Ngày nay, trên thế giới bột chủ yếu được sản xuất theo công nghệ sunphát (chiếm tới 80% tổng sản lượng bột giấy trên thế giới) Chỉ có khoảng 10% tổng sản lượng bột giấy được sản xuất theo công nghệ nấu sunphít, 5% được sản xuất theo công nghệ nấu xút Lượng sản phẩm còn lại được sản xuất theo các công nghệ nấu bột khác (Johan Gullichsen, 2000)

ở Việt Nam, công nghệ sunphát, hiện đang được áp dụng tại Công ty giấy Bãi Bằng, được xem là công nghệ phù hợp cho quá trình sản xuất bột, đặc biệt trong điều kiện nguồn nguyên liệu không đồng nhất Từ kết quả tham khảo tài liệu thế giới và thực tế sản xuất tại Việt Nam, công nghệ nấu bột sunphát đã được lựa chọn để tiến hành nghiên cứu tiềm năng bột giấy của một số loại nguyên liệu là thông Caribê, bạch

đàn Urophyla, keo tai tượng, keo lá chàm, keo lai

2.2 Tẩy trắng bột

Quá trình nấu bột không thể tách loại hoàn toàn lượng lignin trong gỗ do xenluylô sẽ bị phân huỷ nếu tiếp tục kéo dài thời gian nấu Sự phân huỷ này làm giảm hiệu suất nấu bột giấy và giảm độ bền vật lý của bột Vì vậy quá trình nấu thường kết thúc khi lượng lignin còn lại trong bột đạt mức từ 2% đến 3% Lượng lignin dư này tiếp tục được tách loại bằng các hoá chất phân huỷ lignin có tính chọn lọc cao trong quá trình tẩy trắng

Tẩy trắng là giai đoạn xử lý hoá học tiếp theo quá trình nấu để làm tăng độ trắng của bột Tẩy trắng bột giấy thường được tiến hành theo nhiều giai đoạn, giai

đoạn đầu là giai đoạn cho phép tách loại lượng lignin còn lại trong bột nhiều nhất có thể (giai đoạn tiền tẩy trắng) Các giai đoạn sau là tẩy trắng bột Tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu, phương pháp nấu bột, yêu cầu độ bền, độ trắng của bột sau tẩy để đưa ra quy trình tẩy trắng thích hợp Bột giấy có thể được tẩy trắng theo phương pháp tẩy truyền thống, tẩy không clo nguyên tố (ECF) và tẩy không sử dụng hợp chất clo (TCF)

Trang 10

2.2.1 Tẩy trắng theo quy trình truyền thống

Trong quá trình tẩy trắng truyền thống, hoá chất tẩy phổ biến là clo, hypoclorit

và kiềm

Giai đoạn clo hoá:

Clo hóa là giai đoạn đầu tiên trong quá trình tẩy truyền thống Clo đã từng là hoá chất loại lignin thông dụng nhất và bắt đầu được sử dụng vào năm 1900 Clo là hoá chất thích hợp cho quá trình tẩy trắng do giá thành thấp và hiệu quả phân huỷ lignin cao Giai đoạn clo hóa phân huỷ lignin và làm cho chúng dễ dàng hoà tan trong kiềm, ở giai đoạn này có thể loại được 75 đến 90% lượng lignin còn lại trong bột sau nấu Clo không chỉ phản ứng với lignin mà còn phân huỷ mạnh hyđrat cacbon Chính vì vậy mà độ nhớt của bột sau tẩy theo phương pháp truyền thống thấp hơn rất nhiều

so với tẩy theo phương pháp ECF và TCF

Cho đến nay, Clo vẫn là hoá chất loại lignin rẻ tiền và có hiệu quả cao nhất quá trình tẩy trắng bột hoá học Tuy nhiên, hiện nay nhiều nước trên thế giới đã ban hành các đạo luật cấm việc sử dụng Clo do sự tạo thành các hợp chất hữu cơ bị clo hoá trong quá trình tẩy trắng bột giấy Nước thải từ các giai đoạn tẩy trắng chứa hợp chất hữu cơ bị clo hóa không thể xử lý cùng với dịch thải của quá trình nấu Lượng nước này nếu không qua quá trình xử lý sinh học sẽ gây ô nhiễm nặng nguồn nước tiếp nhận bởi độc tính của nó Trong nước thải từ giai đoạn tẩy trắng bột bằng clo đã tìm thấy các độc tố như dibenzo – furan, diôxin, và thậm chí chất cực độc là 3,4,7,8 –tetraclorodibenzo-p-dioxin

Tẩy trắng bằng hypoclorit:

Sau các giai đoạn clo hoá và trích ly kiềm, quá trình tách loại lignin gần như đã hoàn thành, lượng lignin còn lại trong bột vào khoảng 0,5 – 0,8% Hypoclorit (natri hoặc canxi) là tác nhân hoá học thường được sử dụng trong giai đoạn tẩy trắng tiếp theo trong quy trình tẩy truyền thống Tuy nhiên, hypoclorit là tác nhân oxihoá có tính chọn lọc không cao, tác nhân này phản ứng đồng thời với các chất mang màu và với

Trang 11

ở Việt Nam cho tới này phần lớn các nhà máy sản xuất bột giấy tẩy trắng đều

sử dụng Clo nguyên tố Do chất lượng bột đầu vào không cao (hàm lượng lignin dư cao, bột chín không đồng đều) nên khối lượng Clo nguyên tố sử dụng trong quá trình tẩy trắng rất lớn dẫn tới gây ô nhiễm nặng nề nguồn nước tiếp nhận Trước các yêu cầu ngày càng nghiêm ngặt hơn về bảo vệ môi trường sinh thái, Công ty giấy Bãi Bằng trong thời gian gần đây đã đầu tư và đưa vào sản xuất thành công giai đoạn tách loại lignin bằng ôxy nhằm thay thế một phần Clo nguyên tố trong quá trình tẩy trắng Kết quả sản xuất cho thấy, quá trình đầu tư giai đoạn tách loại lignin bằng ôxy cho phép giảm tới hơn 50% lượng Clo nguyên tố sử dụng trong quá trình tẩy trắng, hiệu suất và chất lượng bột đều cao hơn so với trước đây

2.2.2 Tẩy trắng không dùng clo nguyên tố (ECF)

Do sử dụng clo nguyên tố trong quá trình tẩy trắng truyền thống gây ô nhiễm môi trường nên các hoá chất ít độc hại hơn như điôxit clo, ôxy, perôxit hyđrô được sử

dụng để thay thế tác nhân này

Tẩy trắng bằng điôxit clo:

Điôxít clo một tác nhân tẩy trắng rất hiệu quả và có tính chọn lọc cao Điôxit clo đáp ứng được yêu cầu hiện nay đối với môi trường, là một tác nhân ít gây độc hại, lượng dùng thường ở mức thấp Sử dụng điôxit clo trong quá trình tẩy trắng bột làm

Trang 12

đoạn tẩy trắng tiếp sau, do đó cho phép giảm năng lượng và mức dùng nước

2 Điôxit clo phản ứng với lignin theo phản ứng ôxy hoá tạo ra sản phẩm hoà tan được trong nước nên giảm được lượng kiềm sử dụng trong giai đoạn trích ly kiềm tiếp theo

3 Nước thải của quá trình tẩy trắng bằng điôxit clo chứa ít hợp chất hữu cơ clo hoá, màu nhạt, và hàm lượng các chất thải có độc tính thấp hơn nhiều so với tẩy trắng bằng clo nguyên tố

4 Tẩy trắng bằng điôxit clo cho chất lượng bột giấy tốt hơn (độ trắng cao hơn,

độ nhớt cao hơn, mức độ ổn định độ trắng cao hơn, hàm lượng chất trích ly thấp hơn), tính chất bột giấy được cải thiện, hiệu suất bột tẩy trắng cũng cao hơn

Tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm:

Quá trình tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm là một giải pháp để thay thế clo trong quá trình tiền tẩy trắng Kiềm sử dụng thường là natri hyđrôxit Tác nhân tẩy trắng là khí ôxy là một hoá chất thông dụng và rất rẻ Tuy nhiên, ôxy hoà tan rất ít trong nước, đặc biệt là ở nhiệt độ từ 90 oC đến 110 oC được sử dụng trong giai

đoạn tách loại lignin bằng oxy trong môi trường kiềm, do đó để nâng cao hàm lượng

ôxy hoà tan quá trình tẩy trắng cần được tiến hành dưới áp lực

ôxy không chỉ phản ứng với lignin mà còn phản ứng với hyđrat cácbon Để giảm sự phân huỷ này mức độ tách loại lignin trong thường được giới hạn ở mức 50%

so với lượng lignin dư có trong bột sau nấu, ngoài ra để chất hạn chế sự phân huỷ

hyđrat cácbon, một số chất bảo vệ như magiê hyđrôxit cũng thường được sử dụng

Trang 13

Tẩy trắng bằng perôxít:

Perôxit hyđrô trong điều kiện kiềm tính là tác nhân hiệu quả để tẩy trắng các loại bột hóa học và cơ học Perôxit thường được sử dụng ở giai đoạn cuối cùng của quy trình tẩy trắng do giai đoạn này cho phép tạo ra bột giấy có tính ổn định độ trắng cao

Các gia đoạn tẩy trắng trong quy trình không dùng clo nguyên tố (ECF) thường

được tiến hành sau giai đoạn tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm Các qui trình tẩy trắng ECF được sử dụng trong công nghiệp hiện nay là (Olavi Pikka và các cộng sự, 2000): O-D0-E1-D1-E-D2, O-D0-E-D1-D2, O-D0-E-D1-P, trong đó:

O: giai đoạn tách loại lignin bằng ôxy

D0, D1, D2: các giai đoạn tẩy trắng bằng điôxit clo P: tẩy trắng bằng peroxit hyđrô

E1, E2: các giai đoạn trích ly kiềm

Độ trắng của bột sau tẩy theo qui trình ECF có thể lên tới 90%ISO

2.2.3 Tẩy trắng bột theo quy trình không sử dụng hợp chất của clo (TCF)

TCF là quy trình tẩy trắng hoàn toàn không sử dụng các hợp chất của clo Để tăng khả năng ôxy hoá nhằm phân huỷ lignin, ôzon là tác nhân được quan tâm lựa chọn ôzon là hợp chất hoá học được hình thành từ ôxy do quá trình phóng điện, đây

là tác nhân hoà ít hoà tan trong nước và có tính ổn định thấp

ôzon là hợp chất hoá học có khả năng ôxy hoá rất mạnh nên khử lignin rất hiệu quả Tuy nhiên, tiền xử lý bột nhằm tạo môi trường thuận lợi (pH từ 2 đến 3) là điều kiện thiết yếu trong quá trình xử lý bột giấy bằng ôzon

Trong quá trình tẩy trắng không dùng các hợp chất của clo (TCF), qui trình tẩy trắng gồm 4 giai đoạn OZEP được xem là thích hợp nhất (O: tách loại lignin bằng ôxy trong môi trường kiềm, Z: ôzon hoá, E: trích ly kiềm, P: Tẩy trắng bằng perôxit hyđrô) Sau giai đoạn tách loại lignin bằng ôxy, trị số kappa của bột đạt giá trị khoảng

Trang 14

so với bột tẩy theo qui trình TCF Hiện nay, trên thế giới qui trình tẩy trắng ECF được

sử dụng phổ biến trong công nghiệp sản xuất bột giấy

2.3 Lựa chọn quy trình công nghệ nấu và tẩy trắng bột giấy với nguyên liệu là Thông Caribê, Bạch đàn urophyla, Keo lá tràm, Keo lai

Với các lý do đã được phân tích các phần 2.1 và 2.2, công nghệ nấu bột theo phương pháp sunphát và tẩy trắng bột ECF được sử dụng trong quá trình nghiên cứu

đánh giá tiềm năng và tính chất bột giấy cho các loại nguyên liệu là Thông Caribê, Bạch đàn urophyla, Keo tai tượng, Keo lá tràm, Keo lai

Mặt khác, trong báo cáo nghiên cứu khả thi về đầu tư xây dựng nhà máy sản xuất bột giấy công suất 250.000 tấn/năm từ gỗ bạch đàn và keo tại Công ty giấy Bãi bằng, hiện đang được Chính phủ thành lập hội đồng thẩm định cấp nhà nước xem xét

và phê duyệt, công nghệ nấu sunphát và tẩy trắng ECF đã được Viện công nghiệp giấy

và xenluylô phối hợp với Công ty tư vấn hàng đầu quốc tế Jakko Poyrry nghiên cứu đề xuất Như vậy, việc lựa chọn công nghệ nấu sunphát và quy trình tẩy ECF là phù hợp với xu thế của thế giới và thực tế sản xuất trong những năm tới đây tại Việt Nam

Trang 15

Các mẫu gỗ Keo lai, Keo tai tượng, Keo lá tràm, bạch đàn urophylla được lấy từ rừng trồng 3, 5 và 7 tuổi ở Đồng Nai, Kontum; Quảng Trị và Vĩnh Phúc

3.2 Phương pháp nghiên cứu

3.2.1 Lấy mẫu

Mẫu gỗ được lấy theo phương pháp cây tiêu chuẩn Mỗi cỡ tuổi ở một địa điểm lấy 3 cây, mỗi cây lấy 3 mẫu ở 3 vị trí khác nhau: Gốc, giữa và ngọn cây (đầu ngọn lấy đến 5 cm), mỗi mẫu dài 1,3 m

3.2.2 Tỷ trọng

Khối lượng thể tích của gỗ nguyên liệu (hay còn gọi là tỷ trọng) được xác định theo tiêu chuẩn TAPPI – T258 os – 76 Thể tích mỗi mẫu được xác định bằng thể tích nước bị chiếm chỗ khi nhấn chìm mẫu trong nước, trọng lượng khô kiệt của mẫu sấy ở

1050C được cân chính xác đến mg Khối lượng trên 1 đơn vị thể tích của mỗi mẫu

được tính toán theo công thức (1), khối lượng trung bình của các mẫu trên một đơn vị thể tích được tính toán theo công thức (2):

* ρm là khối lượng thể tích của mẫu (tỷ trọng mẫu)

* ρ là khối lượng thể tích trung bình của các mẫu (tỷ trọng trung bình)

* Pk là trọng lượng khô kiệt của mẫu (sấy ở 1050C)

Trang 16

* Vm là thể tích mẫu

* n là số l−ợng mẫu

3.2.3 Thành phần hoá học và và các chỉ tiêu chất l−ợng của bột giấy:

Đ−ợc xác định theo các tiêu chuẩn sau:

3.2.4 Quá trình nấu, tẩy trắng bột giấy

Quá trình nấu bột giấy:

Các mẻ nấu đ−ợc thực hiện trong nồi nấu đứng dung tích 4,5 l, gia nhiệt bằng

điện Mỗi mẻ nấu sử dụng 800g dăm mảnh khô tuyệt đối Mỗi loại nguyên liệu đ−ợc

tiến hành nấu 02 lần, kết quả lấy giá trị trung bình

Quá trình tẩy oxy kiềm:

Mẫu oxy kiềm đ−ợc thực hiện trong thiết bị tẩy dung tích 5 l, gia nhiệt bằng

điện, có hệ thống khuấy trộn và điều chỉnh nhiệt độ Mỗi loại bột tiến hành xử lý kiềm 02 lần, kết quả lấy giá trị trung bình

oxy-Quá trình tẩy trắng bột:

Mẫu tẩy trắng đ−ợc tiến hành trong các túi nilon và đ−ợc đặt trong bể ổn định nhiệt có hệ thống điều chỉnh nhiệt độ Mỗi mẫu thí nghiệm đ−ợc thực hiện 02 lần và kết quả lấy giá trị trung bình

Trang 17

IV Kết quả và thảo luận

4.1 Tính chất vật lý và hoá học của gỗ thông caribê

4.1.1 Tỷ trọng gỗ

Kết quả điều tra thu thập và xác định khối lượng thể tích các mẫu gỗ thông Caribê ở một số cỡ tuổi trên một số vùng sinh thái khác nhau cùng với một vài dẫn liệu khác được dẫn ra ở bảng 1

Kết quả bảng 1 cho thấy khả năng sinh trưởng của Thông Caribê trồng ở Lâm

Đồng cao hơn nhưng tỷ trọng gỗ ρ (kg/m3) lại thấp hơn so với ở Vĩnh Phúc Khả năng sinh trưởng của Caribê trồng ở Quảng Trị thấp nhất và tỷ trọng gỗ đạt cao nhất Điều

đó rất phù hợp với quy luật tự nhiên là cây sinh trưởng càng nhanh thì tỷ trọng gỗ càng thấp Mặt khác, số liệu ở Vĩnh Phúc còn cho thấy tỷ trọng gỗ phụ thuộc vào tuổi cây, trong cùng một vùng sinh thái tuổi cây càng cao thì tỷ trọng gỗ càng lớn Tỷ trọng thông Caribê vùng Quảng Trị cao (532 kg/m3) có thể sẽ gây một số khó khăn cho quá trình nấu do cấu trúc đặc của gỗ ngăn cản khả năng thẩm thấu hoá chất

So sánh giữa thông Caribê với thông 2 lá và thông 3 lá trồng ở Lâm Đồng thì thấy thông Caribê tuổi từ 8 đến 18 đều có tỷ trọng cao hơn hẳn so với thông 2 lá và thông 3 lá

-

-

-

13,0 5,3 6,4 12,0 13,0

-

-

-

0,250 0,037 0,049 0,170 0,214

Trang 18

4.1.2 Kích thước xơ sợi

Số liệu phân tích kích thước xơ sợi Thông Caribê trồng ở Vĩnh phúc (bảng 2) cho thấy chiều dài tăng nhưng chiều rộng lại giảm theo tuổi cây Điều này chứng tỏ tuổi cây càng lớn (trong phạm vi nghiên cứu) thì chiều dài sợi càng cao, sợi càng mịn

và chất lượng bột càng tốt

Bảng 2 Kích thước xơ sợi

Kích thước xơ sợi trung bình Loài cây và địa điểm Tuổi

49,4 43,1 40,4 38,9 47,6 46,0 42,7

So sánh giữa các vùng sinh thái: Lâm Đồng, Vĩnh Phúc và Quảng Trị thì thấy tỷ

lệ giữa chiều dài và chiều rộng xơ sợi (L/R) của thông 12 tuổi ở Lâm Đồng cao hơn thông 15 tuổi ở Vĩnh Phúc và thông 18 tuổi ở Quảng Trị So với thông 2 lá và thông 3 lá, xơ sợi từ thông Caribê trồng trên cùng một vùng sinh thái có tỷ lệ chiều dài/chiều rộng lớn hơn Theo kinh nghiệm sản xuất bột giấy, xơ sợi có tỷ lệ chiều dài/chiều rộng càng lớn thì chất lượng giấy tạo thành càng tốt

4.1.3 Thành phần hoá học

Hiệu suất bột giấy phụ thuộc vào thành phần hoá học của gỗ, nhìn chung hàm lượng xenluylô càng cao và hàm lượng lignin, các chất tan trong xút loãng, trong cồn – benzen, trong nước nóng, nước lạnh càng thấp càng tốt Kết quả phân tích mẫu (bảng 3) cho thấy thông Caribê trồng ở Lâm Đồng có hàm lượng xenluylô khá cao (50,7%) cao hơn thông 2 lá 23 tuổi, tương đương thông 3 lá 13 tuổi Thông Caribê

Trang 19

Xen-Lig – nin Pentozan Tro Nước

nóng

Nước lạnh

Cồn - Benzen

Xút 1%

25,7 26,9 27,3 27,7 33,5 28,4 29,3

15,4 14,0 13,5 13,1 14,6 15,7 13,5

0,19 0,14 0,19 0,21 0,15 0,22 0.22

2,9 3,3 2,8 2,7 3,1 2,8 3,0

1,7 1,9 1,9 1,7 1,8 1,7 1,5

2,8 3,1 2,9 2,3 3,8 1,5 2,1

12,5 12,4 12,2 11,6 11,8 11,7 11,3

Các thành phần hoá học khác, đặc biệt là lignin có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình chế biến bột giấy, nhìn chung nếu hàm lượng lignin trong nguyên liệu càng thấp thì điều kiện công nghệ chế biến sẽ ít khắc nghiệt hơn và hiệu quả sử dụng hoá chất sẽ cao hơn Bảng 3 cho thấy hàm lượng lignin và các chất chiết ly (ta nanh, nhựa, chất béo ) của thông Caribê trồng ở Lâm Đồng 12 tuổi thấp hơn thông Caribê trồng

ở Vĩnh phúc và cao nhất là của thông Caribê trồng ở Quảng Trị Hàm lượng lignin của thông Caribê vùng Quảng Trị cao (33,5%) sẽ gây khó khăn cho quá trình nấu bột giấy Xét trong cùng một vùng sinh thái ở Vĩnh Phúc thì thấy hàm lượng lignin tăng dần theo độ tuổi

Nhìn chung, các kết quả đã được phân tích trên đây cho thấy thông Caribê trồng

ở Lâm Đồng có khả năng sinh trưởng nhanh hơn, tỷ trọng nhỏ hơn, kích thước xơ sợi dài hơn, hàm lượng xenluylô cao hơn và hàm lượng lignin thấp hơn thông Caribê trồng

ở Vĩnh Phúc và Quảng Trị Thông Caribê trồng ở Quảng Trị có cấu trúc của gỗ đặc (tỷ trọng gỗ tương đối cao), hàm lượng lignin và các chất nhựa, chất béo và sáp trong nguyên liệu cao

Trang 20

Bảng 4 Tỷ trọng bạch đàn đỏ, keo theo tuổi và vùng sinh thái

Loài cây - Địa điểm Tuổi D 1,3 (cm) H vn (m) V (m 3 ) ρm

(kg/m 3 )

Bạch đàn uro - Đồng Nai 3 10,0 5,0 0,020 452 Bạch đàn uro - Đồng Nai 5 15,5 10,5 0,099 495 Bạch đàn uro – Quảng Trị 5 14,0 9,0 0,069 472 Bạch đàn uro – Quảng Trị 7 16,5 13,0 0,138 510 Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 3 10,8 7,5 0,034 408 Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 4 12,1 8,6 0,049 493 Keo lai - Đồng Nai 3 11,0 8,0 0,038 425 Keo lai - Đồng Nai 5 14,5 15,0 0,124 456 Keo lai – Quảng Trị 5 12,0 11,0 0,062 450 Keo lai – Quảng Trị 7 15,5 14,5 0,137 496 Keo lai – Vĩnh Phúc 3 8,9 6,5 0,020 490 Keo lai – Vĩnh Phúc 5 9,7 7,0 0,026 524 Keo lai – Vĩnh Phúc 7 14,3 12,0 0,096 526 Keo tai t−ợng – Kontum 4 11,3 11,8 0,059 438 Keo tai t−ợng – Kontum 7 14,8 15,8 0,136 465 Keo tai t−ợng – Quảng Trị 5 13,5 12,5 0,089 427 Keo tai t−ợng – Quảng Trị 7 15,0 16,0 0,141 459 Keo tai t−ợng – Vĩnh Phúc 5 9,9 6,0 0,023 525 Keo tai t−ợng – Vĩnh phúc 7 15,6 10,0 0,096 548 Keo lá tràm - Đồng Nai 3 8,0 5,0 0,013 413 Keo lá tràm - Đồng Nai 5 10,5 7,5 0,032 434 Keo lá tràm - Đồng Nai 7 12,0 11,0 0,062 451 Keo lá tràm – Kontum 4 10,2 9,6 0,039 430 Keo lá tràm – Kontum 7 12,6 13,5 0,084 456 Keo lá tràm – Quảng Trị 5 10,0 6,0 0,016 442 Keo lá tràm – Quảng Trị 7 11,0 10,5 0,050 451 Keo lá tràm – Vĩnh Phúc 3 9,6 7,0 0,025 434

Trang 21

Kết quả thu được trong bảng 4 cho thấy tốc độ sinh trưởng của các loại cây gỗ lá rộng như Bạch đàn uro, Keo lai, Keo tai tượng và Keo lá tràm chịu ảnh hưởng quan trọng của vùng sinh thái Nhìn chung, gỗ nguyên liệu được trồng ở Đồng Nai, Kontum

có tốc độ sinh trưởng cao hơn so với được trồng ở Vĩnh Phúc Điều kiện khí hậu ôn hoà, đất đai màu mỡ ở vùng Đồng Nai là điều kiện cho cây gỗ sinh trưởng nhanh Kết quả thu được cũng cho thấy tỷ trọng của gỗ cây nguyên liệu được gây trồng ở Ba Vì

đạt giá trị cao nhất, đặc biệt là keo tai tượng ở các độ tuổi 5 và 7 có tỷ trọng rất cao (525 và 548 kg/m3 tương ứng) Kết quả này phù hợp với quy luật tự nhiên là cây sinh trưởng càng nhanh thì tỷ trọng của cây càng thấp

Độ tuổi cây nguyên liệu có ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất thu hoạch (thể tích

và tỷ trọng gỗ) Nhìn chung, tất cả các mẫu thử nghiệm từ các vùng sinh thái khác nhau đều cho thấy thể tích và tỷ trọng gỗ tăng khi độ tuổi nguyên liệu tăng từ 3 đến 7 tuổi Như vậy, xét về hiệu quả thu hoạch để làm nguyên liệu cho ngành giấy thì cỡ tuổi 7 được coi là tuổi thu hoạch hợp lý Tuy nhiên, việc lựa chọn cỡ tuổi thu hoạch cần tính đến chất lượng gỗ và hiệu quả sản xuất bột giấy từ gỗ nguyên liệu

3.2.2 Kích thước xơ sợi

Số liệu phân tích kích thước xơ sợi của cây bạch đàn và các loại keo được đưa ra trong bảng 5 Kết quả phân tích cho thấy xơ sợi từ gỗ bạch đàn và keo tiêu biểu cho các loại nguyên liệu gỗ lá rộng là ngắn và mảnh (chiều dài xơ sợi gỗ lá rộng biến đổi trong khoảng từ 0,9 đến 1,3 mm)

Kích thước xơ sợi biến đổi theo quy luật chung là tăng theo chiều dài và chiều rộng khi tuổi sinh trưởng tăng Tỷ lệ giữa chiều dài và chiều rộng của xơ sợi từ gỗ nguyên liệu cỡ 7 tuổi cao hơn các cỡ tuổi 3 và 5 Có một số khác biệt nhỏ về chiều dài

và chiều rộng xơ sợi của bạch đàn urophylla và keo gây trồng ở các vùng sinh thái khác nhau, nhưng mức độ chênh lệch là không rõ rệt

Như vậy, về mặt chất lượng xơ sợi, 7 tuổi là cỡ tuổi khai thác phù hợp nhất

Trang 22

Bảng 5 Kích thước xơ sợi một số loài gỗ lá rộng

Kích thước xơ sợi trung bình Loài cây - địa điểm Tuổi Dài, (mm) Rộng, (àm) Tỷ lệ, (L/R)

Bạch đàn uro - Đồng Nai 3 0,94 18,3 51,5 Bạch đàn uro - Đồng Nai 5 1,03 18,4 56,0 Bạch đàn uro – Quảng Trị 5 0,97 18,6 52,1 Bạch đàn uro – Quảng Trị 7 1,02 17,5 58,3 Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 3 1,03 19,4 53,1 Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 4 1,06 19,8 53,5 Keo lai - Đồng Nai 3 0,92 21,0 44,0 Keo lai - Đồng Nai 5 1,09 21,9 49,8 Keo lai – Quảng Trị 5 1,03 21,6 47,7 Keo lai – Quảng Trị 7 1,05 21,2 49,5 Keo lai – Vĩnh Phúc 3 1,01 21,9 46,1 Keo lai – Vĩnh Phúc 5 1,04 21,9 47,5 Keo lai – Vĩnh Phúc 7 1,08 22,3 48,4 Keo tai tượng – Kontum 4 1,03 20,8 49,5 Keo tai tượng – Kontum 7 1,10 21,6 50,9 Keo tai tượng – Quảng Trị 5 1,07 21,6 49,5 Keo tai tượng – Quảng Trị 7 1,08 21,3 50,7 Keo tai tượng – Vĩnh Phúc 5 0,97 21,1 45,9 Keo tai tượng – Vĩnh phúc 7 1,04 21,6 48,1 Keo lá tràm - Đồng Nai 3 0,93 22,7 40,9 Keo lá tràm - Đồng Nai 5 1,09 21,9 49,8 Keo lá tràm - Đồng Nai 7 1,07 22,0 48,6 Keo lá tràm – Kontum 4 1,10 21,8 50,4 Keo lá tràm – Kontum 7 1,12 21,9 53,5 Keo lá tràm – Quảng Trị 5 1,07 18,6 52,1 Keo lá tràm – Quảng Trị 7 1,05 17,5 58,3 Keo lá tràm – Vĩnh Phúc 3 1,03 20,0 51,5

4.2.3 Thành phần hoá học

Thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và các loại keo ở các cỡ tuổi và vùng sinh thái khác nhau đã được phân tích, kết quả được giới thiệu trong bảng 6

Trang 23

Bảng 6 Thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và keo

Thành phần hoá học,%

Các chất tan trong

Loài cây - địa điểm Tuổi

Nước lạnh

Cồn Benzen

Xút 1%

Bạch đàn uro - Đồng Nai 3 46,9 24,7 20,0 0,60 7,00 4,60 5,10 16,9Bạch đàn uro - Đồng Nai 5 47,5 25,0 19,0 0,65 6,60 4,50 4,50 16,0Bạch đàn uro – Quảng Trị 5 47,5 21,6 20,4 0,70 6,80 4,51 4,49 16,5Bạch đàn uro – Quảng Trị 7 49,0 22,3 19,5 0,76 6,20 4,63 4,23 15,9Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 3 45,4 23,3 23,1 0,29 5,61 4,13 3,47 15,2Bạch đàn uro – Vĩnh Phúc 4 45,8 24,7 23,1 0,39 4,78 3,26 2,26 14,7Keo lai - Đồng Nai 3 48,4 23,7 19,9 0,21 4,62 3,11 2,43 13,0Keo lai - Đồng Nai 5 50,5 24,0 20,5 0,33 3,53 2,53 2,49 11,0Keo lai – Quảng Trị 5 49,0 24,8 21,7 0,29 3,89 2,66 2,91 12,1Keo lai – Quảng Trị 7 50,4 25,7 21,2 0,38 3,81 2,83 2,87 10,6Keo lai – Vĩnh Phúc 3 50,3 23,1 21,5 0,12 2,96 2,06 2,71 9,72Keo lai – Vĩnh Phúc 5 51,0 23,2 24,5 0,27 3,64 3,33 4,00 11,5Keo lai – Vĩnh Phúc 7 52,1 24,7 25,6 0,47 2,43 1,47 2,77 10,1Keo tai tượng – Kontum 4 48,7 24,6 21,8 0,49 3,23 2,94 3,88 12,6Keo tai tượng - Kontum 7 49,9 24,5 22,1 0,53 3,46 2,51 3,46 11,8Keo tai tượng - Quảng Trị 5 50,8 23,1 19,9 0,55 3,52 2,68 3,94 13,9Keo tai tượng – Quảng Trị 7 51,3 23,5 19,7 0,57 3,21 2,43 4,32 13,2Keo tai tượng – Vĩnh Phúc 5 49,0 25,5 23,8 0,19 3,16 2,23 4,30 11,4Keo tai tượng – Vĩnh phúc 7 51,5 25,0 22,9 0,15 4,92 3,55 3,48 13,0Keo lá tràm - Đồng Nai 3 46,0 25,0 20,3 0,37 4,00 2,33 5,96 14,9Keo lá tràm - Đồng Nai 5 47,5 25,5 19,5 0,40 3,51 2,04 5,53 14,0Keo lá tràm - Đồng Nai 7 48,1 26,2 19,1 0,42 2,94 1,84 5,27 13,5Keo lá tràm – Kontum 4 49,6 24,6 23,8 0,33 2,85 2,19 3,21 11,8Keo lá tràm – Kontum 7 51,0 25,7 24,9 0,41 2,19 2,06 3,42 12,9Keo lá tràm – Quảng Trị 5 48,1 25,2 19,9 0,39 3,91 2,43 5,69 13,3Keo lá tràm – Quảng Trị 7 48,4 25,6 19,6 0,37 3,52 2,11 5,38 13,7Keo lá tràm – Vĩnh Phúc 3 50,9 23,7 25,5 0,24 1,93 1,06 2,24 10,1

Nhìn chung, kết quả phân tích cho thấy không có một sự đột biến nào về thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và keo Hàm lượng các polime tự nhiên chủ yếu như xenluylô (46 – 52%) và lignin (23 – 26%) biến đổi trong khoảng đặc trưng cho các loài gỗ lá rộng, ngoại trừ bạch đàn đỏ gây trồng ở Quảng Trị có hàm lượng lignin thấp

Trang 24

So sánh về thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và các loài keo cho thấy: gỗ keo tai tượng và keo lai có hàm lượng xenluylô cao nhất (48,4 – 51,2%) Hàm lượng xenluylô của cây bạch đàn thấp nhất (45,4 – 49,0%)

Hàm lượng lignin trong gỗ bạch đàn và keo cũng biến đổi theo vùng sinh thái, tuy nhiên, ngoại trừ bạch đàn gây trồng ở Quảng Trị, biên độ dao động về hàm lượng lignin không lớn

4.3 Nghiên cứu quy trình nấu bột giấy

4.3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ trong qui trình nấu bột

từ gỗ thông Caribê

Bột được nấu theo phương pháp sunphát với trị số kappa sau nấu yêu cầu đối với các loại gỗ thông Caribê là 25 ± 2 Các mẫu nấu thí nghiệm thăm dò được tiến hành với hai biến số là mức dùng kiềm và thời gian bảo ôn Các yếu tố còn lại như độ sunphua, tỷ dịch, thời gian tăng ôn và nhiệt độ bảo ôn được giữ cố định

Trang 25

4.3.1.1 ảnh hưởng của mức dùng kiềm

Gỗ thông Caribê có hàm lượng lignin cao nên trong quá trình nghiên cứu lựa chọn chế độ công nghệ nấu bột thích hợp, mức dùng kiềm được áp dụng từ 20 đến 26% so với nguyên liệu khô tuyệt đối Thời gian bảo ôn được giữ cố định ở 150 phút, các điều kiện nấu gỗ thông Caribê còn lại cụ thể như sau:

- Độ sunphua, % theo tổng kiềm: 25

- Tỷ dịch, cái/nước: 1/4

- Nhiệt độ nấu, 0C: 170

- Thời gian tăng ôn, phút: 90

Kết quả nấu bột được đưa ra trong bảng 7

Bảng 7 ảnh hưởng của lượng kiềm sử dụng đến hiệu suất bột giấy

63

40,9 38,8 39,1 41,9 34,3

6,6 6,8 6,9 5,7 10,5

47,5 45,6 46,0 47,6 44,8

10,3 9,6 9,8 10,2

43,2 41,2 42,3 43,7 37,8

1,5 3,0 1,9 0,7 5,6

44,7 44,2 44,2 44,4 43,4

11,2 11,2 11,8 12,0 11,6

44,0 42,5 42,3 44,0 40,9

0 1,4 1,2

0 3,4

44,0 43,9 43,5 44,0 44,3

13,6 12,8 13,0 13,6

41,4 40,5 41,0 41,7 41,2

0 0,2

0

0 1,2

41,4 40,7 41,0 41,7 42,4

16,0 16,8 16,0 16,0 16,8

Trang 26

Kết quả nấu bột với các mức dùng kiềm khác nhau (bảng 7) cho thấy khi tăng mức dùng kiềm thì trị số kappa của bột giảm Với Thông Caribê vùng Lâm Đồng và Vĩnh Phúc, ở mức sử dụng kiềm là 24% đạt được trị số kappa mong muốn và hiệu suất bột giấy trong khoảng 43,5 – 44% Nếu nâng lượng kiềm lên 26% thì trị số kappa ≤ 24 nhưng hiệu suất bột giấy giảm đáng kể chỉ còn 40,7 – 42,4% Nếu sử dụng lượng kiềm

ít hơn 22% tuy hiệu suất bột giấy đạt cao nhất (45,6 – 47,6) nhưng các trị số kappa và lượng bột sống còn khá cao Bột giấy có trị số kappa cao không thích hợp với công nghệ tẩy tiên tiến, hơn nữa, lượng bột sống cao sẽ làm giảm hiệu suất bột chín Như vậy, lượng kiềm sử dụng thích hợp nhất để nấu bột cho nguyên liệu gỗ thông Caribê vùng Lâm Đồng và Vĩnh Phúc là 24%

Với thông Caribê vùng Quảng Trị, ở mức dùng kiềm từ 20 – 26% thì trị số kappa của bột rất cao từ 48,5 đến 63 Khi tăng mức dùng kiềm từ 20 đến 24%, trị số kappa giảm từ 63 xuống còn 51,2 (giảm 11,8 đơn vị) Tiếp tục tăng mức dùng kiềm từ

24 đến 26% trị số kappa giảm ít từ 51,2 xuống 48,5 (giảm 2,7 đơn vị) Như vậy nếu với xu hướng này tiếp tục tăng mức dùng kiềm thì hiệu quả khử lignin sẽ không cao Với thông Caribê 18 tuổi ở vùng Quảng Trị thì mức dùng kiềm 26% sẽ được sử dụng cho nghiên cứu về thời gian bảo ôn

4.3.1.2 ảnh hưởng của thời gian bảo ôn trong quá trình nấu bột

Trong thí nghiệm này, ngoài các yếu tố cố định được nêu ở trên, các điều kiện như mức dùng kiềm và thời gian bảo ôn như sau:

- Với thông Caribê vùng Lâm Đồng và Vĩnh Phúc:

+ Tổng kiềm, % NaOH theo nguyên liệu KTĐ: 24 + Thời gian bảo ôn, phút: 120, 150, 180

- Với thông Caribê vùng Quảng Trị:

+ Tổng kiềm, % NaOH theo nguyên liệu KTĐ: 26 + Thời gian bảo ôn, phút: 120, 150, 180

Trang 27

Bảng 8 ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến quá trình nấu bột

Hiệu suất tổng, (%) Nguyên liệu Thời gian bảo

ôn, (phút)

Trị số kappa Bột chín Bột sống Tổng

Tàn kiềm, g/l

T Caribê - LĐ - 12 120

150

180

26,7 23,4 22,1

44,0 44,0 42,0

1,3

0

0

45,3 44,0 42,0

15,6 13,6 11,2

T Caribê - VP – 8 120

150

180

31,0 27,4 25,0

42,0 42,5 43,0

2,8 1,4 0,2

44,8 43,9 43,2

14,6 12,8 10,8

T Caribê - VP – 11 120

150

180

27,0 25,0 23,4

42,5 42,3 40,1

1,5 1,3

0

44,0 43,6 40,1

14,4 13,6 10,2

T Caribê - VP 15 120

150

180

26,3 23,4 22,6

44,0 44,0 42,5

1,6

0

0

45,6 44,0 42,5

16,0 13,6 11,5

T Caribê - QT – 18 120

150

180

53,6 48,5 46,4

40,0 41,2 39,6

4,0 2,2 0,8

44,4 43,4 40,4

17,2 16,8 12,0 Kết quả bảng 8 cho thấy khi thay đổi thời gian bảo ôn thì trị số kappa và hiệu suất bột thay đổi cũng thay đổi khá rõ, trị số kappa và hiệu suất bột có xu hướng giảm khi tăng thời gian bảo ôn Nhưng trị số kappa giảm mạnh hơn khi tăng thời gian bảo

ôn từ 120 lên 150 phút so với khi tăng thời gian bảo ôn từ 150 lên 180 phút Ngược lại, hiệu suất bột giấy giảm đi rất ít khi tăng thời gian bảo ôn từ 120 lên 150 phút

Với các loại thông Caribê vùng Lâm Đồng và Vĩnh Phúc thì thời gian bảo ôn thích hợp trong quá trình nấu bột giấy được xác định là 150 phút

Về ảnh hưởng của độ tuổi tới tiềm năng sản xuất bột giấy, các kết quả nghiên cứu (bảng 7 và 8) cho thấy đối với thông Caribê Vĩnh Phúc cỡ tuổi của gỗ nguyên liệu càng cao (15 tuổi so với 8 tuổi và 11 tuổi) thì hiệu suất bột đạt mức cao hơn và trị số kappa thấp hơn Như vậy, trong giới hạn cỡ tuổi nghiên cứu chất lượng bột giấy tốt nhất đạt được với gỗ thông Caribê 15 tuổi

Với thông Caribê vùng Quảng Trị thì khi tăng thời gian bảo ôn lên tới 180 phút (với mức dùng kiềm cao 26%), thì trị số kappa của bột vẫn rất cao (46,4) Như vậy,

Trang 28

với việc áp dụng chế độ nấu tương đối khắc nghiệt nhưng bột giấy thu nhận được từ

gỗ thông Caribê gây trồng ở vùng Quảng Trị không đạt được trị số kappa yêu cầu (25

± 2) Kết quả trên phản ánh mối liên quan giữa nấu bột đến cấu trúc vật lý và thành phần hoá học của nguyên liệu (thông Caribê Quảng Trị có tỷ trọng tương đối cao, hàm lượng lignin và các chất béo, nhựa, sáp cao)

Thông qua các kết quả nghiên cứu và phân tích trên đây, có thể tóm tắt một số

điều kiện công nghệ phù hợp đã được lựa chọn trong quá trình nấu bột giấy từ gỗ thông Caribê vùng Lâm Đồng và Vĩnh Phúc theo phương pháp sunphát như sau:

1/ Mức dùng kiềm: 24% (so với nguyên liệu KTĐ)

2/ Độ sunphua: 25% (so với tổng lượng kiềm)

4.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố công nghệ trong quy trình nấu bột

từ gỗ Bạch đàn uro, Keo lai, Keo tai tượng và Keo lá tràm

4.3.2.1 ảnh hưởng của mức dùng kiềm

Do hàm lượng lignin trong gỗ bạch đàn và keo thấp hơn so với thông Caribê, mặt khác mảnh từ các loại gỗ nguyên liệu này dễ thẩm thấu với hoá chất hơn nên để nấu bột tới trị số kappa yêu cầu (18 – 22) lượng kiềm sử dụng được giới hạn ở mức thấp hơn (đến 24%), cụ thể như sau:

+ Tổng kiềm, % NaOH theo nguyên liệu KTĐ: 20, 22, 24

Trang 29

+ Độ sunphua, % theo tổng kiềm: 25

+ Tỷ dịch, cái/nước: 1/4

+ Nhiệt độ nấu, 0C: 170

+ Thời gian bảo ôn, phút: 150

Do lượng mẫu nguyên liệu lớn nên việc nghiên cứu lựa chọn quy trình nấu bột thích hợp ban đầu được tiến hành với các mẫu bạch đàn và keo ở cỡ tuổi 5 tại các vùng sinh thái khác nhau Kết quả phân tích bột sau nấu được đưa trong bảng 9

Bảng 9 ảnh hưởng của mức dùng kiềm lên hiệu suất và trị số kappa của bột từ

gỗ bạch đàn, keo cỡ tuổi 5 từ các vùng sinh thái khác nhau

Hiệu suất bột, (%) Mức dùng

kiềm, (%)

Nguyên liệu Trị số

kappa Bột chín Bột sống Tổng

Tàn kiềm, (g/l)

20

Bạch đàn- Đồng Nai Bạch đàn – Quảng Trị Keo lai - Đồng Nai Keo lai – Quảng Trị Keo lai – Vĩnh phúc Keo tai tượng- Quảng Trị Keo tai tượng – Vĩnh phúc Keo lá tràm - Đồng Nai Keo lá tràm – Quảng Trị

25,6 20,5 22,9 23,6 24,9 21,5 24,0 23,3 23,6

44,3 46,7 49,1 49,0 51,9 51,4 50,0 47,7 48,0

1,9

- 0,9 0,6 0,5

- 0,9

- 0,4

46,2 46,7 50,0 49,0 52,4 51,4 50,9 47,7 48,4

7,2 8,0 7,2 7,6 8,3 8,2 7,9 7,8 7,2

22

Bạch đàn- Đồng Nai Bạch đàn – Quảng Trị Keo lai - Đồng Nai Keo lai – Quảng Trị Keo lai – Vĩnh phúc Keo tai tượng- Quảng Trị Keo tai tượng – Vĩnh phúc Keo lá tràm - Đồng Nai Keo lá tràm – Quảng Trị

23,0 18,6 19,6 19,8 20,3 19,2 21,3 21,8 19,5

46,0 45,5 49,3 49,0 51,0 49,6 49,4 47,0 47,6

8,6 8,8 8,8 8,4 9,8 8,6 9,6 8,2 8,8

24

Bạch đàn- Đồng Nai Bạch đàn – Quảng Trị Keo lai - Đồng Nai Keo lai – Quảng Trị Keo lai – Vĩnh phúc Keo tai tượng- Quảng Trị Keo tai tượng – Vĩnh phúc Keo lá tràm - Đồng Nai Keo lá tràm – Quảng Trị

22,3 17,5 17,5 17,6 18,1 18,4 18,9 18,5 18,0

43,3 44,1 47,5 47,6 48,9 48,4 47,2 45,5 45,0

11,6 10,8 11,3 10,8 11,8 9,6 12,8 9,8 10,5

Trang 30

Xu hướng biến đổi chung của kết quả nấu bột từ gỗ bạch đàn và keo gây trồng ở các vùng lập địa khác nhau là trị số kappa và hiệu suất bột giảm khi tăng mức dùng kiềm từ 20 đến 24% so với mảnh khô kiệt Nâng mức dùng kiềm lên tới 24% cho phép thu nhận được các mẫu bột có trị số kappa tương đối thấp (đến 17,5), tuy nhiên tăng mức dùng kiềm không phải là lựa chọn tối ưu do tính lựa chọn của các phản ứng khử lignin trong quá trình nấu bột không cao thể hiện qua sự giảm sút tương đối rõ nét của hiệu suất bột trong các mẻ thí nghiệm với mức dùng kiềm cao (hiệu suất bột giảm từ 1,4 đến 2,7% khi tăng mức dùng kiềm từ 22% đến 24%) Kết quả thử nghiệm cho thấy, đối với phần lớn các mẫu nguyên liệu sử dụng, để nấu bột đạt hiệu suất cao và trị

số kappa theo yêu cầu (từ 18 đến 22) thì mức dùng kiềm ở giấ trị 22% so với gỗ khô kiệt là phù hợp Riêng đối với bạch đàn và Keo tai tượng gây trồng ở Quảng Trị chỉ cần áp dụng mức dùng kiềm 20% là đạt được yêu cầu đề ra, sự khác biệt này phản ánh

đúng kết quả phân tích thành phần hoá học của các mẫu nguyên liệu (bảng 6): Hàm lượng lignin của bạch đàn và Keo tai tượng gây trồng ở Quảng Trị thấp hơn nhiều so với cùng loại nguyên liệu nhưng được gây trồng ở các vùng sinh thái khác

Kết quả thu nhận được sau quá trình nấu bột thăm dò cho phép rút ra qui trình phù hợp để nấu các loại nguyên liệu Bạch đàn uro và Keo lai cỡ tuổi 5 gây trồng trên các vùng sinh thái khác nhau như sau:

Đối với gỗ nguyên liệu Đồng Nai, Vĩnh Phúc, gỗ Keo lai và Keo lá tràm gây trồng ở Quảng Trị:

+ Tổng kiềm, (% NaOH theo nguyên liệu khô kiệt): 22 + Độ sunphua, (% theo tổng kiềm): 25 + Tỷ dịch, (tỷ lệ cái/nước): 1/4 + Thời gian tăng ôn, (phút): 90

+ Thời gian bảo ôn, (phút): 150 + Nhiệt độ bảo ôn, (0C): 170

Đối với cây bạch đàn, cây keo tai tượng gây trồng ở Quảng Trị:

+ Tổng kiềm, (% NaOH theo nguyên liệu khô kiệt): 20

Ngày đăng: 16/08/2016, 10:38

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
2. Lê Đình khả, Nguyễn Đình Hải và Phạm Văn Tuấn: Giống lai tự nhiên giữa keo tai t−ợng và keo lá chàm. Trong “Kết quả nghiên cứu khoa học về chọn giống cây rừng”. Nhà xuất bản Nông Nghiệp, 1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Kết quả nghiên cứu khoa học về chọn giống cây rừng
Nhà XB: Nhà xuất bản Nông Nghiệp
6. Johan Gullichsen: “Fiber line operations” in “Chemical pulping”, Papet Oy, Finland 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Fiber line operations” in “Chemical pulping
7. Olavi Pikka, Reijo Vesala and Johan Gullichsen: “Bleaching applications” in “Chemical pulping”, Papet Oy, Finland 2000 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Bleaching applications” in “Chemical pulping
1. Nikitin N.I: Hoá học gỗ và Xenluylô, Nhà XB Viện hàn lâm khoa học Liên Xô, Maxtxcowva, 1962 Khác
3. Đoàn Thị Lý: Nghiên cứu công nghệ nấu, tẩy bột giấy từ các loại nguyên liệu từ cây lồ ô và le Tây Nguyên, Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ, Viện Công nghệ Giấy- Xenluylô, tháng 5/2002 Khác
4. Vũ Quốc bảo: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tẩy trắng bột giấy sử dụng oxy kiềm, Báo cáo tổng kết đề tài, Viện Công nghiệp Giấy – Xenluylô, tháng 6/2002 Khác
5. Phí Quang Điện: Kết quả thảo nghiệm xuất xứ thông Caribê ở Việt Nam, Báo cáo Hội thảo thông Caribê, Hà Nội 6/2001 Khác

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Bảng 1. Tỷ trọng gỗ - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 1. Tỷ trọng gỗ (Trang 17)
Bảng 2. Kích th−ớc xơ sợi - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 2. Kích th−ớc xơ sợi (Trang 18)
Bảng 4. Tỷ trọng bạch đàn đỏ, keo theo tuổi và vùng sinh thái - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 4. Tỷ trọng bạch đàn đỏ, keo theo tuổi và vùng sinh thái (Trang 20)
Bảng 5. Kích th−ớc xơ sợi một số loài gỗ lá rộng - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 5. Kích th−ớc xơ sợi một số loài gỗ lá rộng (Trang 22)
Bảng 6. Thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và keo - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 6. Thành phần hoá học của gỗ bạch đàn và keo (Trang 23)
Bảng 7. ảnh hưởng của lượng kiềm sử dụng đến hiệu suất bột giấy - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 7. ảnh hưởng của lượng kiềm sử dụng đến hiệu suất bột giấy (Trang 25)
Bảng 8. ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến quá trình nấu bột - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 8. ảnh hưởng của thời gian bảo ôn đến quá trình nấu bột (Trang 27)
Bảng 9. ảnh h−ởng của mức dùng kiềm lên hiệu suất và trị số kappa của bột từ - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 9. ảnh h−ởng của mức dùng kiềm lên hiệu suất và trị số kappa của bột từ (Trang 29)
Bảng 10. ảnh hưởng của cỡ tuổi gỗ nguyên liệu đến hiệu suất và trị số kappa - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 10. ảnh hưởng của cỡ tuổi gỗ nguyên liệu đến hiệu suất và trị số kappa (Trang 31)
Bảng 11. ảnh hưởng của mức dùng kiềm đến trị số kappa, hiệu suất và độ nhớt  bét giÊy - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 11. ảnh hưởng của mức dùng kiềm đến trị số kappa, hiệu suất và độ nhớt bét giÊy (Trang 34)
Hình 1. Sơ đồ dây chuyền tẩy trắng ECF dạng D 0 E 0 D 1 ED 2 . - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Hình 1. Sơ đồ dây chuyền tẩy trắng ECF dạng D 0 E 0 D 1 ED 2 (Trang 37)
Bảng 14. Điều kiện công nghệ của các giai đoạn tẩy trắng bột giấy. - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 14. Điều kiện công nghệ của các giai đoạn tẩy trắng bột giấy (Trang 38)
Bảng 16. Kết quả và tính chất cơ lý của bột sau tẩy trắng từ gỗ bạch đàn và keo - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 16. Kết quả và tính chất cơ lý của bột sau tẩy trắng từ gỗ bạch đàn và keo (Trang 39)
Bảng 17. So sánh chất l−ợng bột giấy từ  thông Caribê và Keo lai tẩy trắng theo - Nghiên cứu xác định tiềm năng và  công nghệ chế biến bột giấy chất l ợng cao cho 5 loài cây thông caribê, bạch đàn uro, keo tai t ợng, keo lá tràm và keo lai
Bảng 17. So sánh chất l−ợng bột giấy từ thông Caribê và Keo lai tẩy trắng theo (Trang 44)

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w