bao cao nghiên cứu khoa học đề tài làm giấy từ lá thông

Thông là loại cây có nhiều ứng dụng và có giá trị kinh tế cao thông được trồng rất nhiều ở tuy nhiên trong quá trình khai thác thì lá thông thường bị vứt bỏ không sử dụng chúng tôi nghiên cứu đề tài “ nghiên cứu sản xuất giấy từ lá thông

Năm : 2020 -2021

SỞ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO QUẢNG BÌNH

BÁO CÁO ĐỀ TÀI NCKH

V Đối tượng nghiên cứu 4

VI Kế hoạch nghiên cứu 4

PHẦN 2 NỘI DUNG

1.1 Tìm hiểu về cây thông 5

1.2 Thành phần cấu tạo của tế bào lá thông 6

1.3 Tìm hiểu về giấy kraft 7

1.4 Bột giấy kraft 11

Chương 2 Phương pháp nghiên cứu

2.1 Giai đoạn làm bột giấy kraft từ lá thông 13 2.2 Giai đoạn làm giấy kraft 14

Chương 3 Kết quả và thảo luận

3.1 Ảnh hưởng của độ sunfua đến quá trình nấu bột giấy 17 3.2 Ảnh hưởng thời gian đun đến chất lượng bột giấy 20

3.3 Ảnh hưởng của dung dịch huyền phù đến chất lượng giấy kraft 23

3.4 Kiểm tra tính chất và chất lượng sản phẩm 27

PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ

I Lý do chọn đề tài

Thông là loại cây có nhiều ứng dụng và có giá trị kinh tế cao thông được trồng rất nhiều ở vùng Bố Trạch tuy nhiên trong quá trình khai thác thì lá thông thường bị vứt bỏ không sử dụng, lá thông rụng nhiều mùa khô dễ gây ra hiện tượng cháy rừng Giấy Kraft được làm từ bột gỗ của thân cây gỗ mềm, tạo nên bởi quy trình nghiền bột gọi tên là kraft Giấy Kraft thường được sử dụng làm giấy gói hàng, gói quà, bọc lót thùng hàng, chống trầy xước cho sản phẩm, làm túi xi măng hay túi giấy Tuy nhiên việc sử dụng gỗ để sản xuất bột giấy củng làm cho giá thành sản xuất giấy cao hơn

Làm thế nào để giảm giá thành của nguyên liệu giấy làm thế nào để tận dụng nguồn nguyên liệu lá thông có rất nhiều trên địa bàn Vì vậy nhóm chúng tôi nghiên cứu đề tài “ nghiên cứu làm giấy kraft từ nguyên liệu lá thông” để vừa tận dụng được nguồn lá thông đang bị vứt bỏ hiện nay vừa giải quyết được vấn đề giá thành nguyên liệu giấy vừa tạo ra hướng phát triển kinh tế mới cho người dân trên địa bàn

II Mục tiêu nghiên cứu

- Nghiên cứu cách sản xuất bột giấy từ lá thông

- Từ bột giấy làm giấy kraft

III Điểm mới của đề tài

- Sử dụng lá thông là nguyên liệu chính để làm bột giấy kraft

IV Ý nghĩa thực tiễn

+ Sản xuất được các loại giấy kraft từ lá thông và các loại lá cỏ khác

+ Tận dụng được lá cây thông thường bị vứt bỏ trong quá trình khai thác gỗ, nhựa thông

+ Nghiên cứu làm được loại giấy kraft có giá thành rẻ

V Lịch sử vấn đề

Trên nguyên tắc giấy được sản xuất từ nguyên liệu gỗ nhưng sau này để hạn chế sử dụng gỗ người ta thay thế bằng rơm nhưng nguồn nguyên liệu rơm củng không nhiều và thường được người dân dùng làm thức ăn cho trâu bò gia súc vì vậy

có rất nhiều đề tài nghiên cứu tìm các nguyên liệu để thay thế cho quá trình sản xuất giấy Các đề tài về sản xuất giấy rất nhiều nhưng chưa có đề tài nào sản xuất

bao bì giấy từ lá thông

VI Đối tượng nghiên cứu

Lá cây thông có ở vùng đất Bố Trạch

VII Kế hoạch và phương pháp nghiên cứu

7.1 Kế hoạch nghiên cứu

a Giai đoạn tìm hiểu

- Thời gian: giữa tháng 3 đến giữa tháng 5

- Nội dung: Tìm hiểu về lý thuyết

b Giai đoạn sản xuất bột giấy kraft

- Thời gian: Giữa tháng 5 đến cuối tháng 9

- Nội dung: Từ lá thông điều chế bột giấy

d Sản xuất giấy kraft

Nội dung: Điều chế giấy

e Giai đoạn thực nghiệm và hoàn thiện sản phẩm

- Thời gian: giữa tháng 10 đến giữa tháng 12

- Nội dung: Kiểm tra độ dai, bền, thấm nước, đưa vào sử dụng thực nghiệm

7.2 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết phương pháp sản xuất giấy

từ lá cây bằng cách tham khảo các tài liệu trên sách báo, internet, các đề tài luận văn

- Phương pháp thực nghiệm: Hòa tan lignin hoặc biến tính lignin để giải phóng bó

sợi xellulose để sản xuất bột giấy từ bột giấy làm giấy từ lá cây thông

-Phân tích kiểm tra một số tính chất, chỉ tiêu của giấy.khảo sát người dùng để đánh

giá sản phẩm

PHẦN 2 NỘI DUNG CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN LÝ THUYẾT I.1 Tìm hiểu về cây thông [1]

Thông là cây gỗ nguyên liệu dễ trồng, sinh trưởng khá nhanh, có thể khai thác nhựa sau 12-15 năm Một hecta rừng thông có thể thu được hàng trăm triệu đồng mỗi năm Gỗ của thông còn được xếp vào nhóm gỗ lớn có giá trị thương phẩm cao Mặt khác, cây thông sống lâu năm có vai trò rất lớn trong việc bảo vệ môi trường không khí Theo nghiên cứu, một hecta rừng thông có khả năng hút 36,4 tấn bụi trong không khí/năm Thông là giống cây ít bị đổ, gãy do bão, thích hợp với điều kiện khí hậu miền trung hay có bão lũ vì vậy, người dân huyện Bố Trạch đã trồng rất nhiều trên địa bàn Cây thông vừa có giá trị kinh tế cao, vừa có tác dụng cải tạo đất, bảo vệ môi trường không khí Do vậy, cây rất phù hợp để lựa chọn gây trồng trong điều kiện biến đối khí hậu hiện nay

Tuy nhiên khi khai thác thì lá thông thường bị vất bỏ không sử dụng Lá thông dễ bắt lửa nên dễ gây cháy rừng Thành phần lá thông chứa đến 85% một loại polymer

phức tạp được gọi là lignocellulose Hàm lượng xenllulose nhiều nên lá thông có

thể sử dụng để làm giấy

I.2 Thành phần cấu tạo của tế bào lá thông

I.2 1 Xenllulose

Xenllulose là hợp chất cao phân tử được cấu tạo từ các liên kết các mắt xích D-Glucose, có công thức phân tử là (C6H10O5)n hay [C6H7O2(OH)3]n trong đó n có thể nằm trong khoảng 5000-14000, có công thức cấu tạo là

Xellulose là thành phần chủ yếu cấu tạo nên vách tế bào thực vật Trong lá câythông, xellulose chiếm khoảng 41-49% Xellulose trong tế bào thực vật liên kết với các chất khác như carbonhydrat được gọi là hemixellulose

Tính chất của xellulose phụ thuộc vào độ dài mạch polime, mức độ thẳng, sự sắp xếp song song bởi các mạch polime, nó không hòa tan bởi kiềm nên chúng ta có thể loại lignin mà không ảnh hưởng đến cấu trúc của xellulose Trong quá trình làm giấy sợi xellulose được sắp xếp lại vị trí

I.2.2 Hemixellulose

Hemixellulose gồm 100-200 gốc monome của xylose, monome của arabinose, galactose và acid uronic Độ bền hóa học và bền nhiệt của hemixellulose thấp hơn xellulose vì chúng có độ kết tinh và độ trùng hợp thấp hơn (độ trùng hợp khoảng 90) Hemixellulose tan trong dung dịch kiềm, có khả năng bị thủy phân và có khả năng liên kết các hóa chất phụ gia

I.2.3 Lignin

Lignin là polime nhiệt dẻo, có nhánh, nhân thơm alkyl, có kích thước và khối lượng phân tử không ổn định, Cho đến nay công thức của lignin vẫn chưa được xác định, các mắt xích của lignin không giống nhau Lignin ở gỗ lá kim và gỗ lá rộng khác nhau, nhưng người ta đã kết luận rằng trong phân tử lignin có chứa các nhóm (-OH), nhóm methoxyl (-OCH3) và nhân benzen, Lignin tan trong kiềm và dung dịch nước clo cho dẫn xuất màu nâu đen và trở nên mềm dẻo ở nhiệt độ 1600C

I.2.4 Thành phần khác

Ngoài hydrat cacbon và lignin trong cây còn chứa chất trích ly, hợp chất vô

cơ… Chất trích ly bao gồm các rượu, axit bậc cao, các axit nhựa, chất sáp, chất đạm, chất màu, tannit, các glucozit, một số đường Các chất vô cơ có trong lá cây như K,

Na, Ca, Mg, P, S, Si, Fe…hàm lượng các chất vô cơ này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: Điều kiện sinh trưởng của cây như đất đai, khí hậu, thời gian trong năm Nhìn chung hàm lượng này khá thấp, chúng cần thiết cho sự phát triển của cây nhưng cũng gây bất lợi khi dùng làm nguyên liệu giấy Khi nấu lá thông phải đáp ứng loại bỏ lignin nhưng phải bảo vệ được cấu trúc của xellulose

Mục đích chính của quá trình nấu bột là tách bỏ lignin để cấu trúc sợi có thể tách ra và tạo huyền phù bột giấy trong nước

I.3 Bột giấy kraft (Bột sulfat)

Bột giấy kraft là loại bột được sản xuất bằng cách nấu gỗ hay một số loại thực vật với dung dịch kiềm gồm NaOH và Na2S ở nhiệt độ cao

I.3.1 Pha ̉ n ứng hóa ho ̣c trong quá trình nấu bô ̣t Sulfat

Trong quá trình nấu, các hợp chất vô cơ sẽ phản ứng với các phần tử của gỗ Đó

là phản ứng của lignin, của những polysaccarit có tro ̣ng lượng phân tử thấp hòa tan trong di ̣ch nấ u, các chất hữu cơ trong nhóm các chất trích ly (axit nhựa) và kế đó là phản ứng của các hợp chất vô cơ Lignin của gỗ trong quá trình nấu bi ̣ cắt ma ̣ch thành những phần tử nhỏ có khả năng hòa tan Xellulose có bền hơn trong môi trường kiề m tuy nhiên chiều dài ma ̣ch của nó bi ̣ giảm đi (gần 50%)

Mục tiêu cuố i cùng của quá trình nấu là tách các sợi xellulose từ gỗ nhờ phản ứng hòa tan lignin mà không làm cắt ma ̣ch hyđrô cacbon của xenlulose, tuy nhiên dung di ̣ch nấ u vớ i đô ̣ kiềm cao không cho những phản ứng cho ̣n lo ̣c giữa lignin và hyđrat cacbon Đô ̣ trùng hợp của hyđratcacbon bi ̣ giảm Trong quá trình nấu, pectin

và tinh bô ̣t hòa tan hoàn toàn, mô ̣t lượng đáng kể của hêmixenlulô chứa mannose và xylose sẽ hòa tan và kế đó phân rã trong di ̣ch nấu

Những phản ứng chính xảy ra trong quá trình nấu là:

+ Xà phòng hóa nhóm axetyl của các hêmixenllulô axetyl hóa

+ Phản ứng peeling khử các phần tử đường

+ Phản ứng cắ t mạch ngẫu nhiên của các phân tử polysaccarit

Vai trò của Na2S trong quá trình nấu

+ Hạn chế phản ứng ngưng tụ lignin: Trong quá trình nấu dưới tác dụng của ion HO- , phản ứng ngưng tụ lignin chủ yếu xảy ra tại vị trí Cα của cấu trúc metylen quinon Khi có mặt ion HS- , nó sẽ phản ứng nhanh với metylen quinon tại vị trí Cα, ngăn ngừa quá trình ngưng tụ

+ Phân huỷ mạnh liên kết β-aryl: Trong quá trình nấu bột theo phương pháp soda, phản ứng tách loại metylen ở vị trí γ trong cấu trúc metylen quinon của ete β- aryl glyxerol tạo ra formaldehyt và cấu trúc styrylaryl Cấu trúc styrylaryl tương đối ổn định về mặt hoá học đối với phản ứng thuỷphân, formaldehyt tham gia vào quá trình ngưng tụ lignin Khi có mặt ion HS-, nó sẽ tác dụng nhanh với dạng metylen quinon, chuyển hướng phản ứng, giảm khả năng tạo formaldehyt và cấu trúc styrylaryl do đó xúc tiến quá trình thuỷ phân và hoà tan lignin

I.3.2 Tính chất và các chỉ tiêu chất lượng của bột giấy

Tính chất và các chỉ tiêu chất lượng bột giấy được phản ánh qua thành phần hóa học, tính chất quang học và các chỉ tiêu độ bền cơ học của chúng Để phản ánh tính chất của bột giấy, người ta sử dụng một loạt các chỉ tiêu khác nhau Dưới đây chỉ liệt

kê một số tính chất chung nhất

I.3.2.1 Hàm lượng lignin còn lại

Là tính chất đặc trưng của bột hóa chưa tẩy trắng Được xác định bằng các phương pháp trực tiếp (biến tính của các phương pháp sử dụng axit sunfuric,…) hoặc các phương pháp gián tiếp (phương pháp sử dụng kali permanganat, clo,…) Trong thực tế, người ta thường sử dụng trị số Kappa, được xác định theo phương pháp permaganat, để biểu thị hàm lượng lignin còn lại trong bột

Đối với bột giấy sunfat, có thể quy đổi tương đối từ trị số Kappa sang hàm lượng lignin như sau:

L = 0,15K, trong đó L – hàm lượng lignin trong bột, K – trị số Kappa

I.3.2.2 Chỉ số kappa của bột giấy

a Định nghĩa Chỉ số kappa của bột giấy được tính bằng số millilit của dung dịch

KMnO4 0,02M tiêu hao cho 1 gam bột giấy sấy khô

b Cách xác định chỉ số kappa của bột giấy theo TCVN 4361:2007

*Hóa chất phân tích và nước cất hoặc nước có chất lượng tương đương

+ Axít sunfuric 2,0M: Pha 19,60 g H2SO4 (d=1,84 g/ml) trong 100ml nước

+ Kaliiôtdua: 1M Pha 16,6 g Kaliiôdua (KI) trong 100ml nước

+ Kali permanganat : dung dịch chuẩn 0,02M ± 0,001M Pha 0,3161 g KMnO4 trong 100ml nước

+ Natri thiosulphat: 0,2M ± 0,0005M; 0,2M Pha 4,964 g Natrithiosulphat pentahydrat (Na2S2O3.5H2O) trong 100ml nước

+ Chỉ thị tinh bột : dung dịch có nồng độ 2 g/l

* Cách tiến hành

Cân lượng mẫu thử chính xác tới 1,0±001g Đánh tơi mẫu thử trong khoảng 500ml nước cất cho tới khi xơ sợi phân tán hoàn toàn Chuyển mẫu thử đã được đánh tơi vào cốc phản ứng có dung tích 1500ml và dùng nước cất để rửa bộ phận đánh tơi sao cho tổng thể tích là 790ml Dùng pipet lấy 100ml ± 0,1ml dung dịch kali permanganat (4.3) và 100ml axít sunphuríc (4.1) cho vào cốc có dung tích 250ml Hỗn hợp ở nhiệt độ 25oC được đổ nhanh vào mẫu thử và đồng thời bấm đồng hồ bấm giây Dùng ít nhất 10ml nước cất để rửa cốc 250ml và đổ nước rửa vào hỗn hợp phản ứng Tổng thể tích dung dịch là 1000ml Sau 10 phút bổ sung 20ml dung dịch kaliiốtdua (4.2) bằng ống đong Ngay sau đó chuẩn iốt tự do sinh ra bằng dung dịch natri thiosunphat (4.4) Tại cuối thời điểm chuẩn bổ sung một vài giọt chỉ thị tinh bột (4.5)

Tiến hành làm thí nghiệm trắng, tiến hành như trên nhưng không có bột giấy dung dịch kaliiốtdua có thể được cho ngay sau khi bổ sung hỗn hợp kali permanganat

và axít sunphuríc

* Các phản ứng xảy ra trong quá trình kiểm tra là

1) Lượng lignin còn lại + các thành phần khác có thể bị ôxi hóa + MnO4- + 4H+ → lignin bị ôxi hóa + các thành phần khác bị ôxi hóa + MnO4-- dư + MnO2 + 2H2O 2) 2MnO4-+ 10l- + 16H+ → 2Mn2+ + 5l2 + 8H2O

3) MnO2 + 4H+ 2l- → Mn2+ + 2H2O + l2

4) 2S2O32- + l2 → S4O6 2- + 2l

-* Công thức tính: Trị số Kappa (X) được tính theo công thức sau:

trong đó:

V1 là thể tích kali permanganat (4.3) tiêu hao trong mẫu thử, tính bằng mililít

V2 là thể tích dung dịch natri thiosunphat (4.4) tiêu hao trong mẫu trắng, tính bằng mililít

V1= (V2-V3) C

0,02.5

X = V1 d

m

V3 là thể tích dung dịch natri thiosunphat (4.4) tiêu hao trong mẫu thử, tính bằng mililít

C là nồng độ của dung dịch natri thiosunphat tính bằng mol/lít

d là hệ số điều chỉnh tới 50% lượng kali permanganat tiêu hao; d phụ thuộc vào giá trị của V1 (tra bảng d= 1,022)

m là khối lượng khô tuyệt đối của mẫu thử, tính bằng gam

I.3.2.3 Hàm lượng pentozan

Hàm lượng pentozan trong bột hóa phụ thuộc vào quy trình nấu Thông thường, bột sunfat gỗ mềm chứa 10 – 11% pentozan, bột sunfit chứa 4 – 7%, còn các loại bột hóa tương tự từ gỗ cứng và thân thảo có thể có hàm lượng pentozan cao hơn Sự có mặt của pentozan trong bột giấy là cần thiết, nó cải thiện được quá trình nghiền bột cho sản xuất giấy, có ảnh hưởng tốt tới quá trình gia keo và nâng cao độ bền cơ học của giấy Mặc dù vậy, trong sản xuất, người ta không chú ý lắm đến chỉ tiêu này của bột giấy

I.3.2.4 Độ khô của bột giấy

a Khái niệm Độ khô của bột giấy là tỷ số giữa khối lượng của mẫu thử sau khi sấy

khô tới lhối lượng không đổi tại nhiệt độ 105oC ± 2oC trong điều kiện xác định và

khối lượng của nó tại thời điểm lấy mẫu Độ khô được biểu thị bằng phần trăm

b Phương pháp kiểm tra

* Thiết bị, dụng cụ: Cốc cân, Bình hút ẩm, máy sấy: Cân: Có độ chính xác đến

0,001g

* Chuẩn bị mẫu: Cắt hoặc xé mẫu bột giấy thành các mảnh nhỏ có kích thước phù

hợp Để giữ trong túi nilon hoặc bình có nút kín để độ ẩm của mẫu không thay đổi

* Cách tiến hành: Tất cả các phép cân đều lấy chính xác tới 0,001g Cân khỏang

10g bột giấy trong cốc cân đã sấy khô và biết khối lượng Sau đó mở nắp cốc cân và đặt cả cốc cân và nắp vào máy sấy sấy ở nhiệt độ 105oC ± 2oC với thời gian đủ để khối lượng mẫu không đổi Mẫu thử được coi là đạt khối lượng không đổi, khi chênh lệch giữa hai lần cân liên tiếp không lớn hơn 0,1% khối lượng ban đầu của mẫu thử Thời gian sấy tối thiểu giữa hai lần cân liên tiếp bằng một phần hai thời gian sấy nhỏ

nhất ban đầu

Sau khi sấy, đậy nắp cốc cân và chuyển vào bình hút ẩm để nguội trong 45 phút Sau khi làm nguội, hơi mở nắp cốc cân và đóng lại ngay để cân bằng áp suất giữa trong và ngòai cốc cân Cân cốc cân và mẫu thử có trong cốc

Tiến hành thử hai mẩu song song

* Công thức tính Độ khô (X) tính bằng phần trăm, theo công thức sau:

X =

trong đó:

m1 là khối lượng của bột giấy trước khi sấy, tính bằng gam;

m2 khối lượng của bột giấy sau khi sấy, tính bằng gam;

Lấy kết quả chính xác đến một chữ số sau dấu phẩy

I.4 Giấy kraft

I.4.1 Khái niệm

Giấy là sản phẩm của sợi xellulose có dạng tấm, trong đó sợi và các phần sợi được liên kết với nhau tạo mạng không gian ba chiều.Các nguyên liệu làm giấy phải

có tính chất sơ sợi Chúng có khả năng đan kết và ép thành tấm đồng nhất Ở những chỗ xơ sợi tiếp xúc, có sự hình thành liên kết chặt chẽ Ngoài ra cấu trúc xơ sợi phải đảm bảo độ bền trong một thời gian dài

Giấy kraft là loại giấy được cấu tạo từ sợi xenlulozo, xử lý bằng muối Natri

sunphat Giấy kraft có đặc tính nổi bật là chất giấy rất dẻo dai, đanh và tương đối thô Chúng có thể chịu được những lực tác động với công suất tương đối lớn như: lực kéo,

I.4.2.2 Tỷ khối/Độ xếp chặt

Tỷ khối là một thông số rất quan trọng khác trong kiểm tra chất lượng giấy – nhất là với giấy in Tỷ khối là thuật ngữ được dùng để mô tả quan hệ giữa thể tích hay bề dày của giấy với cân nặng Nó là nghịch đảo của tỷ trọng (cân nặng trên mỗi

đơn vị thể tích) Tỷ khối được tính từ độ dày và định lượng theo công thức

Tỷ khối (cm 3 /g) = độ dày (mm) * định lượng (g/m 2 )* 1000

Tỷ khối của tờ giấy liên quan tới nhiều tính chất khác của nó Giảm độ khối, hay nói cách khác là làm tăng tỷ trọng sẽ khiến tờ giấy mịn hơn, láng hơn, đục hơn, sậm màu hơn, kém bền chắc hơn…

I.4.2.3 Độ dày

Đối với một định lượng cho trước, độ dày giúp xác định xem giấy phồng xốp hay được nén chặt như thế nào Cùng một định lượng, giấy làm từ loại bột được đánh/xử

lý kỹ, có nhiều xơ sợi ngắn như bột từ gỗ cứng hay rơm rạ, giấy được nén hay ép chặt

sẽ cho độ dày nhỏ hơn (mỏng hơn)

Độ dày của giấy được đo bằng micrometer – là khoảng cách vuông góc giữa hai

bề mặt giấy phẳng và song song, được đặt dưới lực nén 1kg/cm2 Qui trình chuẩn để

đo độ dày được giải thích trong tiêu chuẩn để kiểm tra chất lượng giấy TAPPI T 411

I.4.2.4 Độ chịu uốn

Độ chịu uốn là chỉ tiêu quan trọng trong kiểm tra chất lượng giấy có thể được định nghĩa là sự thay đổi có tính hệ thống của tờ giấy từ trạng thái phằng Độ chịu uốn hình thành từ sự bung ra của tờ giấy do bị ép trong quá trình sản xuất hay sử dụng Có ba dạng độ chịu uốn căn bản: độ chịu uốn cơ học, cuốn cấu trúc và cuốn ẩm Cuốn cơ học phát sinh khi một mặt giấy bị kéo căng vượt quá giới hạn đàn hồi của nó, ví dụ như độ chịu uốn nơi tờ giấy hình thành ở gần lõi cuộn giấy Cuốn cấu trúc sinh ra do bởi hai mặt của tờ giấy có sự khác biệt về hàm lượng xơ sợi vụn, chất độn, mật độ xơ sợi hay tính định hướng của xơ sợi quan sát được qua bề dày của

tờ giấy

I.4.2.5 Độ định hình

Định hình giấy là một chỉ báo về tính đồng nhất của việc phân bố các xơ sợi

và chất độn trong tờ giấy Tính định hình đóng vai trò quan trọng như phần lớn các đặc điểm khác của giấy Giấy phải được bền ngay tại những điểm yếu nhất của nó

Tờ giấy được định hình kém sẽ mỏng hơn, kém bền hơn và có nhiều đốm hơn Những điều này ảnh hưởng tới các tính chất như độ chịu bục, độ trong suốt, độ dày v.v…

Không hề có đơn vị hay một phương pháp chuẩn để đo tính định hình của giấy Đó chỉ là sự đánh giá tương đối

I.4.2.6 Độ ẩm

Tất cả các loại giấy đều có một độ ẩm nào đó Trong kiểm tra chất lượng giấy,

độ ẩm trong giấy thay đổi từ 2-12% tùy theo hàm lượng hơi nước, loại bột sử dụng,

độ nghiền và hóa chất dùng trong quá trình sản xuất Phần lớn các tính chất cơ lý của giấy thay đổi theo hàm lượng ẩm độ Nước làm cho sợi cellulose bị hóa nhựa, làm mối liên kết giữa các sợi xơ bị lỏng và yếu đi Kiểm soát độ ẩm kém trong kiểm tra chất lượng giấy có thể gây tác dụng ngược lên nhiều tính chất cơ lý của giấy

Độ ẩm tuyệt đối được thể hiện dưới dạng % so với cân nặng của giấy /bìa Quy trình chuẩn kiểm tra chất lượng giấy về độ ẩm được nêu trong TAPPI T 412 and ISO

287, SCAN P4

CHƯƠNG 2 - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU 2.1 Giai đoạn làm bột giấy kraft từ lá thông

2.1.1 Quy trình nấu bột kraft[1]

Phương pháp nấu bột giấy kraft là phương pháp nấu bột bằng dung dịch NaOH

và Na2S; trong đó tác nhân tấn công là HO- và HS-, ion HS- tăng tính chọn lọc cho quá trình nấu (tấn công lignin mà không gây hại đến xơ sợi)

2.1.2 Thuyết minh quy trình

2.1.2.1 Nguyên liệu

Lá thông được lấy ở huyện Bố Trạch tỉnh Quảng Bình

2.1.2.2 Xác định thành phần hóa học của nguyên liệu

 Xác định hàm lượng xenllulose (theo phương pháp Kiursher-Hofft)

a Cách tiến hành ( chúng tôi tiến hành trên 3 mẫu )

Bước 1: Cân 100gam lá tươi chiết hồi lưu bằng dung môi etanol trong 3h Chiết

Nguyên liệu trước khi cho vào nồi nấu được ngâm 30 phút với dịch nấu NaOH, trong quá trình ngâm phải khuấy trộn liên tục để hóa chất thấm đều sâu vào lá thúc đẩy các phản ứng diễn ra nhanh chóng và dễ dàng hơn trong quá trình nấu

Độ sunfua =

Để tìm ra độ sunfua, thời gian, nhiệt độ thích hợp cho quá trình nấu bột giấy từ

lá thông chúng tôi tiến hành thí nghiệm như sau

+ Để khảo sát ảnh hưởng của độ sunfua đến chất lượng bột giấy chúng tôi làm 4 mẫu với tỉ lệ Na2S: NaOH để nấu lần lượt là 1:1, 1:2, 1:3, 1: 3,5, sau đó lấy sản phẩm bột giấy thu được đo độ khô của bột giấy và đo chỉ số kappa để tìm ra tỉ lệ tốt nhất

+ Để khảo sát ảnh hưởng của thời gian đun với chất lượng bột giấy chúng tôi nấu lá thông với tỉ lệ Na2S: NaOH = 1:2, nhiệt độ 1650 C thời gian đun lần lượt 1h, 2h, 3h sau đó lấy sản phẩm đo chỉ số kappa để tìm ra nhiệt độ tốt nhất

2.2 Giai đoạn làm giấy kraft

2.2 1 Sơ đồ quy trình [2]

2.2 2 Thuyết minh quy trình

a Giai đoạn phân tán bột

Phân

tán bột dung dịch Chuẩn bị

huyền phù

Xeo giấy

Sấy - phơi khô

Cán láng

mNa 2 S + mNaOH

Mục đích của giai đoạn này là làm lỏng lẻo các liên kết trong cấu trúc bột giấy khô, làm giảm kích thước mảnh bột, xơ sợi tách rời nhau, huyền phù bột được hình thành Ở bước này, chúng tôi sử dụng 500 gam bột giấy trong 1lit nước, dùng máy khuấy để tạo hệ phân tán bột giấy trong nước

b Giai đoạn chuẩn bị dung dịch huyền phù để xeo giấy

Chuẩn bị dung dịch huyền phù để xeo giấy dung dịch bột chuẩn bị cho xeo tờ giấy có nồng độ khoảng 10-20 % Gồm bột giấy, hồ tinh bột( bột sắn), gelatin làm keo, phụ gia sử dụng là đá vôi CaCO3 làm cho mặt giấy trắng hơn và mịn hơn, phèn nhôm làm tăng độ keo tụ của các loại keo Với mỗi loại nguyên liệu bột giấy thì tỉ lệ các chất này là khác nhau để tìm ra tỉ lệ pha các chất vào dung dịch huyền phù chúng tôi thử nghiệm 4 công thức để pha dung dịch huyền phù trong 4 lít nước và thử trên

ba mẫu với định lượng mẫu giấy 190 gam, độ dày 0,2 mm

* Công thức 1 : 50 gam PVA, 50 gam bột sắn, 50 gam đá vôi CaCO3, 5 gam Gelatin, 5 gam phèn nhôm

* Công thức 2 : 50 gam PVA, 30 gam bột sắn, 100 gam đá vôi CaCO3, 5 gam Gelatin, 5 gam phèn nhôm

* Công thức 3 : 30gam PVA, 70 gam bột sắn, 70 gam đá vôi CaCO3, 10 gam Gelatin, 5 gam phèn nhôm

* Công thức 4 : 70 gam PVA, 30 gam bột sắn, 70 gam đá vôi CaCO3, 5 gam Gelatin, 5 gam phèn nhôm

Cân chính xác các chất và khuấy đều dung dịch bột trên trong vòng 5 phút bằng máy khuấy, đổ dung dịch bột giấy đã chuẩn bị ở trên vào sau đó ta tính toán lấy lượng huyền phù bột giấy sao cho xeo được tờ mẫu có định lượng như mong muốn

c Giai đoạn xeo giấy

Đây là công đoa ̣n ta ̣o hình tờ giấy được thực hiê ̣n bằng khuôn xeo giấy Thực hiện đưa các sợi được nghiền vào khung để tạo hình giấy Đây là quá trình quan trọng trong các bước tạo nên hình dạng giấy kraft

d Giai đoạn sấy, phơi khô

Sản phẩm phải đảm bảo được sấy khô thì mới có giá trị sử dụng, nếu không sẽ bị nát, rách ngay sau khi ép

e Ca ́ n láng

Được thực hiê ̣n trên giấy đã sấy khô nhằm cải thiê ̣n tính đồng nhất theo hướng ngang của giấy