Nghiên cứu tổ thành hóa học và khảo nghiệm nấu bột giấy từ nguyên liệu gỗ tràm ngập mặn (melaleuca lencadrendron linn)

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP KHOA CHẾ BIẾN LÂM SẢN KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU TỔ THÀNH HĨA HỌC VÀ KHẢO NGHIỆM NẤU BỘT GIẤY TỪ NGUYÊN LIỆU GỖ TRÀM NGẬP MẶN (Melaleuca leucadrendron –Linn) NGÀNH : CHẾ BIẾN LÂM SẢN MÃ SỐ : 101 Giáo viên hƣớng dẫn : TS CAO QUỐC AN Sinh viên thực : VŨ MINH CHƢƠNG Khoá học : 2007 - 2011 Hà Nội - 2011 ĐẶT VẤN ĐỀ Xã hội ngày phát triển nhu cầu sử dụng nguồn nguyên liệu ngành công nghiệp sinh hoạt ngày cao Trong nguồn nguyên liệu truyền thống điện than ngày cạn kiệt khơng có khả tái tạo, nguyên liệu gỗ lựa chọn tính phù hợp với nhu cầu sử dụng đặc tính học gỗ nguồn tài nguyên tái tạo sử dụng rộng rãi Trong thực trạng nhiều nguyên nhân khác rừng tự nhiên ngày cạn kiệt không nơi giữ vai trò chủ yếu cung cấp nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp chế biến gỗ, rừng trồng chưa thay rừng tự nhiên vai trò cung cấp nguồn nguyên liệu Mặt khác nhu cầu sử dụng sản phẩm từ gỗ ngày tăng số lượng chất lượng.Vì việc nghiên cứu tìm nguồn nguyên liệu sử dụng có hiệu nguồn nguyên liệu sẵn có có ý nghĩa quan trọng Tràm (Melaleuca leucadrendron –Linn) loài mọc chủ yếu khu rừng ngập mặn với trữ lượng lớn khoảng 120.000 ha, riêng tỉnh Long An chiếm 60.000 U Minh chiếm 30.000 Với trữ lượng đặc điểm sinh thái gỗ tràm sử dụng làm nguồn nguyên liệu cho ngành công nghiệp sản xuất bột giấy Xuất phát từ nhu cầu thực tế nguồn nguyên liệu sản phẩm từ gỗ tràm nguồn nguyên liệu việc sử dụng nguyên liệu gỗ Tràm không tận dụng nguồn ngun liệu mà cịn phù hợp với đặc tính, yêu cầu sản xuất Từ lí em lựa chọn tràm nguồn nguyên liệu làm đề tài khóa luận tốt nghiệp : “Nghiên cứu tổ thành hóa học khảo nghiệm nấu bột giấy từ nguyên liệu gỗ Tràm” Chƣơng TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu nghiên cứu Tìm nguồn nguyên liệu sử dụng công nghệ sản xuất bột giấy 1.2 Đối tƣợng nghiên cứu Gỗ Tràm ngập mặn (Melaleuca leucadrendron –Linn) rừng U Minh tỉnh Cà Mau 1.3 Nội dung nghiên cứu - Xác định thành phần hóa học nguyên liệu - Nấu bột từ nguyên liệu gỗ Tràm - Đánh giá kết nấu bột - Kiểm tra tính bột sau nấu - So sánh chất lượng bột từ gỗ Tràm với ngun liệu khác có tính chất tương tự 1.4 Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp lý thuyết: Tiến hành thu thập tài liệu liên quan làm sở lý luận phân tích kết nghiên cứu - Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thí nghiệm xác định thành phần hóa học nguyên liệu nấu bột giấy - Phương pháp kế thừa: kế thừa có chọn lọc tài liệu, kết nghiên cứu, đề tài cơng trình nghiên cứu ngồi nước có liên quan đến vấn đề nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài Kết nghiên cứu đề tài làm sở để tiến hành sử dụng nguồn nguyên liệu gỗ Tràm sản xuất bột giấy đạt hiệu cao Chƣơng CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lịch sử phát triển ngành giấy Giấy vật liệu thiết yếu việc đăng tải thơng tin, văn hóa nhân loại vật liệu cần thiết cho ngành công nghiệp, nông nghiệp, khoa học đời sống Thời cổ đại trước phát minh giấy người Trung Quốc biết dùng dây tết lại để ghi nhớ việc, sau viết lên vật liệu tre, gỗ đá,…và lụa mỏng để viết chữ, người Ấn Độ lấy cây, người Hy Lạp dùng đồ gốm sứ làm vật liệu để viết Phải đến năm 105 trước công nguyên Thái Luân Trung Quốc người hồn thiện chu trình xeo giấy phương pháp thủ công lịch sử ngành giấy ghi nhận góp phần đưa nghề giấy lên giai đoạn phát triển Những tờ giấy xuất Lôi Dương –Trung Quốc làm từ vỏ dâu ngâm vào nước đập rã Sơ sợi lơ lửng nước vớt lên sàng kết nan tre lơng ngựa Q trình khơng ghi lại cụ thể bảo mật hàng trăm năm, lan truyền khắp nơi nhờ xâm lược giao lưu thương mại, năm 384 trước công nguyên nghề làm giấy từ Trung Quốc lan truyền vào Triều Tiên, năm 610 Lan đến Nhật Bản kỷ thứ VII truyền vào Việt Nam, Miến Điện từ nghề làm giấy lan truyền đến nươc Châu Âu, Châu Phi, Châu Mỹ như: Ả Rập (751), Mỹ (1690), Canada (1830) Ở Việt Nam theo nghiên cứu lịch sử từ kỷ thứ III người Việt Giao Châu biết dùng vỏ mật hương làm thành thứ giấy tốt gọi giấy mật hương Sau nhiều loại giấy khác làm từ vỏ gió, rêu biển, từ vỏ trầm,… kỹ nghệ làm giấy nươc ta gắn liền với nhu cầu xã hội liên tục phát triển suốt qua thời Lý, Trần, Lê, Nguyễn Bằng chứng lịch sử ghi chép địa danh có nghề làm giấy truyền thống lưu tên đến tận ngày Yên Hòa – Kẻ Bưởi (ngoại vi phía tây thành Thăng Long), Làng Xuân Ô (Tiên Sơn) Dương Ô (Yên Phong),… ngày vào tháng giêng hàng năm người dân làng An Cốc (Hồng Minh, Phú Xuyên, Sơn Tây) n Thái (n Hịa, Nghĩa Đơ, Hà Nội) làm giỗ tổ mình, coi cụ tổ nghề giấy Việt Nam Giấy đồng hành với phát triển văn hóa dân tộc, góp phần tạo nên Chiếu dời Đơ, kì thi chọn nhân tài cho đất nước, tranh Đông Hồ Khởi đầu công nghiệp giấy bột giấy nhà nước xem việc dựng nhà máy giấy Đáp Cầu (nay Cơng ty cổ phần giấy Hồng Văn Thụ, Thái Nguyên) thực dân Pháp đầu tư vào năm 1913 với việc thành lập Công ty giấy Đông Dương thời Bên cạnh nhà máy giấy cịn có nhà máy bột giấy Việt Trì (nay Cơng ty giấy Việt Trì) 2.2 Ngành cơng nghệ giấy bột giấy Việt Nam Ở Việt Nam giấy xuất cách 1000 năm Từ chỗ ban đầu phiên quý đời sống, sản phẩm giấy ban đầu phục vụ số nhu cầu sinh hoạt người Cùng với phát triển xã hội việc sản xuất giấy nhiều hình thức khác phát triển Đến giấy trở thành nhu cầu thiếu người Mức sử dụng giấy bình quân giới đạt 50kg/đầu người Cùng với việc sử dụng đa nguồn nguyên liệu làm bột giấy phát triển không ngừng kỹ nghệ, công nghệ, trang thiết bị sản xuất giấy Vào thập niên cuối kỷ XX giới có khoảng gần 6000 nhà máy, xí nghiệp sản xuất bán thành phần xơ sợi với tổng công suất gần 250 triệu tấn/ năm Hàng ngàn doanh nghiệp, sở sản xuất giấy đáp ứng nhu cầu ngày tăng nhân loại giấy sản phẩm giấy Các vùng trọng điểm công nghiệp giấy bột giấy giới phân bố sau: Vùng Bắc Mỹ (Mỹ Canada); Bắc Âu, Tây Âu; Đông Âu, Mỹ La Tinh; Trung Quốc Nhật Bản Trong vai trị chủ đạo thuộc tập đồn xun quốc gia Theo dự đốn sản lượng giấy cat tơng giới đến năm 2010 đạt 420 triệu Sự tăng tưởng sản lượng với việc thúc đẩy khai thác lâm sản, đồng thời tụt hậu công nghệ sản xuất giấy thời nảy sinh nhận thức xã hội mối đe dọa công nghiệp xenlulo giấy môi trường sống sức khỏe nhân loại Do đó, nỗ lực ngành giấy giới thập kỷ gần tạo chuyển biến mạnh mẽ số lượng chất lượng toàn công đoạn sản xuất Ba nguồn nguyên liệu xơ sợi chủ yếu công nghiệp xenlulo-giấy bao gồm: gỗ, phi gỗ, giấy phế liệu Trong nguyên liệu gỗ nguyên liệu chủ yếu công nghiệp bột giấy giấy Những thập kỷ gần sử dụng nguyên liệu gỗ tiếp tục tăng Thế giới nói chung Việt nam nói riêng mở rộng quy hoạch, cải tạo, trồng thêm rừng, nhằm trì sống đảm bảo phát triển ổn định rừng Nhiều nhà máy sản xuất bột giấy quy hoạch vùng nguyên liệu lâm sản cho doanh nghiệp Về nguyên tắc bột giấy sản xuất từ rừng trồng có chất lượng so với gỗ rừng trồng tự nhiên, song theo dự đoán, năm tới nguồn nguyên liệu tiếp tục mở rộng Một số nhà máy chuyển sang sử dụng 100% nguyên liệu phế thải chế biến gỗ dăm gỗ, mùn cưa,… Mức sử dụng nguyên liệu gỗ (các loại ngắn ngày: tre nứa, lau sậy, bông, rơm, rạ,…) tổng thể nguyên liệu ngành giấy vòng 30 năm trở lại giảm rỏ rệt từ 10% đến 3% theo Hiệp hội giấy bột giấy Việt Nam (VPPA) Tổng lượng giấy phế liệu tổng thể bán thành phần sợi vòng 30 năm gần tăng gấp lần chiếm tới 45% Chế biến giấy loại không nhừng tăng trưởng phần nguồn nguyên liệu sinh khối thực vật bị cạn kiệt, song chủ yếu cần thiết phải giải vấn đề giảm lượng phế thải sinh hoạt, đặt biệt thành phố lớn vùng dân cư đông đúc Sự bùng nỗ phát triển lĩnh vực sản xuất Việt Nam chủ yếu gắn liền với gia tăng nhanh nhu cầu sản phẩm giấy mà ngành chế biến giấy đáp ứng, giấy vệ sinh, giấy bao bì chất lượng thấp Mặc dù vậy, cơng nghệ chế biến giấy sau tinh chế tẩy trắng có giá trị ngành với bột tẩy trắng sản xuất từ gỗ rộng Trong công nghiệp sản xuất giấy bột giấy, việc phát triển ngành công nghiệp phụ trợ ngày tăng với bảo vệ mơi trường tiết kiệm chi phí nước thải xu hướng giới ảnh hưởng trực tiếp tới Việt Nam Bước ngoặt kinh tế cho kinh tế Việt Nam dần có mặt qui mơ đại Hiện nước có 300 doanh nghiệp sản xuất kinh doanh giấy bột giấy Sự phát triển hài hòa cân đối, ngành giấy đáp ứng 98% nhu cầu giấy viết giấy in, 73% nhu cầu giấy báo, gần 97% nhu cầu giấy sinh, khăn giấy gần 60% nhu cầu giấy bao bì Tuy nhiên nước chưa có nhà máy chuyên sản xuất bột giấy, dẫn đến cân đối sản xuất bột giấy Lượng bột giấy thiếu hụy phải nhập từ nước làm giấy phải chịu nhiều tác động không nhỏ giá bột giấy tăng nhanh Theo thống kê hiệp hội giấy bột giấy Việt Nam, nước ta nhập hầu hết loại bột giấy có Nhiều tẩy bột với khoảng 50-60% sản phẩm nhập ngoại Theo báo cáo năm 2007 ngành giấy đáp ứng 98% nhu cầu giấy viết giấy in, 73% nhu cầu giấy báo, gần 97% nhu cầu giấy vệ sinh, khăn giấy gần 60% nhu cầu giấy bao bì Tuy nhiên ngành giấy đáp ứng 5,7% nhu cầu giấy tráng phủ, 76,3% nhu cầu làm giấy lớp mặt 67% nhu cầu giấy làm lớp sóng cho hịm hộp cat tơng Tổng qt công nghệ bột giấy giấy Việt Nam năm 2007 Bảng 2.1: bảng số liệu trữ lƣợng bột giấy Bột giấy bột Hạng mục Đơn vị Tổng công suất Tấn 965000 1158000 Tiêu dùng Tấn 108400 1554578 Sản lượng Tấn 953000 958000 Nhập Tấn 95000 766958 Xuất Tấn - 170980 tái sinh Giấy Nguồn: Hiệp hội giấy bột giấy Việt Nam (VPPA) Ảnh hưởng xu hướng phát triển công nghiệp giấy bột giấy giới ảnh hưởng trực tiếp tới cơng nghiệp giấy Việt Nam, có lợi nguyên liệu, thúc đẩy phát triển yếu tố nội địa Nên công nghiệp giấy bột giấy muốn phát triển bền vững có tính cạnh tranh cao việc đầu tư vào phát triển bột giấy tất yếu Các dự án lớn tập đồn lớn cơng ty đa quốc gia triển khai nước ta thời gian tới Chúng góp phần giảm bớt ảnh hưởng xấu tới thị trường giá bột giấy thị trường ln biến động, góp phần bình ổn tăng sức hấp dẫn, cạnh tranh ngành giấy Việt Nam bù đắp điểm yếu công nghệ nhân lực đường hội nhập với giới Bảng 2.2 : Đầu tƣ sản xuất bột giấy Việt Nam thời gian tới: Dự án Sản phẩm Công suất, năm Đang triển khai đưa vào hoạt đông trước năm 2010 Nhà máy giấy bột Bột kraft không tẩy- giấy Thanh Hóa UKp Nhà máy bột giấy Bột hóa nhiệt cơ- Phương Nam(Long An) CTMP,APMP 3.Quảng Nam-Incomex Bột hóa nhiệt cơ- TP.HCM CTMP Nhà mày bột giấy Bột kraft tẩy trắng- giấy An Hòa BHKP 50 000 100 000 100 000 130 000 Được cấp phép hoạt động (2009-2011) Mở rộng Bãi Bằng Bột kraft tẩy trắng- giai đoạn BHKP Nhà máy bột giấy Bột hóa nhiệt cơ- Lee&Man (Hậu Giang) CTMP 250 000 150 000 Nguồn: Hiệp hội giấy bột giấy Việt Nam (VPPA) Như vậy, nét đặt trưng thị trường bột giấy Việt Nam chênh lệch cung cầu Có thể thấy xu hướng phát triển cơng nghiệp bột giấy nước ta mở rộng chủng loại bột giấy nhằm đáp ứng nhu cầu ngày tăng nước ngồi nước Trong dự án sản xuất bột trọng đặc biệt dự án triển khai sức ép nguyên liệu ngày lớn Với xu hướng đa dạng hóa ngun liệu phát triển công nghệ thân thiện với môi trường ngày trú trọng Vì nghiên cứu nguồn nguyên liệu dùng để sản xuất bột từ nguyên liệu phi gỗ nhà khoa học đặc biệt quan tâm có ý nghĩa thực tiễn cao 2.3.Thành phần hóa học cấu tạo nên gỗ Thành phần cấu tạo nên gỗ chiếm tới 99- 99.7% chất hữu với nguyên tố là: Các bon (C), Hydro (H),Oxy (O) va Nito(N) Theo nhiều phân tích, loại gỗ khác phận khác tỷ lệ thành phần chất hữu không giống nhau, tỷ lệ thành phần nguyên tố loại gỗ xấp xỉ Hàm lượng bình quân Cac bon(C) 50%, Hydro (H) 6.4%, Oxy (O) 42.6% Nito (N) 1% Bảng2.3: Thành phần hóa học số loại cây: Lồi Hàm lượng (%) C H O N Thông 49,50 6,50 43,20 0,80 Vân Sam 51,00 6,20 41,90 0,90 Giẻ 51,40 6,10 42,40 1,01 Liễu 51,60 6,30 41,20 0,90 Bạch Dương 50,40 6,40 42,20 1,00 Bạch Lạp 49,20 6,30 43,50 1,00 Trích từ tài liệu V.M.Nhikitin 2.3.1 Tro gỗ thành phần tro gỗ Ngoài thành phần hữu cơ, gỗ cịn có chất vơ Khi đốt cháy hồn tồn gỗ chất vơ biến thành tro Hàm lượng tro gỗ ước chưng 0.3 – 1% khối lượng gỗ hồn tồn khơ gỗ có tạp chất lẫn vào tỷ lệ tro lên đến -5%, hàm lượng tro gỗ nhiệt đới nhiều so với gỗ ôn đới Hàm lượng tro phụ thuộc vào vị trí khác cây: vỏ,rễ, có nhiều tro gỗ vỏ có tới ÷ 7% tro có 3.4 ÷ 4% rễ có ÷ % cành nhánh có nhiều tro thân gốc Hàm lượng tro gỗ giảm dần tuổi tăng lên Tro hợp chất nguyên tố K, Na, Mg, Mn, fe, Si,…, chia làm hai phần chính: - Phần tan nước chiếm từ 10 ÷ 25% chủ yếu muối cacbonat Natri kali chiếm 60 ÷ 70% - Phần khơng tan nước chiếm 75 ÷ 90% gần nửa cacbonat canxi, lại muối photphoric silic loại muối kim loại khác không tan nước Gỗ xuôi bè, ngâm lâu nước, đốt cháy tỷ lệ muối cacbonat natri cacbonat kali thu Gỗ có nhiều tro dùng làm ngun liệu chế biến than hoạt tính khơng tốt Nếu gỗ có nhiều ngun tử phốt pho(P) khơng dung đốt than để luyện kim Theo kết nghiên cứu ta có hàm lượng tro số loại gỗ sau: Bảng 2.4: Hàm lƣợng tro số loài Gỗ Liên Bang Nga Loài Gỗ Việt Nam Hàm lượng tro Loài (%) Hàm lượng tro (%) Thông 0,39 Thông 0,64 Vân Sam 0,37 Vân Sam 0,78 Lãnh Sam 0,28 Lãnh Sam 0,93 Thông rụng 0,27 Thông rụng 2,03 Thủy cương 0,57 Thủy cương 4,73 Trích từ tài liệu V.M.Nhikitin 10 Nhận xét: Qua bảng số liệu đồ thị so sánh hàm lượng cellulose gỗ Tràm ngập mặn trung bình so với số lồi gỗ rộng, thấp 13.24% so với Song tử điệp, thấp 3.05% so với gỗ Dương 4.3 Kết trình nấu bột giấy Tiến hành nấu bột giấy với nguyên liệu gỗ Tràm phương pháp nấu Sunfate (NaOH Na2S) chế độ nấu sau: - Nhiệt độ nấu: 1600C - Thời gian: 90 phút - Lượng hóa chất 16%, 18%, 20% - Tỷ lệ dịch 1:5 Ta thu kết sau: Bảng 4.15: Tƣơng quan lƣợng hóa chất tới hiệu suất bột giấy lượng hóa chất(%) hiệu suất bột(%) 16 18 20 38.42 37.23 34.72 Đồ thị tương quan 39 38.42 hiệu suất bột(%) 38 37.23 37 36 34.72 35 34 33 32 16 18 20 lượng hóa chất (%) Đồ thị 4.7: Tƣơng quan lƣợng hóa chất tới hiệu suất bột Nhận xét: Từ đồ thị tương quan nồng độ với hiệu suất bột ta thấy hiệu suất bột nồng độ khác khác rõ rệt nguyên nhân 51 chế độ nấu với cấp nồng độ khác có tỉ lệ dăm sống tương ứng Với cấp nồng độ 16% 14.98%, η = 18% 4.07%, η = 20% 0% lượng hóa chất ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu suất bột Khi nồng độ tăng hiệu suất bột giảm cụ thể nồng độ 16% hiệu suất bột đạt 38.42% tương ứng lượng hóa chất tăng lên 18% hiệu suất bột giảm 37.23% nồng độ tiếp tục tăng tới 20% thi hiệu suất bột 34.72% Sở dĩ nồng độ tiếp tục tăng, tốc độ phân hủy cenllulose tốc độ hòa tan lignin tăng cao Điều dẫn đến suy giảm hiệu suất bột nấu đến độ cứng nấu đến hiệu suất độ cứng có giá trị khác Như vậy, tồn nồng độ tới hạn, mà tiếp tục gia tăng nồng độ nấu dẫn đến suy giảm hiệu suất chất lượng bột Nhận xét: Qua trình tiến hành nấu bột phương pháp sunfate với thay đổi nồng độ dịch nấu nguyên liệu gỗ Tràm ta thấy: Hiệu suất thành bột cấp nồng độ khác với cấp nồng độ 16% hiệu suất bột tạo cao nhiều dăm sống lẫn bột với cấp nồng độ 20% thi gần khơng cịn dăm sống hiệu suất bột giảm nhiều từ em lựa chọn chế độ nấu phù hợp cho nguyên liệu gỗ tràm “ Nhiệt độ 1600C, Thời gian bảo ơn 90 phút, Lƣợng hóa chất 18% tỷ lệ dịch 1:5” để đảm bảo hiệu suất bột cao cịn dăm sống bột 52 Hình ảnh bột giấy đƣợc tạo chế độ nấu: Hình ảnh bột giấy với lƣợng hóa chất 16% Hình ảnh bột giấy với lƣợng hóa chất 18% Hình ảnh bột giấy với lƣợng hóa chất 20% 53 Chƣơng KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Qua trình tiến hành nghiên cứu làm thực nghiệm nguyên liệu tràm ngập mặn em rút kêt luận: - Hàm lượng Cellulose tràm ngập mặn 40.19% so với số loài gỗ rộng tương đối thấp - Hàm lượng lignin gỗ tràm 30.54% So sánh với số lồi gỗ rộng hàm lượng lignin gỗ tràm ngập mặn mức trung bình đảm bảo cho trình sản xuất bột giấy - Hàm lượng chất tan nước nóng gỗ tràm 9.30%, so với số loài gỗ rộng để sản xuất bột giấy hàm lượng chất tan nước nóng gỗ tràm ngập mặn cao - Hàm lượng chất tan nước lạnh gỗ tràm 8.87%, đem so sánh với số lồi gỗ khác hàm lượng cao so với loài gỗ khác - Hàm lượng chất chiết suất NaOH 1% nguyên liệu gỗ tràm 17.12%, so với số lồi gỗ khác hàm lượng chất chiết suất gỗ tràm NaOH 1% trung bình - Lựa chọn chế độ nấu phù hợp cho gỗ Tràm “ Nhiệt độ 1600C, Thời gian bảo ơn 90 phút, Lượng hóa chất18% tỷ lệ dịch 1:5” - Trị số công nghệ hợp lý lựa chọn chế độ sản xuất bột giấy từ nguyên liệu gỗ tràm η = 18% 5.2.Kiến nghị - Cần tiến hành mở rộng việc sản xuất bột giấy từ nguyên liệu gỗ Tràm - Nghiên cứu & sản xuất loại giấy viết giấy in từ bột giấy nguyên liệu gỗ Tràm ngập mặn 54 PHỤ BIỂU 55 PHỤ BIỂU Phụ biểu 1: Độ ẩm dăm nấu gỗ tràm M mẫu trƣớc sấy STT (g) TB 2.1409 1.999 M cốc (g) 15.5741 15.3322 M (dăm +cốc sau sấy) (g) 15.7187 15.4676 MC (%) 13.58 13.76 13.67 Phụ biểu 2: Hàm lƣợng tro gỗ tràm M mẫu M cốc M tro Hàm lượng tro (A) ATB Mẫu 5.03 34.91 34.9454 0.81 Mẫu 5.01 35.48 35.5187 0.84 0.82 Đơn vị g g g % % Phụ biểu 3: Hàm lƣợng chất tan nƣớc nóng gỗ tràm Mẫu TB Hàm lượng chất tan nước nóng(%) 9.1 9.5 9.3 Phụ biểu 4: Hàm lƣợng chất tan nƣớc lạnh gỗ tràm M Mẫu M phễu M1 M2 Hàm lượng (N ) Mẫu 2.0026 85.1643 86.9421 86.9925 8.7025 56 Mẫu 2.0030 100.0033 101.7967 101.825 9.0514 Đơn vị g g g g % Phụ biểu 5: Hàm Lƣợng chất tan NaOH 1% gỗ tràm Mmẫu Mẫu 2.0017 Đơn Vị g Mphễu 45.2832 g M1 46.9422 g M2 46.9418 g M3 Hàm lượng NaOH (N Na) 46.9413 17.12 g % Phụ biểu 6: Hàm lƣợng lignin gỗ tràm Mẫu M mẫu M phễu M1 giấy lọc M1 phễu M2 giấy lọc M2 phễu Hàm lượng lignin Hàm lƣợng 1.006 49.0115 1.3275 49.5655 1.282 49.5653 30.54 Đơn Vị g g g g g g % Phụ biểu 7: Hàm lƣợng cellulose gỗ tràm Mẫu M mẫu M phễu M1 M2 M3 C Hàm lƣợng 1.0038 48.5626 48.9807 48.967 48.9661 40.1972 57 Đơn Vị g g g g g % Bảng 4.1 Số liệu đo kích thước hình thái sợi gỗ tràm STT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Chiều dài sợi 1047.82 1035.91 1100.15 1025 1106.32 1099.76 1003.9 1160.27 1231.74 993.22 1164.3 1099.79 1106.32 1002.64 1183.73 1057.3 816.43 1017.68 946.74 1079.71 1110.99 1423.83 1041.5 988.47 1082.05 1086.42 962.99 1097.11 1043.76 1181.26 Bề rộng sợi STT Chiều dài sợi Bề rộng sợi 21.58 24.52 20.55 27.78 26.03 17.68 26.64 16.17 21.17 17.86 14.4 17.68 26.03 18.77 23.18 26.55 20.55 26.78 17.68 21.01 33.33 24.81 20.2 21.46 28.85 24.29 28.49 21.17 20.36 23.72 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 1246.69 889.89 966.21 981.12 1085.66 1214.78 944.8 1162.98 948 1032.6 1041.94 824.15 1132.09 1175.84 908.6 1157.4 1052.93 1195.41 1164.22 1048.05 1065.97 1195.82 1084.38 932.44 1157.99 1098.22 1033.09 1228.65 1107.03 1005.4 30.36 20.36 26.84 18.77 17.59 18.08 21.8 24.29 21.8 22.48 22.73 15.82 21.17 24.52 20.36 20.55 21.58 17.59 26.03 24.12 24.29 23.99 20.2 17.68 24.12 25.57 24.52 19.27 26.03 29.07 Phụ biểu 8: Kết nấu bột giấy từ gỗ tràm Nồng độ dịch M dăm sống M dăm Hiệu suất thành bột Hiệu suất bột 16% 6.95 46.39 18% 1.89 46.36 20% 46.37 Đơn Vị g g 85.01 95.92 100 % 38.42 37.23 34.72 % 58 TÀI LIỆU THAM KHẢO Cao Quốc An, Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2005), Nguyên lý kỹ thuật sản xuất bột giấy, Tài liệu dịch, NXB Công nghiệp nhẹ Trung Quốc Cao Quốc An, Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2004), Hỏi đáp kỹ thuật Sản Xuất Bột Giấy, Tài liệu dịch, NXB Công nghiệp nhẹ Trung Quốc Nguyễn Thị Minh Nguyệt (2005), Hoá học gỗ, Tài liệu dịch, Giáo trình Đai học Lâm nghiệp Lê QuangDiễn (2007, Cơng nghệ sản xuất bột giấy, Tài liệu giảng dạy giành cho lớp chun mơn hố Hố lâm sản, Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Thị Hằng(2006), Xác định hàm lượng thành phần hóa học gỗ Bạch Đàn Trắng(Eucalyptus Camadulensis Denhn) Định hướng sử dụng, Khóa luận tốt nghiệp Đại học Lâm nghiệp Nguyễn Việt Tùng (2010), Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột sunfate từ Luồng ( Dendro Calamus barbutus Hsuch et D.Z.Li), Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ, Đại học Lâm nghiệp Cao Đình Tú (2008) Xây dựng quy trình tẩy trắng bột giấy từ thân Ngơ Hdroperoxit, Khóa luận tốt nghiệp Đại học Lâm Nghiệp Nguyễn Việt Dũng (2010), Nghiên cứu thử nghiệm tạo bột giấy từ phế thải nông nghiệp than ngơ phương pháp nấu xút, Khố luận tốt nghiệp, Đại học Lâm nghiệp Các trang web: http: // vi.wikipedia.org/ http: // bachkhoatoanthu.gov.vn/ http: // www.paperone.vn/ 59 LỜI CẢM ƠN Sau trình tìm hiểu, nghiên cứu đề tài tiến hành thí nghiệm trung tâm thí nghiệm khoa Chế biến lâm sản Trường Đại học lâm nghiệp em hồn thành khóa luận hướng dẫn bảo ban tận tình thầy Nhân dịp hồn thành khố luận tốt nghiệp, cho phép em bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới giáo viên hướng dẫn TS.Cao Quốc An tận tình giúp đỡ em trình thực khoá luận Em xin chân thành cảm ơn phịng ban, trung tâm khai thác thơng tin thư viện trường Đại học Lâm nghiệp toàn thể thầy cô bạn khoa Chế biến lâm sản bảo , hướng dẫn, tham gia góp ý kiến để em hồn thiện khố luận tốt Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội ngày 02 tháng 05 năm 2011 Sinh viên thực hiện: Vũ Minh Chương 60 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Ý nghĩa đề tài Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Lịch sử phát triển ngành giấy 2.2 Ngành công nghệ giấy bột giấy Việt Nam 2.3.Thành phần hóa học cấu tạo nên gỗ 2.3.1 Tro gỗ thành phần tro gỗ 2.3.2 Thành phần cố định gỗ 10 2.4 Đặc điểm nguyên liệu 13 2.5 Phương pháp nấu bột sunfate 13 2.5.1 Lý thuyết nấu bột 13 2.5.2 Lý thuyết nấu sulfate 14 2.5.3 Cơ chế vật lý nấu 18 2.6 Q trình phản ứng hóa học nấu sulfate 19 2.6.1 Quá trình phản ứng lignin: 20 2.6.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến trình nấu bột giấy 23 Chương 3: NỘI DUNG & QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 25 3.1 Lựa chọn & lấy mẫu nguyên liệu 25 3.2 Xác định thành phần hóa học nguyên liệu 25 61 3.2.1 Xác định độ ẩm nguyên liệu 25 3.2.2 Độ pH gỗ 27 3.2.3 Phương pháp xác định hàm lượng tro (Theo tiêu chuẩn T - 15 - OS – 58) 28 3.2.4 Xác định hàm lượng cellulose (Tiêu chuẩn T-210-OS-70) 29 3.2.5 Xác định hàm lượng lignin (Tiêu chuẩn T – 13 OS – 54) 30 3.2.6 Xác định hàm lượng chất hòa tan dung dịch NaOH 1% (TC: T - 0S -59) 31 3.2.7 Xác định hàm lượng chất tan nước nóng (TC: GB 2677,4-81) 32 3.2.8 Xác định hàm lượng chất tan nước lạnh (TC: T1-OS-59) 33 3.2.9 Phương pháp xác định hình thái sợi 34 3.3 Nấu bột giấy 35 3.3.1 Sơ đồ nấu bột giấy 35 3.3.2 Chuẩn bị dịch nấu 35 3.3.3 Tính tốn cho nồi nấu 36 3.3.4 Các bước tiến hành nấu bột 37 3.3.5 Làm bột 38 3.3.6 Xác định hiệu suất bột 38 Chương 4: KẾT QUẢ &THẢO LUẬN 39 4.1 Hình thái sợi nguyên liệu gỗ tràm 39 4.2 Thành phần hóa học nguyên liệu 40 4.2.2 Độ pH 41 4.2.3 Hàm lượng tro 42 4.2.4 Hàm lượng chất tan nước nóng 43 4.2.6 Hàm lượng chất tan NaOH 1% 46 4.2.7 Hàm lượng lignin gỗ Tràm ngập mặn 47 4.2.8 Hàm lượng cellulose gỗ 49 62 4.3 Kết trình nấu bột giấy 51 Chương 5: KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 54 5.1 Kết luận 54 5.2.Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU 63 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: bảng số liệu trữ lượng bột giấy Bảng 2.2 : Đầu tư sản xuất bột giấy Việt Nam thời gian tới: Bảng2.3: Thành phần hóa học số loại cây: Bảng 2.4: Hàm lượng tro số loài 10 Bảng 4.1: Kích thước hình thái sợi 40 Bảng4.2: Phân cấp chiều dài sợi gỗ 40 Bảng4.3: Thành phần hóa học gỗ tràm ngập mặn 41 Bảng4.4: Hàm lượng ẩm nguyên liệu thí nghiệm 41 Bảng 4.5: bảng xác định độ pH gỗ tràm ngập mặn 41 Bảng 4.6: Hàm lượng tro gỗ tràm ngập mặn 42 Bảng 4.7: bảng so sánh hàm lượng tro số loài gỗ 43 Bảng4.8: Hàm lượng chất tan nước nóng 44 Bảng4.9: Hàm lượng chất tan nước nóng số lồi 44 Bảng 4.10: Hàm lượng chất tan nước lạnh 45 Bảng 4.11: Hàm lượng chất tan nước lạnh số loài 45 Bảng4.12: Hàm lượng chất tan NaOH 1% số loài 47 Bảng4.13: Hàm lượng lignin số loài 48 Bảng4.14: Hàm lượng cellulose số loài 50 Bảng 4.15: Tương quan lượng hóa chất tới hiệu suất bột giấy 51 64 DANH MỤC CÁC BIỂU ĐỒ Hình ảnh hình thái sợi kính hiển vi 39 Biểu đồ 4.1 Hàm lượng tro số gỗ 43 Biểu đồ 4.2 Hàm lượng chất tan nước nóng số loại gỗ 44 Đồ thị 4.3: Hàm lượng chất chiết suất tan nước lạnh 46 số loài gỗ 46 Đồ thị 4.4: Hàm lượng chất chiết suất NaOH 1% 47 số loài gỗ 47 Đồ thị 4.5: Hàm lượng lignin số loài gỗ 48 Đồ thị 4.6: Hàm lượng cellulose số loài gỗ 50 Đồ thị 4.7: Tương quan lượng hóa chất tới hiệu suất bột 51 65