Nghiên cứu khả năng sản xuất bột giấy từ cây mai dương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VÀ QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG  - BÁO CÁO TỐT NGHIỆP Đề tài: NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT BỘT GIẤY TỪ CÂY MAI DƯƠNG (MIMOSA PIGRA L.) Chuyên ngành: Công nghệ Kỹ thuật Môi trường Mã ngành: 7510406 GVHD: PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân – TS Lê Hồng Thía Lớp: DHMT15A Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Thùy Linh – 19435441 Nguyễn Thị Tuyền Linh - 19430071 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2023 THƠNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu khả sản xuất giấy từ Mai Dương (Mimosa pigra L.) Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân - TS Lê Hồng Thía Sinh viên thực hiện:  Sinh viên: Nguyễn Thị Thùy Linh - MSSV: 19435441 - Lớp: DHMT15A - Điện thoại: 0375516684 - Email: thuylinhnt501@gmail.com  Sinh viên: Nguyễn Thị Tuyền Linh - MSSV: 19430071 - Lớp: DHMT15A - Điện thoại: - Email: Tuyenlinh250701@gmail.com Xác nhận giáo viên hướng dẫn Xác nhận giáo viên hướng dẫn TS Lê Hồng Thía PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân Sinh viên thực Sinh viên thực Nguyễn Thị Thùy Linh Nguyễn Thị Tuyền Linh NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………… LỜI CẢM ƠN Báo cáo tốt nghiệp chuyên ngành Công nghệ kỹ thuật Môi trường với đề tài “Nghiên cứu khả sản xuất giấy từ Mai Dương (Mimosa pigra)” Là kết q trình cố gắng khơng ngừng nghỉ nhóm nhận trợ giúp, động viên thầy cô môn bạn bè xung quanh Qua trang viết nhóm xin gửi lời cảm ơn chân thành tri ân đến với thầy cô bạn bè người hỗ trợ cho nhóm Nhóm xin tỏ lịng kính trọng biết ơn vô sâu sắc đến với TS Lê Hồng Thía, PGS.TS Trần Nguyễn Minh Ân cố vấn ThS Lê Nhất Thống trực tiếp tận tình hướng dẫn cung cấp tài liệu khoa học cần thiết cho báo cáo Xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh, Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Kỹ thuật Quản lý Môi trường, Ban chủ nhiệm Khoa Cơng nghệ Hóa học Bộ mơn Công nghệ Kỹ thuật Môi trường tạo điều kiện cho nhóm hồn thành tốt việc nghiên cứu khoa học nhóm Cuối xin chân thành cảm ơn thành viên lớp DHMT15A giúp đỡ nhóm trình nghiên cứu thực báo cáo tốt nghiệp Trong trình báo cáo tốt nghiệp, kiến thức cịn nhiều thiếu xót mong thầy bổ sung để báo cáo hoàn thiện Nhóm xin chân thành cảm ơn! MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG 10 MỞ ĐẦU 11 Đặt vấn đề 11 Mục tiêu nghiên cứu 12 2.1 Mục tiêu chung 12 2.2 Mục tiêu cụ thể 12 CHƯƠNG TỔNG QUAN TÀI LIỆU 14 1.1 Khái niệm giấy bột giấy 14 Khái niệm giấy 14 Khái niệm bột giấy 14 1.2 Giới thiệu chung mai dương .14 Định danh phân loại 14 Đặc điểm sinh học, sinh thái học 15 1.3 Đánh giá nguồn nguyên liệu 19 Hiện tượng phân bố Mai dương 19 Tác hại gây câyTrinh nữ đầm lầy 23 Ứng dụng Mai dương 24 1.4 Các thành phần hóa học Mai dương 25 1.5 Các nghiên cứu nước .25 Các nghiên cứu sản xuất giấy từ Thực vật 25 Các nghiên cứu Mai dương nước 25 CHƯƠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .28 2.1 Đối tượng nghiên cứu 28 2.2 Hóa chất thiết bị nghiên cứu 28 Hóa chất 28 Thiết bị 28 2.3 Phương pháp nghiên cứu .28 Phương pháp khảo sát số tiêu chuẩn đánh giá chất lượng giấy 28 Phương pháp xác định trị số KAPPA 30 Phương pháp FTIR 31 Phương pháp triển khai thí nghiệm 31 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 34 3.1 Xây dựng quy trình cơng nghệ sản xuất giấy từ Mai dương 34 Quy trình cơng nghệ sản xuất giấy từ thân Mai dương 34 Thuyết minh quy trình sản xuất giấy từ thân Mai Dương 34 Đề xuất quy trình cơng nghệ sản xuất giấy từ hỗn hợp lá, quả, vỏ cành Mai dương 35 Thuyết minh quy trình cơng nghệ sản xuất lá, quả, vỏ cành Mai dương 36 3.2 Kết phân tích FTIR cấu trúc cenllulose nguyên liệu 38 Kết phân tích mẫu thân Mai dương 38 Kết phân tích hỗn hợp lá, quả, vỏ cành Mai dương 38 3.3 Kết thí nghiệm khảo sát điều kiện tối ưu cho sản xuất bột từ Mai dương 39 Thí nghiệm: Sử dụng NaOH 50% thời gian từ 60 – 180 phút 39 Thí nghiệm: Sử dụng NaOH 20% thời gian từ 240 phút – 480 phút 41 Thí nghiệm: Sử dụng NaOH 30% thời gian từ 240 phút – 480 phút 43 Đương lượng 46 Hiệu suất bột sau nấu thân Mai dương 48 Thành phần hóa học bột thân Mai dương sau thu hoạch 49 3.4 Điều kiện tối ưu sản xuất bột sunfit từ thân Mai dương 53 3.5 Thí nghiệm M10: Hỗn hợp lá, quả, cành vỏ sử dụng NaOH 30% thời gian 240 phút 53 Đương lượng 55 Hiệu suất bột sau nấu 55 Kết trị số Kappa hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 56 Liên kết Cenllulose bột từ hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Cây Mai dương vùng hồ Thác Bà 21 Hình Cây Mai dương khu vực xã Xuân tây, huyện Cẩm Mỹ, tỉnh Đồng Nai 24 Hình Nguyên liệu sau nấu 40 Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình 3 Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Mẫu bột sau đánh rã Error! Bookmark not defined Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Nguyên liệu sau nấu Error! Bookmark not defined Hình Nuyên liệu sau nấu 44 Hình 10 Mẫu bột sau đánh rã 44 Hình 11 Mẫu bột sau nấu 45 Hình 12 Mẫu bột sau đánh rã 45 Hình 13 Xeo bột mẫu thí nghiệm M3 định lượng 3.45g/0.0314 m2 46 Hình 14 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M8 định lượng 3.454g/0.0314 m2 46 Hình 15 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M9 định lượng 3.454g/0.0314 m2 47 Hình 16 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M3 định lượng 4.082g/0.0314m2 47 Hình 17 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M8 định lượng 4.082g/0.0314 m2 48 Hình 18 Hình biểu đồ khối lượng bột giấy trước sau thu 48 Hình 19 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột thí nghiệm M3 51 Hình 20 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột 6h 30% 52 Hình 21 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột 8h 30% 52 Hình 22 Mẫu bột sau nấu 54 Hình 23 Mẫu bột sau đánh rã 54 Hình 24 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M10 định lượng 3.454g/0.0314 m2 55 Hình 25 Biểu đồ Khối lượng bột giấy trước sau thu hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 55 Hình 26 Hình phổ cấu trúc cenllulose mẫu bột 4h 30% 57 DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Chiều cao Trinh nữ đầm lầy số vùng sinh thái khác Việt Nam 15 Bảng Chế độ ngập nước chiều cao Trinh nữ đầm lầy số khu vực Việt Nam 16 Bảng Đường kính thân Trinh nữ đầm lầy chế độ ngập nước khác số vùng sinh thái Việt Nam 17 Bảng Một số tiêu sinh thực Trinh nữ đầm lầy vùng sinh thái khác 18 Bảng Tình hình xâm lấn Trinh nữ đầm lầy VQG Tràm Chim 22 Bảng Số lượng Sếu đầu đỏ Tràm Chim năm 1999-2003 23 Bảng Tình hình chim nước Bầu Chim (Cát Tiên) 24 Bảng Điều kiện thí nghiệm biến giai đoạn nấu bột 39 Bảng Hiệu suất bột sau nấu 49 Bảng 3 Bảng hệ số hiệu chỉnh d, biểu thị hàm số V¬1 50 Bảng Kết trị số Kappa 50 Bảng Kết hàm lượng Lignin Cenllulose bột mẫu 51 Bảng Kết trị số Kappa 56 Bảng Kết hàm lượng Lignin Cenllulose bột mẫu hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 57 Hình 17 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M9 định lượng 3.454g/0.0314 m2 Kết luận: Kết sau xeo tờ bột giấy với định lượng 3.454g/0.0314 m2 nhận thấy với mẫu bột thí nghiệm M3 lượng bột khơng đủ kết lại để xeo thành tờ bột Với mẫu bột thí nghiệm M8 lượng bột đủ kết dính thành tờ bột gỡ tờ giấy bồi tờ bột có dấu hiệu vỡ bột mẫu thí nghiệm M8 khơng mịn, có nhiều sợi Với mẫu bột thí nghiệm M9 lượng bột đủ kết dính thành tờ bột gỡ giấy bồi dễ dàng bột mịn Để đánh giá lượng đương lượng phù hợp để xeo thành tờ bột, tiếp tục xeo mẫu bột thí nghiệm M3 M8 với đương lượng 130g/m2 tương đương ơt phịng thí nghiệm 4.082g/0.0314 m2  Mẫu bột thí nghiệm M3 M8 xeo bột với đương lượng 4.082g/0.0314 m2 Hình 18 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M3 định lượng 4.082g/0.0314m2 Hình 19 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M8 định lượng 4.082g/0.0314 m2 Kết luận: Kết sau xeo tờ bột giấy với định lượng 4.082g/0.0314 m2thì nhận thấy mẫu bột thí nghiệm M3, M8 lượng bột đủ kết dính thành tờ bột gỡ giấy bồi dễ dàng Riêng với mẫu bột thí nghiệm M8 xeo thành bột nhận thấy bột khơng mịn có nhiều sợi Hiệu suất bột sau nấu thân Mai dương Biểu đồ hàm lượng bột giấy trước sau thu 1400 1200 1126.75 1000 1211.53 1192.86 1000 1000 1000 800 600 457.39 412.73 461.23 400 200 Thí nghiệm Nguyên liệu Thí nghiệm Bột sau vắt tay Thí nghiệm Bột sau sấy khơng đổi Hình 20 Hình biểu đồ khối lượng bột giấy trước sau thu Chú thích: - Thí nghiệm M3: Sử dùng NaOH 50% (500g) với thời gian 180 phút - Thí nghiệm M8: Sử dùng NaOH 30% (300g) với thời gian 360 phút - Thí nghiệm M9: Sử dùng NaOH 30% (300g) với thời gian 480 phút Nhận xét: Thí nghiệm M3 thu 412.73g bột giấy; thí nghiệm M8 thu 457.39g bột giấy; thí nghiệm M9 thu 461.23g bột giấy Từ số liệu ta thấy tùy vào nồng độ NaOH khác thời gian khác cho lượng bột giấy khác Kết luận thí nghiệm sử dụng NaOH 30% (300g) với thời gian 480 phút cho hàm lượng bột tốt Hiệu suất bột (%) Mẫu M3 Mẫu M8 Mẫu M9 41.27 45.74 46.12 Bảng Hiệu suất bột sau nấu Thành phần hóa học bột thân Mai dương sau thu hoạch 3.3.6.1 Kết trị số Kappa Trị số Kappa (X) tính theo cơng thức sau: Sử dụng nồng độ mol/l: 𝑉1 = (𝑉2 − 𝑉3 ) × 𝑐 0.02 × Sử dụng nồng độ đương lượng (N): 𝑉1 = (𝑉2 − 𝑉3 ) × 𝑐 0.1 𝑋= 𝑉1 × 𝑑 𝑚 - Trong đó: V1 thể tích kali permanganat tiêu hao mẫu thử (ml) V2 thể tích dung dịch natri thiosunphat tiêu hao mẫu trắng (ml) V3 thể tích dung dịch natri thiosunphat tiêu hao mẫu thử (ml) c nồng độ dung dịch natri thiosunphat tính bằng mol/lít (hoặc nồng độ đượng lượng) d hệ số điều chỉnh tới 50% lượng kali permanganat tiêu hao; d phụ thuộc vào giá trị V1; m khối lượng khô tuyệt đối mẫu thử, tính bằng gam X trị số kappa - Trị số kappa giá trị trung bình hai lần xác định lấy với độ xác sau: + Trị số kappa  50, lấy xác tới 0.1 + 50 < trị số kappa  100, lấy xác tới 0.5 + Trị số kapa >100, không lấy chữ số sau dấu phẩy Bảng 3 Bảng hệ số hiệu chỉnh d, biểu thị hàm số V¬1 d V1 (ml) 30 0.958 40 0.960 0.962 0.964 0.966 0.968 0.970 0.973 0.975 0.977 0.979 0.981 0.983 0.985 0.987 0.989 0.991 0.994 0.996 0.998 50 1.000 1.002 1.004 1.006 1.009 1.011 1.013 1.015 1.017 1.019 60 1.022 1.024 1.026 1.028 1.030 1.033 1.035 1.037 1.039 1.042  Kết trị số Kappa Bảng Kết trị số Kappa Chỉ số Mẫu M3 Mẫu M8 Mẫu M9 Mẫu M10 V2 (ml) 33.60 33.6 33.6 33.6 V3 (ml) 18.13 18.85 15.35 18.70 V1 (ml) 30.94 29.50 42.50 29.80 X (trị số Kappa) 29.70 28.26 41.63 31.10 3.3.6.2 Hàm lượng lignin cenllulose có mẫu bột Khơng có mối quan hệ chung rõ ràng số kappa hàm lượng lignin tạp chất hữu khác loại bột giấy cụ thể Mối quan hệ thay đổi tùy theo loài gỗ quy trình nghiền bột phân tách sử dụng trình nghiền bột cho loại bột giấy cụ thể Số Kappa mối quan hệ đường thẳng với klason lignin số clo cho bột giấy 70% tổng sản lượng bột giấy Tỷ lệ phần trăm klason lignin mẫu bột giấy có số kappa xác định theo quy trình phương pháp thử tiêu chuẩn gần sử dụng phương trình sau Mức Lignin (%) = Số Kappa × 0,13 Mức Cenllulose (%) = 100 % – Mức Lignin Chỉ số Mẫu M3 Mẫu M8 Mẫu M9 X (trị số Kappa) 29.70 41.63 28.26 Lignin (%) 3.86% 5.44% 3.67% Cenllulose (%) 96.14% 94.56% 96.33% Bảng Kết hàm lượng Lignin Cenllulose bột mẫu 3.3.6.3 Liên kết Cenllulose mẫu Sử dụng máy quang phổ hồng ngoại biến đổi (FTIR) xác định dải tần quang phổ IR, xuất rung động độ hấp thụ nhóm chất chức Phổ hấp thụ IR thành phần vỏ (chất chiết xuất, cellulose lignin) vỏ ban đầu, ghi lại phạm vi 4000–500 cm−1 4000 3500 D:\060623\LINH MT 060623\50 THAN.0 3000 KBR 2500 2000 Wavenumber cm-1 KBR 1500 1000 437.13 617.63 558.90 896.64 1162.96 1113.29 1048.59 1429.48 1370.20 1638.20 2132.18 2891.15 3402.61 75 80 Transmittance [%] 90 85 95 100  Mẫu thí nghiệm M3 500 06/06/2023 Page 1/1 Hình 21 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột thí nghiệm M3 Từ phổ cấu trúc FTIR cellulose dải hấp thụ 3402.81 cm-1 gán cho: phenolic OH; dải hấp thụ 2891.15 cm-1 gán cho: C-H nhóm CH2 alcohol; dải hấp thụ 1638 cm-1 gán cho: C=O carbonyl hợp chất có màu bột giấy chưa tấy, C=O đường hemicellulose, dải hấp thụ 1429 cm-1 gán cho: C=C vòng thơm cấu trúc ligand, dải hấp thụ 1370 cm-1 gán cho: C-O liên kết β1,4 đường cấu trúc cellulose; dải hấp thụ 617, 63 cm-1 gán cho: vòng thơm cấu trúc ligand mang nhóm 4000 3500 3000 D:\060623\LINH MT 060623\6H 30%.0 KBR 2500 2000 Wavenumber cm-1 1500 617.69 1059.09 1427.23 1600.76 2900.29 3348.28 86 88 Transmittance [%] 96 94 92 90 98 100  Mẫu thí nghiệm M8 1000 500 KBR 06/06/2023 Page 1/1 Hình 22 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột 6h 30% Từ phổ cấu trúc FTIR cellulose dải hấp thụ với đỉnh 3348.28 cm-1 gán cho: rung động kép dài O-H cấu trúc alpha-cellulose; dải hấp thụ 2900.29 cm-1 gán cho kéo dài C-H rung động nhóm CH2 cellulose and hemicellulose; dải hấp thụ 1600.76 cm-1 gán cho: C=C carbonyl hợp chất vòng thơm; dải hấp thụ 1472.23 cm-1 gán cho: C=C vòng thơm cấu trúc methoxyl diện lượng nhỏ lignin; dải hấp thụ 1059.09 cm-1 gán cho: rung động liên kết glycosid C–O–C; dải hấp thụ 617, 69 cm-1 gán cho: vòng thơm cấu trúc ligand mang nhóm 4000 3500 D:\060623\LINH MT 060623\8H 30%.0 3000 KBR 2500 2000 Wavenumber cm-1 KBR 1500 1000 435.04 699.76 666.61 617.19 563.20 895.11 1160.12 1114.15 1048.72 1328.19 1425.61 1508.99 1629.97 2896.40 3379.33 3727.72 85 Transmittance [%] 95 90 100  Thí nghiệm M9 500 06/06/2023 Page 1/1 Hình 23 Hình phổ cấu trúc Cenllulose mẫu bột 8h 30% Từ phổ cấu trúc FTIR cellulose dải hấp thụ với đỉnh 3727.72 cm-1 kéo dài 3379.33 cm-1 gán cho: rung động kép dài nhóm O-H cấu trúc alphacellulose; dải hấp thụ 2896.40 cm-1 gán cho kéo dài C-H rung động nhóm CH2 cellulose; dải hấp thụ 1629.97 cm-1 gán cho: C=C carbonyl hợp chất vòng thơm; dải hấp thụ 1425.61 cm-1 gán cho: C-H, CH2 cellulose; dải hấp thụ 1048.72 cm-1 gán cho: rung động liên kết glycosid C–O–C; dải hấp thụ 617, 19 cm-1 gán cho: vòng thơm cấu trúc ligand mang nhóm Tóm lại, chạy quang phổ hồng ngoại biến đổi (FTIR) mẫu thí nghiệm M3, M8, M9 cho thấy phổ hấp thụ IR mẫu bột chiết xuất từ thân, lá, cành Mai dương ghi lại phạm vi 4000–500 cm−1 có xuất nhóm chức cấu trúc cellulose 3.4 Điều kiện tối ưu sản xuất bột sunfit từ thân Mai dương Dựa vào thí nghiệm khảo sát điều kiện tối ưu nhận thấy: - Hiệu suất bới mẫu bột nấu mẫu thí nghiệm M3, M8, M9 với mẫu bột thí nghiệm M9 cho hiệu suất bột cao - Theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4361:2007 Bột giấy – Xác định trị số Kappa [12] với mẫu bột thí nghiệm M8 khơng đạt tiêu chuẩn - Mẫu bột thí nghiệm M9 cho hàm lượng cenllulose cao mẫu bột thí nghiệm M3, M8 - So với mẫu bột thí nghiệm M3 mẫu bột thí nghiệm M9 thời gian nấu lâu nồng độ NaOH dùng thấp (mẫu bột thí nghiệm M3 NaOH 50% mẫu bột thí nghiệm M9 NaOH 30%) - Dựa vào kết luận thí nghiệm khảo sát điều kiện tối ưu sản xuất bột từ thân Mai dương Nhóm chọn điều kiện thích hợp để nấu bột sử dụng 30% NaOH nấu 480 phút 3.5 Thí nghiệm M10: Hỗn hợp lá, quả, cành vỏ sử dụng NaOH 30% thời gian 240 phút Do tùy vào độ cứng có thời gian nấu khác Độ cứng giữ thân phận cịn lại khác nên nhóm triển khai nấu với lượng NaOH dùng cho thân khảo sát từ 240 phút Hình 24 Mẫu bột từ hỗn hợp lá, quả, cành vỏ sau nấu Nhận xét: Hỗn hợp lá, quả, cành vỏ nấu với 300g NaOH sau 240 phút cho thấy hỗn hợp đã chín tới, dùng tay bóp nhẹ hỗn hợp đạt độ mềm rửa qua nước thành bột thơ Nên với nghiệm thức 1000g hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 300g NaOH nấu 240 phút khả thi Mẫu sau thành bột thô đem qua máy đánh rã thành bột Hình 3.25 Mẫu bột sau đánh rã Nhận xét: Sau cho vào máy đánh bột, đánh 60 phút, kết cho thấy bột thơ đánh rã, cho bột giấy mịn Từ cho thấy bột giấy sản xuất thành giấy Khơng cần làm thêm thí nghiệm để khảo sát thời gian Đương lượng Đối với giấy kraft đương lượng phù hợp 110g/m2, với quy mơ phịng thí nghiệm tương đương 3.454g/0.0314 m2 Từ kết luận thí nghiệm thí nghiệm M10 đánh thành bột có khả sản xuất thành bột giấy Dựa vào đương lượng tiến hành xeo tờ bột giấy Hình 26 Xeo bột mẫu bột thí nghiệm M10 định lượng 3.454g/0.0314 m2 Kết luận: Kết sau xeo tờ bột giấy với định lượng 3.454g/0.0314 m2 nhận thấy với mẫu bột thí nghiệm M10 lượng bột đủ kết lại để xeo thành tờ bột gỡ giấy bồi dễ dàng bột mịn Nhìn màu sắc giống màu giấy kraft Hiệu suất bột sau nấu 1400 1200 Biểu đồ Khối lượng bột giấy trước sau thu hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 1191.73 1000 1000 800 600 400 371.73 200 Thí nghiệm M10 Nguyên liệu Bột sau vắt tay Series Hình 27 Biểu đồ Khối lượng bột giấy trước sau thu hỗn hợp lá, quả, cành vỏ Chú thích: - Thí nghiệm M10: Sử dùng NaOH 30% (300g) với thời gian 240 phút Bảng Hiệu suất bột sau nấu Thí nghiệm Mẫu M10 Hiệu suất bột (%) 37.10 Kết trị số Kappa hỗn hợp lá, quả, cành vỏ Trị số Kappa (X) tính theo cơng thức sau: Sử dụng nồng độ mol/l: 𝑉1 = (𝑉2 − 𝑉3 ) × 𝑐 0.02 × Sử dụng nồng độ đương lượng (N): 𝑉1 = (𝑉2 − 𝑉3 ) × 𝑐 0.1 𝑋= 𝑉1 × 𝑑 𝑚 - Trong đó: V1 thể tích kali permanganat tiêu hao mẫu thử (ml) V2 thể tích dung dịch natri thiosunphat tiêu hao mẫu trắng (ml) V3 thể tích dung dịch natri thiosunphat tiêu hao mẫu thử (ml) c nồng độ dung dịch natri thiosunphat tính bằng mol/lít (hoặc nồng độ đượng lượng) d hệ số điều chỉnh tới 50% lượng kali permanganat tiêu hao; d phụ thuộc vào giá trị V1; m khối lượng khô tuyệt đối mẫu  Kết trị số Kappa Bảng Kết trị số Kappa Chỉ số Mẫu M10 V2 (ml) 33.60 V3 (ml) 18.70 V1 (ml) 29.8 X (trị số Kappa) 29.70 3.5.3.1 Hàm lượng lignin cenllulose có mẫu bột hỗn hợp lá, quả, cành vỏ Khơng có mối quan hệ chung rõ ràng số kappa hàm lượng lignin tạp chất hữu khác loại bột giấy cụ thể Mối quan hệ thay đổi tùy theo loài gỗ quy trình nghiền bột phân tách sử dụng trình nghiền bột cho loại bột giấy cụ thể Số Kappa mối quan hệ đường thẳng với klason lignin số clo cho bột giấy 70% tổng sản lượng bột giấy Tỷ lệ phần trăm klason lignin mẫu bột giấy có số kappa xác định theo quy trình phương pháp thử tiêu chuẩn gần sử dụng phương trình sau Mức Lignin (%) = Số Kappa × 0,13 Mức Cenllulose (%) = 100 % – Mức Lignin Chỉ số Mẫu M10 X (trị số Kappa) 29.80 Lignin (%) 4.04% Cenllulose (%) 95.96% Bảng Kết hàm lượng Lignin Cenllulose bột mẫu hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 4000 3500 D:\060623\LINH MT 060623\4H 30%.0 3000 KBR 2500 2000 Wavenumber cm-1 KBR 1500 1000 667.28 617.87 561.44 434.05 407.65 895.40 1159.34 1114.45 1048.83 988.83 1326.69 1424.61 1508.74 1627.99 2778.94 2897.46 3379.47 3727.98 80 Transmittance [%] 90 85 95 100 Liên kết Cenllulose bột từ hỗn hợp lá, quả, cành vỏ 500 06/06/2023 Page 1/1 Hình 28 Hình phổ cấu trúc cenllulose mẫu bột 4h 30% Từ phổ cấu trúc FTIR cellulose dải hấp thụ với đỉnh 3727.98 cm-1 kéo dài 3379.47 cm-1 gán cho: rung động kép dài nhóm O-H cấu trúc alpha- cellulose; dải hấp thụ 2897.46 cm-1 gán cho kéo dài C-H rung động nhóm CH2 cenllulose; dải hấp thụ 1627.99 cm-1 gán cho C=C carbonyl hợp chất vòng thơm; dải hấp thụ 1508.74 cm-1 gán cho N-O hình 3.26 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu tổng quan tình hình phát triển Mai dương loài thực vật ngoại lai xâm lấn Kết nghiên cứu cho thấy Mai dương ngun liệu hồn tồn ứng dụng làm ngun liệu cho công nghệ sản xuất bột giấy Đề tài tiến hành quy hoạch thực nghiệm lựa chọn điều kiện công nghệ phù hợp để sản xuất bột Các điều kiện công nghệ phịng thí nghiệm lựa chọn: - Với ngun liệu thân Mai dương: + NaOH 50%, thời gian nấu 180 phút + NaOH 30%, thời gian nấu 360 phút + NaOH 30%, thời gian nấu 480 phút - Với nguyên liệu hỗn hợp lá, quả, vỏ cành Mai dương: + NaOH 30%, thời gian nấu 240 phút Đề tài nghiên cứu đưa quy trình sản xuất giấy cho Mai dương đưa lượng đương lượng phù hợp cho bột thí nghiệm - Với bột giấy thân Mai dương: + NaOH 50%, thời gian nấu 180 phút: đương lượng phù hợp 4.082g/0.0314 m2 + NaOH 30%, thời gian nấu 360 phút: đương lượng phù hợp 4.082g/0.0314 m2 + NaOH 30%, thời gian nấu 480 phút: đương lượng phù hợp 3.454g/0.0314 m2 - Với bột giấy hỗn hợp lá, quả, vỏ cành Mai dương: + NaOH 30%, thời gian nấu 240 phút: đương lượng phù hợp 3.454g/0.0314 m2 Thí nghiệm xác định trị số Kappa (Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4361:2002 bột giấy – xác định trị số kappa Bộ Khoa học Công nghệ ban hành) Kết trị số Kappa xác định với thí nghiệm M8 (sử dụng NaOH 50% nấu 360 phút) bột giấy khơng phù hợp với tiêu chuẩn Qua kết thí nghiệm đề tài đề xuất điều kiện tối ưu để nấu bột giấy từ Mai dương 30% NaOH nấu thời gian 480 phút Đánh giá hiệu suất bột thí nghiệm M9 cho hiệu suất bột cao Nguyên liệu khô ban đầu sản phẩm bột chiết xuất từ thân, hỗn hợp cành - vỏ Mai dương chạy quang phổ hồng ngoại biến đổi (FTIR) thấy phổ hấp thụ IR ghi lại phạm vi 4000–500 cm−1 có xuất nhóm chức cấu trúc cellulose phù hợp ứng dụng sản xuất giấy KIẾN NGHỊ Tiếp tục nhiên cứu sản xuất giấy thành phẩm từ Mai dương Khảo sát đánh giá tính chất giấy độ dày; độ nhẵn, độ đục, độ hút nước, độ chịu bụt, chịu nén Ngoài xác định cellulose mẫu theo FTIR, cần phân tích thêm hàm lượng cellulose, hemicenllulose, lignin, Ash Mai dương TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hiển, Nguyễn Thị, Nguyễn Thị Thanh Thủy, and Nguyễn Thị Loan "Nghiên cứu chiết tách Anthocyanin từ đài hoa Hibiscus Sabdariffa – Ứng dụng để sản xuất giấy thị phát nhanh hàn the thực phẩm." Tạp chí Khoa học Phát triển (2012): 738-746 [2] Nguyễn Huy Thành "Nghiên cứu khả sản xuất bột giấy gỗ Sa Mộc (Cunninghamia Lanceolata-Hook) 10 tuổi." (2004) [3] Phạm Đăng Khôi; ThS Lê Nhất Thống “Tái sinh giấy Carton từ giấy thu hồi” [4] ThS Tơn Nữ Minh Nguyệt “Báo cáo hóa học thực phẩm” [5] Báo Vườn quốc gia U Minh Hạ [6] Tổng Cục Môi trường, Cục Bảo tồn đa Dạng sinh học Giới thiệu Một số loài sinh vật ngoại lai xâm hại Việt Nam Hà Nội, 2011 [7] Bách khoa toàn thư Wikipidia – Mai Dương [8] TS Lê Quang Diễn “Công nghệ sản xuất bột giấy – Tập Sản xuất bột hóa” Nhà xuất Bách khoa Hà Nội [9] TS Lê Quang Diễn “Công nghệ sản xuất bột giấy – Tập Sản xuất bột cơ” Nhà xuất Bách khoa Hà Nội [10] Cao Thị Nhung “Các yếu tố cơng nghệ tính chất loại giấy” Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [11] Bách khoa tồn thư Wikipidia – Giấy [12] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 4361:2002 bột giấy – xác định trị số kappa Bộ Khoa học Công nghệ ban hành [13] KS Võ Thị Cẩm Bình “Trung tâm Mơi trường Cơng nghiệp, Viện Khoa học Công nghệ Mỏ - Luyện kim” [14] Hội bảo vệ thiên nhiên môi trường Việt Nam “Mai dương thuốc” [15] Thông tư 35/2018/TT-BTNMT ngày 28 tháng 12 năm 2018 Bộ trưởng Bộ Tài nguyên Môi trường [16] Rafidah Md Salim, Jahimin Asik, Mohd Sani Sarjadi “Chemical functional groups of extractives, cellulose and lignin extracted from native Leucaena leucocephala bark”