25 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chế phẩm Cartapip™ đến hàm lượng nhựa của dăm mảnh 26 3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý với chế phẩm sinh học Cartapip™ đến hàm l
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ VƯƠNG THỊ THU TRANG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM NẤM CARTAPIP ™ CHO KHỬ NHỰA DĂM MẢNH GỖ KEO VÀ BẠCH ĐÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÓA HỌC HÀ NỘI - 2018 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17057204936701000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI _ VƯƠNG THỊ THU TRANG ™ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CHẾ PHẨM NẤM CARTAPIP CHO KHỬ NHỰA DĂM MẢNH GỖ KEO VÀ BẠCH ĐÀN LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Lê Quang Diễn HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu tôi, số liệu luận văn trung thực, tác giả cho phép sử dụng không chép tài liệu khoa học Học viên VƢƠNG THỊ THU TRANG LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Quang Diễn, người hướng dẫn tận tình, bảo tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành tốt Luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn ủng hộ, giúp đỡ mặt Thầy Cô giáo, cán Viện Kỹ thuật Hoá học, Viện Đào tạo sau đại học, Q Phịng ban chức Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin cám ơn giúp đỡ Trung tâm nghiên cứu phát triển công nghệ Viện Công nghiệp Giấy Xenluylo giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình thực đề tài Xin cảm ơn gia đình bạn bè chia sẻ khó khăn tạo điều kiện thuận lợi để hồn thành chương trình học tập Hà Nội, ngày 15 tháng 01 năm 2018 Học viên VƢƠNG THỊ THU TRANG MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát tính chất nguyên liệu cho sản xuất bột giấy 1.2 Khái quát “nhựa cây” gỗ 1.3 Sự ảnh hưởng nhựa đến trình sản xuất nhà máy giấy 1.4 Tổng quan nghiên cứu ứng dụng chế phẩm sinh học (nấm) để phân hủy nhựa dăm mảnh nguyên liệu giấy giới 1.4.1 Ứng dụng Nấm mốc (molds) 10 1.4.2 Ứng dụng Nấm đảm (basidiomycetes) 10 1.4.3 Ứng dụng Nấm dát gỗ (Sapstain fungi) 11 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu, vật liệu 15 2.2 Phương pháp thực nghiệm 16 2.2.1 Chuẩn bị chế phẩm sinh học 16 CHƢƠNG I CHƢƠNG II 2.2.2 2.2.3 Xử lý dăm mảnh với chế phẩm sinh học phịng thí nghiệm Xử lý dăm mảnh với chế phẩm sinh học bãi chứa dăm mảnh Tổng Công ty Giấy Việt Nam 16 16 2.2.4 Nấu bột giấy 17 2.2.5 Chuẩn bị nguyên liệu dăm mảnh cho phân tích 18 2.2.6 Xác định độ ẩm nguyên liệu 18 2.2.7 Phương pháp xác định hàm lượng chất trích ly 18 Phương pháp phân tích thành phần chất dễ bay 2.2.8 chất trích ly từ gỗ 19 2.2.9 Phương pháp xác định trị số Kappa bột giấy 20 2.2.10 Phương pháp xác định hoạt tính enzyme 20 2.3 Các phương pháp tiêu chuẩn hóa khác sử dụng 23 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 24 3.1 Nghiên cứu xác lập quy trình cơng nghệ xử lý dăm mảnh ngun liệu gỗ keo bạch đàn với chế phẩm Cartapip™ quy mơ phịng thí nghiệm 24 3.1.1 Phân tích chất lượng dăm mảnh gỗ sử dụng cho sản xuất bột giấy tẩy trắng 25 3.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng chế phẩm Cartapip™ đến hàm lượng nhựa dăm mảnh 26 3.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian xử lý với chế phẩm sinh học Cartapip™ đến hàm lượng nhựa dăm mảnh 28 3.1.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ nguyên liệu đến hiệu sử dụng chế phẩm sinh học thương phẩm 30 3.1.5 Xây dựng quy trình xử lý dăm mảnh với chế phẩm sinh học phù hợp quy mơ phịng thí nghiệm 31 3.2 Triển khai ứng dụng thử nghiệm đánh giá quy mô sản xuất Tổng Công ty Giấy Việt Nam 32 3.2.1 Khảo sát trạng sử dụng dăm mảnh hệ thống chuẩn bị dăm mảnh cho sản xuất bột giấy Tổng Công ty Giấy Việt Nam 32 3.2.2 Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý dăm mảnh 36 3.3 Đánh giá sơ hiệu kinh tế - kỹ thuật quy trình cơng nghệ xác lập 45 33.3.2 31 H ệ quảả kỹ mơi h ậtrường ủ ìquy h trình cơng hệ nghệ Hiệu 45 47 3.3.3 Hiệu kinh tế quy trình cơng nghệ 47 KẾT LUẬN 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 54 CHƢƠNG III PHỤ LỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT CFU Colony forming units (đơn vị hình thành khuẩn lạc) DCM Diclorometan ECF Công nghệ tẩy không sử dụng clo nguyên tố (Elemental Chlorine Free) KTĐ Khô tuyệt đối TCF Công nghệ tẩy không sử dụng clo (Total Chlorine Free) TNL Tấn nguyên liệu DANH MỤC BẢNG BIỂU Trang Bảng 1.1 : Hàm lượng nhựa (%) dăm mảnh sau tuần bảo quản chế phẩm Cartapip 97 12 Bảng 1.2 : Hiệu sử dụng chế phẩm Cartapip nhà máy sản xuất bột hóa – nhiệt – từ gỗ vân sam 13 Bảng 2.1 : Hoạt lực enzyme chế phẩm sinh học Cartapip ™ Bảng 2.2 : Tỷ lệ thành phần phương pháp xác định hoạt tính lignin peroxidase 21 Bảng 2.3 : Tỷ lệ thành phần phương pháp xác định hoạt tính laccase 21 Bảng 3.1 : Hàm lượng nhựa vi sinh vật dăm mảnh sử dụng cho nghiên cứu 24 Bảng 3.2 : Kết phân tích số tiêu chất lượng bột sau nấu mẫu dăm mảnh sử dụng cho nghiên cứu 24 Bảng 3.3 : Kết xử lý chế phẩm sinh học Cartapip™ mẫu nguyên liệu ban đầu sau 14 ngày 26 Bảng 3.4 : Hàm lượng nhựa nguyên liệu trước sau trình bảo quản với số tỷ lệ nguyên liệu khác 30 Bảng 3.5 : Tình hình sử dụng nguyên liệu từ năm 2014 đến năm 2016 33 Bảng 3.6 : Tiêu chuẩn phân loại gỗ Nhà máy giấy – TCT giấy Việt Nam 33 Bảng 3.7 : Danh mục thiết bị thuộc cơng đoạn chuẩn bị ngun liệu 35 Bảng 3.8 : Hàm lượng nhựa chất lượng bột sau nấu nguyên liệu sau xử lý 39 Bảng 3.9 : Thành phần hóa học chất nhựa có nguyên liệu dăm mảnh mùa Xuân, mg/100g bột gỗ 40 Bảng 3.10 : Chỉ tiêu phân tích nước thải q trình ứng dụng quy trình cơng nghệ xử lý dăm mảnh 42 Bảng 3.11 : Hàm lượng nhựa dăm mảnh nguyên liệu giấy trước sau trình bảo quản 45 Bảng 3.12 : Chất lượng bột giấy sau nấu mẫu nguyên liệu sau bảo quản 46 Bảng 3.13 : Bảng 3.14 Ảnh hưởng mức dùng kiềm đến số tiêu trình nấu bột giấy từ nguyên liệu dăm mảnh xử lý sinh học So sánh chi phí tiết kiệm xút chi phí sử dụng Cartapip™ cho : sản xuất 01 bột giấy sau nấu 15 48 49 DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 : Cấu trúc hóa học số chất thành phần nhựa gỗ cứng Hình 3.1 : Ảnh hưởng mức dùng chế phẩm Cartapip™ đến hàm lượng nhựa dăm mảnh 27 Hình 3.2 : Ảnh hưởng thời gian xử lý dăm mảnh với chế phẩm Cartapip™ đến hàm lượng nhựa dăm mảnh 37 MỞ ĐẦU Nhựa (chất trích ly) nhóm hợp chất hịa tan nước dung mơi hữu trung tính, etanol, axeton, ete etylic, ete dầu hỏa, diclometan số hỗn hợp dung mơi Chúng có thành phần phức tạp, bao gồm hàng trăm hợp chất có cấu tạo phân tử khác nhau, với nhóm chức khác ankan, rượu béo, axít béo, axít nhựa, sterol, terpenoid, sterol liên hợp, chất béo trung tính (triglyxerit) sáp Mặc dù tổng hàm lượng chất trích ly chiếm 3,5% hầu hết lồi gỗ, điều lại gây vấn đề lớn cho nhà máy sản xuất bột giấy giấy làm bẩn chăn lưới kết bám thiết bị Thành phần nhựa phụ thuộc vào chủng loại, độ tuổi, điều kiện lập địa, mùa khai thác thời gian lưu trữ xử lý nguyên liệu trước đưa vào sản xuất [13] Tổng công ty giấy Việt Nam Công ty cổ phần Giấy An Hòa đơn vị sản xuất giấy bột giấy liên hợp gặp phải vấn đề nhựa gây trình sản xuất xuất kết tủa, bám dính chăn, lưới, lô, gây đứt giấy, làm giảm suất hiệu trình sản xuất Đặc biệt, thiết bị chưng bốc xuất cặn bám bề mặt trao đổi nhiệt thành thiết bị làm giảm hiệu chưng bốc, nồng độ dịch đen thu thấp (chỉ khoảng 60 ÷ 63%), làm giảm hiệu đốt lị đốt thu hồi hóa chất Sự xuất cặn bám ống trao đổi nhiệt cịn gây tiêu hao q trình chưng bốc, cô đặc dịch đen Một giải pháp nhằm giảm hàm lượng chất trích ly áp dụng quy trình cơng nghệ tồn trữ bảo quản nguyên liệu (dạng gỗ trục dăm mảnh) phù hợp trước sử dụng Đây công đoạn thực tất loại hình sản xuất Tuy nhiên, bảo quản lưu trữ nguyên liệu lâu nguyên nhân giảm hiệu suất độ trắng bột giấy khơng kiểm sốt tác dụng vi sinh vật, đặc biệt với khí hậu ẩm miền Bắc nước ta, tượng mốc mục gỗ diễn nghiêm trọng Trong năm gần đây, với phát triển công nghệ sinh học nên việc sử dụng loại vi sinh vật chọn lọc enzyme giải pháp thay nhằm nâng cao tốc độ xử lý kiểm soát nhựa Phương pháp xử lý sinh học nguyên liệu gỗ với vi sinh vật enzyme, đề xuất thử nghiệm nhà máy để thay cho phương pháp xử lý truyền thống