NGHIÊN cứu QUÁ TRÌNH KHỬ mực GIẤY LOẠI văn PHÒNG THEO PHƯƠNG PHÁP xử lý kết hợp GIỮA tác NHÂN SINH học và hóa học

0 BỘ CÔNG THƯƠNG TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ *********&********* BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2008 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC GIẤY LOẠI VĂN PHÒNG THEO PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT HỢP GIỮA TÁC NHÂN SINH HỌC VÀ HÓA HỌC Cơ quan chủ quản: Cơ quan chủ trì: Chủ nhiệm đề tài: BỘ CÔNG THƯƠNG VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ Nguyễn Việt Kỹ sư công nghệ giấy 7125 17/02/2009 HÀ NỘI 11/2008 MỤC LỤC TT Phần I I.1 I.1.1 I.1.2 I.2 I.2.1 I.2.2 I.2.2.1 I.2.2.2 I.3 I.3.1 I.3.1.1 I.3.1.2 I.3.1.3 I.3.2 I.3.2.1 I.3.2.1.1 I.3.2.1.2 Phần II II.1 II.1.1 II.1.2 II.1.3 II.2 II.2.1 II.2.2 Phần III III.1 III.1.1 III.1.2 III.1.3 III.1.4 Nội dung MỞ ĐẦU TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GIẤY LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP KHỬ MỰC ENZYM Tình hình sử dụng giấy loại giới Việt Nam Tình hình sử dụng giấy loại giới Tình hình sử dụng giấy loại Việt Nam Khử mực giấy loại Giấy loại, cấu trúc mực in phương pháp in Phương pháp khử mực giấy loại Các phương pháp khử mực Hóa chất sử dụng trình khử mực thông thường: Quá trình khử mực giấy loại có sử dụng enzym Enzym chế hoạt động enzym Giới thiệu chung enzym Tính chất enzym Cơ chế hoạt động enzym Ứng dụng enzym trình khử mực giấy loại văn phòng Hoạt động enzym trình tuyển khử mực giấy loại Bản chất hóa học trình tuyển khử mực Hoạt động enzym khử mực giấy loại ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng, hóa chất thiết bị nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Hóa chất Thiết bị Phương pháp nghiên cứu Chuẩn bị nguyên liệu Phương pháp nghiên cứu KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN Nghiên cứu xác lập quy trình tuyển khử mực giấy loại hóa chất Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng NaOH tới kết khử mực giấy loại hóa chất Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng H2O2 tới kết khử mực giấy loại hóa chất Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng chất khử mực tới kết khử mực giấy loại hóa chất Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian ủ tới kết khử mực Trang 3 8 10 10 12 13 13 13 14 15 16 17 17 19 22 22 22 22 22 23 23 23 26 26 26 27 28 29 III.2 III.2.1 III.2.1.1 III.2.1.2 III.2.2 III.2.2.1 III.2.2.2 III.2.2.3 III.2.2.4 III.2.2.5 III.4 III.4.1 III.4.2 Phần IV giấy loại hóa chất Nghiên cứu qúa trình tuyển khử mực hóa chất kết hợp với tác nhân sinh học Nghiên cứu qúa trình tuyển khử mực giấy loại sử dụng enzym α- amylaza Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng enzym α-amylaza trình tuyển khử mực giấy loại Nghiên cứu khả tiết kiệm hóa chất chủ yếu sử dụng enzym α- amylaza cho trình tuyển khử mực Nghiên cứu qúa trình tuyển khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE 30 Nghiên cứu ảnh hưởng mức dùng enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại Nghiên cứu khả tiết kiệm hóa chất chủ yếu sử dụng enzym BIO-DE cho trình tuyển khử mực Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới kết khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE 30 Nghiên cứu ảnh hưởng pH môi trường tới kết khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE30 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại Đánh giá sơ hiệu kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng enzym trình khử mực giấy loại phương pháp tuyển Đánh giá sơ hiệu kỹ thuật Đánh giá sơ hiệu kinh tế KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 31 31 31 32 34 34 35 37 38 40 42 42 43 47 MỞ ĐẦU Hiện nay, tái sinh giấy loại sản phẩm từ giấy nhà máy bột giấy giấy quan tâm Do ý thức bảo vệ môi trường cải thiện quy định chặt chẽ sản xuất, ngành công nghiệp giấy giới Việt Nam nỗ lực thu hồi tái sinh 40% tất sản phẩm giấy qua sử dụng [18] Chính nhu cầu sử dụng xơ sợi tái sinh sản phẩm giấy tăng cao mà công nghệ khử mực giấy loại cải tiến ngày hoàn thiện Các phương pháp khử mực giấy loại hóa chất truyền thống từ trước tới có giá thành cao, sử dụng nhiều hóa chất có hại cho môi trường Việc sử dụng hoá chất có xu hướng cải thiện mức loại mực độ trắng bột giấy, hóa chất sau thải môi trường gây ô nhiễm trầm trọng Cùng với giá thành cao ảnh hưởng đến môi trường, hóa chất khử mực tác động vào xơ sợi tính chất lý bột Một phương pháp cải tiến trình khử mực giấy loại kết hợp tác nhân sinh học hóa học thu hút ý nhà sản xuất thời gian gần Một số nghiên cứu loại enzym xenlulaza, hemixelulaza, xylanaza, amylaza lipaza có hiệu việc khử mực giấy loại văn phòng Các enzym sử dụng kết hợp với để nâng cao hiệu khử mực giấy loại báo tạp chí Khử mực giấy loại có sử dụng enzym đặc biệt hiệu giấy loại có sử dụng phương pháp in mà phương pháp khử mực truyền thống tác dụng in laser hay in xerographic (có mặt hạt toner) bám dính phân tử mang màu giấy bền vững Do ưu điểm khả khử mực phương pháp khử mực có sử dụng enzym nâng cao xơ sợi tái sinh Năm 2008, Viện công nghiệp Giấy Xenluylô Bộ Công Thương giao cho thực đề tài: “Nghiên cứu trình khử mực giấy loại văn phòng theo phương pháp xử lý kết hợp tác nhân sinh học hóa học” Nôi dung nghiên cứu bao gồm: - Nghiên cứu sử dụng hóa chất để khử mực giấy loại văn phòng phương pháp tuyển khử mực - Nghiên cứu hiệu khử mực loại enzym kết hợp với hóa chất - Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố công nghệ (pH, thời gian, thời điểm sử dụng enzym mức dùng) trình sử dụng enzym tới hiệu suất chất lượng bột giấy như: + Hiệu suất bột + Độ trắng tính chất lý + Mức loại mực - Xác định hiệu loại mực giai đoạn tuyển rửa - Từ kết thí nghiệm, thiết lập qui trình khử mực giấy loại văn phòng - Đánh giá hiệu kinh tế - kỹ thuật trình thiết lập PHẦN I TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GIẤY LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP KHỬ MỰC SỬ DỤNG ENZYM I.1.Tình hình sử dụng giấy loại giới Việt Nam I.1.1 Tình hình sử dụng giấy loại giới Ngành công nghiệp giấy ngành sử dụng nhiều nguyên liệu thứ cấp tái sinh Theo dự báo phát triển công nghiệp giấy FAO RISI từ đến 2010, mức tăng trưởng nhu cầu sử dụng giấy loại phạm vi toàn cầu tăng bình quân 2,6÷2,9%/năm, tăng từ 360 triệu năm 2005 lên đến 410 triệu năm 2010 Trong đó, vật liệu giấy tông loại cho sản xuất tông sóng đạt mức 135 triệu tấn, giấy loại tông bao bì khác đạt 46 triệu tấn, tổng cộng 181 triệu tấn, chiếm tỷ lệ 44% Về bán thành phẩm xơ sợi dùng cho công nghiệp giấy, năm 2005 toàn giới 345 triệu tấn, xơ sợi từ giấy loại chiếm 44%, đạt mức 150 triệu Dự đoán đến năm 2010 đạt 398 triệu tấn, xơ sợi giấy loại chiếm tỷ lệ 48%, đạt khoảng 190 triệu [3] Thu gom xử lý giấy loại nước có ngành công nghiệp giấy phát triển trở thành ngành công nghiệp đem lại nguồn nguyên liệu đáng kể cho sản xuất giấy Điển hình, năm 2006 ngành giấy Nhật sử dụng khoảng 62% bột giấy tái chế từ giấy loại cho sản xuất giấy tông Về khối lượng, hàng năm Nhật Bản tiêu thụ khoảng 20÷21 triệu giấy loại, ví dụ năm 2006 tiêu thụ nội địa 19,03 triệu giấy loại xuất giấy loại đạt 4,1 triệu Tỷ lệ sử dụng giấy loại ngành giấy Hoa Kỳ 61% Trong năm 2006, Hoa Kỳ tái chế 51 triệu giấy loại, dành cho xuất 16 triệu [4] Các nước Châu Á khác có công nghiệp giấy phát triển Trung Quốc, Hàn Quốc, hàng năm tiêu thụ lượng giấy loại khổng lồ thu gom nước nhập từ nước Cụ thể, năm 2005 Hàn Quốc tiêu thụ 7,5 triệu tấn, năm 2006 tăng lên 8,6 triệu tấn, nhập 1,2 triệu tấn[4], đạt mức tiêu thụ giấy loại lên đến 80% Năm 2006, Đài Loan tiêu thụ 3,980 triệu giấy loại, nhập 0,76 triệu [4] Trong năm 2006, Trung Quốc tiêu thụ 42,2 triệu giấy loại, nhập lên đến 19,6 triệu tỷ lệ sử dụng giấy loại đạt mức 65% Các nước khu vực Đông Nam Á sử dụng lượng giấy loại lớn cho sản xuất giấy tông Năm 2006, Indonexia tiêu thụ khoảng 5,51 triệu giấy loại với mức sử dụng giấy loại chiếm 62,0% Thái Lan tiêu thụ 2,77 triệu giấy loại đạt tỷ lệ 64%, Malayxia tiêu thụ 1,1 triệu đạt mức sử dụng giấy loại 75,5 % [4] Một đặc trưng nước có ngành công nghiệp sản xuất giấy không phát triển Đài Loan, Malayxia, Philippin, tỷ lệ dùng bột giấy loại cho sản xuất mức cao Rất nhiều nước giới, đặc biệt nước Châu Á phải nhập giấy loại từ nước ngoài, lục địa có bùng nổ công nghiệp sản xuất giấy Khối lượng giấy loại nhập từ Mỹ vào nước Châu Á năm 2006 thể bảng 1.1 Bảng 1.1: Nhập từ Mỹ vào nước Châu Á năm 2006 Nước nhập Tr.Quốc Indonexia Hàn Quốc Đài loan Thái Lan ONP 1,248,000 112,000 250,000 44,000 97,000 Các loại DIP OCC khác Tổng cộng 62,000 2,400,000 2,950,000 6,660,000 28,000 296,000 19,000 455,000 72,000 350,000 340,000 1,012,000 28,000 240,000 78,000 390,000 6,100 230,000 21,000 354,100 Tỷ lệ DIP,% 0.9% 6.2% 7.1% 7.2% 1.7% Từ bảng 1.1 cho thấy giấy loại nhập nước tương đối lớn, phổ biến bao bì hòm hộp cũ, chiếm tỷ lệ từ 36 đến 65% Đây nguồn nguyên liệu xơ sợi quan trọng cho sản xuất giấy tông Lý giải cho phát triển không ngừng việc sử dụng xơ sợi tái sinh ban đầu cạnh tranh giá yêu cầu luật pháp nhiều quốc gia Sự ảnh hưởng nhà môi trường thông qua chiến dịch xanh chấp nhận giấy làm từ xơ sợi tái sinh thị trường làm tăng hiệu sách quốc gia vấn đề sử dụng nguyên liệu tái sinh Theo quan điểm nhà môi trường, ngành công nghiệp sử dụng xơ sợi tái sinh thân thiện với môi trường Rõ ràng việc sử dụng giấy tái sinh tiết kiệm nguồn tài nguyên rừng nguồn lượng sử dụng ngành công nghiệp sản xuất giấy Công nghệ xử lý, tái chế, hoàn nguyên làm giàu xơ sợi nước giới đạt mức độ đại, đồng với loại thiết bị tiên tiến, dây chuyền sản xuất gọn nhẹ, hiệu cao mặt kỹ thuật kinh tế Hiện nay, công nghệ khử mực giấy loại nước giới triển khai ứng dụng ngày hoàn thiện hơn, với công nghệ đánh tơi nồng độ cao cho phép phân tán tách mực tốt hơn, tăng hiệu hóa chất khử mực Công nghệ sàng lọc nhiều giai đoạn, xử lý tạp chất sử dụng phụ gia công đoạn xử lý để nâng cao chất lượng xơ sợi Những thiết bị tuyển gần cải thiện đáng kể kích thước bong bóng khí phân tán, tăng hiệu loại mực nhiều trước.[20] Châu Âu lục địa có khả khử mực giấy loại chiếm lớn toàn cầu Bắc Mỹ Châu Á chiếm 25% Khả khử mực lục địa khác không đáng kể biểu diễn hình 1.1 Hình1.1: Năng lực khử mực giấy loại toàn cầu Nam Mỹ,C.Phi, C.Đai Dương 6% Bắc Mỹ 25% Châu ÂU 44% Châu Á 25% Trên giới châu Âu, bột khử mực dùng chủ yếu cho giấy in báo, giấy vệ sinh, giấy in giấy viết, lớp giấy tông duplex Trong tương lai, công nghệ khử mực giấy loại phát triển với công nghệ ngày tiên tiến nữa.[18] Các công đoạn khử mực giấy loại có sử dụng enzym minh hoạ theo sơ đồ hình 1.2 [2] GIẤY LOẠI ENZYMS ĐÁNH TƠI XỬ LÝ ENZYM KIỂM TRA CSF CHẤT HĐ BỀ MẶT, TRỢ TUYỂN NỔI NỒNG ĐỘ BỘT:5÷12% THỜI GIAN: 10÷20 PHÚT NHIỆT ĐỘ: 40÷60 OC pH: 5,0 SÀNG CHỌN/LÀM SẠCH RỬA PHÂN TÁN TUYỂN NỔI THỜI GIAN: 10÷20 PHÚT pH: 4,0÷10 RỬA/CÔ ĐẶC NHIỆT ĐỘ: 50OC XỬ LÝ ENZYM LẦN (NẾU CẦN) PHÂN TÍCH CƠ LÝ BỘT THÀNH PHẨM THỜI GIAN: 10÷20 PHÚT PHÂN TÍCH HÌNH ẢNH Hình 1.2:Qui trình khử mực giấy loại sử dụng enzym I.1.2 Tình hình sử dụng giấy loại Việt Nam Giấy loại nước ta bao gồm biên xén kẻ, giấy học sinh, giấy văn phòng, giấy báo, tạp chí hàng ngày nhiều bao bì hòm hộp tông Việc sử dụng giấy loại cho sản xuất giấy Việt Nam không xuất phát từ ưu giấy loại giá rẻ nhu cầu tiêu dùng số sản phẩm phù hợp với nguyên liệu này, mà cân đối nghiêm trọng sản lượng bột giấy giấy Tính đến năm 2007, tổng sản lượng giấy đạt 1.130.000 giấy, cáctông loại 590.000 (chiếm 52%), bột giấy cung cấp đạt 355.000 (đáp ứng 30% nhu cầu sản xuất), bột giấy nhập khoảng 110.000 (chiếm 9,0 %)[4], khối lượng giấy loại sử dụng khoảng 861.000 (sau quy đổi 718.000 tấn- chiếm tỷ lệ 61% nhu cầu tiêu thụ) Giấy loại bao gồm: thu gom nước 550.000 (sau quy đổi 458.000 tấn) nhập 311.000 (sau quy đổi 260.000 tấn) Nguồn giấy loại nhập từ nước chủ yếu từ Mỹ, Singapo Nhật Bản Số liệu công suất, sản lượng bột giấy giấy, khối lượng giấy loại tiêu thụ năm 2007 ngành giấy Việt Nam tổng hợp bảng 2.[5] Bảng1.2:Công suất, sản lượng bột giấy giấy- tiêu thụ giấy loại năm 2007 Hạng mục Bột giấy Giấy Tỷ lệ bột/giấy Công suất thiết kế 336.000 1.341.000 25,0% Sản lượng 2007 355.000 1.130.000 30,0% Bột nhập 110.000 - 9,0% Tiêu thụ giấy loại 718.000 - 61,0% Trong 4.1 Nhập 260.000 36% 4.2 Thu gom nước 458.00 64% Do mức tiêu thụ sản phẩm giấy tăng nhanh nên lượng giấy loại thu hồi tăng nhanh chóng, đòi hỏi ngành công nghiệp giấy Việt Nam phải có xu hướng phát triển công nghệ tái chế nguồn nguyên liệu nhằm tận dụng triệt để, đem lại hiệu kinh tế, tiết kiệm tài nguyên rừng không gây ô nhiễm môi trường Một công nghệ tái chế giấy loại phát triển Việt Nam công nghệ khử mực, chủ yếu giấy in, giấy viết, giấy báo tạp chí cũ Tuy nhiên, công nghệ khử mực giấy loại dừng lại phương pháp khử mực hóa chất áp dụng số nhà máy: Công ty cổ phần giấy Sài gòn với dây chuyền khử mực giấy loại DIP 20 tấn/ngày, Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch 6.000 tấn/năm, Công ty giấy New Toyo 60 tấn/ngày, Công ty giấy tissue Sông Đuống 20.000 tấn/năm số nhà máy Bắc Ninh để sản xuất giấy vệ sinh từ 35 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Mẫu ĐC Mẫu Hiệu suất Độ trắng Mức loại mực Hình 3.2: Ảnh hưởng mức dùng 0,01% enzym BI0-DE 30 tới kết khử mực giấy loại so với mẫu đối chứng Kết thí nghiệm (bảng 3.7) cho thấy tăng mức dùng enzym BI0-DE từ 0,005 đến 0,04% số độ trắng, mức loại mực, hiệu suất bột thay đổi rõ rệt Độ trắng dao động từ 84,0 đến 85,5 % ISO, mức loại mực tăng từ 92,7 đến 95,1 %, hiệu suất tăng từ 74,2 đến 75,3% Nhưng mẫu với mức dùng enzym BIO-DE 0,01 % cho kết cao So sánh kết khử mực mẫu với mẫu đối chứng (mẫu đại diện tốt cho trình tuyển khử mực giấy hóa chất) thay đổi đáng kể Độ trắng tăng đạt 85,5% ISO, mức loại mực tăng đạt 95,13 %, hiệu suất tăng 75,3% Như vậy, mức dùng enzym BIO-DE 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối thích hợp để lựa chọn cho chế độ III.2.2.2 Nghiên cứu khả tiết kiệm hóa chất chủ yếu sử dụng enzym BIO-DE cho trình tuyển khử mực Kết thí nghiệm đưa bảng 3.8 36 Bảng 3.8: Kết nghiên cứu khả tiết kiệm hóa chất chủ yếu sử dụng 0,01% enzym BIO-DE 30 cho trình tuyển khử mực TT Các chi tiêu Mẫu Mức giảm Mẫu so với ĐC,% Mẫu Mẫu Mẫu Mẫu ĐC Mức dùng enzym BIO-DE 30,% 0,01 0,01 0,01 - Mức dùng, NaOH,% 1,5 1,25 1,0 1,5 33,3 Mức dùng, Na2SiO3,% 2,0 2,0 2,0 2,0 - Mức dùng, H2O2,% 1,5 1,25 1,0 1,5 33,3 Mức dùng, DTPA,% 0,1 0,1 0,1 0,1 - Chất khử mực PE 3001,% 0,3 0,3 0,3 0,3 - Độ trắng,% ISO 85,5 83,7 82,1 81,4 - Mức loại mực,% 95,13 94,4 94,13 93,5 - Hiệu suất ,% 75,2 75,3 75,6 75,8 - Kết thí nghiệm (bảng 3.8) cho thấy giảm mức dùng hóa chất NaOH, H2O2 từ mẫu đến mẫu độ trắng, mức loại mực hiệu suất có có xu hướng giảm dần Độ trắng giảm từ 85,5 xuống 82,1% ISO, mức loại mực giảm từ 95,13 xuống 94,13 % hiệu suất bột gần không thay đổi dao động khoảng 75,2 đến 75,6% Khi so sánh mẫu với mẫu đối chứng thấy tiết kiệm mức dùng hóa chất đáng kể (NaOH giảm 33,3%, H2O2 giảm 33,3%) Trong tiêu độ trắng, mức loại mực hiệu suất bột đảm bảo tăng chút Mẫu đối chứng kết đại diện tốt trình tuyển khử mực dùng hóa chất Các số liệu lấy từ bảng 3.4 Như vậy, với mức dùng 0,01% enzym BIO-DE so với nguyên liệu khô tuyệt đối trình khử mực giấy loại cần dùng mức dùng hóa chất: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 0,1% DTPA, 0,3 % PE 3001 cho kết khử mực tương đương với quy trình khử mực giấy loại hóa chất Mức dùng hóa chất thích hợp lựa chọn để nghiên cứu chế độ công nghệ 37 III.2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ tới kết khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE 30 Để làm rõ ảnh hưởng nhiệt độ tới kết khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE 30 chế độ công nghệ sử dụng sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4%, pH 7÷7,5, mức dùng enzym BIO-DE 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý enzym 20 phút, mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1 % DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển 20 phút - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, xeo mẫu định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng Và thay đổi nhiệt độ từ 25 đến 80o C giai đoạn đánh tơi xử lý enzym Kết thí nghiệm bảng 3.9 biểu diễn hình 3.3 Bảng 3.9: Ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu khử mực giấy loại TT Các chi tiêu Mẫu M9 o M10 M11 M12 M13 25÷30 40÷45 55÷60 65÷70 75÷80 Nhiệt độ, C Độ trắng,% ISO 79,6 80,6 82,2 82,3 82,7 Mức loại mực,% 90,5 93,37 95,31 94,7 91,15 Hiệu suất,% 77,6 73,6 75,0 74,2 73,5 38 120% 100% 80% Độ trắng 60% Mức loại mực Hiệu suất 40% 20% 0% Mẫu Mẫu 10 Mẫu 11 Mẫu 12 Mẫu 13 Hình 3.3: Ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu khử mực giấy loại Kết thí nghiệm (bảng 3.9) cho thấy tăng dải nhiệt độ từ 25÷30 đến 55÷60 oC độ trắng mức loại mực có thay đổi rõ, tương ứng từ 79,6 lên 82,2 % ISO từ 90,5 lên 95,31 % Tuy nhiên số hiệu suất giảm từ 77,6 xuống 75% Khi tiếp tục tăng nhiệt độ từ 55÷60 lên 75÷80oC độ trắng có tăng lên không đáng kể từ 82,2 lên 82,7 % ISO, mức loại mực giảm từ 95,31 xuống 91,15 % hiệu suất giảm từ 75,0 xuống 73,5% Như vậy, nhiệt độ 55÷60oC thích hợp để lựa chọn III.2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng pH môi trường tới kết khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE30 Để làm rõ ảnh hưởng pH môi trường tới kết khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE chế độ công nghệ sử dụng sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4% nhiệt độ 55÷60oC, mức dùng enzym BIO-DE 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý enzym 20 phút, mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1 % DTPA, 0,3 %, chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ bột 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển 20 phút 39 - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, xeo mẫu định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng Và thay đổi pH môi trường từ đến (điều chỉnh pH môi trường axít H2SO4 0,1N) giai đoạn đánh tơi xử lý enzym Kết thí nghiệm bảng 3.10 biểu diễn hình 3.4 Bảng 3.10: Ảnh hưởng pH môi trường tới kết khử mực giấy loại TT Các chi tiêu Mẫu M14 M15 M16 M17 pH môi trường Độ trắng,% ISO 81 82,1 82,2 81,2 Mức loại mực,% 94,34 94,13 95,31 95,08 Hiệu suất,% 73,8 74,8 75,0 74,1 120% 100% 80% 60% Độ trắng Mức loại mực 40% Hiệu suất 20% 0% pH pH pH pH pH Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng pH môi trường tới kết khử mực giấy loại Kết thí nghiệm (bảng 3.10) cho thấy pH môi trường thay đổi từ đến kết khử mực giấy loại thay đổi không đáng kể, số độ trắng dao động từ 81 đến 82,2 % ISO, mức loại mực từ 94,13 đến 94,34%, hiệu suất từ 73,8 đến 75% Tuy nhiên, pH môi trường (mẫu 16) cho kết cao Như vậy, pH môi trường thích hợp để lựa chọn 40 III.2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại Để làm rõ ảnh hưởng thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại chế độ công nghệ sử dụng sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4% nhiệt độ 55÷60oC, pH 8, mức dùng enzym BIO-DE 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1% DTPA, 0,3 %, chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ bột 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển 20 phút - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, xeo mẫu định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng Và thay đổi thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 từ 10 đến 30 phút giai đoạn đánh tơi Kết thí nghiệm bảng 3.11 biểu diễn hình 3.5 Bảng 3.11: Ảnh hưởng thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại TT Các chi tiêu Mẫu M18 Mẫu 19 M20 10 20 30 Thời gian xử lý enzym Độ trắng,% ISO 80,4 82,2 80,8 Mức loại mực,% 92,59 95,31 94,16 Hiệu suất,% 75,4 75,0 73,8 41 120% 100% 80% Độ trắng 60% Mức loại mực Hiệu suất 40% 20% 0% 10 phút 20 phút 30 phút Thời gian xử lý enzym Hình3.4: Ảnh hưởng thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết khử mực giấy loại Kết thí nghiệm (bảng 3.11) cho thấy thay đổi thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 từ 10 đến 20 phút kết độ trắng, mức loại mực có thay đổi đáng kể Chỉ số độ trắng tăng từ 80,4 lên 82,2 % ISO, mức loại mực tăng từ 92,59 lên 95,31 % hiệu suất thay đổi chút Tuy nhiên, thời gian phản ứng thay đổi từ 20 đến 30 phút số độ trắng, mức loại mực, hiệu suất giảm chút ít, độ trắng giảm từ 82,2 xuống 80,8 % ISO, mức loại mực giảm từ 95,31 xuống 94,16 %, hiệu suất giảm từ 75,0 xuống 73,8% Như vậy, thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 thích hợp 20 phút để kết khử mực thu cao Thông qua kết nghiên cứu phân tích trên, chế độ công nghệ phù hợp sử dụng enzym BIO-DE 30 cho qui trình khử mực giấy loại rút sau: - Quá trình đánh tơi: + Giai đoạn I: giai đoạn xử lý enzym (Mức dùng enzym BIO-DE 30 (% so với nguyên liệu khô tuyệt đối): 0,01 %; nhiệt độ 55÷60oC, pH xử lý 8; thời gian xử lý 20 phút) 42 + Giai đoạn II: Giai đoạn xử lý hóa chất: Mức dùng hóa chất, % so với nguyên liêu khô tuyệt đối: 1% NaOH, 2,0 % Na2SiO3, 1,0% H2O2, 0,1% DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001, thời gian 40 phút, nhiệt độ 55÷60oC) - Thời gian ủ, phút: 60 Thời gian tuyển nổi, phút: 20 Các chế độ khác nồng độ, nhiệt độ, khí nén, hút bọt tương tự qui trình chung III.4 Đánh giá sơ hiệu kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng enzym trình khử mực giấy loại phương pháp tuyển III.4.1 Đánh giá sơ hiệu kỹ thuật Để đánh giá hiệu kỹ thuật trình khử mực tuyển giấy loại có sử dụng enzym, đề tài đánh giá tiêu sau: - Chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu độ trắng, hiệu suất, độ trắng, mức loại mực, độ dài đứt, độ bền xé, độ bục) - Chế độ công nghệ - Thiết bị Kết đánh giá chất lượng bảng 3.12 Bảng 3.12: Bảng so sánh chất lượng sản phẩm khử mực giấy loại phương pháp dùng hóa chất kết hợp enzym hóa chất TT Các chi tiêu Mẫu M21 M22 M23 M24 Độ trắng,% ISO 73,7 81,4 85,58 85,5 Mức loại mực,% S mực 1754,75/m2(