Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm cartapip cho khử nhựa dăm mảnh gỗ keo và bạch đàn

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 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 Tơi 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 tơi 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 CHƢƠNG II NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 CHƢƠNG I 2.1 Nguyên liệu, vật liệu 15 2.2 Phương pháp thực nghiệm 16 2.2.1 Chuẩn bị chế phẩm sinh học 16 Xử lý dăm mảnh với chế phẩm sinh học phịng thí 2.2.2 nghiệm 16 Xử lý dăm mảnh với chế phẩm sinh học bãi chứa dăm 2.2.3 mảnh Tổng Công ty Giấy Việt Nam 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 công nghệ xác lập 45 3.3.1 Hiệu kỹ thuật quy trình cơng nghệ 45 3.3.2 Hiệu mơi trường quy trình cơng nghệ 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 loài 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 ngun 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 Dăm mảnh sau phun chế phẩm đảo trộn vận chuyển gầu xúc tới vị trí bảo quản dăm mảnh sân bãi Thời gian bảo quản trung bình dăm mảnh khoảng 15 ngày Kết thúc thời gian bảo quản, dăm mảnh vận chuyển đưa vào hệ thống nấu bột giấy e Hiệu đạt Hàm lượng nhựa nguyên liệu sau trình bảo quản có xử lý chế phẩm sinh học giảm 10% so với quy trình thơng thường (quy trình bảo quản khơng sử dụng chế phẩm sinh học) Chất lượng bột giấy thu từ dăm mảnh sau bảo quản đảm bảo tương đương với quy trình sản xuất thơng thường f Quy mơ áp dụng Quy trình áp dụng cho nhà máy sản xuất bột giấy hóa học, bột hóa nhiệt có dây chuyền chặt dăm mảnh nguyên liệu 3.3 Đánh giá sơ hiệu kinh tế - kỹ thuật quy trình cơng nghệ đƣợc xác lập 3.3.1 Hiệu kỹ thuật quy trình cơng nghệ Nhóm thực đề tài xác lập quy trình cơng nghệ sử dụng chế phẩm sinh học phù hợp để xử lý dăm mảnh (keo, bạch đàn) khai thác vào thời gian tháng (mùa Xuân) quy mô công nghiệp ứng dụng cho bảo quản dăm mảnh Phân xưởng Nguyên liệu – Nhà máy giấy - Tổng công ty Giấy Việt Nam Kết ứng dụng sau: Bảng 3.11 Hàm lượng nhựa dăm mảnh nguyên liệu giấy trước sau trình bảo quản TT Chỉ tiêu Hàm lượng nhựa ban đầu, % Hàm lượng nhựa sau xử lý, % Mẫu đối Mẫu thí chứng nghiệm 2,61 2,09 1,72 Kết tổng hợp bảng 3.11 cho thấy hàm lượng nhựa nguyên liệu sau xử lý bảo quản với chế phẩm sinh học giảm 34,10% so với mẫu nguyên 46 liệu ban đầu Đối với mẫu đối chứng, thời gian bảo quản không sử dụng chế phẩm sinh học mức giảm tương ứng 17,70% Việc giảm hàm lượng nhựa nguyên liệu trước nấu có ý nghĩa quan trọng q trình sản xuất bột giấy quy mô công nghiệp Trong q trình nấu, phần lớn nhựa hịa tan vào dịch đen sau nấu, hàm lượng nhựa nguyên liệu cao dẫn tới hàm lượng nhựa dịch đen cao, dẫn tới tích tụ nhựa đường ống, thiết bị Mặt khác, trình chưng bốc, hàm lượng nhựa cao, tích tụ bám dính lên bề mặt trao đổi nhiệt, giảm hiệu truyền nhiệt, tiêu tốn cho q trình chưng bốc Lâu ngày gây tắc ống trao đổi nhiệt Hiệu trao đổi nhiệt không cao dẫn tới nồng độ dịch đen sau chưng bốc loãng, gây tải cho q trình đốt dịch lị thu hồi Hiện để giảm bớt tượng này, nhà máy sử dụng chất phân tán nhựa để giảm tượng tích tụ nhựa Đây vấn đề gặp phải Tổng cơng ty giấy Việt Nam Chính vậy, việc giảm hàm lượng nhựa nguyên liệu ban đầu có ý nghĩa quan trọng sản xuất bột giấy Để đánh giá rõ hiệu việc sử dụng chế phẩm sinh học, nhóm thực đề tài tiến hành nấu mẫu nguyên liệu sau bảo quản, đồng thời nấu mẫu đối chứng có sử dụng thêm hóa chất phân tán nhựa AmiSperse AP 8111 (được cung cấp hãng Amazon, sử dụng Tổng công ty giấy Việt Nam) với mức dùng 1,4 kg/tấn nguyên liệu KTĐ Kết nghiên cứu sau: Bảng 3.12 Chất lượng bột giấy sau nấu mẫu nguyên liệu sau bảo quản STT Chỉ tiêu ĐC TN AP8111 Hiệu suất, % 45,3 45,0 45,1 Trị số Kappa 20,31 18,42 18,54 Tàn kiềm, g/ml 8,4 9,7 9,8 Hàm lượng nhựa, % 0,556 0,407 0,464 Độ nhớt, ml/g 780 792 782 Ghi chú: ĐC – Mẫu đối chứng; TN – Mẫu thí nghiệm có sử dụng chế phấm sinh học; AP8111 – Mẫu đối chứng có sử dụng hóa chất phân tán nhựa bổ sung trình nấu Kết nghiên cứu bảng 3.12 cho thấy: - Hàm lượng nhựa bột giấy sau trình nấu giảm tương ứng 26,80% so với mẫu đối chứng So với mẫu đối chứng có sử dụng hóa chất phân tán nhựa trình nấu, hàm lượng nhựa mẫu có sử lý chế phẩm sinh học thấp 47 tương ứng 12,28% Việc giảm hàm lượng nhựa bột giấy giảm việc phát sinh chất keo tụ trình sản xuất bột giấy giấy - Trị số Kappa bột sau nấu giảm 1,89 đơn vị so với mẫu đối chứng, tàn kiềm tăng 1,3 mg/ so với mẫu đối chứng Kết tương đương với mẫu đối chứng có sử dụng hóa chất phân tán nhựa Việc giảm trị số Kappa bột sau nấu giảm tiêu hao hóa chất q trình tẩy trắng - Độ nhớt bột sau nấu tăng khoảng 1,5% so với mẫu đối chứng 3.3.2 Hiệu môi trường quy trình cơng nghệ Trong thực tế sản xuất, dăm mảnh tự chặt từ gỗ khúc nhà máy gỗ rửa trước chặt bảo quản dạng mảnh Sau trình bảo quản, dăm mảnh đưa nấu Nên nước thải phát sinh từ trình bảo quản nước từ đống dăm mảnh chảy Trong trình ứng dụng quy trình cơng nghệ xử lý chế phẩm sinh học cho dăm mảnh Phân xưởng nguyên liệu, nhóm thực đề tài tiến hành lấy mẫu nước thải lấy từ vị trí sát đống mảnh Các vị trí lấy bao gồm cạnh đống mảnh đối chứng, đống mảnh xử lý chế phẩm sinh học đống mảnh Phân xưởng nguyên liệu Các kết phân tích tiêu nước thải trình bày bảng 3.10 báo cáo Các kết phân tích cho thấy, số nước thải BOD, COD, TSS khơng có khác biệt đáng kể mẫu nước thải lấy vị trí khác Các mẫu có xử lý chế phẩm sinh học lượng nấm thu cao so với mẫu đối chứng mẫu nhà máy Lượng nấm sinh nước thải phân tích nấm không gây tác hại cho môi trường xung quanh Lượng vi khuẩn xạ khuẩn mẫu phân tích với ngun liệu khơng xử lý cao mẫu có xử lý chế phẩm, điều giải thích mơi trường tự nhiên, vi khuẩn công tế bào gỗ Ngược lại, mẫu có xử lý chế phẩm vi sinh vật chọn lọc sinh trưởng phát triển, hạn chế xâm nhập vi sinh vật có hại Tóm lại, q trình xử lý chế phẩm sinh học hồn tồn khơng có tác động lớn đến vấn đề môi trường Các tiêu nước thải, vi sinh nước thải tương đương so với mẫu đối chứng 48 3.3.3 Hiệu kinh tế quy trình cơng nghệ Như phân tích mục 3.3.1, việc ứng dụng chế phẩm sinh học để giảm hàm lượng nhựa dăm mảnh có giá trị kinh tế - kỹ thuật quan trọng như: - Giảm thời gian vệ sinh đường ống, thiết bị công đoạn nấu chưng bốc dịch đen tượng kết tụ nhựa lên thành ống, thiết bị, tăng hiệu chạy máy; - Tăng hiệu trao đổi nhiệt cơng đoạn chưng bốc, nhờ giảm tiêu hao cho chưng bốc dịch đen Đồng thời nồng độ dịch đen tăng lên, đảm bảo cho cơng tác đốt dịch lị thu hồi; - Giảm phần chi phí việc giảm mức sử dụng hóa chất phân tán nhựa; - Giảm hàm lượng nhựa bột giấy, dẫn tới giảm tượng bám dính lên bề mặt lơ q trình sản xuất giấy, từ giảm thời gian vệ sinh tăng hiệu chạy máy Tuy nhiên, để tính tốn giá trị kinh tế hiệu quy mô công nghiệp khó khăn Địi hỏi phải áp dụng quy trình quy mơ sản xuất cơng nghiệp thời gian dài Do vậy, nhóm thực đề tài đánh giá hiệu kinh tế quy trình sử dụng chế phẩm sinh học đến trình nấu bột giấy Hiệu thơng qua chi phí tiết kiệm hóa chất nấu để trị số Kappa bột sau nấu Để đánh giá hiệu quả, nhóm đề tài tiến hành thay đổi mức dùng kiềm nhằm đưa bột trị số Kappa so với mẫu đối chứng (mẫu không xử lý chế phẩm sinh học), từ đánh giá khả giảm hóa chất nấu Quy trình mẫu đối chứng với điều kiện nấu tương tự điều kiện nấu Tổng Công ty Giấy Việt Nam Cụ thể sau: - Tổng mức dùng kiềm (% NaOH): 20% - Độ sunfua (% theo tổng kiềm): 25 - Tỷ dịch (R/L): 1/4 49 - Thời gian tăng ôn (phút): 90 - Thời gian bảo ôn (phút): 150 - Nhiệt độ bảo ôn (0C): 170 Với điều kiện tỷ dịch, nhiệt độ nấu, thời gian tăng ơn, bảo ơn, nhóm thực đề tài tiến hành thay đổi mức dùng kiềm nguyên liệu sau xử lý chế phẩm sinh học từ 18 ÷ 20% Kết q trình nấu bột giấy thể bảng 3.13 Bảng 3.13 Ảnh hưởng mức dùng kiềm đến số tiêu trình nấu bột giấy từ nguyên liệu dăm mảnh xử lý sinh học TT Chỉ tiêu Mức dùng kiềm, % NaOH Mẫu ĐC 18 18,5 19 19,5 20 Hiệu suất, % 45,3 46,5 46,1 45,7 45,3 45,0 Trị số Kappa 20,31 23,16 22,25 21,15 20,12 18,42 Tàn kiềm, g/ml 8,4 7,4 7,7 8,1 8,6 9,7 Độ nhớt, ml/g 780 823 814 807 798 792 Kết Bảng 3.13 cho thấy mẫu nguyên liệu có xử lý chế phẩm sinh học, mức dùng kiềm 19,5%, cho bột có chất lượng tương đương với mẫu đối chứng Trong đó, với mẫu nguyên liệu đối chứng, mức dùng kiềm 20% Như vậy, với việc sử dụng chế phẩm sinh học cơng đoạn bảo quản ngun liệu giảm 0,5% lượng kiềm trình nấu bột giấy so với quy trình bảo quản nguyên liệu khơng sử dụng chế phẩm sinh học Để giảm mức dùng kiềm nguyên liệu phải xử lý chế phẩm sinh học Cartapip™ với mức dùng 0,2.1010 CFU/tấn mảnh KTĐ Chính vậy, quy mơ đề tài, nhóm thực đề tài chỉnh tạm tính hiệu q trình nấu bột thơng qua chi phí sử dụng chế phẩm sinh học để xử lý dăm mảnh chi phí tiết kiệm Xút trình nấu cho 01 bột giấy sau nấu Kết trình bày Bảng 3.14 50 Bảng 3.14 So sánh chi phí tiết kiệm xút chi phí sử dụng Cartapip™ cho sản xuất 01 bột giấy sau nấu STT Chỉ tiêu I Chi phí tiết kiệm xút cho 01 bột sau nấu Mức dùng kiềm, kg/tấn mảnh KTĐ Tiêu hao kiềm, kg/tấn bột KTĐ Mẫu ĐC Mẫu TN 200 195 444,44 433,33 Tiết kiệm xút, kg/tấn bột KTĐ - - 11,11 Đơn giá, VNĐ - 8.600 Thành tiền, VNĐ - - 95.600 II Chi phí Cartapip™ cho sản xuất 01 bột sau nấu Mức dùng Cartapip™, CFU/tấn mảnh KTĐ - 0,2.1010 Tiêu hao Cartapip™, g/tấn bột KTĐ - + 26,61 Đơn giá, VNĐ - 12.000 Thành tiền, VNĐ - + 319.400 Tăng (+), giảm (-) so với mẫu ĐC, VNĐ + 223.800 Ghi chú: Chế phẩm Cartapip™ thương phẩm có hoạt lực 16,7.1010 CFU/kg Hiệu suất nấu trung bình 45% Như vậy, sau tính tốn hiệu kinh tế cách tương đối cho thấy việc sử dụng chế phẩm sinh học tăng chi phí trực tiếp q trình sản xuất bột giấy 223.800 Đ/tấn bột KTĐ sau nấu Tuy nhiên, chi phí chưa tính đến chi phí lắp đặt vận hành hệ thống pha phun chế phẩm sinh học cho dăm mảnh Đồng thời, giá chế phẩm sinh học Cartapip™ giá mua với số lượng nhỏ sử dụng cho thí nghiệm Kết luận: Sau áp dụng quy trình cơng nghệ sử dụng chế phẩm sinh học Cartapip™ cho xử lý dăm mảnh nguyên liệu giấy Phân xưởng nguyên liệu – Tổng công ty giấy Việt Nam cho thấy sử dụng chế phẩm sinh học có hiệu ý nghĩa to lớn bảo quản nguyên liệu dăm mảnh cho sản xuất bột giấy Quy trình có hiệu lớn mặt kỹ thuật giảm hàm lượng nhựa nguyên liệu bột sau nấu, tăng độ nhớt bột sau nấu Về hiệu kinh tế, chi phí nguyên vật liệu trực tiếp cho trình sản xuất bột tăng 223.800 Đồng/tấn Tuy nhiên, quy trình cịn có hiệu kinh tế lớn chưa tính tốn như: giảm thời gian vệ sinh đường ống, thiết bị trình nấu, chưng bốc; giảm tiêu hao cho trình chưng bốc; tăng hiệu chưng bốc đốt dịch đen; giảm phần chi phí sử dụng 51 hóa chất phân tán nhựa; giảm thời gian vệ sinh công đoạn sản xuất giấy, tăng hiệu chạy máy Quá trình áp dụng hồn tồn khơng tác động lớn đến mơi trường xung quanh, tiêu nước thải gần tương đương so với mẫu đối chứng Do đó, khẳng định quy trình cơng nghệ ứng dụng chế phẩm sinh học để xử lý dăm mảnh (keo, bạch đàn) quy mơ sản xuất xác lập có tính ổn định, khả thi cao, hồn tồn phát triển đại trà 52 KẾT LUẬN Đã xác định điều kiện công nghệ xử lý dăm mảnh nguyên liệu gỗ keo bạch đàn với chế phẩm Cartapip™ quy mơ phịng thí nghiệm - Ngun liệu chặt mảnh nhà máy: ™ Tỷ lệ (keo/bạch đàn) 70/30; - Mức dùng Cartapip : 0,2.1010 CFU/tấn nguyên liệu KTĐ; - Nhiệt độ xử lý: Nhiệt độ môi trường tự nhiên; - Độ ẩm dăm mảnh: 45 ÷ 60%; - Thời gian xử lý: 14 ngày So với không xử lý chế phẩm nấm, dăm mảnh sau xử lý với chế phẩm nấm có hàm lượng chất trích lý thấp 20,97% Triển khai ứng dụng thử nghiệm chế phẩm sinh học Cartapip™ cho xử lý dăm mảnh quy mô sản xuất Phân xưởng nguyên liệu – TCT giấy Việt Nam, với điều kiện công nghệ thích hợp sau: - Tỷ lệ nguyên liệu tươi, chặt (keo/bạch đàn): 70/30; - Chế phẩm sinh học dạng thương phẩm Cartapip™: (chứa chủng nấm Ophiostoma Piliferum); - Độ ẩm dăm mảnh: 45 ÷ 60%; - Mức dùng chế phẩm: 0,2.1010 CFU/tấn nguyên liệu KTĐ; - Thời gian bảo quản vào mùa Xuân: 16 ngày So với không xử lý chế phẩm nấm, dăm mảnh sau xử lý với chế phẩm nấm có hàm lượng chất trích lý thấp 17,7 % Hàm lượng nhựa bột mẫu nguyên liệu xử lý chế phẩm sinh học giảm 26,8% so với mẫu đối chứng Trị số Kappa thấp xấp xỉ đơn vị, tàn kiềm cao 1,3 g/l, độ nhớt bột cao 1,54% so với mẫu đối chứng Phân tích, đánh giá tiêu nước thải trình sử dụng chế phẩm sinh cho thấy, chế phẩm sinh học khơng gây tác dụng có hại môi trường Đánh giá sơ hiệu kinh tế trình ứng dụng thử nghiệm chế phẩm sinh học quy mô sản xuất cho thấy, chi phí ngun vật liệu trực tiếp cho q trình nấu bột tăng tương ứng 223.800 Đồng/tấn bột KTĐ sau nấu 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lã Thị Cúc cộng sự, 2006 Nghiên cứu ảnh hưởng nhựa gỗ cứng (Bạch đàn, Keo lai Keo tai tượng) lên trình sản xuất bột giấy hóa học học tẩy trắng Đề tài cấp Bộ Lê Quang Diễn, 2012 Ứng dụng công nghệ sinh học công nghiệp giấy, Bài giảng Lê Quang Diễn, 2015 Công nghệ sản xuất bột giấy- tập I Nhà xuất Bách Khoa Hà Nội Tô Xuân Phúc cộng sự, 2017 Bản tin Việt Nam xuất dăm gỗ: Diễn biến thị trường đến hết tháng năm 2017 Hội thảo quốc gia xuất dăm ngày tháng 10 năm 2017 Hà Nội Đỗ Thanh Tú 2014, 2015, Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để giảm hàm lượng nhựa có nguyên liệu gỗ cứng dùng cho sản xuất bột giấy Đề tài KH&CN cấp Bộ F A Andrian Wallis and H Wearne Ross, 1999 Analysis of resin in eucalypt woods and pulps APPITA Journal, 52(4) Blanchette, R.A.; Farrell, R.L.; Burnes, T.A.; Wender, P.A.; Zimmerman, W.; Bush, T.S.; Snyder, R.A 1992 Biological control of pitch in pulp and paper production by Ophiostoma piliferum TAPPI J.1992, 75(12), 102–106 (22) Brush, T.S.; Farrell, R.L.; Ho, C, 1994 Biodegradation of wood extractives from southern yellow pine byOphiostoma piliferum TAPPI J 77(1), 155–159 Ernst Black and Rainer Ekman, 2000 Pitch control, wood resin and deresination TAPPI Press 10 Fischer K, Akhtar M, Blanchette RA, Burnes TA, Messner K, Kirk TK, 1994 Reduction of Resin Content in Wood Chip during Experimental Biological Pulping Processes Holzforschung 48:285 11 George, E.; Tamerler, C.; Martinez, A.; Martinez, M.J.; Keshavarz, 1994 T Influence of growth medium composition on the lipolytic enzyme activity of Ophiostoma piliferum (CartapipTM) J Chem Technol Biotechnol ,74, 137–140 12 Gutierrez, A.; del R´ıo, J.C.; Martinez, A.T, 2009 Microbial and enzymatic control of pitch in the pulp and paper industry Appl Microbiol Biotechnol 82, 1005–1018 13 Hajny GJ (1966) Tappi Journal 53- 627 14 Iverson S, Blanchette RA, Farrell RL, Holzforshung, submitted 15 Juana Coloma et al., 2014 Effect of Albino ophiostoma strains on Eucalyptus nitens extractives Maderas, Cienc tecnol vol.17 no.1 Concepción Jan 2015 Epub Dec 16, 2014 54 16 Lim CS, Cho NS 1990, Journal of Tappi – Korea 22:32 17 Pietarinen, S., Willför, S and Holmbom, B, 2003 Wood resin in Acacia mangium Acacia crassicarpa wood and knots Appita J 57(2), 146-150 18 Nilsson T, Asserson A, US Patent 486 969, 1969 19 Roberta L Farrell, Kunio Hata and Mary Beth Wall, 1997 Solving pitch problems in Pulp and Paper processes by the use of enzymes or fungi Advances in Biochemical Engineering Biotechnology, Vol 57 20 Roberta L Farrell and Joanne M Thwaites, Department of Biological ciences,The University of Waikato, Hamilton, New Zealand Cartapip and the use of albino strains of Ophiostoma for pulping and blue-stain control 55 PHỤ LỤC HÌNH ẢNH THỰC NGHIỆM Nấm phát triển dăm mảnh 56 Hình ảnh ứng dụng chế phẩm sinh học cho xử lý dăm mảnh nguyên liệu TCT Giấy Việt Nam Pha chế phẩm sinh học Đảo trộn nguyên liệu Phun chế phẩm sinh học Phun chế phẩm sinh học 57 Mẫu sử dụng chế phẩm mẫu đối chứng II ỨNG DỤNG CHO NGUYÊN LIỆU KHAI THÁC VÀO MÙA THU Pha chế phẩm sinh học Đảo trộn nguyên liệu 58 Phun chế phẩm sinh học Phun chế phẩm sinh học Phun chế phẩm sinh học Phun chế phẩm sinh học 59 Mẫu sử dụng chế phẩm mẫu đối chứng 60 ... lý dăm mảnh gỗ nguyên liệu chế phẩm nấm nêu để áp dụng quy mô công nghiệp vấn đề cần thiết Chính đề tài Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ? ?Nghiên cứu ứng dụng chế phẩm nấm Cartapip? ?? cho khử nhựa dăm mảnh. ..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... ngày Dăm mảnh sử dụng cho nghiên cứu dăm mảnh keo, 37 bạch đàn tươi, chặt từ gỗ khúc, đảo trộn theo tỷ lệ Keo/ Bạch đàn 70/30 tạo thành 02 đống Một đống phun chế phẩm sinh học đống đối chứng,