có sử dụng enzym
Trên cư sở các kết quả nghiên cứu đã xác lập trên Quy trình công nghệ tẩy trắng bột sunfat gỗ cứng bằng dioxit clo có sử dụng xylanaza FibreZyme LBR CONC có thể trình bày như sau:
Đặc điểm của Quy trình công nghệ:
Xử lý bột sunfat gỗ cứng có trị số Kappa trung bình bằng xylanaza ở điều kiện thích hợp và tẩy trắng bằng dioxit clo 03 công đoạn ở nhiệt độ trung bình. Bột tẩy trắng có tính chất phù hợp làm nguyên liệu sản xuất giấy in, viết. Sơ đồ tẩy trắng cho bột có độ bền cơ học cao hơn, hàm lượng AOX thấp hơn khoảng 20 % so với tẩy trắng không sử dụng enzym.
Quy cách chất lƣợng bột chƣa tẩy trắng:
- Nấu từ gỗ keo và bạch đàn tỉ lệ keo/bạch đàn 70/30 %;
- Trị số Kappa: 19 đv;
Các thông số công nghệ của Quy trình:
Thông số công nghệ Các công đoạn
Công đoạn X
Mức dùng enzym 150 g/tấn bột KTĐ
Nhiệt độ xử lý 30 ÷ 60 oC
Thời gian xử lý 120 phút
Các công đoạn tẩy trắng
D0 EP D1 E D2
Mức dùng ClO2, % bột KTĐ
(theo clo hoạt tính) 4,65 - 1,30 - 0,70
Mức dùng NaOH,% bột KTĐ - 1,5 - 0,5 - Mức dùng H2O2, % bột KTĐ - 0,5 - - - Nồng độ bột, % 10 10 10 10 10 Thời gian xử lý, phút 30 60 90 60 90 Nhiệt độ, o C 55 70 75 70 75 pHđầu 2,5 11 3,5 10 3,5
Trình tự tiến hành, sơ đồ khối của quy trình:
Bột chƣa tẩy trắng
Xử lý bằng
enzym Vắt nước
Nước thải hoặc tái sử dụng
Nướ c n ó n g NaOH TẨY TRẮNG Hơi C lO 2 NaO H H2 O2 Bột tẩy trắng
Quy cách chất lƣợng sản phẩm (bột tẩy trắng) đạt đƣợc:
- Độ trắng: min. 85 %ISO; - Chỉ số kéo: min. 67 kN.m/g;
- Chỉ số xé: min. 5 mN.m2/g;
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu, có thể đƣa ra các kết luận sau:
1. Đã xây dựng được quy trình tẩy trắng bột giấy sunfat gỗ cứng (nấu từ gỗ keo và bạch đàn tỉ lệ dăm mảnh 70/30), bằng dioxit clo có sử dụng enzym
FibreZyme® LBL CONC của hãng Dyadic International (USA), cho bột độ trắng
cao phù hợp sản xuất giấy in viết.
2. Đối với bột giấy sunfat có trị số Kappa ban đầu 19 đv thì mức dùng enzym (hoạt độ 2167 U/g) hiệu quả là 150 g/tấn bột KTĐ, nhiệt độ và thời gian xử lý như khuyến cáo của nhà sản xuất.
3. Tẩy trắng bột sunfat gỗ cứng theo sơ đồ X-D0-EP-D1-E-D2 cho phép tăng
độ trắng của bột tẩy trắng cao hơn 2 %ISO hoặc giảm được tới 20 % mức dùng dioxit clo cũng như giảm được khoảng 20 % hàm lượng AOX.
4. Xử lý bột sunfat bằng enzym không những không ảnh hưởng mà còn cải thiện hầu hết tính chất cơ học của bột và quá trình nghiền bột giấy.
5. Kết quả nghiên cứu là cơ sở áp dụng công nghệ tẩy trắng ECF thân thiện môi trường hơn, phù hợp với xu hướng phát triển công nghịêp giấy Việt Nam về ứng dụng công nghệ sản xuất sạch hơn, góp phần bảo vệ môi trường.
Kiến nghị về những nghiên cứu tiếp theo
1. Cần mở rộng nghiên cứu sử dụng các loại enzym khác nhau, kể cả các chủng loại được phân lập và chế thử trong nước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Nguyễn Hữu Chấn (1996), „Enzyme và xúc tác sinh học’, NXB y học, Hà
Nội.
2. Hoàng Quốc Lâm, Bùi Ánh Hoà (2004), “Nghiên cứu sản xuất bột giấy chất lượng cao từ Bạch đàn và Keo lai bằng công nghệ nấu sunfat và tẩy trắng ECF cải tiến”, Tạp chí Công nghiệp Giấy, số 9 & 10/2004, trang 18 21 & 15 16.
3. Đặng Thị Thu và cộng sự (2000), „Công nghệ enzyme’, NXB Khoa học và
kỹ thuật, Hà Nội.
4. Hồ Sĩ Tráng (2004), „Cơ sở hóa học gỗ và xenluloza’,Tập2, NXB Khoa học
và kỹ thuật, Hà Nội.
5. Anwar Sunna, Moreland D. Gibbs, and ect (2000). „A Gene Encoding a
Novel Multidomain β-1,4-Mannanase from Caldibacillus cellulovorans and Action of the Recombinant Enzyme on Kraft Pulp’. Applied and Environmental Microbiology. Vol. 66, No.2, p. 664-670
6. Augusto Quinde (1994), “Enzyme in the pulp and paper industry: A Review”, Pamphlet prepared.
7. Benca AMEC, (18/4/2004), Study report for: ‘Independent adviceon the
deverlopment of environmental guidelines for any new bleached eucalypt kraft pulp mill in Tasmania’. p.23-28 p.40-63, p.79-88
8. Carlton W.Dence and Douglas W.Reeve (1996), „Pulp Bleaching –
Principles and Practice, Section IV: The Technology of Chenical Pulp Bleaching’, p.213 – 443, TAPPI PRESS, Technology Park/Atlanta, P.O. Box 105113, Atlanta, GA 30348-5113 U.S.A.
9. Chartchai Khanongnuch, Kouhei Asada, Hideo Tsuruga, Toshihiko Ooi,
Shinichi Kinoshita (1998). ‘β-Mannanase and xylanase of Bacillus subtilis 5H
active for bleaching of crude pulp’. Journal of Fermentation and Bioengineering.Volume 86, Issue 5, P. 461-466.
10. Dominique Lachenal and Christine Chirat (8/2000), “Hingh temperature
11. D.R. Ranade – Agharkar Research Institute, India (2003), ‘ AOX : Impact on Environment and Biological Treatment’, A Seminar at AIT Conerence Center on
19th of November 2003.
12. G. M. Gübitz, D. Haltrich, B. Latal and W. Steiner (1997), „Mode of depolymerisation of hemicellulose by various mannanases and xylanases in relation to their ability to bleach softwood pulp’. Applied Microbiology and Biotechnology. Vol. 47, N6, P.658-662.
13. Hans Ulrich Süss, Kurt Schmidt, Michael Del Grosso and Madhu
Mahagaonkar (3/2000), „Peroxide application in ECF squenses: a description of the
state–of–the-art’, Appita Journal, Vol 53, No:2 (3/2000), p.116121.
14. Henricson, Kaj O (Helsinki, FI) (23/10/2001), ”Acid treatment of pulp at
high temperature prior to chlorine dioxide bleaching”, United States Patent
6306253.
15. H.U. Suess and D.Davies (7/8 -2007), „ECF bleaching of softwood kraft pulp: Understanding the potential of extraction’, Pulp and Paper Canada, Vol 108:7/8 (2007), p.41 47.
16. Jorge L. Colodette, José L. Gomide, Dimitris S. Argyropoulo (9/1999), „Effect of pulp processes on bleachability with ECF, Z-ECF and TCF bleaching’,
Appita Journal, Vol 52, No:5 (7/2007), p.368374
17. J.S. Tolan, J. Collins Marathon (2004), ‘Use of Xylanases in the
Production of Bleached, Unrefined Pulp at Marathon Pulp Inc’, Voss PPC, p. 161 ÷ 166.
18. Olavi Pikka, Reijo Vesala, Aki Vilpponen….(2000), ’Papermaking
Science and Technology, Book 6A: Chemical Pulping Chapter 9: Bleaching applications’, Gummerus Printing, Javaskyla, Finland, p. 641 ÷ 645.
19. Pratima Bajpai, Aradhna Anand (2006), “ Enzyme improve ECF bleaching of pulp” , BioResources, 1(1), p. 34 † 44.
20. Pratima Bajpai, Aradhna A., Sharma N (2005), “Bleaching of eucalyptus
kraft pulp with lacasse-mediator system”, In. Proc. 2005 International Pulp
Bleaching Conference, June 14-16, Stockholm, Sweden, 306-308.
21. Sergio Riva (2006), ‘Laccases: blue enzyme for green chemistry’, Trends
in biotechnology, p. 219 ÷ 226.
22. United States Patent 5854047 (1998). „Mannanase enzymes, genes coding
for them and a method for isolating the genes, as well as a process for bleaching of lignocellulosic pulp’
23. Viikari L. Kantelinen, A. Sundquist and Linko (1994), “Xylanases in
bleaching: From an idea to industry”, Fems Microb, Rev, p. 335 ÷ 350.
24. Yahya Hamzeh, Nicolas Bénattar, Gérard Mortha and Christophe Calais
(3/3007), ‘Modified ECF bleaching sequences optimizing the use of chlorie
dioxide’, Appita Journal, Vol 60, No:2 (3/2007), p.150 155.
25. Г. А. Пазухина, А.В. Аввакумова. „Реагенты для отбелки целлюлозы’.
Санкт-Петербург, 2002, 110 cтр.
26. Технология целлюлозно-бумажного производства. ‘Справочные
материалы. Т1.Часть 2: Производство полуфабрикатов’. Издательство Политехника, 2003. 633с.
PHỤ LỤC 1: NGUYÊN LIỆU VÀ SẢN PHẨM
Bột giấy chưa tẩy trắng và enzym Bột giấy tẩy trắng
PHỤ LỤC 2: DỤNG CỤ VÀ THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
Máy xeo tờ (Hãng L & W) Máy sấy lô quay LEESON (Hãng L & W)
Bể tẩy trắng Máy đo độ bền kéo (Hãng L & W)
Máy đo độ bục (Hãng L & W) Máy đo độ chặt (Hãng L & W)
Máy đo độ trắng ELPHO CODE 071
SEM bột chưa qua xử lý enzym SEM bột đã qua xử lý enzym