III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1.3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phõn 1 Tới sự tỏch loại HexA
3.1.3.1 Tới sự tỏch loại HexA
Khi tiến hành thủy phõn bột ở nhiệt độ 900C với mức dựng H2SO4 1% so với bột KTĐ ở cỏc điều kiện thời gian khỏc nhau thu được kết quả như Hỡnh 3.11. Cú thể thấy sự ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới mức độ tỏch loại HexA là khụng lớn, bởi khi tăng thời gian lờn gấp đụi (từ 60 đến 120 phỳt) hàm lượng HexA chỉ giảm được thờm 5,5 meq/kg tương đương khoảng 10% hàm lượng HexA ban đầu.
44
Hỡnh 3.11: Ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới HexA trong bột sau quỏ trỡnh thủy phõn và tẩy trắng (Nhiệt độ thủy phõn: 900C, mức dựng 1% H2SO4) Hỡnh 3.11 cũng cho thấy kộo dài thời gian thủy phõn từ 60 phỳt tới 180 phỳt nhưng sự giảm hàm lượng HexA trong bột sau thủy phõn là khụng đỏng kể so với yếu tố nhiệt độ và mức dựng húa chất, do vậy cú thể thấy thời gian thủy phõn hợp lý nhất khụng nờn quỏ 120 phỳt.
3.1.3.2 Tới trị số Kappa
Khi thủy phõn bột ở cựng mức dựng 1% H2SO4, nhiệt độ thủy phõn 90oC, thời gian thủy phõn thay đổi từ 60-180 phỳt cho kết quả như Hỡnh 3.12. Kết quả cho thấy thời gian thủy phõn bột cú sự ảnh hưởng tới trị số Kappa khụng rừ ràng. Thời gian tăng thờm 90 phỳt tới 120 phỳt nhưng trị số Kappa chỉ giảm được 1 đơn vị. Điều này cho thấy đa số HexA đó bị thủy phõn trong giai đoạn đầu của quỏ trỡnh thủy phõn, thời gian thủy phõn kộo dài khụng ảnh hưởng nhiều tới sự giảm trị số Kappa.
45
Hỡnh 3.12: Ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới trị số Kappa sau thủy phõn
(Mức dựng H2SO4: 1%, nhiệt độ thủy phõn: 90oC)
Trị số Kappa trong bột bao gồm hai thành phần chớnh là hàm lượng lignin và cỏc hợp chất mang màu cũn lại trong bột, trong đú HexA là một trong cỏc hợp chất mang màu. Do vậy tổng trị số Kappa của bột bằng trị số Kappa lignin và trị số HexA Kappa. HexA Kappa phụ thuộc vào hàm lượng của HexA cũn lại trong bột. Hỡnh 3.13 chỉ ra hàm lượng trị số Kappa là HexA của bột chưa thủy phõn và bột thủy phõn ở cỏc điều kiện khỏc nhau.
Bột chưa thủy phõn thỡ hàm lượng HexA Kappa là 4,63, chiếm 47,9% trị số Kappa. Sau khi đó được thủy phõn thỡ HexA Kappa giảm. Khi thủy phõn ở mức dựng húa chất 1%H2SO4, nhiệt độ 100oC, thời gian 90 phỳt thỡ HexA Kappa giảm xuống cũn 1,96 (chiếm 31,6%), nếu thủy phõn lờn tới 120oC thỡ HexA chỉ cũn 0,74 (chiếm 12,85%). Tương tự với mẫu bột thủy phõn với mức dựng 1,6%H2SO4, nhiệt độ 90oC, thời gian 90 phỳt thỡ HexA Kappa giảm xuống cũn 3,40 (chiếm 47,2%), nếu tiếp tục tăng nhiệt độ lờn 1200C thỡ HexA Kappa giảm xuống chỉ cũn 3,0 (chiếm 42,8%).
46
Hỡnh 3.13: Sự phõn bố HexA Kappa trong trị số Kappa của bột
Từ kết quả trờn cho thấy rằng, cỏc điều kiện thủy phõn như mức dựng húa chất, nhiệt độ thủy phõn, thời gian thủy phõn ảnh hưởng tới hàm lượng HexA cũn lại trong bột và cũn ảnh hưởng tới trị số Kappa của bột. Nhiệt độ ảnh hưởng lớn nhất tới trị số Kappa của bột và HexA Kappa so với thời gian và mức dựng húa chất, nhiệt độ thủy phõn càng cao đồng nghĩa với trị số Kappa giảm và HexA Kappa cũng giảm. Tuy nhiờn cần phải quan tõm đến ảnh hưởng của nhiệt độ tới độ nhớt và hiệu suất thu hoạch bột.
3.1.3.3 Tới độ trắng
Hỡnh 3.14 cho thấy thời gian thủy phõn cũng cú ảnh hưởng tới độ trắng của bột, tuy nhiờn thời gian ảnh hưởng khụng rừ ràng tới độ trắng. Khi thời gian thủy phõn tăng từ 60 tới 120 phỳt thỡ độ trắng của bột tăng từ 38,2%ISO tới 38,7%ISO nhưng sau đú nếu tiếp tục tăng thời gian thỡ độ trắng của bột lại cú xu hướng khụng tăng. Điều này cho thấy tốc độ hũa tan HexA và lignin xảy ra phần lớn ở thời gian đầu của quỏ trỡnh thủy phõn, thời gian kộo dài hơn khụng cải thiện được sự hũa tan này mà ảnh hưởng xấu tới cỏc tớnh chất khỏc của bột.
1.Chưa thủy phõn 2.Thủy phõn, 1%H2SO4, 100o, 90phỳt 3.Thủy phõn, 1%H2SO4, 120oC, 90phỳt 4.Thủy phõn, 1,6%H2SO4, 90oC, 90phỳt 5.Thủy phõn, 2%H2SO4, 90oC, 90phỳt
47
Hỡnh 3.14: Ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới độ trắng của bột
(Mức dựng H2SO4: 1%, nhiệt độ thủy phõn: 90oC)
Từ những kết quả trờn cho thấy, mức dựng húa chất H2SO4 cú ảnh hưởng tới độ trắng của bột nhiều hơn so với nhiệt độ thủy phõn và thời gian thuỷ phõn. Tăng mức dựng húa chất sẽ đồng nghĩa với việc loại bỏ cỏc hợp chất mang màu, điều này sẽ làm cho độ trắng tăng cao nhưng mức dựng húa chất cao sẽ ảnh hưởng tới độ nhớt và hiệu suất thu hoạch bột.
3.1.3.4 Tới độ nhớt
Hỡnh 3.15 chỉ ra ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới độ nhớt của bột, khi thời gian thủy phõn tăng độ nhớt cú xu hướng giảm xuống khoảng 30- 60ml/g. Thời gian cú ảnh hưởng khụng nhiều tới độ nhớt vỡ mặc dự kộo dài từ 150 lờn 180 phỳt nhưng độ nhớt khụng giảm.
Hỡnh 3.15: Ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới độ nhớt của bột sau thủy phõn
48
3.1.3.5 Tới hiệu suất bột
Hỡnh 3.16 chỉ ra ảnh hưởng của thời gian thủy phõn tới hiệu suất thu hoạch bột khi ở cựng mức dựng húa chất, nhiệt độ thủy phõn. Khi thời gian tăng từ 60 tới 90 phỳt thỡ hiệu suất của bột giảm xuống khoảng 1%, tuy nhiờn nếu tiếp tục kộo dài thời gian thỡ hiệu suất của bột giảm khụng đỏng kể. Điều đú cho thấy thời gian thủy phõn ảnh hưởng khụng nhiều tới hiệu suất.
Hỡnh 3.16: Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu suất
(Mức dựng H2SO4: 1%, nhiệt độ thủy phõn: 90oC)
Từ những kết quả trờn cho thấy rằng, thời gian thủy phõn bột bằng H2SO4
ảnh hưởng khụng nhiều tới quỏ trỡnh thủy phõn. Kộo dài thờm thời gian từ 90 phỳt lờn tới 180 phỳt nhưng HexA và trị số Kappa giảm khụng đỏng kể trong khi độ trắng của bột hầu như khụng tăng. Vỡ vậy, thời gian phự hợp nhất cho quỏ trỡnh tiền thủy phõn nờn là 90 phỳt.
Từ những kết quả nghiờn cứu trờn cho thấy trong quỏ trỡnh thủy phõn bột nhiệt độ thủy phõn ảnh hưởng tới độ nhớt, tới HexA và trị số Kappa của bột nhiều hơn so với thời gian thuỷ phõn và mức dựng húa chất, khi ở nhiệt độ cao khả năng tỏch loại HexA của H2SO4 sẽ triệt để hơn. Tuy nhiờn khi nhiệt độ cao sẽ tăng khả năng phỏ hủy cỏc thành phần trong bột, đặc biệt là cắt đứt mạch celluloses gõy ảnh hưởng tới độ nhớt và hiệu suất của bột. Tăng cao mức dựng húa chất và thời gian đồng nghĩa với việc giảm HexA, giảm trị số Kappa, tăng độ trắng nhưng sẽ làm giảm độ nhớt và hiệu suất thu hoạch bột. Do vậy để đạt được hiệu quả kinh tế thỡ điều kiện phự hợp cho quỏ trỡnh thủy phõn thể hiện ở Bảng 3.1 dưới đõy.
49
Bảng 3.1: Kết quả thủy phõn ở điều kiện lựa chọn Điều kiện thủy phõn Kết quả thuỷ phõn % H2SO4 Nhiệt độ Thời gian HexA Trị số Kappa Độ trắng Độ nhớt Hiệu suất (%) (oC) (phỳt) (meq/kg) (đv) (%ISO) (mg/l) (%) 1 100 90 22,76 6,2 38,4 550 97,9
Kết quả ở bảng trờn cho thấy, với điều kiện thủy phõn được lựa chọn, HexA trong bột giảm từ 53,81meq/kg xuống cũn 22,76meq/kg, trị số Kappa giảm từ 9,7 xuống cũn 6,2, độ trắng tăng từ 36,7 lờn tới 38,4%ISO.