4.1 Kết quả nghiên cứu quá trình nấu bột giấy bằng phương pháp hóa học 4.1.1 Anh hưởng của mức độ dùng NaOH đến kết quả của quá trình nau bột
Ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu quả của quá trình nấu được thê
hiện ở Hình 4.1 như sau:
E Hiệu suất nấu (%) | Chỉ số Kappa
60
50,01
50 48,2 47,52 46,7 h
42
39,48 40
30 5,49
i 23,5
20 és k
: ẽ Ỉ | l0
15 17/5 20 22,5 25 37,5 30
Hàm lượng NaOH (%)
Hình 4. 1 Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu suất và chỉ số Kappa.
Quá trình nấu bột giấy bằng phương pháp hóa học, đưới sự hỗ trợ của nhiệt độ và áp suất, tác nhân HO' vừa có tác dụng hòa tan lignin giải phóng các bó xơ sợi, vừa tấn công vừa phân hủy các phân tử hydrat cacbon làm giảm độ bền xơ sợi. Vì vậy, chọn tỷ lệ dùng NaOH phù hợp rất là quan trọng trong quá trình nấu bột, nó ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả của quá trình nấu.
28
Kết quả từ Hình 4.1 cho thấy, hiệu suất và chỉ số Kappa luôn giảm khi mức dùng NaOH tăng. Trong khoảng nồng độ từ 15% đến 30% thì hiệu suất và chỉ số Kappa giảm tương đối.
Kết quả trên được giải thích như sau: Dựa vào Hình 4.1 và nhận định trực quan qua mẫu bột, mức dùng hàm lượng NaOH là 15% đến 20% thì hiệu suất tương đối cao, nhưng bột sống còn nhiều và chỉ số Kappa cũng rất cao. Nên ở những mức này không đạt được hiệu quả nấu. Còn ở mức dùng 30% thì chỉ số Kappa thấp và hiệu suất nâu cũng rất thấp không đạt hiệu quả nau. Vì vậy điểm nau có giá trị từ 20% đến 27,5% cho hiệu quả nấu thích hợp. Tôi chọn %NaOH 22,5%, L/W: 7/1, nhiệt độ 160°C, thời gian bảo ôn tại 105°C là 30 phút. Kết quả ở mức thu được ở mức dùng 22,5%, hiệu suất giảm không đáng kê, con chỉ số Kappa thì giảm mạnh và lượng bột sống rất thấp. Cụ thé, khi hàm lượng NaOH từ 20% đến 22,5% thì hiệu suất từ 47,52%
xuống 46.7%, chi số Kappa từ 22.42 xuống 20,94.
Nong độ NaOH là 22,5% khi đó hiệu suất đạt được là 46,7% va chi số Kappa là 20,94. Qua đó hiệu suất tương đối phù hợp, hàm lượng lignin trong bột nấu còn lại thấp, bột sau nấu có màu nâu nhạt, nêu sử dụng làm giấy cao cấp phải tiễn hành tây trắng.
Với những kết quả đạt được, khi thực hiện nhiều thí nghiệm dé chọn ra điều kiện phù hợp nhất cho phương pháp hóa học. Tôi chọn được điều kiện cho phương pháp này với hàm lượng NaOH 22,5%, thời gian nấu là 90 phút và nhiệt độ là 160°C.
Kết quả bột sau nau (đã rửa) được xem ở Hình 4.2.
29
ới hàm lượng NaOH 22,5%
ã mía nâu với
z
Hinh 4.2 Bot b A
30
4.1.2 Kết quả độ bền cơ lý sau khi nghiền PFI Độ bục (kgf/cm2)
3,2 3 25 2 LS 1
0,5 0
Hình 4.3 Biéu đồ thé hiện độ buc của giấy
Độ bên kéo (kN/m)
25
Hình 4.4 Biểu đồ thể hiện độ bền kéo của giấy
31
Độ nén vòng (N)
wo hua DAN © 0
or N
Hình 4.5 Biểu đồ thé hiện độ nén vòng của giấy
Độ bền cơ lý của giấy tăng khi thực hiện nghiền PFI với các số vòng nghiền tăng từ 0 đến 2500 vòng và giảm khi số vòng nghiền lên đến 3000. Vậy độ bền cơ lý của giấy đạt tối ưu với số vòng nghiền là 2500. Đạt được độ bục là 2,9, độ bền kéo là
2,27 và độ nén vòng là 7,8.
4.2 Kết quả quá trình nghiên cứu nấu bột giấy bằng phương pháp hóa cơ.
Kết quả sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa cơ được thể hiện qua Hình
4.6, Hình 4.7 và Hình 4.8.
Nguyên liệu bã mía sau giai đoạn thâm thấu (nau với hóa chất) sẽ mềm hon va được phân tách một phan xơ sợi. Dé xơ sợi được phân tách hoan toàn, bột phải được nghiền bằng máy nghiền Hà Lan.
32
`
Hình 4.7 Quá trình nghiền bột bằng máy nghiền Hà Lan
33
34
Ảnh hưởng của mức dùng NaOH đến kết quả của quá trình nấu bột
Ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu qua của quá trình nấu được thé
hiện ở Hình 4.6.
# Hiệu suất #Chỉ số Kappa
65,02 70
60 50
4
3
2 1
6 8
Hình 4.9 Biểu đồ anh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu suất va chi số
Kappa.
51,28 51,52
10 %NaOH
© c CC C
So
Từ biểu đồ Hình 4.6 cho thay hiệu suất và chỉ số Kappa của bột hóa cơ kha cao, xơ sợi thô cứng, khả năng liên kết trong giấy kém. Hiệu suất bột theo phương pháp này lên đến gần 71%. Tăng lượng hóa chất sử dụng từ 6 — 8% thì hiệu suất giảm tương ứng. Đặc biệt khi tăng lượng hóa chat từ 8 — 10% thì hiệu suất giảm mạnh từ 65% xuống 51,28%. Chỉ số Kappa của bột theo phương pháp này khá cao. Ở mức dùng NaOH 6% chỉ số Kappa là 72,29. Điều này cho thấy lượng lignin còn lại trong bột khá cao. Lượng NaOH sử dụng tăng từ 8 — 10% chỉ số Kappa giảm mạnh từ 69,53 xuống 51,52.
35
4.3 Kết quả nghiên cứu của phương pháp ngâm kiềm lạnh
Kết quả của quá trình nghiên cứu phương pháp ngâm kiềm lạnh được trình bày
ở Bảng 4.1.
Bảng 4.1 Kết quả thí nghiệm ngâm kiềm lạnh
Thời gian ; Thinghiém | % NaOH L/W (ngay) Két qua Hiéu suat
1 22,5 7/1 10 Không đạt 2 22,5 7/1 15 Không dat
3 22,5 7/1 20 Đạt 86,59%
Trong quá trình theo dõi thí nghiệm, tôi cô định điều kiện %NaOH 22,5%, tỷ lệ dịch L/W là 7/1 và thay đôi thời gian ngâm. Theo quan sát trực tiếp mẫu bột ở thời gian ngâm 10 đến 15 ngày dim bã mía vẫn còn cứng, sơ xợi phân tách ít. Ở thời gian 20 ngày thì dim bã mía mềm hơn, xo sợi phân tách tốt, khi đem đi nghiền Hà Lan thì quá trình tạo thành bột giấy đạt yêu cầu với hiệu suất là 86,59%. Tuy đạt hiệu suất khá cao, nhưng thời gian và lượng hóa chất sử dụng khá lâu và nhiều.
4.4 Kết quả làm trang bột từ bã mía theo quy trình P0P1
Độ trắng (ISO)
80,00%
70,00%
60,00%
50,00%
40,00%
30,00%
20.00%
10,00%
0,00%
PP hóa học
55,40%
PP hóa cơ PP ngâm kiềm lạnh Hình 4.10 Biéu đồ thé hiện độ trắng (ISO) của bột theo ba phương pháp
36
Phương pháp hóa học
Dựa vào các phương pháp nghiên cứu đã thực hiện. Tôi chọn mẫu bột của phương pháp hóa học với điều kiện NaOH 22,5% dé tiến hành tây trắng. Vì mau bột đạt hiệu quả thích hợp. Điều kiện tay được trình bày ở Bảng 3.2 và Bảng 3.3.
37
Độ trắng ban đầu của bã mía chỉ đạt 48,18% ISO, sau giai đoạn Po độ trắng đã tăng đáng kể lên tới 71,31% ISO đạt tiêu chuẩn làm giấy in, tiếp tục cho bột qua giai đoạn tay P, dé nang cao va én định độ trắng cho giấy thì độ trắng có tăng nhưng ít, đạt 74,36% ISO. Đồng thời cùng với việc tăng độ trắng thì hiệu suất toàn phần của quá trình tây giảm nhẹ từ 46,7% qua giai đoạn Po còn lại 45,56% và qua giai đoạn tây P thì hiệu suất là 44,71%.
Qua đó cho ta thấy khi tiến hành tây trắng đã loại bỏ được phan lớn lignin trong bột giấy, làm hiệu suất giảm nhẹ nhưng không đáng kê. Bột sau tay có độ trắng phù hợp cho một số chủng loại giấy bao bì yêu cầu độ trắng cao hoặc các loại giấy in va viét.
Phuong pháp hóa cơ
Tôi chọn bột có điều kiện NaOH 10% dé thực hiện làm sáng màu. Thông số làm sáng bột được thực hiện tương tự phương pháp hóa học. Sau giai đoạn Po độ trắng tăng lên 49,7% ISO. Tiếp tục cho bột qua giai đoạn P\ thì độ trắng đạt 55,4% ISO.
38
Hiệu suất ban đầu là 65,02% sau giai đoạn làm sang Po còn lại 63,34% và qua giai
đoạn P: là 60,27%.
Phương pháp ngâm kiềm
Thông số làm sáng bột được thực hiện tương tự phương pháp hóa học. Sau giai đoạn Po độ trắng tăng lên 46,3% ISO. Tiếp tục cho bột qua giai đoạn P\ thì độ trắng đạt 50,87% ISO. Hiệu suất ban đầu 86,59% qua giai đoạn Po giảm còn 83,4%
và tiếp tục giảm còn 80,1% sau khi qua giai đoạn Pì.
39
Chương 5