3.1 Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm
3.1.1 Nguyên liệu
Bã mía được lấy chủ yêu từ các xe ép mía khu vực Tp.HCM được cắt nhỏ
phơi khô và bảo quản.
Địa điểm tiến hành thí nghiệm: Phòng QC Công ty cổ phần Giấy Sài Gon, Trung tâm nghiên cứu chế biến Lâm Sản Giấy và Bột Giấy Trường Đại học Nông Lâm thành phố Hồ Chí Minh.
16
3.1.2 Dụng cụ thí nghiệm Kéo
Rây lọc bột Khây đựng bột
Xô đựng nước rửa bột
Cốc say
Chai đựng hóa chất
Ca nhựa có chia vạch đông nước Dia thủy tinh
Nồi nấu hồ tinh bột
Túi mlong Buret
Các dụng cụ lấy hóa chất và dung dịch bột giấy: ống đong, bóp cao su, kẹp
buret...
3.1.3 Thiết bị thi nghiệm Tủ say
Bình hút chân không Cân định lượng
Nồi nấu bột
Máy nghiền Hà Lan Máy đo độ nghiền
Máy xeo handsheet
Dao cắt mẫu
Máy đo độ chịu kéo
3.1.4 Hóa chất sử dụng
NaOH
Na2SO3 0.2M H2SO42M
Al,
KMnOx¿0.1N KIIM
Hồ tinh bột
3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp hóa học
Dăm bã mía
Ỷ
Xử lí nguyên liệu
Ỷ
Xác định độ khô
Ỷ
Nau bột
Ỷ
Rửa bột | —>| Tẩy trắng
Ỷ
Bột không tây |—>|Xác định hiệu suất và chỉ số
kappa
Nghién PFI
I Xác định độ chịu kéo
Xeo handsheet < Xác định độ bục
Xác định độ nén vòng
Hình 3.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của phương pháp hóa học
18
Thuyết minh sơ đồ
1. Xử lí nguyên liệu
Dam bã mía được gôm về phơi khô, cắt nhỏ khoảng 3cm rồi được bao quan bằng bao kín trong phòng thí nghiệm. Trộn đều, lấy ngẫu nhiên 5 mẫu dăm bã mía dé tiến hành xác định độ khô.
2. Xác định độ khô của dăm mảnh
Dam bã mía được xác định độ khô theo tiêu chuẩn SCAN — CM 39:94 dé lay chính xác khối lượng nguyên liệu cho thí nghiệm, đây cũng là bước quan trọng quyết định độ chính xác đến kết quả.
3. Nấu bột
- Điều kiện nấu: Dựa vào các nghiên cứu đã thực hiện trong và ngoài nước cho quá trình nấu bột đối với nguyên liệu gỗ và phi gỗ, chọn nhiệt độ nấu là là 160°C và thời gian nấu là 90 phút là tương đối thích hợp cho bã mía. Lượng NaOH được sử
dụng trong khoảng 15% -30% với các thí nghiệm thăm dò. Tỷ lệ dịch được sử dụng
cho nguyên liệu gỗ là 3/1 — 5/1 và nguyên liệu phi gỗ là 6/1 — 8/1. Do vậy, đề tài thực hiện tỷ lệ nau dich cho bã mia là 7/1 dé đảm bảo nguyên liệu ngập đều hóa chất. Điều kiện nấu của thí nghiệm được thé hiện ở bảng 3.1
Bảng 3. 2 Điều kiện thí nghiệm nấu bột
Thí %NaOH/KLKTĐ | Tỷ lệ dịch Nhiệt độ Thời gian nghiệm L/W °C (phút)
1 15 7/1 160 90 2 lệ 7/1 160 90 3 20 7/1 160 90 4 225 7/1 160 90 3 215d 7/1 160 90 6 30 7/1 160 90
- Tính toán dich nấu: Thực hiện chi tiết như phụ lục 2.
- Tiến hành nau: Sau khi tính toán lượng nguyên liệu và dịch nau gồm NaOH và nước bé sung, ta trộn đều hỗn hợp dim mảnh va dich nau dé hóa chất thâm thấu đều vào dim mảnh. Kế tiếp cho tất cả nguyên liệu và dịch nấu vào nồi nấu, cài đặt
nhiệt độ cho nôi nau, sau đó tiên hành gia nhiệt cho nôi nâu. Khi nhiệt độ nâu lên dén
19
100°C phải mở van xả áp trong nồi nấu khoảng 2 phút, sau đó đóng van xả áp lại, tiếp tục gia nhiệt đến nhiệt độ nấu đã cài đặt và bảo ôn nhiệt độ này 1 thời gian. Kết thúc quá trình nấu bằng cách tắt nồi nấu, xả áp, mở nồi và cho nước rửa vào nồi dé tiến hành các giai đoạn tiếp theo.
4. Rửa bột
Bột sau khi nấu được rửa để làm sạch bột khỏi dịch đen, bột được cho vào xô 1 có dung tích 10 lít, ta cho nước vào xô tiến hành rửa bột. Dùng rây dạng lưới để lọc
bột trong xô 1. Bột sau khi lọc, tách nước thai được cho vao xô 2 có dung tích 10 lít
và phần nước thải sau lọc này được chứa trong thau dung tích 10 lít. Phần nước thải trong thau được lọc qua một tam vải dé thu hồi các hat mịn tránh thất thoát bột. Phan bột mịn thu hồi được cho vào cùng với bột ở xô 2, còn phần nước thải sau khi lọc hạt min này được thải bỏ. Cứ thé tiếp tục lọc, rửa bột và lọc, thu hồi bột mịn cho đến khi
bột sạch, nước thải không còn đen nữa.
Khi rửa xong, bột được lay đi xác định hiệu suất và chỉ số kappa và lay đó làm cơ sở cho việc tiềm điều kiện nau thích hợp cho quá trình thí nghiệm.
Xác định hiệu suất xem ở phụ lục 3 Xác định chỉ số Kappa xem ở phụ lục 4 Tẩy trắng bột hóa học
Đột sau nấu được rửa sạch và tiến hành tay trang theo sơ đồ Hình 3.3.
20
Bột bã mía
:
Tây trang GD Po
|
Rửa bột Hiệu suất tay
4
Tây trang GD Pì
|
Rửa bột Hiệu suât tây
,
Xeo handsheet (định lượng 100g/m7)
:
Đo độ trăng
Hình 3.3 Sơ đồ bố trí thí nghiệm tây trắng bột
Hóa chat tay được sử dụng chủ yêu là H2O2. Không sử dụng các hop chất Clo nhằm hướng đến việc sử dụng bột giấy cho sản xuất các chủng loại giấy bao bì. Trong đó có bao bì thực phẩm Do đó tôi chọn quy trình tây 2 giai đoạn.
Giai đoạn đầu Po (giai đoạn tay chính): sử dụng H2O> ở điều kiện cao nhằm
loại bỏ lignin.
Điều kiện thí nghiệm trong quá trình tây trắng giai đoạn Po được trình bày ở
Bảng 3.2
21
Bang 3. 2 Điều kiện thí nghiệm trong quá trình tay trang giai đoạn Po Nồng độ bột 12%
H202 4%
Nhiệt độ 100°C Thời gian 30 phút
pH 1-18
Giai đoạn Pì: Tiếp tục sử dụng hóa chất H›Oa nhằm cải tiến độ trang của bột.
Tôi chọn điều kiện cho quá trình tây P¡ như Bảng 3.3.
Bảng 3. 3 Điều kiện thí nghiệm trong quá trình tay trắng giai đoạn Pì Nông độ bột 12%
HạO; 2%
Nhiệt độ 100°C Thời gian 60 phút
pH 11-12
Sau mỗi giai đoạn tay can lay bột ra rửa thật sạch. Rồi mới tiến hành giai đoạn
sau.
Trình tự tay trắng bột bã mía Chuẩn bị bột
Pha loãng bột theo đúng nồng độ (phụ lục 9) của từng giai đoạn tây. Tính toán lượng hóa chất cần thiết cho khoảng 30g bột khô tuyệt đối cho mỗi thí nghiệm. Tiến
hành đo pH của bột và cho bột vào túi khí kín.
Tiến hành tay
Tây giai đoạn Po, bỏ túi bột vào thiết bi tây chờ gia nhiệt tới 100°C rồi tính thời gian. Kết thúc quá trình tay, lay bột ra rửa sạch và đo hiệu suất tây.
Tay giai đoạn Pi, tương tự giai đoạn Po sau khi kết thúc quá trình tay cũng rửa và tiễn hành đo hiệu suất tây.
22
5. Nghiền bột không tẩy
Bột giấy được nghiền theo tiêu chuan SCAN — C24 ở phụ lục 6.
6. Xeo handsheet
Tiếp theo là tiến hành làm giấy handsheet. Định lượng của mỗi tờ là 100 + 2 g/m?. Sau khi chuẩn bị xong lượng dung dich bột cần thiết để xeo giấy. Tiến hành khởi động máy xeo giấy. Trước khi bắt đầu xeo giấy cần rửa sạch lưới xeo và bồn chứa để làm sạch bột hay hóa chất còn sót lại trong các lần xeo trước. Lắp bồn chứa lên trên lưới xeo và khóa chốt giữ bồn chứa, mở van bơm nước vào trong bồn chứa.
Khi nước lên 1/ 2 bồn chứa thì khuấy đều lượng dung dịch bột đã chuẩn bị trước đồ vào bồn chứa. Mở van sục khí vào trong huyền phù bột để xơ sợi phân tán đều hơn, khi huyền phù trong bồn chứa đã ôn định. Mở van thoát nước cho đến khi nước thoát hết và tờ giấy sẽ được hình thành trên lưới xeo. Mở chốt giữ bồn chứa, cho bồn ngã về phía sau. Đặt tờ giây thấm lên trên tờ handsheet, dùng con lăn lăn trên bề mat của giấy thâm dé lấy tờ handsheet ra khỏi lưới xeo. Đặt thêm một tờ giấy thấm nữa bên
kia mặt của tờ handsheet vừa được tạo thanh va cho vảo bộ phận ép của máy xeo handsheet.
Tờ handsheet được ép 2 giai đoạn, thời gian ép giai đoạn 1 là 5 phút, thời gian
ép giai đoạn 2 là 2 phút. Sau khi qua 2 giai đoạn ép, tờ handsheet được phơi khô bằng gió dé tránh bị biến màu khi đưa vào tủ sấy.
Mẫu được đều hòa mẫu trong phòng thí nghiệm và tiến hành xác định các tính chất của mẫu tại phòng QC Công ty cô phần Giấy Sài Gon.
23
3.2.2 Phương pháp hóa cơ
Dăm bã mía
Xử lí nguyên liệu
:
Xác định độ khô
*
Tham thấu hóa chất
4
Nghién Ha Lan
Xác định hiệu suất và Làm sáng màu bột.
chỉ số Kappa Bột hóa cơ
°
Xeo handsheet —> |Xác định độ trắng Hình 3.4 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của phương pháp hóa cơ
Thuyết minh sơ đồ
1. Xử lí nguyên liệu
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
2. Xác định độ khô của dăm mảnh
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
3. Tham thấu hóa chất
- Xử lí nguyên liệu: Theo phương pháp hóa cơ, đề tài cố định nhiệt độ là 100
°C và thời gian là 180 phút. Lượng NaOH sử dung trong khoảng 6 — 10% với các thi
nghiệm thăm dò. Tỷ lệ dịch nấu là 6/1. Điều kiện thí nghiệm được trình bày chi tiết
ở Bảng 3.4.
24
Bang 3. 4 Bồ trí thí nghiệm nấu bột
Thí | %NaOH/KLKTD | Tylédich | Nhiệt độ Thời gian nghiệm L/W °C (phút)
1 6 6/1 100 180 2 8 6/1 100 180 3 10 6/1 100 180
- Tính toán dich nau được thể hiện chi tiết ở phụ lục 2.
- Tiến hành nau: Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
4. Nghiền Hà Lan
Bột giấy được nghiền theo tiêu chuẩn SCAN — C24:6 ở phụ lục 5.
5. Bột hóa cơ
Xác định hiệu suất xem ở phụ lục 3.
Xác định chỉ số Kappa xem ở phụ lục 4.
Làm sáng màu bột được thực hiện tương tự quá trình tây trắng của phương
pháp hóa học.
6. Xeo giấy handsheet
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
7. Xác định độ trắng và tính chất của mẫu
Mẫu được gởi đi và thực hiện tại phòng QC Công ty Cô Phần Giấy Sài Gòn.
25
3.2.3 Phương pháp ngâm kiềm lạnh
Dăm bã mía
Xử lí nguyên liệu
Xác định độ khô
‡
Ngâm hóa chất NaOH
|
Rửa |—> Tay trắng
z
Nghiền Hà Lan
\
Xeo handsheet
Hình 3.5 Sơ đồ bồ trí thí nghiệm phương pháp ngâm kiềm lạnh Thuyết minh sơ đồ
1. Xử lí nguyên liệu
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
2. Xác định độ khô của dăm mảnh
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
3. Ngâm hóa chất NaOH
Ngâm nguyên liệu với dung NaOH, đề tài cố định điều kiện ngâm là: Ham lượng NaOH dùng là 22,5% so với nguyên liệu khô tuyệt đối. Tỷ lệ dịch L/W là 7/1, nhằm mục đích so sánh với phương pháp hóa học tại điều kiện NaOH 22,5%. Qua
trình theo dõi hiệu quả của phương pháp nay được trình bay ở Bảng 3.5.
26
Bảng 3.5 Bảng bố trí thí nghiệm ngâm kiềm lạnh
Thí nghiệm %NaOH/KLKTĐ Ty lệ dịch Thời gian ngâm UW (ngày) 1 22,5 7/1 10
22,5 7/1 15 3 22,5 7/1 20
4. Rửa bột
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
Tẩy trắng bột: Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
5. Nghiền Hà Lan
Bột giấy được nghiền theo tiêu chuan SCAN — C24 ở phụ lục 5.
6. Xeo handsheet
Được thực hiện tương tự phương pháp hóa học.
27
Chương 4