Nghiên cứu quá trình khử mực giấy loại văn phòng theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hoá học

0

BỘ CÔNG THƯƠNG

TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM

VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ

*********&*********

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2008

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC GIẤY LOẠI

VĂN PHÒNG THEO PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT HỢP

GIỮA TÁC NHÂN SINH HỌC VÀ HÓA HỌC

Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG

Cơ quan chủ trì: VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ

Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Việt

Kỹ sư công nghệ giấy

7125

17/02/2009

HÀ NỘI 11/2008

1

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1

Phần I TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GIẤY LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP

KHỬ MỰC ENZYM

3

I.1. Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới và Việt Nam 3

I.1.1 Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới 3

I.1.2 Tình hình sử dụng giấy loại ở Việt Nam 6

I.2 Khử mực giấy loại 8

I.2.1 Giấy loại, cấu trúc mực in và phương pháp in 8

I.2.2 Phương pháp khử mực giấy loại 10

I.2.2.1 Các phương pháp khử mực 10

I.2.2.2 Hóa chất sử dụng trong quá trình khử mực thông thường: 12

I.3 Quá trình khử mực giấy loại có sử dụng enzym 13

I.3.1 Enzym và cơ chế hoạt động của enzym 13

I.3.1.1 Giới thiệu chung về enzym 13

I.3.1.2 Tính chất của enzym 14

I.3.1.3 Cơ chế hoạt động của enzym 15

I.3.2 Ứng dụng của enzym trong quá trình khử mực giấy loại văn phòng 16

I.3.2.1 Hoạt động của enzym trong quá trình tuyển nổi khử mực giấy

loại

17

I.3.2.1.1 Bản chất hóa học của quá trình tuyển nổi khử mực. 17

I.3.2.1.2 Hoạt động của enzym khi khử mực giấy loại 19

Phần II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22

II.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 22

II.1.1 Đối tượng nghiên cứu 22

II.1.2 Hóa chất 22

II.1.3 Thiết bị 22

II.2 Phương pháp nghiên cứu 23

II.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu 23

II.2.2 Phương pháp nghiên cứu 23

Phần III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 26

III.1 Nghiên cứu xác lập quy trình tuyển nổi khử mực giấy loại bằng hóa

chất

26

III.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng NaOH tới kết quả khử

mực giấy loại bằng hóa chất.

26

III.1.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực

giấy loại bằng hóa chất.

27

III.1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực tới kết quả

khử mực giấy loại bằng hóa chất.

28

III.1.4 Nghiên cứu sự ảnh hưởng của thời gian ủ tới kết quả khử mực 29

2

giấy loại bằng hóa chất.

III.2 Nghiên cứu qúa trình tuyển nổi khử mực bằng hóa chất kết hợp với

tác nhân sinh học

31

III.2.1 Nghiên cứu qúa trình tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym

α- amylaza.

31

III.2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng enzym α-amylaza trong

quá trình tuyển nổi khử mực giấy loại

31

III.2.1.2 Nghiên cứu khả năng tiết kiệm hóa chất chủ yếu khi sử dụng

enzym α- amylaza cho quá trình tuyển nổi khử mực

32

III.2.2 Nghiên cứu qúa trình tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym

BIO-DE 30

34

III.2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng enzym BIO-DE 30 tới kết

quả khử mực giấy loại

34

III.2.2.2 Nghiên cứu khả năng tiết kiệm hóa chất chủ yếu khi sử dụng

enzym BIO-DE cho quá trình tuyển nổi khử mực

35

III.2.2.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả khử mực giấy

loại có sử dụng enzym BIO-DE 30.

37

III.2.2.4 Nghiên cứu ảnh hưởng pH môi trường tới kết quả khử mực

giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE30

38

III.2.2.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới

kết quả khử mực giấy loại

40

III.4 Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng enzym trong

quá trình khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi

42

III.4.1 Đánh giá sơ bộ hiệu quả kỹ thuật 42

III.4.2 Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế 43

Phần IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 47

1

MỞ ĐẦU

Hiện nay, tái sinh giấy loại và các sản phẩm từ giấy đang được các nhà máy bột

giấy và giấy hết sức quan tâm. Do ý thức bảo vệ môi trường đã được cải thiện và

như những quy định chặt chẽ trong sản xuất, ngành công nghiệp giấy thế giới cũng

như ở Việt Nam đang nỗ lực thu hồi và tái sinh ít nhất 40% tất cả các sản phẩm giấy

đã qua sử dụng [18]. Chính bởi nhu cầu sử dụng xơ sợi tái sinh trong các sản phẩm

giấy tăng cao mà công nghệ khử mực giấy loại cũng được cải tiến và ngày càng

hoàn thiện hơn.

Các phương pháp khử mực giấy loại bằng hóa chất truyền thống từ trước tới

nay có giá thành cao, sử dụng nhiều hóa chất có hại cho môi trường. Việc sử dụng

hoá chất có xu hướng cải thiện mức loại mực và độ trắng của bột giấy, nhưng những

hóa chất này sau đó thải ra môi trường gây ô nhiễm trầm trọng. Cùng với giá thành

cao và sự ảnh hưởng đến môi trường, các hóa chất khử mực còn tác động vào trong

xơ sợi và các tính chất cơ lý của bột.

Một trong những phương pháp cải tiến quá trình khử mực giấy loại là kết hợp

giữa tác nhân sinh học và hóa học đã thu hút được sự chú ý của các nhà sản xuất

trong thời gian gần đây. Một số nghiên cứu đã chỉ ra những loại enzym như

xenlulaza, hemixelulaza, xylanaza, amylaza và lipaza có hiệu quả trong việc khử

mực giấy loại văn phòng. Các enzym có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp

với nhau để nâng cao hiệu quả khử mực giấy loại báo và tạp chí.

Khử mực giấy loại có sử dụng enzym đặc biệt hiệu quả đối với những giấy

loại có sử dụng những phương pháp in mà phương pháp khử mực truyền thống

không có tác dụng như in laser hay in xerographic (có mặt các hạt toner) do sự bám

dính của các phân tử mang màu trên giấy rất bền vững.

Do những ưu điểm về khả năng khử mực của phương pháp khử mực có sử

dụng enzym cũng như nâng cao xơ sợi tái sinh. Năm 2008, Viện công nghiệp Giấy

và Xenluylô đã được Bộ Công Thương giao cho thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quá

trình khử mực giấy loại văn phòng theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác

nhân sinh học và hóa học”.

2

Nôi dung nghiên cứu bao gồm:

- Nghiên cứu sử dụng hóa chất để khử mực giấy loại văn phòng bằng phương

pháp tuyển nổi khử mực.

- Nghiên cứu hiệu quả khử mực của các loại enzym kết hợp với hóa chất

- Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố công nghệ (pH, thời gian, thời điểm sử

dụng enzym và mức dùng) của quá trình sử dụng enzym tới hiệu suất và chất

lượng bột giấy như:

+ Hiệu suất bột

+ Độ trắng và tính chất cơ lý

+ Mức loại mực

- Xác định hiệu quả loại mực của giai đoạn tuyển nổi và rửa.

- Từ các kết quả thí nghiệm, thiết lập qui trình khử mực giấy loại văn phòng

- Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình đã được thiết lập.