Nghiên Cứu Quá Trình Tạo Bột Giấy Từ Thân Cây Ngô Bằng Phương Pháp Xút Có Bổ Sung Chất Xúc Tác Anthraquinone

LỜI NÓI ĐẦU

Để đánh giá kết quả học tập, đào tạo tại trƣờng đồng thời giúp sinh viên

hoàn thiện những kiến thức đã đƣợc trang bị và vận dụng những kiến thức đó

vào thực tiễn sản xuất, đƣợc sự phân công của khoa Lâm học, Ban giám hiệu

Trƣờng ĐHLN, tôi thực hiện khoá luận:

“Nghiên cứu quá trình tạo bột giấy từ thân cây ngô bằng phương

pháp xút có bổ sung chất xúc tác (Anthraquinone)”

Nhân dịp này cho phép tôi đƣợc bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Ban

giám hiệu, các thầy cô giáo trong khoa Chế biến Lâm sản và bộ môn Khoa

học gỗ, đặc biệt là sự hƣớng dẫn tận tình của cô TS. Nguyễn Thị Minh

Nguyệt. Đã giúp tôi hoàn thành bài khóa luận này.

Mặc dù đã cố gắng hết sức nhƣng do thời gian và năng lực còn hạn chế,

bƣớc đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học. Vì vậy đề tài không

tránh khỏi những thiếu sót, rất mong đƣợc sự góp ý, bổ sung của các thầy cô

giáo và bạn đọc để bài khóa luận đƣợc hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Xuân Mai, ngày 10 tháng 5 năm 2011

Sinh viên thực hiên

Nguyễn Thị Thảo

ĐẶT VẤN ĐỀ

Việt Nam đã gia nhập WTO, tiến trình cam kết mở cửa thị trƣờng đƣợc

thực hiện đồng thời các rào cản thƣơng mại, bảo hộ cũng không còn. Ngành

giấy đƣợc đón nhận những thông tin đầu tƣ hết sức hấp dẫn, do đó giấy là một

trong những ngành kinh tế vô cùng quan trọng của nền kinh tế quốc dân hiện

nay. Giấy không chỉ là phƣơng tiện để ghi chép, in ấn, lƣu trữ hay trao đổi

thông tin mà giấy còn đƣợc xem nhƣ một chỉ số để đánh giá sự tiến bộ của

nhân loại.

Cùng với sự phát triển kinh tế, khoa học kĩ thuật và công nghệ, đời

sống vật chất, tinh thần của con ngƣời không ngừng nâng cao, dân số tăng kéo

theo nhu cầu sử dụng giấy tăng lên. Mức tiêu thụ giấy bình quân đầu ngƣời

của Việt Nam năm 2000 là 8 kg/ngƣời/năm, năm 2004 là 13 kg/ngƣời/năm.

Theo dự báo, mức tiêu thụ giấy bình quân đầu ngƣời/năm của Việt Nam năm

2010 và năm 2020 ƣớc đạt 22,5 và 33,5 kg (bản công bố thông tin Công ty Cổ

phần Giấy Tân Mai). Để đáp ứng đủ nhu cầu về giấy, ngành công nghiệp giấy

cần một lƣợng nguyên liệu rất lớn , hàng năm cả nƣớc phải nhập 43% sản

lƣợng nguyên liệu bột giấy. Gỗ tự nhiên và gỗ rừng trồng là không đủ, vì vậy

vấn đề đặt ra trƣớc mắt cho ngành công nghiệp sản xuất giấy – bột giấy là

phải cung cấp đầy đủ cho nhu cầu sử dụng của con ngƣời. Việc nghiên cứu

phƣơng pháp để tận dụng hiệu quả các loại nguyên liệu là phế thải của ngành

nông nghiệp đang là một hƣớng nghiên cứu mới có nhiều triển vọng đƣợc các

nhà khoa học quan tâm và việc nghiên cứu bổ sung các chât xúc tác trong quá

trình nấu để nâng cao hiệu suất bột là vô cùng cần thiết. Xuất phát từ yêu cầu

đó đồng thời đƣợc sự đồng ý của Giáo viên hƣớng dẫn và Bộ môn Khoa học

gỗ, tôi tiến hành thực hiện đề tài:

“Nghiên cứu quá trình nấu bột giấy từ thân cây ngô bằng

phương pháp xút có bổ sung chất xúc tác (Anthraquinone)”

CHƢƠNG 1

TỔNG QUAN

1.1. Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, nội dung và phƣơng thức nghiên cứu

1.1.1. Mục tiêu

Xác định đƣợc ảnh hƣởng của chất xúc tác đến hiệu suất và chất lƣợng

bột giấy sau nấu.

1.1.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu

- Thân cây ngô (phế liệu nông nghiệp)

- Cây ngô đƣợc trồng tại thôn Yên Thái – xã Đông Yên – huyện Quốc

Oai – Hà Nội.

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài tập trung xem xét ảnh hƣởng của chất

xúc tác đến quá trình nấu bột từ thân cây ngô bằng phƣơng pháp xút.

1.1.3. Nội dung nghiên cứu

* Nội dung phục vụ nghiên cứu:

- Thu thập nguyên liệu và tạo mẫu nghiên cứu.

- Xác định độ ẩm của nguyên liệu.

- Pha chế dịch nấu xút (nồng độ 100 g/l).

* Nội dung chính:

- Nghiên cứu ảnh hƣởng của chất xúc tác đến hiệu suất bột và chất

lƣợng bột sau nấu (đề tài tiến hành nghiên cứu với các mức dùng chất xúc tác

Antraquinone khác nhau: 0,2%, 0,4%, 0,6% so với nguyên liệu và các mẻ nấu

này đều đƣợc thực hiện ở nhiệt độ nấu là 80

oC, thời gian bảo ôn là 60 phút).

- Đánh giá chất lƣợng bột sau nấu: xác định hàm lƣợng α – cellulose và

xác định hàm lƣợng lignin còn lại trong bột sau nấu.

1.1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu

- Phƣơng pháp thực nghiệm: tiến hành thực nghiệm nấu bột giấy từ

thân cây ngô và xác định hiệu suất bột sau nấu đồng thời xác định hàm lƣợng

lignin còn lại trong bột.

- Phƣơng pháp kế thừa: kế thừa các kết quả nghiên cứu của các chuyên

đề, đề tài có liên quan.

- Phƣơng pháp tiêu chuẩn.

1.2. Tổng quan về ngành giấy

1.2.1. Lịch sử phát triển ngành giấy

Thời cổ đại trƣớc khi phát minh ra giấy, ngƣời Trung Quốc đã biết

dùng dây tết lại để ghi nhớ những sự việc, sau đó là viết hoặc khắc lên các vật

liệu nhƣ gỗ, tre trúc, đá hoặc xƣơng động vật, đến những năm cuối của thời

Xuân Thu lại dùng những tấm lụa mỏng để viết chữ, ngƣời Ai Cập biết dùng

loài cỏ bên bờ sông Nile, ngƣời Ấn Độ thì sử dụng lá cây, ngƣời Hi Lạp dùng

đồ gốm sứ,… làm vật liệu để viết. Đến thời Đông Hán của Trung Quốc, Thái

Luân tổng kết lại những kinh nghiệm của ngƣời đi trƣớc và đến năm 105 sau

công nguyên, ông đã đề xuất ra sử dụng vỏ cây đay gai, rẻ rách, lƣới đánh cá

dùng làm nguyên liệu để sản xuất ra bột giấy và giấy, đƣợc thế giới công nhận

là ngƣời đầu tiên phát minh ra kĩ thuật sản xuất giấy (1).

Nhà máy giấy đầu tiên trên thế giới xuất hiện ở Châu Âu gần Cordoba,

sau đó là Seville. Nhà máy đầu tiên ở Ý đƣợc xây dựng gần Fabriano khoảng

năm 1250. Vào khoảng thế kỉ XIII, xuất hiện loai giấy nghệ thuật tại Pháp,

nhƣng phải đến năm 1384 tại Troyes mới có Nhà máy giấy, sau đó là Essones.

Năm 1445, Gutenberg (Đức) phát minh ra máy in. Tháng Giêng năm 1799,

Louis – Nicolas Robert (1761 - 1828), một đốc công trẻ của Nhà máy ở

Essones cùng cha đã phát minh ra máy xeo giấy liên tục. Đây là mốc lịch sử

quan trọng vì từ đây giấy đƣợc sản xuất nhanh hơn, nhiều hơn và rẻ hơn. Năm

1825, sản lƣợng giấy khổng lồ đã đạt đƣợc tại Châu Âu, Mĩ. Riêng năm 1850,

có hơn 300 máy xeo giấy tại Anh và Pháp (2).

Công nghệ sản xuất giấy tiếp tục phát triển mạnh cùng với sự phát triển

ngành công nghiệp giấy. Cuối thế kỷ XX, trên thế giới có khoảng gần 5900

nhà máy, xí nghiệp sản xuất các bán thành phẩm xơ sợi với tổng công suất

gần 220 triệu tấn/năm, 8830 nhà máy sản xuất giấy và cacton các loại, tổng

công suất 350 triệu tấn/năm, hàng ngàn doanh nghiệp, cơ sở vừa và nhỏ đáp

ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân loại về giấy và các sản phẩm giấy (2).

Bảng 1.1: Quy mô trung bình các doanh nghiệp sản xuất bột giấy và giấy

NƢỚC, KHU VỰC

Quy mô công suất (tấn/nhà máy/năm)

Nhà máy bột

giấy Nhà máy giấy

Indonesia 370.000 136.000

Nhật Bản 353.000 72.000

Bắc Mĩ (Mĩ, Canada) 320.000 188.000

Tây Âu 200.000 95.500

Thái Lan 159.000 83.000

Malaysia 145.000 65.000

Philippin 78.300 208.000

Việt Nam 4.740 4.880

Trung Quốc 4.000 7.400

(Nguồn:Bài giảng công nghệ sản xuất bột giấy, Lê Quang Diễn)

Sự lên xuống thất thƣờng của giá bột sẽ tiếp tục gây khó dễ cho ngành

công nghiệp giấy. Cơ chế cung cấp bột giấy theo hợp đồng dài hạn và giá cố

định có lợi cho ngƣời sản xuất giấy cũng nhƣ ngƣời sản xuất bột giấy, vì nó