Nghiên Cứu Xác Định Thành Phần Hóa Học Của Nguyên Liệu Bạch Đàn Trắng Tỉa Thưa Eucaluptus Camadulensis Denhn Và Định Hướng Sử Dụng Cho Ngành Công Nghiệp Sản Xuất Bột Giấy

0

LỜI CẢM ƠN

Nhân dịp hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Đại học niên khóa 2006 -

2010 của trƣờng Đại học Lâm nghiệp VN, em xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn

sâu sắc tới các thầy cô giáo, gia đình và bè bạn đã tạo điều kiện thuận lợi nhất

cho em trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài này.

Đặc biệt, cho em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy giáo, TS. Cao

Quốc An, ngƣời thầy trực tiếp hƣớng dẫn, đã tận tình giúp đỡ, truyền đạt

những kiến thức chuyên môn, kinh nghiệm quý báu cho em trong quá trình

hoàn thành khóa luận. Em xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, thầy cô

giáo, khoa CBLS, TTTN và thƣ viện trƣờng.

Em đã cố gắng với tất cả nỗ lực bản thân, nhƣng do còn nhiều hạn chế

khách quan và chủ quan nên không tránh khỏi còn những thiếu sót. Em mong

nhận đƣợc những ý kiến đóng góp xây dựng của thầy cô và các bạn.

Em xin chân thành cảm ơn!

Xuân Mai, ngày 20 tháng 4 năm 2010

Sinh viên thực hiện

Bùi Thị Hƣờng

1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Gỗ là vật liệu tự nhiên có nguồn gốc sinh học, đặc tính hóa học và cấu

tạo đặc biệt của gỗ phù hợp với nhiều mục đích sử dụng khác nhau. Không ai

có thể phủ nhận vai trò của gỗ trong đời sống, khoa học kỹ thuật và công

nghệ. Gỗ đƣợc dùng rộng rãi trong công nghiệp, nông nghiệp, kiến trúc, xây

dựng, khai khoáng,…

Ngày nay, công nghiệp nói chung và ngành CBLS nói riêng đang ngày

càng phát triển, càng phát triển bao nhiêu thì nhu cầu về gỗ càng tăng bấy

nhiêu. Khai thác rừng tự nhiên bừa bãi đã làm nguồn tài nguyên này dần cạn

kiệt, thay thế vào đó là xu hƣớng sử dụng gỗ rừng trồng để đảm bảo việc sử

dụng hiệu quả bền vững. Hầu hết gỗ rừng trồng là các loài cây có tốc độ sinh

trƣởng nhanh, thời gian thu hoạch ngắn. Trong các loài cây ấy, Bạch đàn là

một loại cây chiếm ƣu thế về hình dạng, kích thƣớc, tính chất cơ lý. Đặc biệt,

đây là loại cây dễ trồng, sinh trƣởng nhanh, chi phí đầu tƣ và chăm sóc thấp,

nó không những phù hợp với việc chế tạo sản phẩm mộc mà còn phù hợp cho

ngành công nghệ sản xuất ván nhân tạo, giấy và bột giấy.

Để đáp ứng nhu cầu sử dụng gỗ rừng trồng nói chung và gỗ Bạch đàn

nói riêng, em tiến hành thực hiện đề tài “Nghiên cứu xác định thành phần

hóa học của nguyên liệu Bạch đàn trắng tỉa thưa (Eucaluptus

Camadulensis Denhn) và định hướng sử dụng cho ngành công nghiệp sản

xuất bột giấy.”

2

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử phát triển ngành giấy.

Vào khoảng hơn 2000 năm TCN, ngƣời Ai Cập đã phát hiện ra một loại

giấy dó đƣợc làm bằng cách tách loại cây này thành lát mỏng, cắt đều, rửa

sạch, phơi khô, dàn mỏng, dùng màu mực vẽ hình lên đó, Đó đƣợc coi là tờ

giấy đầu tiên của con ngƣời.

Việc tách xơ sợi thực vật là đặc trƣng của sản xuất giấy, ngƣời Trung

Quốc là những ngƣời đầu tiên nghĩ ra cách dùng vỏ cây dâu tằm tƣớc ra thành

sợi, rửa sạch, giã nhuyễn, dàn mỏng, phơi khô thành một loại giấy viết. Sáng

kiến lớn lao này ngay sau đó đƣợc phổ biến rộng rãi ở Trung Quốc. Cho đến

năm 384 SCN, nghề làm giấy lan sang Triều Tiên, Nhật Bản. Thế kỷ thứ 7

mới vào tới Việt Nam, Miến Điện, Ấn Độ. Từ đây nghề làm giấy mới đƣợc

truyền đến các nƣớc châu Âu, châu Phi, châu Mỹ nhƣ: Ả Rập (751), Tây Ban

Nha (1451), Italia (1276), Pháp (1348), Anh (1494), Nga (1576).

Hơn 200 năm trở lại đây, cùng với sự phát triển của điện năng, kỹ thuật

công nghệ và thiết bị, sản xuất Xenlulo và giấy có những bƣớc nhảy vĩ đại.

Năm 1798, Nicolai Robert (Pháp) đã phát minh ra máy xeo giấy đầu tiên.

Tiếp theo, anh em nhà Fourdrinier (Anh) cải tiến máy xeo thành dạng máy

xeo lƣới dài. Nhiều phát minh cải tiến kỹ thuật sản xuất giấy tiếp tục ra đời,

nâng cao, hiện đại và ngày càng hoàn thiện. Năm 1840, Keller và Ulter (Đức)

phát minh ra máy mài gỗ để thu sợi, mở ra hƣớng sử dụng gỗ làm nguyên liệu

giấy, đánh dấu mốc quan trọng cho sự phát triển ngành công nghiệp sản xuất

Xenluloza – giấy. Nhƣng giấy từ bột gỗ mài có độ bền không cao, nhanh bị

vàng ố đã đặt ra yêu cầu nghiên cứu các phƣơng pháp hóa học để thu sợi tự

do. Năm 1866, phƣơng pháp Sunphit ra đời. Năm 1874, phƣơng pháp

Sunphat ra đời. Sự ra đời của 2 phƣơng pháp này đã chứng minh sự phát triển

thực sự của ngành công nghiệp giấy. Thế kỷ 21 đánh dấu bƣớc phát triển mới

của ngành giấy với các kỹ thuật hiện đại nhƣ nấu liên tục, tẩy trắng nhiều giai

3

đoạn, tráng keo trên máy xeo, làm giấy với xơ sợi liên tục, kỹ thuật điều khiển

bằng máy vi tính.

Ngày nay, vấn đề về nguồn nguyên liệu trở lên cấp bách và cần thiết,

giấy và các sản phẩm từ giấy đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống con

ngƣời, sử dụng giấy bảo vệ môi trƣờng đang ngày càng đƣợc quan tâm.

1.2. Thực trạng ngành giấy Việt Nam.

Theo bản quy hoạch tổng thể phát triển ngành giấy giai đoạn 2001 -

2010 của Tổng công ty giấy Việt Nam tổng kết thì mức tiêu thụ giấy của nƣớc

ta năm 2000 là 6,4 kg/ngƣời/năm, ở mức thấp nhất trên thế giới. Bản tổng kết

đã so sánh: Các nƣớc Tây Âu tiêu thụ 166 kg/ngƣời/năm, Nhật Bản là 233

kg/ngƣời/năm, Bắc Mỹ là 295 kg/ngƣời/năm. Mức bình quân thế giới là 45

kg/ngƣời/năm. Đánh giá đã kết luận, ngành công nghiệp sản xuất giấy của

nƣớc ta chƣa thực sự phát triển. Những năm gần đây đã có những chuyển biến

rõ rệt trong cải tiến kỹ thuật, trang thiết bị, nhiều dự án xây dựng các nhà máy

giấy đã đƣợc chính phủ phê duyệt.

Cơ hội lớn cũng là thách thức lớn đối với ngành công nghiệp nói chung

và ngành giấy nói riêng khi Việt Nam gia ngập tổ chức mậu dịch tự do khu

vực APTA. Mục tiêu đặt ra cho ngành giấy là tăng sản lƣợng toàn ngành lên

3,15 lần (từ 113.606 lên 380.000 tấn/năm) đáp ứng 70% nhu cầu tiêu thụ

trong nƣớc.

Để ngành giấy Việt Nam phát triển bắt kịp với nhịp độ các nƣớc trong

khu vực, Tổng công ty giấy VN đƣa ra 3 mục tiêu lớn để nâng cao năng lực

sản xuất.

- Tăng sản lƣợng.

- Mở rộng và phát triển vùng nguyên liệu đáp ứng đầy đủ, lâu dài và ổn định

cho các nhà máy giấy, song song việc thực hiện xóa đói giảm nghèo cho vùng

sâu vùng xa.

- Thúc đẩy đầu tƣ mở rộng năng lực sản xuất, đa dạng về chủng loại mặt

hàng, mở rộng thị trƣờng, tăng ƣu thế cạnh tranh.

4

Mục tiêu năm 2010 là xuất khẩu 760.043 tấn bột, trong đó 638.063 tấn

bột xơ ngắn, 121.980 tấn bột xơ dài. Để đảm bảo cung cấp đủ bột cho các nhà

máy giấy hoạt động ổn định thì việc mở rộng, phát triển nguồn nguyên liệu

gắn liền với các nhà máy là công việc quan trọng.

1.3. Lịch sử nghiên cứu.

Theo tìm hiểu của Đỗ Thị Lai (khóa học 2003 – 2007) cho biết, hóa

học Cellulose đƣợc phát sinh từ năm 1838, khi Payen đƣa ra kết luận rằng

vách tế bào thực vật không cấu tạo từ một chất hóa học đồng nhất và đặc

trƣng cho mỗi loài không phải nhƣ quan điểm cũ chỉ là sự khác nhau về hàm

lƣợng Cacbon trong gỗ, Payen cho rằng xơ sợi của tế bào thực vật con chỉ

chứa một chất hóa học đồng nhất đó là hydrat cacbon và đƣợc Payen đặt tên

là Cellulose.

Ở Việt Nam công việc nghiên cứu các tính chất gỗ đƣợc thực hiện từ

năm 1959 tại học viện Nông lâm, viện Kỹ thuật giao thông, viện Lâm nghiệp

dƣới sự chỉ đạo kế hoạch của ủy ban Khoa học và Kỹ thuật Nhà nƣớc.

Từ năm 1965 đến nay, việc nghiên cứu tính chất gỗ ở Việt Nam đƣợc

duy trì chính thức tại Viện Lâm nghiệp Việt Nam. Đến nay đã có trên 100 loài

cây gỗ đƣợc chính thức nghiên cứu và công bố tính chất, trong đó phải kể đến

một số cây rừng trồng nhƣ: Bạch đàn, Thông, Keo…

1.4. Tìm hiểu chung về cây Bạch đàn

1.4.1. Nguồn gốc và sự phân bố

Bạch đàn (Eucalyptus) là một chi thực vật thuộc họ Sim có số lƣợng

loài khá lớn, ƣớc tính trên 500 loài, 138 thứ, đƣợc phân bố thành nhiều chi

phụ khác nhau, đƣợc trồng ở trên 90 nƣớc. Hầu hết số loài trong chi là đặc

hữu của Australia, 2 loài phân bố tự nhiên ở Malaysia, một số loài có biên độ

sinh thái rộng, phân bố kéo dài từ miền Bắc Australia đến miền Đông

Malaysia. Gần đây còn phát hiện khoảng trên 100 loài phân bố ở miền Nam

New Guinca. Gỗ Bạch đàn đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới sử dụng trong nhiều

lĩnh vực khác nhau. Ở Australia, Brazin, Bồ Đào Nha, Tây Ban Nha, Nam

5

Phi, Bạch đàn là nguyên liệu quan trọng cho công nghệ sản xuất bột giấy, sợi

vissco,…

Ở nhiều nƣớc châu Á nhƣ: Nhật Bản, Trung Quốc, Đài Loan, Bạch đàn

đƣợc trồng trên diện tích lớn, là nguồn nguyên liệu quan trọng cung cấp cho

công nghệ sản xuất giấy, sản xuất ván sợi MDF,…

Các nƣớc có diện tích trồng Bạch đàn lớn trên thế giới (nguồn tài liệu

của FAO cung cấp)

- Brazin: 1.052.000 ha.

- Ấn Độ: 415.000 ha.

- Angola: 100.600 ha.

Ở Việt Nam, nhiều dải rừng Bạch đàn đƣợc hình thành, Bạch đàn đƣợc

trồng trên một diện tích lớn ở nhiều vùng khác nhau. Do có đặc tính phù hợp

với địa hình khí hậu ở Việt Nam. Bạch đàn đƣợc xem là một trong số các loại

cây trồng rừng chính của Việt Nam, không chỉ đối với rừng tập trung mà còn

cả với trồng cây phân tán trồng trong hộ gia đình.

Theo số liệu của vụ Khoa học công nghệ, Bộ nông nghiệp (1994) thì

giai đoạn 1986 – 1992 diện tích trồng các loại Bạch đàn ở Việt Nam chiếm tới

46,5% tổng diện tích rừng trồng. Vùng phân bố tập trung chủ yếu của Bạch

đàn là các tỉnh Vĩnh Phúc, Phú Thọ, Quảng Ninh, Tuyên Quang,… Hiện nay,

ở Việt Nam một số loại Bạch đàn đƣợc nhập tƣơng đối rộng rãi nhƣ: Bạch

đàn Timo, Bạch đàn trắng (Khuynh diệp đỏ), Bạch đàn chanh (Bạch đàn đỏ),

Bạch đàn Uro, Bạch đàn Long duyên, Bạch đàn lá nhỏ,…

1.4.2. Đặc điểm, tính chất của gỗ Bạch đàn trắng tỉa thƣa.

1.4.2.1. Phân bố địa lý.

Cây Bạch đàn trắng có phạm vi phân bố tự nhiên rộng khắp lục địa

châu Úc. Ở Việt Nam, cây đƣợc trồng ở khắp các tỉnh, vùng trồng chính là

Tây Nguyên và Đông Nam Bộ.