BỘ CÔNG THƯƠNG
BÁO CÁO
TỔNG KẾT ĐỀ TÀI
Nghiên cứu quá trình thủy phân axit hexenuronic trong
bột giấy và ứng dụng của nó trong quá trình tẩy trắng
bột giấy sunphát bằng phương pháp ECF Cơ quan chủ trì đề tài: Trường Cao đẳng nghề
Công nghệ Giấy và Cơ điện
Chủ nhiệm đề tài: ThS. Ngô Tiến Luân
Khoa Công nghệ Giấy 8242
Phú Thọ, năm 2010
1
MỤC LỤC
Chương Nội dung Trang
MỤC LỤC 1
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ 4
1.3.2.1 Ảnh hưởng tới sự hồi màu 22
1.3.2.2 Ảnh hưởng tới độ bền của giấy 23
1.4 Ảnh hưởng của HexA tới quá trình tẩy trắng 23
1.5 Tìm hiểu thực trạng của ngành giấy Việt Nam 25
1.5.1 Phân bố theo vùng địa lý 25
1.5.2 Quy mô, trình độ công nghệ và thiết bị sản xuất 26
1.5.3 Tình hình sản xuất và tiêu dùng bột giấy 26
2
1.5.4 Sức cạnh tranh của ngành giấy Việt Nam 27
1.5.5 Định hướng phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam 27
1.5.6 Giải pháp bảo vệ môi trường và phát triển bền vững 28
II
NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
30
2.1 Nguyên vật liệu 30
2.1.1 Bột giấy 30
2.1.2 Hóa chất, vật tư, dụng cụ, thiết bị 31
2.2 Phương pháp tiến hành thực nghiệm 32
2.2.1 Thủy phân axit hexenuronic trong bột giấy 32
2.2.2 Tẩy trắng bột giấy 34
2.2.3 Chuẩn bị mẫu bột giấy cho xác định tính chất cơ lý 35
2.2.4
Phương pháp xác định tính chất bột giấy
35
III KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 36
3.1
Nghiên cứu quá trình tách loại HexA từ bột giấy sunphát bằng
phương pháp thủy phân
3.2.2 Ảnh hưởng của HexA tới tàn hóa chất 50
3.3
Ảnh hưởng của HexA trong bột giấy đến tính chất của bột và
giấy sau tẩy trắng
3.3.1 Độ nhớt của bột 53
3.3.2 Tính chất của giấy 54
3.3.2.1 Độ bền kéo 54
3.3.2.2 Độ bền xé 55
3.3.2.3 Độ chịu bục 56
3.4
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế và môi trường
59
3.4.1 Hiệu quả kinh tế 59
3.4.2 Tác động môi trường 60
IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64
PHỤ LỤC 68
4
DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ
Tên Chú thích
A Acid stage
Giai đoạn axit hóa
AOX
Absorbable organic halides
Hàm lượng halôgen hữu cơ hấp thụ được
Bột Kraft Bột nấu theo phương pháp sunphát
C Giai đoạn tẩy trắng bằng clo nguyên tố
HexA Hexenuronic Acid
Axit Hexenuronic
ISO
International Standardization Organization
Tổ chức tiêu chuẩn quốc tế
KG Khô gió
KTĐ Khô tuyệt đối
PA Purity Analysis
Hóa chất phân tích
PFI Máy nghiền bột PFI
TCF Total Chlorine Free
Tẩy trắng hoàn toàn không có clo
Trị số Kappa Chỉ tiêu đánh giá hàm lượng lignin còn lại trong bột sau nấu
5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
STT Nội dung Trang
Hình 1.1
Cấu trúc hóa học của hemicelluloses trong gỗ mềm
12
Hình 1.2
Cấu trúc hóa học của glucomannan và xylan gỗ cứng
12
Hình 1.3
Sự tồn tại của hemicelluloses ở giữa lignin và cellulose
13
Hình 1.4
Cấu trúc hóa học của mạch phần tử xylan
13
2
SO
4
tới hàm lượng HexA của
bột sau thủy phân và tẩy trắng
36
Hình 3.2
Ảnh hưởng của mức dùng H
2
SO
4
tới trị số Kappa
37
Hình 3.3
Ảnh hưởng của mức dùng H
2
SO
4
tới độ trắng của bột sau
thủy phân
38
Hình 3.4
Ảnh hưởng của mức dùng H
2
SO
4
tới độ nhớt
38
Hình 3.5
Ảnh hưởng của mức dùng H
thủy phân
45
Hình 3.13
Sự phân bố HexA Kappa trong trị số Kappa của bột
46
Hình 3.14
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới độ trắng của bột
47
Hình 3.15
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới độ nhớt của bột sau
thủy phân
47
Hình 3.16
Ảnh hưởng của thời gian tới hiệu suất
48
Hình 3.17
Ảnh hưởng của HexA trong bột tới độ trắng của bột sau tẩy
50
Hình 3.18
Ảnh hưởng của HexA tới tàn clo ở giai đoạn D
0
51
Hình 3.19
Ảnh hưởng của HexA tới tàn H
2
O
2
51
Bảng 1.3
Kết quả tẩy trắng mẫu bột có giai đoạn thủy phân bằng axit
20
Bảng 2.1 Tính chất của bột sunphát gỗ cứng chưa tẩy trắng
30
Bảng 2.2
Hoá chất sử dụng cho nghiên cứu
31
Bảng 2.3
Các thiết bị, dụng cụ phục vụ cho nghiên cứu
31
Bảng 2.4
Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân
33
Bảng 2.5
Ảnh hưởng của mức dùng hóa chất thủy phân
33
Bảng 2.6
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân
33
Bảng 2.7
Quy trình tẩy trắng bột giấy
34
Bảng 2.8
Các tiêu chuẩn xác định tính chất của bột và giấy
35
Bảng 3.1
Kết quả thủy phân ở điều kiện lựa chọn
49
Bảng 3.2
Ở nước ta, nhà máy sản xuất bột giấy sunphát tẩy trắng duy nhất là nhà
máy giấy Bãi Bằng (Tổng công ty Giấy Việt Nam) vẫn áp dụng công nghệ tẩy
trắng truyền thống bằng clo nguyên tố. Mặ
c dù từ năm 2003 quy trình tẩy trắng
CEHH đã được cải tạo thành C(EOP)H và có thêm công đoạn tách loại lignin
bằng ôxy trước tẩy trắng nên tiêu hao hóa chất tẩy đã được giảm một phần, tuy
nhiên vẫn ở mức cao vì vậy vẫn bị đánh giá là có mức ảnh hưởng tới môi trường
rất lớn.
Để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm thiểu ô nhiễm môi trường các dự
án sản xu
ất bột sunphát tẩy trắng đang được triển khai sẽ áp dụng công nghệ tẩy
trắng ECF sử dụng tác nhân tẩy là dioxit clo. Vì vậy việc nghiên cứu cơ chế, quá
trình và các giải pháp giảm tiêu hao hóa chất tẩy đối với công nghệ mới này là
vấn đề cần được chú ý. Tuy nhiên số lượng các nghiên cứu về HexA còn rất ít,
các nghiên cứu này chỉ tập trung vào ảnh hưởng của quá trình nấu bột và chưa
có đề tài nào nghiên cứu
ảnh hưởng của điều kiện thủy phân tới HexA trong bột
sau nấu [1,2].
Để cải tiến các quy trình công nghệ nấu và tẩy trắng bột sunphat nhóm
nghiên cứu trường Cao đẳng nghề Công nghệ Giấy và Cơ điện đã đăng ký và
tiến hành thực hiện để tài “Nghiên cứu quá trình thủy phân axit hexenuronic
trong bột giấy và ứng dụng của nó trong quá trình tẩy trắng bột giấy sunphát
bằng phương pháp ECF”.
Mục tiêu của đề tài là xác lập mối quan hệ giữa các
9
điều kiện thủy phân axit hexenuronic trong bột sunphát gỗ cứng bằng axit với
chất lượng bột sau thủy phân và xác định được được ảnh hưởng của quá trình
thuỷ phân axit hexenuronic trong bột giấy đối với chất lượng sản phẩm giấy sau
tẩy trắng và tiêu hao hoá chất tẩy trắng. Từ đó lựa chọn quy trình thuỷ phân và
thời gian sinh trưởng.
Thành phần hóa học trong thực vật khác nhau sẽ ảnh hưởng rất lớn tới quá
trình sản xuất bột giấy, quá trình sản xuất giấy và đặc biệt là các tính chất củ
a
giấy thành phẩm. Do vậy, tùy thuộc vào từng chủng loại giấy, tùy thuộc vào quy
trình công nghệ sản xuất bột và sản xuất giấy sẵn có, tùy thuộc vào đặc tính của
cây thì việc lựa chọn loại nguyên liệu cho phù hợp sản xuất bột giấy và sản xuất
giấy là yếu tố rất cần thiết. Trong đó, họ gỗ sẽ là lựa chọn tối ưu cho quá trình
sản xuấ
t bột giấy và sản xuất giấy vì chúng đáp ứng được các yêu cầu của công
nghệ như sự ổn định nguyên liệu, năng suất, quy trình công nghệ, chất lượng bột
và chất lượng của giấy. Ngày nay, phần lớn các nhà máy sản xuất bột giấy và
sản xuất giấy đều sử dụng nguồn nguyên liệu chủ yếu là từ các loại gỗ.
Họ gỗ phân bố trên th
ế giới có 2 loài chính: Họ gỗ mềm có khoảng 1.000
loài và họ gỗ cứng có khoảng 35.000 loài. Họ gỗ mềm phát triển chủ yếu ở các
nước ôn đới, chủng loại chủ yếu của gỗ mềm là họ nhà thông dạng quả trần, thân
thẳng, ít cành nhánh. Họ gỗ cứng sinh trưởng và phát triển chủ yếu ở các nước
nhiệt đới gió mùa, là loại hạt kín, thân cây có nhiều cành và nhánh.
Thành phần hóa học của g
ỗ rất đa dạng và phức tạp nhưng chủ yếu bao gồm
các nhóm polymer hữu cơ như celluloses, hemicelluloses, lignin và các chất vô
cơ khác. Các thành phần này sẽ hình thành nên một cấu trúc có tính định hướng
cho cây và các tính chất cơ học khác của cây. Celluloses là một nhóm
homopolysaccharides mạch thẳng có định hướng dài trong thớ sợi, độ trùng hợp
trung bình của celluloses trong gỗ khoảng từ 10.000 đến 15.000 đơn vị và chiếm
khoảng 40-45% khối lượng chất khô có mặt trong gỗ
.
Hemicelluloses có mặt trong cây thuộc nhóm heteropolymer, chúng chiếm
khoảng 20-30% khối lượng chất khô của cây và có độ trùng hợp khoảng từ 50-
mannopyranose. Đơn vị α-D-galactopyranose liên kết với với mạch chính bằng
liên kết (1–6). Trong đó nhóm hydroxyl ở vị trí C
2
và C
3
trên mạch chính có thể
được thay thế bằng nhóm O-acetyl với tỷ lệ trung bình là 1 nhóm trên khoảng 3-
4 đơn vị hexose (là 1 cấu tử bao gồm β-D-glucopyranose và β-D-
mannopyranose). Thành phần Arabinoglucuronoxylan được hình thành bởi các
đơn vị xylopyranose liên kết ở vị trí (1-4)-β-D-xylopyranose và nhóm axit 4-O-
methyl-α-D-glucuronic thay thế ở vị trí C
2
với tỷ lệ 2 nhóm trên 10 đơn vị
xyloses (là 1 đơn vị β-D-xylopyranose). Trong mạch của
Arabinoglucuronoxylan còn có thêm nhóm α-L-arabinofuranose nằm ở mạch
nhánh [5]. Cấu trúc hóa học của nhóm hemicelluloses của gỗ mềm được thể hiện
ở Hình 1.1. 12
Hình 1.3: Sự tồn tại của hemicelluloses ở giữa lignin và celluloses [8]
1.1.2 Cấu trúc của xylan trong gỗ
Xylan là một thành ph
ần quan trọng của hemicelluloses bao gồm một mạch
chính có các đơn vị β-D-xylopyranose liên kết với nhau ở vị trí C
1
, C
4
và các
đơn vị 4-O-methyl-glucuronic ở mạch nhánh liên kết ở vị trí C
2
. Phần tử xylan
có liên kết hóa trị với nhóm phenol của lignin và liên kết với nhóm
polysaccharides
thông qua các nhóm như nhóm pectin và nhóm glucan. Hình 1.4
mô tả cấu trúc của mạch phần tử xylan.
Hình 1.4: Cấu trúc hóa học của mạch phần tử xylan
Trong tự nhiên, phần mạch nhánh của phần tử xylan thường là acetyl 4-O-
methyl-d-glucuronosyl và nhóm l-arabinofuranosyl để tạo thành một phần tử
giấy phục vụ cho quá trình sản xuất giấy. Dưới tác dụng của các hoá chất và
nhiệt độ, các phần tử lignin sẽ bị hòa tan ra khỏi mảnh nguyên liệu để giải phóng
ra các xơ sợi celluloses nằm trong các bó thớ sợi gỗ. Quá trình phân tách xơ sợi
diễn ra chủ yếu ở giai đoạn nấu bột và giai đoạn tẩy trắng. Nấu bột bằng phương
pháp Kraft được sử d
ụng ở hầu hết các nhà máy sản xuất bột giấy hiện nay,
mảnh gỗ được nấu ở điều kiện nhiệt độ, thời gian và hóa chất bao gồm NaOH và
Na
2
S, hóa chất nấu sẽ thẩm thấu vào mảnh nguyên liệu, sau đó phản ứng với các
phần tử lignin có mặt trong gỗ để giải phóng ra các xơ sợi celluloses. Ngoài việc
loại bỏ thành phần lignin, hóa chất nấu sẽ phản ứng với các hợp chất khác và
bào mòn mạch celluloses, chính vì vậy sau quá trình nấu bột giấy, một lượng lớn
hỗn hợp các cấu tử hòa tan được sinh ra trong dịch đen sau nấu.
Trong quá trình nấ
u bột Kraft phần tử 4-O-methyl-glucuronic trong mạch
xylan sẽ bị biến đổi thành axit hexenuronic (HexA). Quá trình này xảy ra là do
15
có sự cắt đứt ở nhóm O-methoxyl sau khi nguyên tử H ở vị trí C
5
của phần tử
axit glucuronic bị mất đi [12]. Cơ chế của sự hình thành HexA được thể hiện ở
Hình 1.6.
Hình 1.6: Sự hình thành HexA [12]
Thời
gian nấu
Trị số
Kappa
HexA
(meq/kg bột KTĐ)
Gỗ bulo 20 180 15,7 43
Gỗ sồi 18 70 16,6 32
Gỗ dương 16 70 17,3 30
Gỗ bạch đàn
Camaldulensis
19 150 16,9 53
Gỗ bạch đàn
Globulus
14 80 16,6 28
Ghi chú: Độ sunphua 33%, nhiệt độ nấu 160
0
C
Sự hình thành HexA trong quá trình nấu bột phụ thuộc rất lớn vào mức
dùng kiềm, nhiệt độ nấu và thời gian nấu. HexA hình thành rất nhanh trong quá
trình tăng ôn và có khoảng 90% nhóm methoxyl trong phần từ 4-O-methyl-
glucoronoxylan bị tách loại điều này sẽ làm cho nhóm 4-O-methyl-
glucoronoxylan hình thành nên HexA. Trong khoảng 25 phút ở nhiệt độ 170°C,
hàm lượng axit glucuronic giảm rất nhanh làm cho HexA hình thành nhanh
nhưng sau đó hàm lượng HexA bắt đầu giảm [17]. Hình 1.8 chỉ ra sự thay đổi
hàm lượng HexA trong quá trình nấu bột.
giảm lượng HexA có mặt trong bột giấy. Quá trình hòa tan mạch xylan sẽ ảnh
hưởng rất lớn tới nồng độ của HexA [20]. Sự cắt đứt nhóm xylan trong quá trình
nấu được thể hiện ở Hình 1.9.
Hình 1.9: Sự cắt đứt nhóm HexA ra khỏi mạch xylan [16]
Cơ chế phá vỡ HexA diễn ra theo 2 giai đoạn trong quá trình nấu bột Kraft,
đầu tiên là việc hòa tan nhóm xylan ra khỏi bột và việc phá vỡ HexA bằng tác
nhân ki
ềm (OH
-
). Giai đoạn đầu xảy ra đơn giản, hòa tan xylan đồng nghĩa với
giảm hiệu suất nấu bột. Giai đoạn thứ hai tác nhân kiềm sẽ phản ứng và cắt đứt
HexA ra khỏi mạch chính của xylan và điều đó làm giảm lượng HexA có mặt
trong bột giấy.
Hàm lượng HexA trong bột sau nấu phụ thuộc rất nhiều vào tốc độ hình
thành HexA và tốc độ tách loại HexA trong suốt quá trình nấ
u. Tốc độ hình
thành HexA và tốc độ tách loại HexA phụ thuộc vào các yếu tố trong quá trình
nấu như lượng kiềm hoạt tính, nhiệt độ nấu và thời gian nấu.
Mức dùng kiềm
hoạt tính trong quá trình nấu bột Kraft ảnh hưởng rất lớn đến sự tách loại HexA,
mức dùng kiềm cao sẽ làm giảm lượng HexA còn lại trong bột, tuy nhiên lượng
kiềm sử dụng lại có ảnh hưởng rất lớn đến sự bẻ gãy thành phần mạch
18
carbohydrate. Giảm lượng HexA trong quá trình nấu bằng cách tăng mức dùng
bằng axit sulphuric kết hợp với rửa sẽ ảnh hưởng rất tốt tới giảm trị số Kappa và
cải thiện tốt cho các giai đoạn tẩy trắng sau đó, sẽ làm cho độ trắng của bột tăng
tương đối cao. Quá trình thủy phân có kết hợp tách loại lignin bằng oxy sẽ giảm
được trị số Kappa xuống khoảng 3-5 đơn vị đối vớ
i cả gỗ cứng và gỗ mềm [25].
Các loại bột kiềm khác nhau sẽ có quy trình tẩy trắng và điều kiện tẩy
trắng khác nhau, thông thường để đạt được độ trắng nhất định cần sử dụng một
lượng hóa chất tẩy trắng hợp lý [26]. Axit hexenuronic phản ứng với một vài
hóa chất tẩy trắng, ví dụ như chlorine, ozone hoặc peracid, chính điều này sẽ
19
làm tăng mức dùng hóa chất tẩy trắng. Axit hexenuronic sẽ làm giảm sự ổn định
của độ trắng của bột sau tẩy, ngoài ra HexA còn có tính hấp thụ đối với các ion
kim loại và có ái lực hóa học với các ion kim loại chuyển tiếp. Tách loại HexA
trong quy trình tẩy trắng bằng ECF vốn đã sử dụng nhiều hóa chất đắt tiền sẽ
làm giảm chi phí về hóa chất cho từng quy trình tẩy trắng khác nhau [17, 27].
1.2.4
Thủy phân HexA bằng axit H
2
SO
4
Quá trình thủy phân HexA trong bột giấy gỗ cứng có thể được tiến hành bởi
một số hóa chất khác nhau như: axit formic, axit phosphoric, axit sulphuric,
enzyme xylanase, trong đó để phù hợp với quy mô sản xuất công nghiệp, giá trị
kinh tế và ứng dụng thực tế, nhóm tác giả đã lựa chọn axit sulphuric để tiến hành
thủy phân bột giấy.
HexA trong bột giấy có thể được tách loại bằng quá trình thủy phân bằng tác
nhân axit. Trong điều kiện thủ
Hình 1.10: Cơ chế tách loại HexA ra khỏi mạch xylan [30]
Tiền xử lý bột bằng axit sulphuric (Hỗn hợp bột gỗ bạch đàn, gỗ bulo được
nấu ở nhiệt độ 170
0
C, thời gian bảo ôn 1 giờ, thời gian tăng ôn 50 phút, modun
nấu 6:1, độ sunphua 28,5%) có thể giảm trị số Kappa xuống khoảng 3 đơn vị.
Ngoài ra quá trình thủy phân bột bằng axit sẽ làm giảm hàm lượng HexA xuống
khoảng 7 đơn vị từ hàm lượng HexA ban đầu là 18,2meq/kg. Điều đó cho thấy
quá trình tiền thủy phân có thể sẽ loại bỏ được lượng lignin trong bột cũng như
loại bỏ được cả HexA. Tươ
ng tự như vậy, tiền xử lý bằng xylanase cũng làm
giảm trị số Kappa xuống khoảng 2 đơn vị. Tiền xử lý bằng axit sulphuric có thể
loại bỏ được một phần xylan do hàm lượng HexA sẽ giảm dần trong quá trình
thủy phân [31]. Quá trình tẩy trắng trong phòng thí nghiệm có quá trình thủy
phân bột giấy bằng axit sulphuric chỉ ra rằng sẽ giảm được khoảng 39% lượng
hóa chất ClO
2
tẩy trắng trong khi độ nhớt của bột giảm không đáng kể, độ trắng
của bột có xu hướng tăng nhẹ [32].
Bảng 1.3: Kết quả tẩy trắng mẫu bột có giai đoạn thủy phân bằng axit [32]
Giai
đoạn
A
(kg/tấn)
D
ClO
2
% ml/g %
D
100
ED 8,0 12,0 7,0 87,2 1010 39
ADED 10,0 6,0 10,0 3,2 87,5 960 39
21
Bảng 1.3 chỉ ra rằng, với quy trình tẩy trắng DED không có giai đoạn thủy
phân mà điều kiện nhiệt độ tẩy là 100
0
C thì độ trắng của bột sẽ đạt là 87,2%ISO,
tuy nhiên khi kết hợp 1 giai đoạn thủy phân ADED không cần nhiệt độ tẩy là
quá cao cũng thu được độ trắng tương tự là 87,5%ISO. Điều này cho thấy lợi ích
của giai đoạn thủy phân đối với mức tiêu hao hóa chất tẩy.
1.3 Ảnh hưởng của HexA tới tính chất của bột giấy và giấy
1.3.1 Ảnh hưởng của HexA t
ới trị số Kappa của bột giấy
Loại bỏ lignin ra khỏi bột giấy là mục tiêu quan trọng nhất của quá trình
nấu bột và quá trình tẩy trắng bột giấy. Phương pháp phổ biến nhất để xác định
được hàm lượng lignin còn lại trong bột là trị số Kappa. Việc xác định trị số
Kappa nhằm mục đích kiểm soát được quá trình tách loại lignin và tính toán
được lượng hóa chất tẩy trắng cần thi
ết. Mức tiêu hao hóa chất KMnO
4
tỷ lệ với
lượng lignin còn tồn tại trong bột.
Tuy nhiên trong quá trình xác định trị số Kappa, lượng KMnO
HexA chiếm khoảng từ 3-6 trị số Kappa ở bột gỗ cứng chưa tẩy [36].
Hàm lượng HexA chưa bão hòa còn lại trong bột sẽ làm tiêu hao lượng KMnO
4
trong quá trình xác định trị số Kappa là do nhóm chất hexenuronoxylo-
oligosaccharide. Trong các mẫu bột, có sự tỷ lệ liên quan tuyến tính giữa sự
giảm hàm lượng HexA với trị số Kappa [37].
Thông thường bột sau nấu có trị số Kappa cao thì hàm lượng axit HexA
cũng cao và ngược lại. Quá trình thủy phân HexA liên quan trực tiếp tới trị số
Kappa, đặc biệt là đối với bột gỗ cứng sau quá trình nấu có trị số Kappa nhỏ hơn
20. Nếu tiếp tụ
c tách loại lignin ở trị số Kappa thấp hơn thì việc giảm trị số
Kappa là không đáng kể mà sẽ ảnh hưởng tới các tính chất của bột. Sự liên quan
giữa trị số Kappa và hàm lượng HexA trong quá trình thủy phân còn phụ thuộc
vào chủng loại gỗ khác nhau. Sự phân bố của HexA với trị số Kappa có thể
được tính toán dựa vào công thức sau:
K = 0,086 x HexA
- K: là hàm lượng HexA trong trị số Kappa
- HexA: Hàm lượng HexA trong bột (meq/kg b
ột KTĐ)
- Khoảng 10 meq/kg HexA tương ứng khoảng 0,84 tới 0,86 trị số Kappa [33]
1.3.2 Ảnh hưởng của HexA tới tính chất khác của bột giấy và giấy
1.3.2.1 Ảnh hưởng tới sự hồi mầu
Trong những năm gần đây, HexA có mặt trong bột Kraft gỗ cứng được
đánh giá là một yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng tới quá trình sản xuất giấy. Sự
có m
ặt của HexA trong bột tẩy trắng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới sự hồi màu của
bột và tới độ bền của giấy.
Xu hướng hồi màu của giấy là một trong những nhân tố quan trọng đối
với bột trên thị trường. Nói chung, sự hồi màu của giấy có thể được xử lý bằng
nhiều x
ơ sợi trương nở thì càng tạo nên độ bền cho giấy. Liên kết nội tại là yếu
tố quyết định đến sự độ bền và độ bền thường tăng khi giấy được tiến hành sấy
khô [38].
Điện tích của xơ sợi sẽ ảnh hưởng tới sự trương nở và liên kết nội tại của
xơ sợi. Nhóm axit carboxylic ở trong bột là nguồn gốc sinh ra
điện tích cho xơ
sợi, trong khi đó HexA lại là một nguồn gốc quan trọng tạo ra axit carboxylic ở
bột Kraft gỗ cứng. Do vậy HexA trong bột gỗ cứng sẽ ảnh hưởng tới độ bền của
giấy do bột gỗ cứng có hàm lượng HexA cao [39, 40].
1.4 Ảnh hưởng của HexA tới quá trình tẩy trắng
Các cấu trúc có đặc tính oxy hóa có mặt trong bột giấy bao gồm các thành
phần như lignin, không phải lignin và HexA. Các thành phần không phải lignin
trong bột mà có cấu trúc có tính oxy hóa và HexA sẽ làm tiêu hao đáng kể một
lượng hóa chất tẩy trắng và làm tăng các sản phẩm hòa tan trong dịch sau tẩy.
Các thành phần không phải lignin tồn tại trong suốt quá trình nấu bột Kraft và
ngay cả trong quá trình tách loại lignin bằng oxy. Các cấu trúc không phải là
lignin này có mặt trong bộ
t gỗ mềm ít hơn so với bột gỗ cứng [41].
24
HexA hầu như không phản ứng với oxygen và peroxide. Trong quá trình tẩy
trắng bằng chlorine dioxide, liên kết đôi của HexA sẽ dễ bị bẻ gãy bởi hóa chất
chlorine dioxide [48]. Sự tạo thành clo nguyên tố trong quá trình tẩy trắng bằng
chlorine dioxide là nhân tố cực kỳ quan trọng cho việc loại bỏ HexA, ngoài ra
pH, nhiệt độ và thời gian phản ứng cũng ảnh hưởng rất lớn đến việc loại bỏ
HexA. Hình 1.13 chỉ ra hàm lượ
ng HexA bị loại bỏ qua các quá trình tẩy trắng
Copyright: Tài liệu đại học ©