1
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 SỰ BIẾN ĐỔI TÍNH CHẤT VẬT LÝ
VÀ HÓA HỌC CỦA NGUYÊN LIỆU GỖ KEO
TRONG QUÁ TRÌNH XỬ LÝ KIỀM NÓNG
Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì: VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh Tú
Kỹ sư công nghệ giấy


1.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý kiềm nóng đến tính chất vật lý và
thành phần hóa học của một số loại nguyên liệu gỗ lá rộng
16
1.2.1 Ảnh hưởng đến tính chất vật lý 16
1.2.2 Ảnh hưởng đến thành phần hóa học 17
1.2.2.1 Nhựa cây (các chất tan trong dung môi hữu cơ) 17
1.2.2.1.1 Nhựa cây trong quá trình nấu bột theo phương pháp kraft 17
1.2.2.1.2 Nhự
a cây trong quá trình sản xuất bột hoá nhiệt cơ (CTMP) 18
1.2.2.2 Xenluylô, lignin, pentozan 19
1.2.2.2.1 Xenluylô, lignin, pentozan trong quá trình nấu bột theo phương
pháp kraft
19
1.2.2.2.2 Xenluylô, lignin, pentozan trong quá trình sản xuất bột hoá nhiệt cơ
(CTMP), kiềm nóng, kiềm lạnh.
22

Kết luận và định hướng nghiên cứu 24
II Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 26
2.1 Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị nghiên cứu 26

3
2.2 Phương pháp nghiên cứu 27
III Kết quả nghiên cứu và thảo luận 30
3.1 Nghiên cứu sự thay đổi tính chất vật lý và thành phần hóa học
của gỗ keo (keo tai tượng, keo lai) trong quá trình xử lý kiềm
nóng.
30
3.1.1 Ảnh hưởng của nồng độ kiềm đến sự thay đổi tính chất vật lý và
thành phần hoá học của gỗ keo (keo tai tượng, keo lai) trong quá

nóng.
47
3.1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến sự thay đổi tính chất vật lý và
thành phần hoá học của gỗ keo lai trong quá trình xử lý kiềm nóng.
51
3.2 Xác lập chế độ công nghệ xử lý kiềm nóng thích hợ
p 54

Kết luận 57

4

Thông tin chung về đề tài
1. Tên đề tài
Nghiên cứu sự biến đổi tính chất vật lý và hóa học của nguyên liệu gỗ keo
trong quá trình xử lý kiềm nóng.
2. Mục tiêu của đề tài
- Làm rõ sự thay đổi tính chất vật lý và hoá học của gỗ keo trong qúa trình xử
lý ở môi trường kiềm nóng và các yếu tố ảnh hưởng.
- Đưa ra quy trình công nghệ xử lý kiềm nóng thích hợp đối với nguyên liệu
gỗ keo.
3. Nội dung nghiên cứu
- Xác định sự biến đổ
i tính chất vật lý của gỗ trong qúa trình xử lý kiềm nóng:

Thành phần hóa học và cấu tạo của gỗ là rất khác biệt không những phụ thuộc
vào nhóm cây, loài cây mà còn phụ thuộc nhiều yếu tố như: độ tuổi của cây, điều kiện
lập địa (mức độ chiếu sáng của mặt trời, sức gió, hàm lượng chất dinh dưỡng của đất,
độ ẩm của
đất v.v). Trong cây thành phần hóa học cũng khác nhau giữa các bộ phận
như vỏ, thân, gỗ sớm, gỗ muộn v.v
Phương pháp sản xuất bột giấy phổ biến hiện nay vẫn là phương pháp hóa học.
Tuy nhiên, việc sản xuất bột hóa học tẩy trắng đòi hỏi lượng dùng nguyên liệu lớn,
dây chuyền thiết bị phức tạp, hiệu suất bột thấp. Ngoài ra, quá trình sản xuất sử dụ
ng
một số hóa chất có khả năng gây ô nhiễm môi trường cao như: Clo, đioxytclo.v.v
Ngày nay, sản xuất bột hiệu suất cao với chi phí sản xuất tương đối thấp, dây chuyền
sản xuất đơn giản, tiêu hao hóa chất ít và giảm thiểu ô nhiễm môi trường là một lĩnh
vực rất được quan tâm. Đặc biệt, xu hướng ngày càng tăng của giá nguyên liệu đầu
vào và các quy định hạn chế khai thác rừng nhằm bả
o vệ môi trường sinh thái.
Hiện nay, ở trong nước một số nhà máy đang tiến hành đầu tư sản xuất bột
APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) hay bột BCTMP (Bleached
ChemiThermo Mechanical Pulp) như: Công ty giấy Long An đầu tư dây chuyền
APMP 100.000 tấn/năm, Nhà máy bột giấy Quảng Nam đầu tư dây chuyền BCTMP
115.000 tấn/năm. Thông thường quá trình sản xuất bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng, nguyên
liệu được xử lý với một số hóa chất như NaOH, Na
2
CO
3
hoặc H
2
O
2
. Tuy nhiên, kết


7
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ TÍNH CHẤT VẬT LÝ
VÀ THÀNH PHẦN HOÁ HỌC CỦA GỖ LÁ RỘNG
Ở Việt Nam nguyên liệu xơ sợi thực vật chủ yếu hiện nay được sử dụng để sản
xuất bột giấy là gỗ rừng trồng. Trong đó chủ yếu là gỗ bạch đàn và gỗ keo các loại.
Những loại nguyên liệu truyền thống như tre nứa các loại, bã mía, rơm rạ, đay ít được
sử dụng.
1.1 Tính chất vật lý và thành phần hóa học của mộ
t số loại nguyên liệu gỗ lá
rộng
1.1.1 Tính chất vật lý của một số loại nguyên liệu gỗ lá rộng
1.1.1.1 Cấu trúc hình thái học
Mặt cắt ngang thân cây gồm bốn phần: vỏ, tầng phát sinh, gỗ và tủy (hình 1.1,
hình 1.2).
Vỏ cây là phần ngoài cùng của thân cây, vỏ cây gồm hai lớp: lớp bên ngoài là
lớp vỏ chết, chỉ có tác dụng che chắn, bên trong là lớp vỏ sống vừa có tác dụng che
chắn, vừa là nơi d
ự trữ và dẫn truyền chất dinh dưỡng.
Tầng phát sinh là một lớp mỏng nằm sát vỏ trong của cây, bao gồm các tế bào
sống. Tầng phát sinh gồm một số lớp tế bào, các tế bào phát triển theo kiểu phân đôi.
Phần gỗ do tầng phát sinh tạo ra, hàng năm phần gỗ này tăng thêm một vòng
nên gọi là vòng tăng trưởng hàng năm. Ở nhiều loại gỗ, vòng tăng trưởng hàng năm


9
Gỗ là tổ hợp các loại tế bào, dựa vào hình dạng tế bào được phân thành
prosenchym và parenchyma. Prosenchym mảnh và dài, hai đầu thon dần, Parenchym
ngắn tiết diện ngang có hình chữ nhật hoặc đa giác. Dựa vào chức năng, tế bào được
chia thành các nhóm khác nhau: tế bào dẫn, tế bào đỡ (kèm) và tế bào dự trữ dinh
dưỡng. Tế bào dự trữ dinh dưỡng đóng vai trò dự trữ và phân phối chất dinh dưỡng
cho cây. Đó là các tế bào parenchyma thành mỏng, chức năng củ
a chúng được duy trì
trong gỗ giác. Tế bào dẫn và tế bào đỡ là các tế bào chết, ruột tế bào chứa chất lỏng
hoặc không khí. Trong gỗ lá rộng tế bào có chức năng dẫn truyền là các tế bào ống
(mạch), còn tế bào đỡ (kèm) có dạng sợi. Chất lỏng vận chuyển trong cây, từ tế bào
này sang tế bào khác nhờ các lỗ thông nhau giữa các tế bào cạnh nhau. Lỗ thông là
phần thủng của lớp thứ cấp, còn lớ
p sơ cấp được giữ lại để đóng vai trò màng bán
thấm.

Hình 1.3 Sơ đồ (mặt cắt ngang X, mặt cắt dọc tâm R, mặt cắt dọc T) các lỗ xốp gỗ
cứng, cấu tạo của tế bào ống và tế bào đỡ E
Gỗ lá rộng chứa một số loại tế bào, đảm nhận các chức năng khác nhau. Hệ
thống đỡ gồm các tế bào dạng sợi gọi là sợi gỗ hoặc sợi libe. Hệ thống dẫn gồm các
tế bào hình ống, có ruột lớn, hệ thống dự trữ dinh dưỡng gồm tế bào tia parenchyma.
Ngoài ra, trong gỗ lá rộng có loại tế bào pha trộn các dạng trên và được xếp vào
tracheit dạng sợi. Tế bào dạng libe và tracheit dạng sợi chiếm 65 ÷ 70% thể tích thân
gỗ.
Tế bào dạng libe thành dày, ruột nhỏ, thành tế bào có lỗ đơn giản. Độ dài tế
bào libe 0,7 ÷ 1,8 mm (trung bình 1,1 ÷ 1,2 mm), rộng 14 ÷ 40 µm, thành tế bào dày
3 ÷ 4 mm. Trong một số loại gỗ lá rộng, sợi gỗ
thậm chí có thể dài 4 mm.


định hướng theo vùng tinh thể của xenluylô, cũng có nghĩa là đồng hướng với bó
mạch xenluylô. Lignin tồn tại ở khoảng trống giữa các tinh thể cùng với phần lớn
hêmixenluylô. Xenluylô, hêmixenluylô cũng như lignin là các cấu tử tạo nên thành tế
bào. Tuy vậy, hàm lượng của chúng tùy thuộc vào vị trí trên thành tế bào. Lignin tập
trung ở lớp liên k
ết giữa các tế bào càng đi sâu vào phía trong của mỗi tế bào thì hàm
lượng lignin càng giảm.

Hình 1.6 Sơ đồ cấu trúc thành tế bào gỗ (I), hình chụp mặt cắt ngang bằng kính
hiển vi điện tử của gỗ vân sam (a) và gỗ sồi (b) của thành tế bào vi xơ sợi các lớp
khác nhau của tế bào, ML: lớp liên kết giữa các tế bào; P: lớp sơ cấp S
1
, S
2
, S
3
(T)
các phân lớp của lớp thứ cấp; W: màng từ các hạt nhỏ.

12
Thành tế bào gồm hai lớp, lớp ngoài mỏng gọi là lớp sơ cấp vì được tạo thành
trước, lớp trong dày hơn được gọi là lớp thứ cấp vì được tạo thành muộn hơn. Lớp
ngoài không chia thành phân lớp. Lớp trong có ba phân lớp S
1
, S
2
, S
3
kể từ ngoài vào
trong (hình 1.6).


13
cấu tử chủ yếu tạo nên lớp liên kết giữa các tế bào (thường gọi là lớp giữa-middle
lamella). Mặc dù hàm lượng lignin ở đây rất cao, nhưng phần lớn lignin của gỗ lại
nằm ở lớp thứ cấp của thành tế bào tới 70% vì thể tích của lớp thứ cấp lớn.
1.1.1.2 Tỷ trọng
Qua các kết quả nghiên cứu cho thấy khả năng sinh trưởng của cây càng nhanh
thì tỷ trọng thấp hơn so với cây sinh trưởng chậm. Điều này rất phù hợp với quy luật
tự nhiên là cây sinh trưởng nhanh thì tỷ trọng của gỗ càng thấp. Mặt khác tỷ trọng của
cây còn phụ thuộc vào tuổi cây, vùng lập địa, mùa khai thác… Trong một vùng sinh
thái tuổi cây càng cao thì tỷ trọng của gỗ càng lớn. Tỷ trọng của cây càng lớn có thể
gây khó khăn cho quá trình nấu do cấu trúc đặc của gỗ ngăn c
ản khả năng thẩm thấu
hoá chất. Các kết quả về tỷ trọng và thể tích gỗ của một số loại gỗ lá rộng trồng ở một
số vùng ở Việt Nam được đưa ra trong bảng 1.1[4].
Bảng 1.1 Tỷ trọng của một số loại gỗ lá rộng theo độ tuổi và vùng sinh thái
Loài cây- địa điểm Tuổi D
1,3
,(cm) H
vn
, (m) V, (m
3
)
ρ
m
, (kg/m
3
)
Keo lai -Đồng Nai 5 14,5 15,0 0,124 456
Keo lai-Nghệ An 5 12,0 11,0 0,062 450

0
C và thấp nhất là 17-22
0
C. Các đặc điểm này
rất phù hợp với cả ba miền Bắc-Trung-Nam ở Việt Nam. Khả năng tăng trưởng của
cây đạt trung bình 18-20m
3
/ha/năm. Hiện nay cây keo tai tượng là một trong những
giống cây chính trong sản xuất gỗ nguyên liệu cho sản xuất bột giấy, cho gia công gỗ
và chúng đã được công nhận là giống cây chính cho 9 vùng sinh thái lâm nghiệp[1].
Keo lai tên gọi tắt để chỉ giống lai tự nhiên giữa keo tai tượng (Acacia
mangium) và keo lá tràm (Acacia aurculformis). Keo lai mang tính trung gian giữa
keo tai tượng và keo lá tràm về: hoa và hạt, lá và hình dáng thân cây… song cây keo
lai tự nhiên ra đời F1 thể hiện ưu thế hơn so với cây bố mẹ: tốc độ sinh trưởng nhanh,
độ tròn đề
u của thân cây, thân cây đơn trục, đỉnh ngọn phát triển tốt. Kết quả nghiên
cứu cho thấy hàm lượng xenluylô của keo lai cao hơn keo lá tràm và tương đương
keo tai tượng (50-51%), các thành phần khác tương đương nhau. Cây keo lai mọc tốt
ở hầu hết các dạng đất có độ pH 3-7, phân bố ở độ cao 600-800 m so với mặt nước
biển. Cây ưa sáng, mọc nhanh và có khả năng cải tạo đất tốt, chống xói mòn, chống
cháy rừng. Sản lượng g
ỗ thương phẩm của gỗ keo lai có thể đạt trên 100m
3
/ha cho
chu kỳ trồng 7 năm.
Tỷ trọng của gỗ keo tai tượng, gỗ keo lai 420 ÷ 530 kg/m
3
, hàm lượng
xenluylô trong khoảng 46-51%, lignin 23-26%


Tro
Nước
nóng
Nước
Lạnh
Cồn
Benzen
Xút
1%
Bạch đàn đỏ-Đồng Nai 5 47,5 25,0 19,0 0,65 6,60 4,50 4,50 16,0
Bạch đàn đỏ-Nghệ An 5 47,5 21,6 20,4 0,70 6,80 4,51 4,49 16,5
Bạch đàn đỏ-Vĩnh Phúc 4 45,8 24,7 23,1 0,39 4,78 3,26 2,26 14,7
Keo lai-Đồng Nai 5 50,5 24,0 20,5 0,33 3,53 2,53 2,49 11,0
Keo lai-Nghệ An 5 49,0 24,8 21,7 0,29 3,89 2,66 2,91 12,1
Keo lai-Vĩnh Phúc 5 51,0 23,2 24,5 0,27 3,64 3,33 4,00 11,5
Keo tai tượng-Nghệ An 5 50,8 23,1 19,9 0,55 3,52 2,68 3,94 13,9
Keo tai tượng-V. Phúc 5 49,0 25,5 23,8 0,19 3,16 2,23 4,30 11,4
Keo lá tràm-Đồng Nai 5 47,5 25,5 19,5 0,40 3,51 2,04 5,53 14,0
Keo lá tràm-Nghệ An 5 48,1 25,2 19,9 0,39 3,91 2,43 5,69 13,3
Nhìn chung, hàm lượng thành phần hóa học của gỗ bạch đàn đỏ và gỗ keo các
loại như xenluylô (45 ÷ 51 %), lignin (21 ÷ 25 %) biến đổi trong khoảng đặc trưng
cho các loài gỗ lá rộng, ngoại trừ bạch đàn đỏ trồng ở Nghệ An có hàm lượng lignin
thấp hơn 23 %.
1.1.2.2 Các chất trích ly
Nhựa trong các loại gỗ cứng sử dụng làm nguyên liệu giấy chủ yếu được chứa
trong các tế bào nhu mô và có thành phần chính là các axít béo (chủ yếu là chư
a no)
như axít oleic, linoleic và linolenic; sterol và rượu triterpenyl.
Theo Adrian và các cộng sự [5] nhựa gỗ bạch đàn (Eucaluptus globulus) có
thành phần chủ yếu là steryl este, sitosteryl lioleat và oleat. Một số loại hợp chất điển

ường axit, trong khi đó
furanozit dễ dàng bị thuỷ phân trong điều kiện trên. Như vậy, liên kết giữa các đơn vị
mắt xích phải là 1-4 glycozit (ứng với vòng pyranoza), không phải là 1-5 (ứng với
vòng furanoza). Sơ đồ cấu tạo của phân tử xenluylô được thể hiện hình 1.8 17
Hình 1.8 Cấu tạo hoá học của phân tử xenluylô thể hiện theo phương pháp phối
cảnh Haworth, n: độ trùng hợp (DP).
o
OH
OH
OH
CH
2
OH
O
O
OH
CH
2
OH
OH
O
H, OH
o
OH
OH
CH
2

xích xyloza và vòng pyranoza của axit O-axetyl-4-O-metylglucurononic (xylan).

18
Mạch chính của xylan tạo thành từ các đơn vị mắt xích β-D-xylopyranoza, các
đơn vị này nối với nhau bằng liên kết glycozit 1-4. Từ mạch chính, một số đơn vị mắt
xích liên kết với đơn vị axit 4-O-metyl-α-D-glucuronic, tạo thành các nhánh. Các
nhánh gồm một đơn vị dẫn xuất glucuronic này nối với mạch chính nhờ liên kết
glycozit 1-2, trung bình có một nhánh trên mười mắt xích xyloza.
Một số loài gỗ lá rộng có cấu tạo mạch copolyme c
ủa xyloza khá phức tạp.
Đơn vị gần cuối mạch là vòng pyranoza của axit α-D-galacturonic, nối với đơn vị
xyloza cuối mạch bằng liên kết glycozit 1-4, nhưng lại nối với đơn vị L-rhamnoza
đứng trước đó bằng liên kết glycozit 1-2. Đến lượt mình, đơn vị α-L-rhamnoza này
lại nối với đơn vị xylopyranoza trước đó bằng liên kết glycozit 1-3.
Đối với gỗ lá rộng bên cạnh xylan còn chứa 2-5% glucomannan. Mạ
ch
copolyme loại này được tạo thành từ các đơn vị β-D-glucopyranoza và β-D-
mannopyranoza. Các đơn vị mắt xích được nối với nhau bằng liên kết glycozit 1-4.
Tỷ lệ các đơn vị mắt xích có thể thay đổi tùy thuộc vào loài cây, dao động
trong khoảng mannoza:glucoza = 1:2 ÷ 2:1. Copolyme này tạo thành từ hai đồng
phân lập thể thuộc hexoza nên có thể gọi là hexozan. Ngoài glucuronoxylan và
glucomannan, gỗ lá rộng còn chứa một lượng nhỏ các polysaccarit hỗn tạp như ở gỗ
lá kim. So vớ
i xenluylô, liên kết giữa các đơn vị mắt xích trong hêmixenluylô cũng
phức tạp hơn. Trong xenluylô các đơn vị nối với nhau nhờ liên kết glycozit 1-4, trong
khi ở hêmixenluylô liên kết giữa các đơn vị mắt xích có thể là glycozit 1-6, 1-4, 1-3
và 1-2.
Trong gỗ lá rộng (bulô) hàm lượng xylan cao nhất ở phân lớp S
2
. Thành phần

C. phenylcoumaran (β-5, α-O-4)
9 ÷ 12 6
D. ete diphenyl (5-O-4) 3,5 ÷ 8 6,5
E. biphenyl (5-5’) 9,5 ÷ 17 4,5
F. diarylpropan (β-1)
7 ÷ 10 8
G. pinoresinol (β-β)
3 -
H. ete α-alkyl (α-O-γ)
Ít Ít
I. dibenzodixoxin Chưa xác định Chưa xác định
K. lignin-cacbohydrorat Chưa xác định Chưa xác định
Các nhóm chức có ảnh hưởng lớn nhất đến tính chất của lignin là nhóm
hydroxyl phenol, nhóm hydroxyl rượu benzylic và nhóm cacbonyl. Hàm lượng của
các nhóm chức thay đổi tùy thuộc theo loài thực vật và tùy thuộc vị trí của lignin ở
lớp liên kết (lớp giữa), lớp sơ cấp hay thứ cấp của tế bào thực vật. Hàm lượng nhóm
chức của lignin gỗ lá kim và gỗ lá rộng được trình bày ở bảng 1.4.

20
Bảng 1.4 Số lượng các nhóm chức của lignin (tính theo 100 đơn vị phenylpropan)
Nhóm chức Gỗ lá kim Gỗ lá rộng
Metoxyl 92 ÷ 96 139 ÷ 158
Hydroxyl phenol (tự do) 15 ÷ 30 9 ÷ 13
Hydroxyl benzylic 15 ÷ 20
Ete benzylic dạng mở 7 ÷ 9
Cacbonyl 20
1.2 Ảnh hưởng của quá trình xử lý kiềm nóng đến tính chất vật lý và thành phần

21
thành hòa tan được, nhưng không phải toàn bộ lượng chất hữu cơ đã ở dạng hòa tan
được trích ly vào dịch đen mà một phần lượng chất này còn ở trong mảnh gỗ[8].
Quá trình sản xuất bột hóa nhiệt cơ là sự kết hợp của hóa chất xử lý và nghiền
bột tách ra thành xơ sợi. Thông thường dùng Na
2
SO
3
cho sản xuất bột cơ học từ gỗ
mềm, Na
2
SO
3
hoặc NaOH cho sản xuất bột cơ học từ gỗ cứng. Trong quá trình xử lý
bằng hóa chất một số thành phần hóa học của gỗ thay đổi tạo điều kiện cho quá trình
nghiền phân tách thành xơ sợi. Lignin có khả năng trương nở trong quá trình xử lý
khi hình thành các nhóm ưa nước như nhóm sulfonate hoặc nhóm carboxylic. Ngoài
ra, trong quá trình xử lý bằng hóa chất thì carbohydrat có thể thay đổi bằng các phản
ứng khử axêtyl hóa, phản ứng thủy phân, hòa tan một ph
ần.
Trong quá trình xử lý kiềm kích thước dăm mảnh thay đổi phụ thuộc nồng độ
kiềm, nhiệt độ xử lý, thời gian xử lý. Nồng độ kiềm xử lý nhỏ hơn 2,5% thì kích
thước dăm mảnh theo cả ba chiều (chiều dài, chiều rộng, chiều dày) đều tăng lên, đặc
biệt là chiều dày. Khi nồng độ kiềm xử lý lớn hơn 3% không đem lại sự tăng kích
thước c
ủa dăm mảnh đáng kể, riêng đối với chiều dài (dọc thớ) lại giảm[9].
Tỷ trọng trong quá trình xử lý kiềm nóng giảm khi tăng các yếu tố ảnh hưởng
như nồng độ kiềm, thời gian xử lý, nhiệt độ xử lý. Vì trong quá trình xử lý kiềm nóng
khi thay đổi các yếu tố ảnh hưởng thì xu hướng kích thước dăm mảnh tăng lên, đồng
thời xảy ra các phản ứng hóa họ

+ Axít béo và axít nhựa tự do + NaOH Xà phòng natri (K
1
);
+ Triglyxerit + NaOH Xà phòng natri + Glyxerol (K
2
);
+ Steryl este + NaOH Xà phòng natri + Sterol (K
3
).
Các phản ứng này diễn ra trên bề mặt các pha rắn/lỏng với tốc độ phản ứng xếp
theo thứ tự K
1
>> K
2
>> K
3
. Như vậy, axít béo và axít nhựa tự do xà phòng hoá
nhanh nhất, steryl este xà phòng hoá với tốc độ chậm nhất, chậm hơn nhiều so với
triglyxerit.
1.2.2.1.2 Nhựa cây trong quá trình sản xuất bột hoá nhiệt cơ (CTMP)
Quá trình sản xuất bột hoá nhiệt cơ thường được thực hiện bằng cách nghiền
các mảnh nguyên liệu đã được thẩm thấu trước đó với một số loại hoá chất như xút và
sunphít natri.
Do mức dùng kiề
m cho quá trình thẩm thấu mảnh thường không lớn nên nồng
độ kiềm hoạt tính không đủ để thuỷ phân triglyxerit và các este khác có trong nhựa
cây. Cơ chế loại nhựa chủ yếu diễn ra trong quá trình sản xuất bột CTMP là phân tán:
Các axít nhựa và axít béo được xà phòng hoá trong giai đoạn thẩm thấu với kiềm và
tan vào trong dung dịch, sau khi đạt đến một nồng độ nhất định các hợp chất dạng xà
phòng này tạo thành các mixen lôi kéo sự hoà tan các hợp chất nhựa trung tính và

0
C thì trong cả hai phương pháp trên đã có 6-
8% các chất của gỗ chuyển vào trong dung dịch, nhưng thực tế lignin chưa bắt đầu
hoà tan. Ở giờ nấu thứ 3 khi nhiệt độ nấu là 160
0
C thì trong trường hợp nấu sunphát
đã hoà tan được gần 60% lignin và hiệu suất bột là 45%. Sự hoà tan lignin tăng dần
theo nhiệt độ nấu, nhưng càng về cuối quá trình nấu sự hoà tan lignin giảm dần và rất
chậm[8].
Tốc độ chuyển hydratcacbon và đặc biệt là pentozan vào dung dịch thực tế
như nhau đối với nấu xút và nấu sunphát. Một thời điểm rất đặc biệt là sự phân huỷ

24
pentozan (nói chính xác hơn là sự phân huỷ những chất tạo rucruron) xảy ra trong
kiềm bắt đầu từ giờ nấu thứ ba.
Trật tự tác dụng của kiềm với những cấu tử chủ yếu của gỗ trong quá trình nấu
xút và nấu sunphát có thể xảy ra theo sơ đồ sau: Đầu tiên xảy ra sự phá huỷ
hêmixenluylô dễ thuỷ phân, sau đó đến phá huỷ lignin, cuối cùng là phá huỷ
hêmixenluylô khó thuỷ phân và xenluylô. Nhưng thực tế
tất cả những quá trình trên
xảy ra trồng lên nhau ở mức độ khá cao (đặc biệt là trong quá trình nấu sunphát) và
không thể phân chia danh giới rõ ràng theo thời gian nấu.
Trong quá trình nấu bột theo phương pháp kraft gần 90% lignin, 60%
hêmixenluylô, 15% xenluylô bị hòa tan trong quá trình nấu đối với gỗ thông (Pinus
sylvestris) và gỗ bulô (Betula pedula/B. pubescens) với hiệu suất bột là 47% và 53%
[10].
Sơ đồ cân bằng các chất hữu cơ của gỗ trong quá trình nấu bột kraft
cho sản xuất bột tẩy trắng
+ Lignin 20-30
+ Các chất trích ly < 5
%
+ Xenluylô 65-75
+ Hêmixenluylô 20-30
+ Lignin < 5
Các hợp chất hữu cơ
(
5 %
)
Bột tẩy trắng
(40-50 %)
%
+ Xenlulo 70-80
+ Hemixenlulo 20-30
Dịch đen
(40-50 %)
%
+ Aliphatic axit 40-50
+ Lignin 35-45
+ Hợp chất hữu cơ 10-15

25
Bảng 1.5 Thành phần hoá học của gỗ và hiệu suất
Gỗ, (%) So với bột, (%) So với gỗ, (%)
Xenluylô 39 88,5 34,5
Glucomannan 17 33,0 5,6
Xylan 8 60,0 4,8
Chất trích ly 8 5,0 0,4
Lignin 28 6,0 1,7