Nghiên cứu sử dụng enzyme lipase để nâng cao hiệu suất bột giấy thu được trong quá trình khử mực giấy báo loại theo phương pháp tuyển nổi

BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
*********&*********







BÁO CÁO
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG ENZYM LIPASE ĐỂ NÂNG CAO HIỆU
SUẤT THU HỒI BỘT TRONG QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC GIẤY BÁO
LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI




Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: LÊ THỊ QUỲNH HOA
Kỹ sư công nghệ giấy

9025



HÀ NỘI 12 / 2011

MỤC LỤC
TT Nội dung
Trang
MỞ ĐẦU
1
Phần I TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC GIẤY IN BÁO
LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN NỔI CÓ SỬ
DỤNG ENZYM LIPASE
3
I.1. Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới và ở Việt Nam
3
I.2.
Giấy in báo loại và quá trình khử mực giấy in báo loại bằng
phương pháp tuyển nổi có sử dụng enzym Lipase
5
I.2.1. Giấy in báo và phương pháp in
7
I.2.2.
Quá trình khử mưc giấy in báo loại bằng phương pháp tuyển
nổi
9
I.2.3
Quá trình khử mực giấy in báo loại bằng phương pháp tuyển

nổi có sử dụng enzym Lipase
11
Phần II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
18
II.1. Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
18
II.1.1 Đối tượng nghiên cứu
18
II.1.2 Hóa chất
18
II.1.3 Thiết bị nghiên cứu
18
II.2 Phương pháp nghiên cứu
18
II.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu
18
II.2.2 Phương pháp nghiên cứu
19
Phần III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 23
III.1
Khảo sát quá trình khử mực giấy in báo theo phương pháp
tuyển nổi thông thường
23
III.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại enzym Lipase trong quá
trình đánh tơi trước khi khử mực bằng phương pháp tuyển
nổi truyền thống
24
III.3
Nghiên cứu các yếu tố công nghệ tới hiệu quả khử mực giấy

in báo trong quá trình tuyển nổi cấp 1
26
III.3.1
Ảnh hưởng của mức dùng enzym tới hiệu quả khử mực giấy
in báo loại trong quá trình tuyển nổi cấp 1
27
III.3.2
Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym tới hiệu quả khử mực
giấy in báo loại trong giai đoạn tuyển nổi cấp 1
28
III.3.3 Ảnh hưởng của pH môi trường xử lý enzym tới hiệu quả khử 29
mực giấy in báo loại trong quá trình tuyển nổi cấp 1
III.3.4
Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzym tới hiệu quả khử mực
giấy in báo loại trong quá trình tuyển nổi cấp 1
30
III.4
Nghiên cứu các yếu tố công nghệ trong quá trình tuyển nổi
cấp 2 tới hiệu quả khử mực giấy in báo
32
III.4.1.
Ảnh hưởng của mức dùng enzym đến hiệu quả khử mực giấy
in báo loại trong quá trình tuyển nổi cấp 2
33
III.4.2.
Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym tới hiệu quả khử mực
giấy in báo loại trong quá trình tuyển nổi cấp 2
34
III.4.3
Ảnh hưởng của pH môi trường xử lý enzym tới hiệu quả khử

mực giấy in báo loại
35
III.4.4.
Ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý enzym trong quá trình tuyển
nổi cấp 2 tới hiệu quả khử mực giấy in báo loại
36
III.5
Thiết lập quy trình công nghệ nâng cao hiệu suất quá trình
tuyển nổi khử mực có sử dụng enzym lipase
38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

MỞ ĐẦU
Hiện nay, do vấn đề về kinh tế và môi trường mà nhu cầu sử dụng giấy loại
ngày càng tăng, giấy loại trở thành nguồn nguyên liệu xơ sợi thay thế quan trọng
trong công nghiệp sản xuất giấy. Giấy loại thường có ba loại chính: hỗn hợp cacton
cũ (Old corrugated container - OCC); giấy báo cũ (Old newspaper - ONP) và hỗn
hợp giấy loại văn phòng. Thông thường, OCC được xử lý dùng cho sản xuất giấy
bao gói, gi
ấy báo cũ được khử mực, tẩy trắng dùng cho sản xuất giấy in báo… Xuất
phát từ thực tế trên, công nghệ khử mực giấy loại luôn có những bước cải tiến và
hoàn thiện hơn nhằm làm tăng hiệu suất và chất lượng bột giấy thu hồi. Có hai
phương pháp khử mực chính là phương pháp rửa và phương pháp tuyển nổi. Trong
công nghệ khử mực bằng phương pháp tuyển nổ
i, các hạt mực được tách rời ra khỏi
bề mặt xơ sợi dưới sự hỗ trợ của các tác nhân hóa học và được loại bỏ bằng thiết bị
tuyển nổi. Tuy nhiên trong quá trình tuyển nổi không chỉ có mực in mà cả một phần
xơ sợi mịn và các chất độn cũng bị loại theo, làm giảm đáng kể hiệu suất của bột
giấy thu hồi. Để h
ạn chế sự mất mát này, có nhiều nghiên cứu sử dụng các tác nhân
làm thay đổi tính chất bề mặt của xơ sợi mịn và chất độn để chúng ít bị loại bỏ hơn
trong quá trình tuyển nổi. Từ đó làm giảm lượng mất mát trong quá trình tuyển nổi
và tăng hiệu suất bột giấy thu hồi mà vẫn giữ được hiệu quả loại mực và độ trắng
của bộ
t giấy.
Một trong những hướng nghiên cứu đó là sử dụng enzym trong quá trình khử
mực. Có nhiều loại enzym đã được nghiên cứu và ứng dụng như các enzym có gốc

cellulase, hemicellulase, xylanase hay lipase …Các loại enzym này chủ yếu được sử
dụng trong quá trình đánh tơi giấy loại, hỗ trợ quá trình tách loại mực in trước khi
đem đi xử lý hóa chất và tuyển nổi. Các nghiên cứu cho thấy, quá trình khử mực sử
dụng enzym đã giả
m được mức dùng hóa chất, tăng hiệu quả loại mực, giảm thất
thoát xơ sợi ra môi trường. Một số nghiên cứu đã cho thấy, emzym có nguồn gốc
lipase đang được nghiên cứu sử dụng cho quá trình khử mực giấy in báo do khả
năng có thể thủy phân mực in dầu, tăng hiệu quả tách loại mực mà không làm ảnh
hưởng tới tính chất xơ sợi. Một số loại enzym g
ốc lipase thương phẩm phổ biến như
Resinase A2X từ chủng Thermomyces lanuginosus (Novozym), Lipex từ chủng
Fusarium oxysporum (Novozym), Optimyze từ chủng Magnaporthe grisea
(Buckman) đã được nghiên cứu với mức dùng phù hợp, đem lại hiệu quả tách mực
và hiệu suất thu hồi bột tương đối cao. [4]
Nhằm mục đích giảm lượng thất thoát, nâng cao hiệu suất của quá trình khử
mực, giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà vẫn đảm bảo đượ
c chất lượng bột giấy báo
sau khử mực, năm 2011 Viện Công nghiệp giấy và Xenluylo được Bộ Công Thương
giao thực hiện đề tài “ Nghiên cứu sử dụng enzyme Lipase để nâng cao hiệu suất bột
giấy thu được trong quá trình khử mực giấy báo loại theo phương pháp tuyển nổi ”
Nội dung nghiên cứu gồm có:
- Nghiên cứu sử dụng enzym lipase trong quá trình đánh tơi và tuyển nổi bột giấy
để nâng cao hiệu suất bột giấy thu được trong quá trình tuyển nổi.
- Nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố công nghệ: pH, thời gian, nhiệt độ và mức
dùng enzym lipase đến hiệu suất thu hồi bột giấy.
- Thiết lập chế độ công nghệ nâng cao hiệu suất thu hồi bột giấy trong quá trình
tuyển nổi mà chất lượng bột giấy vẫn đảm bảo.

PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC BẰNG PHƯƠNG PHÁP TUYỂN
NỔI CÓ SỬ DỤNG ENZYM LIPASE
I.1. Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới và Việt Nam
Hiện nay, tái chế 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 xu
ất, ngành công nghiệp giấy thế giới cũng
như ở Việt Nam đang nỗ lực thu hồi và tái chế ít nhất 40 % tất cả các sản phẩm giấy
đã qua sử dụng. Ví dụ như Nhật Bản, Hoa Kỳ, Trung Quốc đã sử dụng đến 61%;
62% và 65% lượng bột tái chế từ giấy loại. Các quốc gia trong khu vực Đông Nam
Á như Indonexia, Malaixia, Philippin… có mức sử dụng giấy loại lên đến 60%.
Ở
Châu Âu, đây cũng là một vấn đề được chú trọng và thực hiện một cách nghiêm
ngặt. Điển hình ở Đức, gần 100% giấy bao gói được thu hồi và mức độ tái sử dụng

có hiệu quả đạt 70%. Ở Phần Lan đã thu hồi được 75% giấy loại và 53% trong số đó
được sử dụng có hiệu quả. Các quốc gia khác như Pháp, Bỉ, Thuỵ Điển cũng có mức
độ thu hồi giấy loại lên đến 75%. Sử dụng bột giấy loại hiệu quả sẽ giúp tiết kiệm
chi phí hoá chất, vận hành và giảm thiểu được ảnh hưởng xấu tới môi trường do việc
khai thác rừng và quá trình nấu bột gây ra.
Bảng1.1. Sử dụng giấy thu hồi để sản xuất giấy theo khu vực giai đoạn 2005 –
2010 (1000 tấn)[1]
Năm
Khu vực
2005 2006 2007 2008 2009 2010
Tỉ lệ so với
thế giới năm
2010, %
Châu Á 70 344 72 127 79 027 76 724 79 213 82 698 37,78
Châu Âu 58 464 59 946 61 942 65 389 62 788 65 551 29,95
Bắc Mỹ 49 616 50 874 52 405 51 715 49 857 52 051 23,78
Mỹ Latinh 9 074 9 304 10 301 10384 10 034 10 475 4,79
Châu Úc 2 359 2 419 2 518 3 482 3 584 3 704 1,69
Châu Phi 1 751 1 795 1 850 2 253 2 142 2 236 1,02
Trung Đông 0 - - 2 021 2 075 2 166 0,99
Trên thế giới, sử dụng giấy thu hồi cho sản xuất đã tăng 3% trong cả giai đoạn
2005 – 2010 do giá bột giấy tăng liên tục. Châu Á là nơi sử dụng giấy thu hồi nhiều
nhất, chiếm gần 40% so với toàn thế giới. Lượng giấy thu hồi và tỉ lệ sử dụng giấy
thu hồi cho sản xuất giấy trong thời gian gần đây đã được thống kê trong bảng
1.1.[1]
Ngoài lượng lớn giấy bao bì và cacton cũ thì giấy báo cũ (ONP) và giấy tạp
chí cũ cũng được thu hồi đáng kể. Năm 2010, tỉ lệ thu gom giấy báo loại ONP trên
thế giới đạt 67,8%. Dự kiến đến năm 2015, con số này sẽ đạt 69%, cung cấp nguồn
nguyên liệu đáng kể cho sản xuất giấ
y.

Thông thường, bột giấy tái chế thu được sau quá trình khử mực giấy loại
được sử dụng trong sản xuất các loại giấy như: giấy in báo, giấy vệ sinh, giấy in và
giấy viết, các lớp lót của giấy cactong duplex… Đối với giấy in báo, lượng bột khử
mực từ giấy in báo loại được sử dụng chiếm từ 40 – 100%. Lượng bột khử mực từ
giấy loại v
ăn phòng sử dụng trong sản xuất giấy in và giấy viết là 10 – 50%, trong
sản xuất giấy vệ sinh là 20 – 100%. Giấy bao gói tái sử dụng 5- 40% bột giấy khử
mực. Đặc biệt, bột giấy khử mực dùng trong lớp lót của giấy cactong duplex có thể
lên đến 100%. [6]
Theo xu hướng chung trên thế giới, Việt Nam cũng rất quan tâm đến vấn đề
sử dụng giấy loại. Việc sử dụng giấy loại
ở Việt Nam không chỉ xuất phát từ ưu thế
của giấy loại là giá rẻ mà còn do sự mất cân đối nghiêm trọng giữa sản lượng bột
giấy và giấy. Hiện nay, bột giấy sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng 60%
nhu cầu sản xuất giấy các loại, còn lại là bột giấy nhập khẩu và giấy loại tái chế. Tuy
nhiên, lượng giấy thu hồi ở
Việt Nam mới chỉ đạt 27 % trong năm 2010. Mức độ thu
hồi, sử dụng giấy loại trong sản xuất giấy ở Việt Nam được chỉ ra trong bảng 2.2.
[1]
Bảng 1.2. Giấy loại thu hồi qua các năm ở Việt Nam (tấn)
2005 2006 2007 2008 2009 2010
Tiêu dùng giấy thu hồi
546 310 629 118 771 928 767 696 880 420 1 003 955
- OCC
438 855 503 774 619 140 613 000 724 930 848 900
- ONP,OMG
107 455 125 344 152 788 154 696 155 491 155 055
Thu gom trong nước
411 370 433 546 507 490 500 953 663 456 734 212
Nhập khẩu

134 940 195 572 264 438 266 743 216 946 269 743
Tỷ lệ thu hồi, %
31,0 28,0 27,0 25,1 30,0 32,0
*OCC: hỗn hợp giấy cacton cũ
*ONP: giấy báo cũ
*OMG: giấy tạp chí cũ
Theo dự báo, đến năm 2015, tỉ lệ thu gom giấy loại trong nước hằng năm
cũng chỉ tăng thêm khoảng 1 % và đạt khoảng 35 %.[1]. Để nâng cao hiệu quả sản
xuất giấy, chủ động nguồn bột, nhiều công ty đã đầu tư vào các dây chuyền khử mực
như công ty cổ phần giấy Sài Gòn 20 tấn/ngày; công ty cổ phần giấy Trúc Bạch
6000 tấn/năm; công ty Newtoyo 60 tấn/ngày; công ty giấy Tissue Sông Đuống 20
000 tấn/năm; công ty cổ phần giấy Diana công suất 25 000 tấn/năm… Mới đây, dây
chuyền khử mực của công ty cổ phần giấy Bãi Bằng đã đi vào hoạt động với công
suất 50 000 tấn/năm nhằm cung cấp bột giấy cho dây chuyền sản xuất giấy in báo
của công ty. Tuy nhiên, hiệu suất bột thu được chưa cao, chất lượng bột sau khử
mực không ổn định. Mặt khác, quá trình s
ản xuất nghiêm ngặt và cạnh tranh hiện
nay đòi hỏi các nhà máy phải có những chuyển biến lớn để tăng mức sử dụng bột từ
giấy loại, nhằm giảm giá thành sản phẩm mà vẫn đáp ứng được nhu cầu về chất
lượng ngày càng cao của thị trường, tuân theo các điều kiện môi sinh và môi trường
sản xuất. Chính vì vậy, các quy trình khử mực cần có sự cải tiế
n không ngừng.
I.2. Quá trình khử mực giấy in báo loại bằng phương pháp tuyển nổi có sử
dụng ennzym lipase
Khử mực giấy loại nói chung và khử mực giấy in báo nói riêng tùy vào
nguyên liệu và yêu cầu về bột thành phẩm mà có thể sử dụng các phương pháp khử
mực khác nhau. Nhìn chung, quá trình khử mực được tiến hành qua nhiều công đoạn
như đánh tơi, ngâm ủ, làm sạch, khử mực, tẩy trắng… Công đoạn khử m
ực có thể
tiến hành bằng các phương pháp sau:

- Phương pháp rửa: Cơ chế hoạt động chủ yếu dựa vào kích cỡ hạt mực. Hiệu quả
đối với hạt mực có kích thước nhỏ hơn 15µm và mức loại mực đạt 94 – 98%, các
tính chất cơ lý của bột thu hồi cao nhưng hiệu suất thấp, chỉ đạt 70 – 75%. Trong
quá trình này sẽ có sự bám dính trở lại của các hạt mực. Do đ
ó, để hỗ trợ quá trình
khử mực người ta dùng các chất hoạt động bề mặt để tách các hạt mực ra khỏi xơ
sợi và phân tán chúng. Trong trường hợp này dùng các chất háo nước. Phương pháp
này chỉ áp dụng ở các nhà máy có năng suất đầu tư và chi phí thấp.
- Phương pháp tuyển nổi: Hiệu quả đối với hạt mực có kích thước khoảng 15 -
150µm. Mức loại mực đạt 80 – 97%. Tính chất bột sau khử
mực cao, hiệu suất từ 75
– 97%. Trong quá trình này cần tránh hiện tượng các hạt mực lắng đọng lại xơ sợi
bằng cách cho thêm các chất kỵ nước để tạo hiện tượng keo tụ, sục khí sinh ra các
bọt khí trong quá trình tuyển nổi. Phương pháp này áp dụng cho các nhà máy có
NaOH, ETDA,
H
2
O
2
,
Na
2
SiO
3
NaOH, ETDA
H
2
O
2
, Na

2
SiO
3

ĐÁNH TƠI
LÀM SẠCH, SÀNG
TUYỂN NỔI
LẦN 1
NaOH, Na
2
SiO
H
2
O
2
, chất khử mực
HÓA CHẤT BỀ MẶT
CÔ ĐẶC
PHÂN TÁN, TẨY
TUYỂN NỔI
LẦN 2
CÔ ĐẶC
PHÂN TÁN, TẨY
LÀM SẠCH, SÀNG
BỂ CHỨA
năng suất lớn và chi phí đầu tư cao, thông thường có sự kết hợp giữa hai phương
pháp trên để đạt hiệu quả khử mực cao nhất.
Quy trình khử mực giấy loại nói chung trong thực tế được minh họa trong sơ
đồ sau.
Sơ đồ 1.1. Quy trình khử mực giấy loại

Các hóa chất chính được sử dụng trong quá trình khử mực được trình bày
trong bảng 1.3






Bảng 1.3. Hóa chất sử dụng trong quá trình khử mực
Hoá chất Tác dụng
NaOH Trương nở xơ sợi, hỗ trợ phân tách mực in khỏi xơ
sợi
Na
2
SiO

3
Đệm, ổn định pH, ổn định H
2
O
2

H
2
O
2
Tẩy trắng và phá vỡ liên kết mực
Chất hoạt động bề mặt Thu gom mực trong quá trình tuyển nổi
Tác nhân chelat hóa (DTPA) Hạn chế sự phân huỷ H
2
O
2
do các kim loại chuyển
tiếp
Polyme Kết bông bùn, huyền phù từ nước trắng trong quá
trình cô đặc và tuyển nổi
Tuỳ thuộc tính chất giấy loại và yêu cầu bột thành phẩm mà mức dùng một số
hoá chất chính trong quá trình khử mực là NaOH: 0,6- 1,5%; Na
2
SiO
3
: 1,0 – 3,0%;
H
2
O
2

: 0,6 – 1,5%; pH từ 9,5 – 12, điển hình nằm trong khoảng 10 – 11. Với mục
đích nâng cao hiệu quả khử mực, một số tác nhân sinh học đã được sử dụng để thúc
đẩy quá trình tách mực trước khi rửa và tuyển nổi. Với mỗi loại giấy loại khác nhau
thì cần có quá trình nghiên cứu thử nghiệm trước khi đưa ra được phương pháp và
quy trình khử mực thích hợp để hiệu suất và tính chất bột thu được là cao nhất.[7]
I.2.1. Giấy in báo và phương pháp in
Giấy in báo chứa chủ yếu là bột cơ học tẩy trắng và bột tái sinh. Hàm lượng
tro trong giấy in báo nằm trong khoảng 10 – 15% tuỳ loại giấy, bao gồm cả chất độn
và chất tráng phủ (nếu có). Các chất độn hiện nay chủ yếu là cao lanh và canxi
cacbonat. Giấy in báo phổ biến hiện nay có định lượng từ 40 – 65 g/m
2
, có thể có
hoặc không có gia keo nội bộ, độ nhám bề mặt PPS (1 Mpa) không lớn hơn 2,5 mm,
hàm lượng độn chiếm khoảng 0 – 15 % giống như trong bột tái chế và được in theo
phương pháp offset và flexo.
Giấy in báo loại là các loại giấy báo đã qua sử dụng hoặc bị loại trong quá
trình sản xuất, phân loại, gia công, in ấn được sử dụng để tái sản xuất thành bột giấy
(dùng cho sản xuất giấy in báo và giấy cacton) bằng các phương pháp x
ử lý cơ học
hoặc kết hợp giữa phương pháp cơ học và hoá học. Giấy báo loại có thể tái sử dụng
nhiều lần, song số lần càng nhiều thì chất lượng giấy càng thấp đi do sự phá huỷ xơ
sợi. Quá trình sản xuất sau đó phải sử dụng một lượng xơ sợi nguyên thuỷ nhất định
để bù đắp lượng đã mất mát đó, c
ải thiện tính chất cơ lý của giấy.
Giấy in báo ngoài thành phần xơ sợi còn các thành phần sau:[2]
- Mực in : 1,0 – 7,0 %
- Phụ gia các loại : 3,0 – 30 %
- Tạp chất ngoại lai : 1,0 – 3,0 %
Mực in là hỗn hợp các chất màu được pha chế từ các thành phần khác nhau
dung để tạo ra sự tương phản về màu sắc trên vật liệu in qua khuôn in, nó phải phù

hợp với phương pháp in và tính chất của vật liệu in.
Ứng với mỗi loại mực in thì có các phương pháp in khác nhau. Một số
phương pháp in hiện nay gồm: phương pháp in flexo, phương pháp in offset,
phương pháp in lưới, phương pháp in ố
ng đồng và phương pháp in phun. Trong
phạm vi đề tài này chỉ nghiên cứu giấy in báo được in theo phương pháp in offset.
Mực in offset là hỗn hợp lỏng quánh dạng huyền phù, mịn, đặc, độ nhớt nằm
trong khoảng 40 – 100 Pa.s, bền với nước và có độ đậm cao, độ dày màng mực từ
0,5 – 1,0 µm. Thành phần cấu tạo mực offset gồm có:
- Pigmnet: 10 – 30 %
- Dầu liên kết: nhựa cứng (20 - 50 %); nhựa alkyd (0 – 20 %); dầu thực vật đã
qua xử lý (0 – 30 %); các s
ản phẩm từ dầu mỏ (20 – 40 %)
- Chất làm khô: < 2 %
- Phụ gia (tùy theo loại mực): 10 %
- Các loại sáp để chống trầy xước và tăng độ dính
- Chất phụ gia để làm giảm sự khô tại máng mực và trong quá trình vận chuyển
(Các chất phụ gia thêm vào khác nhau phụ thuộc vào phương pháp in, tính chất bề
mặt của vật liệu in và tính chất sản phẩm in).[2]
Trong giấy in báo, mực sử dụng h
ấp thụ qua giấy trong khi chất lỏng trong
các quá trình in khác thì bay hơi, để lại phần pigment trên mặt giấy. Phương thức
làm khô là chỉ dùng hiệu ứng thấm hút (coldset). Quá trình thấm hút tách các chất
mang thành hai thành phần và quá trình khô hình thành. Thông thường, trong thành
phần mực in báo không có thành phần dầu khô (dầu khoáng). Đối với loại giấy báo
chỉ in đen trắng thì hàm lượng mực in có trong đó là thấp, chỉ khoảng 1 – 2 %. Tuy
nhiên hiện nay báo thường được in nhiều màu nên quá trình khử mực trở nên khó
khăn h
ơn.
I.2.2. Quá trình khử mực giấy in báo bằng phương pháp tuyển nổi

Giấy báo loại hiện nay cũng là một trong những nguồn nguyên liệu dồi dào
cho quá trình tái sản xuất bột giấy. Quá trình khử mực giấy in báo có thể tiến hành
kết hợp cả hai phương pháp rửa và tuyển nổi, trong đó quá trình tuyển nổi được chú
trọng hơn do loại bỏ được nhiều tạp chất, tận thu được cả xơ sợi vụn và chất độn mà
lại tiết kiệm lượng nước tiêu thụ cho cả quá trình.
Công nghệ khử mực hiện nay ngày càng được cải tiến, chú trọng nhiều vào
cải thiện hiệu quả của quá trình tuyển nổi vì đây là giai đoạn quan trọng, quyết định
hiệu suất và tính chấ
t của bột giấy sau khử mực. Cơ chế tuyển nổi được minh họa ở
sơ đồ sau:
Sơ đồ 1.3. Cơ chế khử mực bằng phương pháp tuyển nổi


Mực loại bỏ trong quá trình tuyển nổi dựa trên sự khác nhau giữa tính ưa
nước của xơ sợi và tính kị nước của mực. Các thành phần mực kị nước có xu hướng
bám vào các bọt khí và các bọt khí này bị tách khỏi các thành phần ưa nước (gồm xơ
sợi và các chất độn vô cơ) trong quá trình tuyển nổi. Các hạt mực được loại bỏ hiệu
quả nếu bảm được hế
t vào các bọt khí và nổi lên trên bề mặt. Diện tích bề mặt bọt
càng lớn thì hiệu quả khử mực càng cao. Điều này phụ thuộc nhiều vào tính chất của
chất hoạt động bề mặt và tốc độ chuyển động của hỗn hợp trong thiết bị tuyển nổi.
Theo lý thuyết, nếu loại bỏ được hoàn toàn mực mà không bị tổn thất xơ sợi
và chất
độn thì khối lượng chất thải sau quá trình tuyển nổi chiếm khoảng 2% so với
nguyên liệu ban đầu. Tuy nhiên tổng lượng thải thường lớn hơn 10%. Như vậy cùng
với các thành phần kị nước thì xơ sợi vụn và các chất vô cơ (thường thì các chất vô
cơ bị bao phủ bởi các chất tổng hợp mang tính kị nước) cũng bị loại bỏ trong quá
trình khử mực. Có thể lý giải một phần lý do của việc này là các xơ sợi có bề mặt ưa
nước có kh
ả năng hấp thụ các vật liệu ưa nước khác, gồm các hóa chất nội bộ và các

chất kết dính được bổ sung ở phần ướt. Sự hấp thụ này tạo nên tính chất khác biệt và
làm tăng kích thước so với ban đầu khiến các xơ sợi này nổi lên và dễ dàng bị loại
bỏ trong quá trình tuyển nổi.
Bề mặt ưa nước của các chất độn và xơ sợ vụ
n bị ảnh hưởng đáng kể bởi mức
dùng kiềm trong quá trình đánh tơi. Nếu bổ sung một lượng kiềm thích hợp thì có
thể cải thiện tính ưa nước của một số huyền phù rắn, giảm được sự mất mát của xơ
sợi vụn và các chất khoáng. Tuy nhiên nếu vượt quá mức kiềm cho phép trong quá
trình đánh tơi thì có thể làm phá vỡ hay hòa tan cấu trúc hạt mực và các sticky, gây
khó khăn cho quá trình tuyể
n nổi sau này. Do đó lựa chọn mức dùng kiềm phù hợp
là vấn đề quan trọng cần nghiên cứu trong quá trình khử mực bằng phương pháp
tuyển nổi. Xu hướng ngày nay là tiến hành quá trình khử mực trong môi trường
kiềm nhẹ hoặc trung tính. Quá trình khử mực như vậy giúp giảm được mức dùng
hóa chất trong quá trình đánh tơi, giảm ảnh hưởng đến tính chất bột sau tuyển nổi
cũng như giảm lượ
ng thải độc hại ra môi trường. Muốn đạt được mục đích như vậy
thì sự hỗ trợ của enzym là rất cần thiết.[4]
I.2.3. Quá trình khử mực giấy in báo loại bằng phương pháp tuyển nổi có sử
dụng ennzym lipase
Cho đến nay đã có nhiều nghiên cứu sử dụng enzym như cellulose,
hemicellulase, lipase để hỗ trợ quá trình khử mực. Enzym có thể cải thiện tính chất
kị nước của m
ực cũng như thay đổi một phần tính chất bề mặt của xơ sợi và chất
độn, giúp tăng hiệu quả của quá trình tuyển nổi. Sử dụng enzym trong môi trường
trung tính thì các chỉ số của nước thải (ví dụ như COD, BOD
5
và TSS) thấp hơn
nhiều so với khử mực bằng phương pháp truyền thống. Cơ chế hoạt động hiệu quả
của enzym đã được ghi nhận như sau:

- Xơ sợi dưới tác dụng của enzym giải phóng mực dễ dàng hơn
- Tinh bột tráng phủ trên giấy có thể được hoà tan khi sử dụng enzym
amylase, giúp giải phóng mực ra khỏi bề mặt xơ sợi
- M
ực in dầu có thể bị thuỷ phân khi sử dụng enzym lipase
Chính nhờ khả năng thủy phân mực in dầu mà enzym lipase đã được sử dụng
trong khử mực giấy báo loại. Lipase (hay còn gọi là triacylglycerol acylhydrolase,
EC. 3.1.1.3) là một enzym có khả năng xúc tác sự thủy phân các triacylglycerol thành
glycerol và axít béo tự do (hình 1.2) [8]. Lipase không những xúc tác cho quá trình
thuỷ phân mà nó còn tham gia xúc tác cho quá trình tổng hợp ester hay các phản ứng
ester hoá khi enzym hoạt động trong dung môi hữu cơ. Các enzym thuỷ phân lipid
được phân bố rộng rãi trong động vật, thực vật và vi sinh vật. Enzym thuỷ phân lipid
có nguồn gốc từ vi sinh vật được chia làm nhiều nhóm bao gồm 3 loại khác nhau:
carboxylesterase [EC.3.1.1.1] xúc tác cho phản ứng thuỷ phân các liên kết ester của
axít cacboxylic chuỗi ngắn (C<10), lipase [EC. 3.1.1.3] thuỷ phân triacylglyceride
chuỗi dài (C>10) và nhóm phospholipids [EC. 3.1.4.3] tham gia vào phản ứng thủy
phân phospholipid phân cực [8], [9].
Sơ đồ 1.4. Phản ưng xúc tác thủy phân triacylglycerols bởi lipase



Lipase là enzym hoạt động ở lớp bề mặt giữa nước và lipid, quá trình này còn
được gọi là hoạt hóa bề mặt. Trong cấu trúc của hầu hết các lipase đều có một đoạn
polypeptide nhỏ bao phủ trung tâm ho
ạt động và enzym ở trạng thái không hoạt
động. Trong phản ứng enzym - cơ chất, sau khi lipase khuếch tán vào lớp bề mặt
nước và lipid, cấu trúc không gian của enzym có sự thay đổi với trung tâm hoạt
động được bộc lộ ra tạo nên cấu trúc mở, do vậy cơ chất có thể liên kết với enzym
và thực hiện phản ứng. Do lipase là một enzym hoạt hóa bề mặt, nên các thông số
động học để xác định phản ứng enzym theo thờ

i gian và theo cơ chất thường khó
xác định và không tuân theo phản ứng động học Michaelis-Menten. Mô hình nghiên
cứu này chỉ phù hợp với các enzym và cơ chất hòa tan trong nước. Ngược lại với
lipase, phản ứng được xúc tác bởi esterase thường tuân theo phản ứng động học
Michaelis-Menten bởi các axít béo chuỗi ngắn có thể hòa tan trong nước [10].
Axit béo
glycerol
triacylglycerol
Lipase
Axit béo
glycerol
triacylglycerol
Lipase
Trong công nghiệp giấy, enzym lipase có thể phá vỡ các liên kết este của các
chất hóa học nội bộ như AKD hay ASA, thủy phân mực in và các liên kết của
chúng, thúc đẩy quá trình thủy phân của giấy loại trong quá trình khử mực và giảm
được lượng mất mát trong quá trình tuyển nổi. Đây là hướng nghiên cứu mới với
mục đích cải thiện hiệu suất và tính chất bột giấy sau quá trình khử mực bằng
phương pháp tuyển nổi. M
ột số nghiên cứu cho thấy, sử dụng enzym lipase giúp
tăng cường các thành phần có tính ưa nước và hỗ trợ phân tách quá trình tuyển nổi.
Theo nghiên cứu của Putz và các cộng sự, sử dụng enzym lipase trong quá trình
tuyển nổi giấy in báo giúp tăng độ trắng lên đáng kể và mức độ tăng tùy thuộc
phương pháp và vật liệu in.
Bảng 1.4. Ảnh hưởng của phương pháp in đến độ trắng của bột giấy báo sau khử
mực
Độ Trắng, % ISO
Phương pháp in của giấy báo
Có sử dụng enzym Không sử dụng enzym
In off set đen trắng 58 53

In off set flexo đen trắng 55 51
In màu off set 51 46
Không chỉ cải thiện đáng kể độ trắng, nếu sử dụng enzym lipase kết hợp với
các enzym khác còn giúp giảm lượng bụi mực còn trong bột cũng như làm tăng hệ
số tán xạ của bột sau quá trình khử mực bằng phương pháp tuyển nổi. Cụ thể nghiên
cứu Woodward và các cộng sự được đưa ra trong bảng 1.5.
Bảng 1.5. Ảnh hưởng của các loại enzym khác nhau tới tính chất bột gi
ấy báo sau
quá trình khử mực
Mức dùng enzym /g bột
Enzym Đơn vị hoạt
tính (U)
ml
Độ trắng,
%ISO
Độ bụi,
%
Hệ số tán xạ
ánh sáng, m
2
/kg
Không sử dụng enzym - - 49 96 50,2
Enzym I
3
0,2
1
0,033 52 77 70,5
Enzym II
4
0,2

1
0,033 52 77 78,5
Enzym III
5
100
2
0,500 53 65 75,8
Enzym IV
6
19
2
0,033 54 79 69,9
Trong đó:

1
Lượng dung enzyme tính theo hàm lượng cacboxylmetyl cellulose
2
Lượng dung enzyme tính theo hàm lượng xylan
3
Enzym có chứa 6 U/ml cacboxylmetyl cellulose, 10 U/ml lipase
4
Enzym có chứa 6 U/ml cacboxylmetyl cellulose, 50 U/ml lipase
5
Enzym có chứa 0,2 U/ml cacboxylmetyl cellulose, 200 U/ml lipase
6
Enzym có chứa 26 U/ml cacboxylmetyl cellulose, 580 U/ml lipase
Theo nghiên cứu của Prasad và Rushing và các cộng sự, sử dụng enzym
lipase trong quá trình khử mực giấy in báo có tác dụng làm giảm kích thước hạt
mực, từ 16 – 37% tùy thuộc loại mực. Cho đến nay, chưa có thêm nghiên cứu nào
có cơ sở hơn về việc giảm kích thước hạt mực như vậy.

Kim và các cộng sự đã có nghiên cứu chỉ ra rằng, quá trình tẩy bột sau khử
mực giấy in báo có sử dụng và không có sử dụng enzym có thể
thu được độ trắng
tương đương nhau. Trong trường hợp không sử dụng enzym, tác nhân tẩy H
2
O
2

được sử dụng trong cả quá trình đánh tơi và tẩy. Nếu sử dụng enzym thì chỉ cần sử
dụng H
2
O
2
trong quá trình tẩy mà thôi. Bột sau khử mực có sử dụng enzym dễ tẩy
hơn và tiêu tốn hóa chất bằng một nửa so với không sử dụng enzym. Nếu sử dụng
cùng một lượng H
2
O
2
thì bột khử mực có sử dụng enzym sẽ có độ trắng cao hơn nếu
chỉ khử mực theo phương pháp truyền thống.
Tính chất cơ lý của bột sau khử mực có sử dụng enzym lipase cũng được cải
thiện rõ rệt. Theo nghiên cứu của Heise và các cộng sự, độ trắng, diện tích hạt mực,
khả năng thoát nước của bột giấy cũng như các tính chất cơ lý khác (
độ bục, độ bền
xé, chiều dài đứt) đều tăng khi xử lý sơ bộ bằng enzym trước khi tuyển nổi. Kết quả
được đưa ra trong bảng 1.6.
Bảng 1.6. Ảnh hưởng của quá trình khử mực có sử dụng enzym lipase tới tính
chất bột sau khử mực giấy báo loại
Phương pháp

khử mực
Độ
trắng,
% ISO
Diện tích
bụi,
mm
2
/m
2
Độ thoát
nước,
CSF
Chiều
dài đứt,
km
Chiều
dài xé,
mN.m
2
/g
Chỉ số
bục,
kPa.m
2
/g
Nguyên liệu ban
đầu
49 4200 400 4,5 6,5 2,55
Không xử lý

enzym
54 1200 440 4,2 5,9 2,38
Có xử lý enzyme
lipase
58 700 490 4,8 6,0 4,75
Điều đáng quan tâm hơn cả là sử dụng enzym lipase giúp tăng hiệu suất bột
trong khử mực giấy in báo. Thông thường, xơ sợi vụn và các chất độn bị mất đi khá
nhiều trong quá trình tuyển nổi thông thường, từ 5 – 15%. Nếu sử dụng enzym
lipase, nhờ khả năng thủy phân mực in dầu, tăng tính ưa nước của bề mặt và thúc
đẩy khả năng khử mực, thu hồi
được xơ sợi vụn, tăng hiệu suất tuyển nổi.[3]
Trong quá trình khử mực có sử dụng enzym, nước thải có chỉ số COD thấp
hơn nhiều nếu chỉ khử mực theo phương pháp truyền thống do giảm được lượng thải
ra trong hệ thống. Các nghiên cứu chỉ ra, nước thải của quá trình khử mực có sử
dụng enzyme lipase có chỉ số COD thấp hơn từ 20 – 30% so với quá trình khử mực
truyền thống. Hơn nữa, môi trường khử mực trung tính do h
ạn chế được lượng kiềm
dung trong quá trình đánh tơi giúp cho quá trình xử lý nước thải dễ dàng hơn. Cụ thể
thí nghiệm của Heise và các cộng sự đã chỉ ra như sau. (Quá trình thí nghiệm chỉ
tiến hành xử lý nước thải sau khử mực giấy in báo bằng hệ thống DAF một cấp)
Bảng 1.7. Tính chất nước thải của quá trình khử mực có sử dụng enzym
Nước thải vào DAF Nước thải ra DAF N
ước thải ra
BOD
5
, mg/l BOD
5
, mg/l
Chỉ tiêu
Tổng Hòa

tan
COD,
mg/l
Tổng Hòa
tan
COD,
mg/l
BOD
5
hòa
tan, mg/l
COD,
mg/l
Không sử dụng
enzym
441 234 1080 298 275 510 219 440
Có sử dụng
enzyme lipase
258 138 1455 115 123 415 180 346
Các thông số nước thải trên còn phụ thuộc vào mức dùng enzym. Có thì
nghiệm đã chỉ ra, trong quá trình khử mực truyền thống thì lượng COD là 22 kg/tấn.
Nếu sử dụng 0,2% enzym trong quá trình tiền xử lý thì lượng COD có thể giảm tới
50%, tức là chỉ còn 11kg/tấn. Sử dụng enzym đã hỗ trợ hiệu quả cho quá trình khử
mực và tạo điều kiện thuận lợi cho vấn đề xử lý nước thải sau này. [6]
Hi
ện nay để nâng cao hiệu suất thu hồi bột giấy sau quá trình khử mực, nhiều
nhà máy đã tiến hành quá trình tuyển nổi hai giai đoạn. Quy trình sản xuất tiến hành
như sơ đồ 1.4.[1]

Sơ đồ 1.4. Quy trình khử mực bằng phương pháp tuyển nổi hai giai đoạn


















Tiến hành khử mực theo phương pháp tuyển nổi hai cấp có thể tăng hiệu suất
thu hồi bột giấy thêm 4 – 5 % so với phương pháp tuyển nổi một giai đoạn mà các
tính chất của bột vẫn đảm bảo yêu cầu sản xuất.
Theo xu hướng chung của thế
giới, Việt Nam cũng đang có nhiều nghiên cứu
và ứng dụng enzym trong quá trình khử mực. Tuy nhiên các enzym hiện nay được
sử dụng chủ yếu có gốc cellulase, hemicellulase. Một số các nghiên cứu đã được
tiến hành trong nước đã chỉ rõ được khả năng hỗ trợ khử mực của enzym, hiệu suất

cải thiện 3 – 4%, độ trắng tăng 1- 2 %ISO, các chỉ tiêu cơ lý đạt yêu cầu mà mức
dùng hóa chất giả
m. [13].
NaOH, ETDA
H
2
O
2
, Na
2
SiO
3

ĐÁNH TƠI
(1)
XỬ LÝ ENZYM
(2)
XỬ LÝ HÓA
CHẤT
(3)
CÔ ĐẶC
(5)
TẨY
(6)
RỬA
(7)
XEO
(8)
THẢI

TUYỂN NỔI
CẤP 1
(4)
THẢI

XỬ LÝ
ENZYM
TUYỂN NỔI
CẤP 2
XỬ LÝ
HÓA
CHẤT
CHẤT HOẠT
ĐỘNG BỀ MẶT
Na
2
SiO
3
NaOH,
H
2
O
2
, chất khử
mực
ENZYM

Kết luận từ tổng quan: Như vậy, các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho
thấy việc sử dụng enzym Lipase trong quá trình khử mực giấy in hoàn toàn có thể hỗ
trợ loại mực đạt kết quả cao,tăng hiêu suất bột thu hồi và có lợi cho môi trường.

Việc nghiên cứu ứng dụng các công nghệ này trong điều kiện phù hợp ở Việt Nam
nhằm đưa ra khuyến cáo về khả n
ăng áp dụng trong thực tế sản xuất là rất cần thiết.























PHẦN II
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
II.1.Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
II.1.1. Đối tượng nghiên cứu

Trong đề tài này đối tượng được lựa chọn để nghiên cứu là : Giấy báo loại
trong nước (gồm hai loại báo nhân dân và báo quân đội)
II.1.2. Hóa chất
Các hóa chất chính dùng trong nghiên cứu là:
- Enzym: enzym Lipex từ chủng Furasium Oxysporum (Novozym – Đan Mạch )
hoạt tính 100U/g; enzym Optizym từ chủng Magnaporthe Grisea hoạt tính 60U/g và
enzym Lipaz từ chủng tái tổ hợp Pichia Pastoris LP4.28 hoạt tính 70U/g.
Các loại enzym
đều được khuyến cáo sử dụng ở 40 – 50
o
C và pH = 7- 8.
Thời gian bảo quản 3- 6 tháng ở nhiệt độ 4
o
C
- Các hóa chất công nghiệp: Natri hydroxit, hydro peroxit, natri silicat, ETDA
- Chất khử mực: Neolex – 5259 xuất xứ Hàn Quốc do công ty TNHH Thuận Phát
Hưng cung cấp
II.1.3. Thiết bị nghiên cứu
- Thiết bị đánh tơi 12 lít, tốc độ khuấy 900 vòng/phút.
- Thiết bị khử mực tuyển nổi thí nghiệm dung tích 28 lít, hãng AMC của Mỹ với
thông số kĩ thuật nhà sản xuất khuyến cáo là :Áp suất khí : 34,47 kPa; lưu lượng bột:
13,79 kPa.
- Máy xeo Rapid – Kothen, hãng PTI của Áo.
- Cân điện tử Melter
độ chính xác ± 0,0001 của Thụy Sĩ.
- Máy đo pH, giấy đo pH, nhiệt kế và các dụng cụ thủy tinh
- Lưới rửa bột 80 mắt
- Các thiết bị đo tính chất cơ lý của giấy
II.2. Phương pháp nghiên cứu
II.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu

Mẫu nguyên liệu được xé nhỏ, trộn đều và để đồng ẩm trong túi nilon kín.
Trước khi nghiên cứu, tiến hành xác định các chỉ số ban đầu của mẫu nguyên li
ệu là
độ khô và độ tro. Kết quả như sau:
- Độ khô: 89,6 %
- Độ tro: 4,2 %
II.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài tiến hành nghiên cứu sử dụng enzym lipase trong quá trình khử mực
bằng phương pháp tuyển nổi hai cấp gồm:
- Tiến hành khử mực giấy in báo theo phương pháp tuyển nổi thông thường chỉ sử
dụng hóa chất
- Tiến hành khử mực giấy in báo theo phương pháp tuyển nổi có sử dụng enzym
lipase
So sánh hai phương pháp và rút ra quy trình khử mực thích hợp
Quy trình công nghệ tham khảo d
ựa trên sản xuất thực tế, tài liệu tham khảo
được lựa chọn như sau:
* Giai đoạn đánh tơi
- Khối lượng giấy loại, g KTĐ : 280
- Nồng độ đánh tơi, % : 5
- Thời gian đánh tơi, phút : 20
- Nhiệt độ đánh tơi,
o
C : nhiệt độ thường
*Giai đoạn tuyển nổi cấp 1
- Giai đoạn xử lý enzym
- Nồng độ, % : 5
- Thời gian xử lý, phút : 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40
- Nhiệt độ, t
o

C : 30, 40, 45, 50, 55, 60
- Enzym : các loại enzym được nghiên cứu
- pH xử lý : trong khoảng 4- 5, 7- 8, 9- 10
- Giai đoạn xử lý hóa chất
- Nồng độ, % : 5
- Thời gian, phút : 60
- Nhiệt độ, t
o
C : 55
- Hóa chất sử dụng: NaOH, Na
2
SiO
3
, H
2
O
2
, ETDA, chất khử mực Neolex -
5259
- Giai đoạn tuyển nổi cấp 1 ( Các thông số kĩ thuật dựa vào khuyến cáo của nhà sản
xuất thiết bị tuyển nổi thí nghiệm và thực tế của các hệ thống tuyển nổi đang hoạt
động )
- Nồng độ bột, % : 1,0
- Nhiệt độ, t
o
C : 45
- Thời gian tuyển nổi, phút : 10
Bột tốt sau giai đoạn tuyển nổi cấp 1 được rửa sạch và bảo quản ở 4
o
C trước

khi xác định các tính chất. Bột thải được giữ lại, xử lý enzym và hóa chất trước khi
tiến hành giai đoạn tuyển nổi cấp 2.
*Giai đoạn tuyển nổi cấp 2
Giai đoạn tuyển nổi cấp 2 được tiến hành tương tự như giai đoạn tuyển nổi
cấp 1 với nguyên liệu đầu vào là bột thải của giai đoạn tuyển nổi cấ
p 1. Bột sau giai
đoạn tuyển nổi cấp 2 được rửa sạch và phối trộn với giấy báo loại làm nguyên liệu
đầu vào cho quá trình tuyển nổi cấp 1.
- Giai đoạn xử lý enzym
- Giai đoạn xử lý enzym
- Nồng độ, % : 5
- Thời gian xử lý, phút : 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40
- Nhiệt độ,
o
C : 30, 40, 45, 50, 55, 60
- Enzym : các loại enzym được nghiên cứu
- pH xử lý : trong khoảng 4- 5, 7- 8, 9- 10
- Giai đoạn xử lý hóa chất
- Nồng độ, % : 5
- Thời gian, phút : 60
- Nhiệt độ, t
o
C : 55
- Hóa chất sử dụng: NaOH, Na
2
SiO
3
, H
2
O

2
, ETDA, chất khử mực Neolex -
5259
- Giai đoạn tuyển nổi cấp 2 ( Các thông số kĩ thuật dựa vào khuyến cáo của nhà sản
xuất )
- Nồng độ bột, % : 1,0
- Nhiệt độ, t
o
C : 45
- Thời gian tuyển nổi, phút : 15
Bột sau tuyển nổi được tẩy với quy trình tẩy như sau:
* Giai đoạn tẩy
Bột sau quá trình tuyển nổi được rửa sạch và tẩy với quy trình như sau
- Nồng độ, % : 10
- Thời gian, phút : 90
- Nhiệt độ, t
o
C : 80
- Hóa chất sử dụng: NaOH, Na
2
SiO
3
, H
2
O
2
, ETDA
* Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu
- Rửa bột đến pH trung tính, vắt khô xác định hiệu suất và xeo mẫu định
lượng 200 g/m

2
xác định mức loại mực, độ trắng.
Quy trình thí nghiệm được như sơ đồ 1.4.
Bột trước và sau khi khử mực được xeo mẫu trên máy xeo thí nghiệm để xác
định các tính chất cơ lý tại phòng thí nghiệm hoá lý - Viện công nghiệp Giấy và
Xenluylo theo các tiêu chuẩn sau:
- Xác định độ tro : TCVN 1864 : 2001
- Xác định độ trắng : TCVN 6729 : 2008
- Xác định định lượng : TCVN 1270 : 2008
- Xác định độ bền kéo : TCVN 1862-2 : 2011
- Xác định độ bền xé : TCVN 3229 : 2007
- Xác định độ chịu b
ục : TCVN 3228-1 : 2000
-Xác định độ bụi : TAPPI T213 82 - 2003
Trong thực tế hiện nay không có phương pháp để xác định mức độ loại mực
của bột trong quá trình khử mực giấy loại. Để xác định thông số rất quan trọng phản
ánh hiệu quả của quá trình khử mực này, đề tài đã áp dụng phương pháp xác định độ
bụi của tờ giấy hình thành trước và sau khi khử mực, coi mức giảm độ bụi là m
ức độ
loại mực.
Độ bụi của tờ giấy được xác định theo tiêu chuẩn ngành 24 TCN 82 – 2003
đã được xây dựng tương thích với phương pháp tiêu chuẩn TAPPI T213 om-89 và
được biểu thị qua diện tích các hạt bụi ( mực ) trên bề mặt giấy ( mm
2
), trên diện
tích đo 1 m
2
.
Mức độ loại mực được tính bằng tỷ lệ phần trăm của hiệu số độ bụi của giấy
trước và sau khử mực, so với độ bụi của giấy trước khi khử mực.

MLM = ( ĐBT – ĐBS ) / ĐBT*100 ( % )
Trong đó:
MLM: Mức loại mực tính bằng %
ĐBT: Độ bụi của giấy trước khử mực, mm
2
/m
2

ĐBS: Độ bụi của giấy sau khử mực, mm


PHẦN III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
III.1. Khảo sát quá trình khử mực giấy in báo theo phương pháp tuyển nổi
thông thường
Mục tiêu của thí nghiệm này là khảo sát quá trình tuyển nổi giấy in báo theo
phương pháp thông thường để làm cơ sở so sánh khi khử mực có sử dụng enzym
lipase. Trên cơ sở các tài liệu tham khảo, các nghiên cứu trước đây và thực tiễn sản
xuất ở một số nhà máy khử mực giấy in báo, các hoá chấ
t được sử dụng là NaOH,
H
2
O
2
, ETDA, Na
2
SiO
3
và chất hoạt động bề mặt Neolex – 5259. Chế độ công nghệ
khử mực cho mỗi mẫu thí nghiệm được lựa chọn như sau:

- Giai đoạn đánh tơi: Khối lượng mẫu giấy KTĐ: 280g; Thời gian: 20 phút;
Nhiệt độ thường; Nồng độ bột: 5%.
- Giai đoạn xử lý hóa chất: Hóa chất ( NaOH: 1,0 %; Na
2
SiO
3
: 2,0 %; H
2
O
2
:
1,0 %, ETDA: 0,2 %, chất khử mực: 0,3 % so với khối lượng bột khô tuyệt đối);
Nhiệt độ: 55
o
C; Nồng độ bột: 5 %; Thời gian xử lý: 60 phút.
- Giai đoạn tuyển nổi: Nồng độ bột: 1,0 %; Nhiệt độ: 45
o
C; Thời gian tuyển:
20 phút
- Giai đoạn tẩy: Hóa chất ( NaOH: 1,0 %, Na
2
SiO
3
: 2,0 %, H
2
O
2
: 1,0 %,
DTPA: 0,2 %); Nhiệt độ: 80
o

C; Thời gian: 90 phút; Nồng độ bột: 10 %.
- Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu
suất, xeo mẫu để xác định mức loại mực, độ trắng và tính chất cơ lý, làm cơ sở cho
các nghiên cứu tiếp theo.
Kết quả thí nghiệm cho thấy, sau khi xử lý hóa chất và tẩy thì các tính chất
của bột được cải thiện đáng kể. Sau khi xử lý hóa chất thì độ trắ
ng tăng lên được 11
÷ 13 %ISO và đạt trên 55 %ISO. Các tính chất cơ lý như độ bền xé, chỉ số bục, chỉ
số kéo đều tăng. Dựa vào quy trình công nghệ trên, đề tài tiến hành nghiên cứu quá
trình khử mực sử dụng kết hợp hóa chất và enzym, từ đó thấy rõ được hiệu quả khi
sử dụng enzym trong khử mực giấy in báo.



Bảng 3.1. Tính chất bột giấy sau quá trình khử mực bằng phương pháp tuyển nổi
thông thường
Giấy in báo
Chỉ tiêu
Mẫu không xử
lý
Mẫu xử lý hóa chất theo
phương pháp tuyển nổi 1 cấp
thông thường
Độ trắng, %ISO
44,8 56,2
Chỉ số bục, kPa m
2
/g
1,1 1,4
Chỉ số xé, mNm

2
/g
5,92 7,04
Chiều
d
ài đứt, m
2220 3040
Mức loại mực, %
- 87,2
Hiệu suất, %
90,9 85,6
TSS nước thải sau tuyển, g/l
- 3857,2
COD nước thải sau tuyển, g/l
- 1532,5
BOD
5
nước thải sau tuyển, g/l
- 601,3
III.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của các loại enzym Lipase trong quá trình đánh
tơi trước khi khử mực bằng phương pháp tuyển nổi truyền thống
Các nghiên cứu đã chỉ ra enzym thường được bổ sung trong giai đoạn đánh
tơi, đây là giai đoạn ban đầu làm tơi nguyên liệu cũng như làm bong hạt mực ra khỏi
xơ sợi.Sự có mặt của enzym là cần thiết để thúc đẩy quá trình thủy phân, phân tách
liên kế
t mực và xơ sợi. Giai đoạn này chưa bổ sung hóa chất nên không làm ảnh
hưởng đến hoạt tính của enzym. Do vậy, đề tài tiến hành khảo sát hiệu quả của 3
loại enzyme khác nhau tới quá trình đánh tơi. Dựa vào kết quả thu được trong quá
trình khử mực, từ đó lựa chọn một loại enzym có hiệu quả hỗ trợ quá trình khử mực
cao nhất cho các nghiên cứu

tiếp theo. Ba loại enzyme được chọn là : enzym Lipex
(Lipase 1) từ chủng Furasium Oxysporum ( đặt mua của hãng Novozym – Đan
Mạch ), enzym Optizym (Lipase 2) từ chủng Magnaporthe Grisea và enzym Lipaz
từ chủng tái tổ hợp Pichia Pastoris LP4.28
(Lipase 3), trong đó enzym lipase 2 và
lipase 3 là hai enzym được công ty TNHH Thuận Phát Hưng cung cấp. Chế độ công
nghệ khử mực như sau:
- Giai đoạn đánh tơi: Khối lượng giấy KTĐ: 280g; Thời gian: 10 phút; Nhiệt
độ thường; Nồng độ bột: 5%.
- Giai đoạn xử lý bằng enzym: Mức dùng 0,025%;
Thời gian xử lý: 20 phút;
Nồng độ: 5 %; Nhiệt độ: 50
o
C; pH = 7,0 ÷ 7,5.