Nghiên cứu quá trình khử mực giấy in báo và tạp chí theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học

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







BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2009

NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH KHỬ MỰC GIẤY IN BÁO VÀ TẠP CHÍ
LOẠI THEO PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ KẾT HỢP GIỮA TÁC NHÂN
SINH HỌC VÀ HÓA HỌC



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

7624
28/01/2010


HÀ NỘI 11/2009


MỤC LỤC

TT Nội dung Trang
MỞ ĐẦU
1
Phần I TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GIẤY LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP
KHỬ MỰC ENZYM

I.1. Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới và Việt Nam
3
I.1.1
Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới 3
I.1.2
Tình hình sử dụng giấy loại ở Việt Nam 5
I.2 Khử mực giấy in báo
6
I.2.1
Giấy in báo và tạp chí- Thành phần, cấu trúc mực và phương pháp in 6
I.2.1.1
Thành phần giấy in báo và tạp chí 7
I.2.2
Phương pháp in và cấu trúc mực in 8
I.2.2.

Phương pháp khử mực giấy báo và tạp chí loại 10
I.2.2.1
Các phương pháp khử mưc 10
I.2.2.2
Hóa chất sử dụng trong quá trình khử mực thông thường 11
I.3 Quá trình khử mực giấy loại có sử dụng enzym
14
I.3.1
Ứng dụng enzym cho khử mực trên thế giới 16
I.3.2
Giới thiệu enzym dùng cho khử mực tại Việt Nam 18
Phần II ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

II.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
19
II.1.1
Đối tượng nghiên cứu 19
II.1.2
Hóa chất 19
II.1.3
Thiết bị nghiên cứu 19
II.2 Phương pháp nghiên cứu
20
II.2.1
Chuẩn bị nguyên liệu 20
II.2.2
Phương pháp nghiên cứu 21
Phần III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

III.1 Khảo sát tính chất bột ban đầu và sau khi tuyển nổi có sử dụng

hóa chất và tẩy trắng
23
III.2 Nghiên cứu quá trình tuyển nổi khử mực giấy báo và tạp chí loại
bằng hóa chất kết hợp với tác nhân sinh học
24
III.2.1 Nghiên cứu quá trình khử mực giấy báo và tạp chí loại sử dụng
enzym Texzim-I
24
III.2.1.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng enzym đến khả năng tuyển nổi
khử mực giấy báo và tạp chí loại enzym Texzim-I
25
III.2.1.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym Texzim-I đến khả
năng tuyển nổi khử mực giấy báo và tạp chí loại
26
III.2.1.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến khả năng tuyển nổi
khử mực giấy báo và tạp chí loại
27
III.2.1.4
Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường đến khả năng tuyển nổi khử
mực giấy in báo và tạp chí loại
29
III.2.2
Nghiên cứu quá trình tuyển nổi khử mực giấy báo và tạp chí sử
dụng enzym α-amylaza Termamyl 120L
31
III.2.2.1
Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng enzym đến khả năng tuyển nổi

khử mực giấy báo và tạp chí loại sử dụng enzym α-amylaza
Termamyl 120L
31
III.2.2.2
Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý đến khả năng tuyển nổi
khử mực giấy báo và tạp chí loại có sử dụng enzym α-amylaza
33
Termamyl 120L
III.2.2.3
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ xử lý đến khả năng tuyển nổi
khử mực giấy in báo và tạp chí loại có sử dụng enzym α-amylaza
Termamyl 120L
34
III.2.2.4
Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường xử lý đến khả năng tuyển nổi
khử mực giấy in báo và tạp chí loại có sử dụng enzym α-amylaza
Termamyl 120L
35
III.3 Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của việc sử dụng
enzym trong quá trình khử mực giấy báo và tạp chí loại bằng
phương pháp tuyển nổi
37
III.3.1
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kỹ thuật 37
III.3.2
Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế 38
Phần IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
41
TÀI LIỆU THAM KHẢO 43

1
MỞ ĐẦU
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 xuất, ngành công nghiệp giấy thế giới cũng như ở
Việt Nam đang nỗ lực thu hồi và tái chế ít nhất 40 % tất c
ả các sản phẩm giấy đã qua
sử dụng [18]. Chính bởi nhu cầu sử dụng xơ sợi tái chế trong các sản phẩm giấy tăng
cao mà công nghệ khử mực giấy loại cũng được cải tiến và ngày càng hoàn thiện hơn.
Các phương pháp khử mực giấy loại bằng hóa chất truyền thống từ trước tới
nay có giá thành cao, sử dụng nhiều hóa chất có hại cho môi trường. Việc sử
dụng hoá
chất có xu hướng cải thiện mức loại mực và độ trắng của bột giấy, nhưng những hóa
chất này sau đó thải ra môi trường gây ô nhiễm trầm trọng. Cùng với giá thành cao và
sự ảnh hưởng đến môi trường, các hóa chất khử mực còn tác động vào trong xơ sợi và
ảnh hưởng tới các tính chất cơ lý của bột.
Một trong những phương pháp cải tiến quá trình khử mực gi
ấy loại là kết hợp
giữa tác nhân sinh học và hóa học đã thu hút được sự chú ý của các nhà sản xuất trong
thời gian gần đây. Một số nghiên cứu đã chỉ ra những loại enzym như xenlulaza,
hemixelulaza, xylanaza, amylaza và lipaza có hiệu quả trong việc khử mực giấy loại
văn phòng. Các enzym có thể được sử dụng một mình hoặc kết hợp với nhau để nâng
cao hiệu quả khử mực giấy loạ
i báo và tạp chí, cung cấp nguyên liệu cho sản xuất
giấy in báo, giấy vệ sinh và hòm hộp.
Khử mực giấy loại có sử dụng enzym đặc biệt hiệu quả đối với những giấy
loại có sử dụng những phương pháp in mà phương pháp khử mực truyền thống ít có
tác dụng như in laser hay in xerographic ( có mặt các hạt toner ) do sự bám dính của

các phân tử mang màu trên giấy rất bền vững. Ngoài ra với giấy báo và tạp chí in theo
ph
ương pháp offset và flexo thì khử mực có sử dụng enzym cũng có tác dụng đáng kể.
Do những ưu điểm về khả năng khử mực của phương pháp khử mực có sử dụng
enzym cũng như nâng cao xơ sợi tái chế, năm 2009, Viện công nghiệp Giấy và
Xenluylô đã được Bộ Công Thương giao cho thực hiện đề tài: “Nghiên cứu quá
trình khử mực giấy in báo và tạp chí loại theo phương pháp xử lý k
ết hợp giữa
tác nhân sinh học và hóa học”.




2
Nội dung nghiên cứu bao gồm:
- Nghiên cứu hiệu quả khử mực của một số loại enzym kết hợp với hóa chất
trong công nghệ khử mực giấy in báo và tạp chí.
- Từ các kết quả trên, lựa chọn chủng loại enzym thích hợp để nghiên cứu ảnh
hưởng của các yếu tố công nghệ ( pH, thời gian, thời điểm sử dụng enzym và
mức dùng ) củ
a quá trình sử dụng enzym tới hiệu suất và chất lượng bột giấy
như:
+ Hiệu suất bột
+ Độ trắng và tính chất cơ lý
+ Mức loại mực
- Từ các kết quả thí nghiệm, thiết lập qui trình khử mực giấy báo và tạp chí loại
có sử dụng enzym
- Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của quá trình đã được thiết lập.

3
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG GIẤY LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP
KHỬ MỰC SỬ DỤNG ENZYM
I.1.Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới và Việt Nam
I.1.1. Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới
Ngành công nghiệp giấy là một trong những ngành sử dụng nhiều nguyên liệu

tái chế. Theo dự báo về sự phát triển công nghiệp giấy của hiệp hội giấy thế giới, ít
nhất mức tăng nhu cầu sử dụng giấy loại sẽ tăng lên 410 triệu tấn năm 2010 ( so với
360 triệu tấn năm 2005 ), đạt mức tăng trưởng 2,6 ÷ 2,9 %/năm. Về bán thành phẩm
xơ sợi dùng cho công nghiệp giấy, xơ sợi tái sinh được dự báo sẽ tăng từ 345 triệu tấn
( năm 2005 ) lên 398 triệu tấn năm 2010, đạt mức tăng từ 44 % lên 48 % [5]. Chính
nhu cầu sử dụng gi
ấy loại cao như vậy đã thúc đẩy quá trình thu hồi giấy loại trên thế
giới. Tỉ lệ giấy thu hồi ở các quốc gia năm 2007 được thống kê như sau :
Bảng 1.1. Tỉ lệ giấy thu hồi của một số quốc gia năm 2007 [5]
Quốc gia Tỉ lệ giấy thu hồi % (*)
Mỹ 87
Nhật Bản 74
Đài Loan 68
Hàn Quốc 67
Thái Lan 65
Malaysia 61
Trung Quốc 38
Ấn Độ 28
(*) lượng giấy thu hồi / lượng giấy tiêu dùng

4
Chính sự thu gom và xử lý giấy loại này đã đem lại nguồn nguyên liệu đáng kể
cho sản xuất giấy ở các quốc gia. Điển hình năm 2006, ngành giấy Nhật Bản sử dụng
62 % bột tái chế từ giấy loại ( khoảng 20 ÷ 21 triệu tấn ) trên tổng lượng bột cho sản
xuất giấy. Hoa Kỳ tái chế được hơn 51 triệu tấn ( chiếm 61 % lượng nguyên liệu sử
dụng cho công nghiệp sản xuất giấy ) và đáp ứng được hơn 50 % nhu cầu nguyên liệu
cho hơn 200 nhà máy giấy, tức chiếm gần 80 % tổng số nhà máy giấy trên cả nước.
Các nước Châu Á khác cũng tiêu thụ một lượng giấy loại lớn từ nguồn nguyên liệu
thu gom trong nước và nhập khẩu. Trung Quốc tiêu thụ 42,2 triệu tấn năm 2006, đạt
mức tỉ lệ sử dụng bột giấ

y tái chế là 65 %. Hàn Quốc sử dụng lượng bột giấy tái chế
tăng từ 7,5 triệu tấn lên 8,6 triệu tấn năm 2006, đạt mức sử dụng lên tới 80 %. Các
nước Đông Nam Á khác như Indonexia, Malaysia hay Thái Lan cũng có mức sử dụng
bột giấy sản xuất từ giấy loại trên 60 % [5].
Xu hướng sử dụng giấy báo loại trên thế giới cũng ngày càng tăng. Vào cuối
những năm 1980, nước Úc chỉ
thu hồi được 28 % giấy báo loại. Nhưng đến cuối năm
2003, con số này đã tăng lên 73,5 %. Nếu kể đến khoảng 6 % lượng giấy báo loại đã
tái sử dụng trong gia đình thì con số này phải lên đến gần 80%. Trong hơn 500 nghìn
tấn giấy báo cũ thu hồi năm 2003 ở Úc thì có gần 150 nghìn tấn được xuất khẩu, chủ
yếu sang thị trường Đông Nam Á cho tái sản xuất giấy in báo. Nhà máy Norske Skog
và Boyer ( Tamania, Australia) sử dụ
ng 105 294 tấn giấy báo loại để sản xuất giấy in
báo năm 2003, tăng so với 97 934 tấn sử dụng năm 2002. Xu hướng sử dụng giấy in
báo sẽ còn tăng khi công suất của nhà máy dự kiến tăng từ 220 nghìn tấn đến 265
nghìn tấn, trong đó dành cho khử mực và tái sử dụng tăng từ 170 nghìn tấn đến 195
nghìn tấn. Một ví dụ khác là Nhật Bản, mỗi ngày cần vứt đi trên 54 triệu t
ờ báo – trên
93 % trong số này được đưa trở lại cho đại lý chuyển phát sau khi sử dụng để làm
nguyên liệu tái chế và dịch vụ đổi báo cũ lấy giấy vệ sinh rất phát triển cho thấy dấu
hiệu tích cực của tái chế giấy [10].
Lý giải cho sự phát triển không ngừng của việc sử dụng xơ sợi tái chế ban đầu là
sự cạnh tranh về giá và yêu cầu luật pháp ở nhiều qu
ốc gia. Sự ảnh hưởng của các nhà
môi trường thông qua chiến dịch xanh và sự chấp nhận giấy làm từ xơ sợi tái chế của
thị trường đã làm tăng hiệu quả các chính sách của các quốc gia trong vấn đề sử dụng
nguyên liệu tái chế. Theo quan điểm của các nhà môi trường, ngành công nghiệp sử
dụng xơ sợi tái chế là rất thân thiện với môi trường. Rõ ràng việc sử dụng giấ
y tái chế
có thể tiết kiệm được nguồn tài nguyên rừng và nguồn năng lượng sử dụng trong

5
ngành công nghiệp sản xuất giấy. Công nghệ xử lý, tái chế, hoàn nguyên và làm giàu
xơ sợi tại các nước trên thế giới do đó đã đạt mức độ hiện đại, đồng bộ với các loại
thiết bị tiên tiến, các dây chuyền sản xuất gọn nhẹ, hiệu quả cao về mặt kỹ thuật cũng
như kinh tế.
Hiện nay, công nghệ khử mực giấy loại
đã được các nước trên thế giới triển khai
ứng dụng và ngày càng hoàn thiện hơn, với công nghệ đánh tơi nồng độ cao cho phép
phân tán và tách mực tốt hơn, tăng hiệu quả của các hóa chất khử mực. Công nghệ
sàng lọc nhiều giai đoạn, xử lý các tạp chất và sử dụng các phụ gia trong các công
đoạn xử lý để nâng cao chất lượng xơ sợi. Những thiết bị tuyển nổ
i gần đây đã được
cải thiện đáng kể kích thước bong bóng khí phân tán, tăng hiệu quả loại mực nhiều
hơn trước [19].
Trên thế giới và châu Âu, bột giấy khử mực tái chế được dùng chủ yếu cho
giấy in báo, giấy vệ sinh, giấy in và giấy viết, các lớp giấy của các tông duplex. Trong
tương lai, công nghệ khử mực giấy loại sẽ phát triển với công nghệ ngày càng tiên
tiến h
ơn nữa [12].
I.1.2 Tình hình sử dụng giấy loại ở Việt Nam
Giấy loại ở nước ta bao gồm biên xén kẻ, giấy vở học sinh, giấy văn phòng,
giấy báo, tạp chí hàng ngày và nhiều nhất là bao bì hòm hộp các tông. Việc sử dụng
giấy loại cho sản xuất giấy ở Việt Nam không chỉ xuất phát từ ưu thế của giấy loại là
giá rẻ và nhu cầu tiêu dùng một số sản phẩ
m phù hợp với nguyên liệu này, mà còn do
sự mất cân đối nghiêm trọng giữa sản lượng bột giấy và giấy. Tính đến năm 2007,
tổng sản lượng giấy sản xuất ra là hơn 1,1 triệu tấn nhưng bột cung cấp trong nước chỉ
đáp ứng được 30 % ( 355 nghìn tấn ), còn lại là bột giấy nhập khẩu và chủ yếu là giấy
loại ( chiếm đến 61 % ). Do mức tiêu thụ sản phẩm giấ

y tăng nhanh nên lượng giấy
loại thu hồi cũng tăng nhanh chóng, đòi hỏi ngành công nghiệp giấy Việt Nam phải
phát triển công nghệ tái chế nguồn nguyên liệu này nhằm tận dụng triệt để, đem lại
hiệu quả kinh tế, tiết kiệm tài nguyên rừng và giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Thống
kê cho thấy sản xuất một tấn giấy tái chế sẽ tiết kiệm được hơn 400 kWh
điện, 32 m
3

nước sạch và hơn 17 cây gỗ. Đây là một con số đáng để các nhà máy sản xuất giấy
quan tâm.
Một trong những công nghệ tái chế giấy loại đang được phát triển ở Việt Nam
là công nghệ khử mực, chủ yếu là khử mực giấy in, giấy viết, giấy in báo và tạp chí

6
cũ. Tuy nhiên, công nghệ khử mực giấy loại mới chỉ dừng lại ở phương pháp khử mực
bằng hóa chất và đang được áp dụng ở một số nhà máy: Công ty cổ phần giấy Sài Gòn
với dây chuyền khử mực giấy loại (DIP) 20 tấn/ngày, Công ty cổ phần giấy Trúc Bạch
6 000 tấn/năm, Công ty giấy New Toyo 60 tấn/ngày, Công ty giấy tissue Sông Đuống
20 000 tấn/năm và một số nhà máy
ở Bắc Ninh để sản xuất giấy vệ sinh từ giấy loại
văn phòng. Đáng chú ý hiện nay là dây chuyền khử mực giấy in báo của Công ty cổ
phẩn giấy Tân Mai công suất 70 tấn/ngày… Những năm tới đây, nhiều dự án khử mực
giấy loại và giấy in báo trong nước đã được phê duyệt và triển khai như Công ty giấy
và bột giấy An Hòa ( Tuyên Quang ) với công suất 40 000 tấn/năm; Dự án giấ
y Thanh
Hóa công suất 100 000 tấn/năm; dây chuyền khử mực giấy in báo của Công ty cổ
phần giấy Bãi Bằng công suất 50 000 tấn/năm…
Quá trình sản xuất nghiêm ngặt và cạnh tranh hiện nay đòi hỏi các nhà máy phải
có những chuyển biến lớn để tăng mức tận dụng giấy loại, đáp ứng nhu cầu về chất
lượng ngày càng cao của thị trường mà vẫn tuân thủ các điều kiệ

n môi sinh, môi
trường sản xuất. Toàn bộ dây chuyền DIP hiện nay đều áp dụng sản xuất trong môi
trường kiềm tính với các tác nhân tẩy là peroxit kết hợp với hypoclorit ( Nhà máy
New Toyo ), peroxit ( Nhà máy giấy Tân Mai ) hay peroxit kết hợp axit formamidin (
Công ty giấy Diana và Bãi Bằng ). Mặc dù cho hiệu suất tách mực cao nhưng môi
trường kiềm dẫn tới hiện tượng hồi màu, tăng chi phí do phải bổ sung một số hoá chất
để giảm hiện tượng đó như H
2
O
2
và EDTA.
Theo xu hướng chung của toàn cầu, việc áp dụng quy trình khử mực giấy in
báo và tạp chí cũ bằng phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học
là hoàn toàn cần thiết để sản phẩm giấy tạo ra đạt độ trắng, độ sạch mực mà vẫn giữ
được độ bền cơ lý và đạt hiệu suất cao, đồng thời dễ dàng tiến hành các quá trình xử
lý nước thải để gi
ảm thiểu ô nhiễm môi trường.
I.2. Khử mực giấy in báo
I.2.1. Giấy in báo và tạp chí – Thành phần, cấu trúc mực và phương pháp in
I.2.1.1. Thành phần giấy in báo và tạp chí
Giấy in báo chứa chủ yếu là bột cơ học tẩy trắng và bột tái sử dụng, trong khi
đó giấy in tạp chí chứa cả bột hoá học và cơ học tẩy trắng. Hàm lượng tro trong giấy
in báo và tạp chí nằm trong khoảng 10 ÷ 40 % tuỳ loại giấy, bao gồ
m các chất độn và
chất tráng phủ. Các chất độn hiện nay chủ yếu là cao lanh và canxi cacbonat. Giấy in

7
báo phổ biến hiện nay có định lượng từ 40 ÷ 65 g/m
2
, không tráng, 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 in theo phương
pháp offset hoặc flexo. Giấy in tạp chí có tráng phủ nhẹ ( LWC ) là loại giấy tráng
phủ cả hai mặt, định lượng không lớn hơn 72 g/m
2
, khối lượng chất tráng trên một
mặt không quá 15 g/m
2
, hàm lượng bột cơ học hoặc hóa cơ lớn hơn 50 %, hàm lượng
chất độn khoảng 20 ÷ 25 % và in theo phương pháp in offset hoặc roto [4].
Giấy in tạp chí thường chứa một mức nào đó các chất phân tán có khả năng hỗ
trợ sự phân tán các chất độn trong quá trình tráng phủ. Các chất hoạt động bề mặt này
có thể kết hợp với kiềm làm tăng hiệu quả bám dính mực trên giấy trong quá trình in.
Trong quá trình khử mực, các ch
ất phụ gia này lại có thể thủy phân các thành phần
mang mực, hỗ trợ quá trình keo tụ tạo bông tăng hiệu quả của quá trình tách mực bằng
tuyển nổi.
II.2.1.2. Phương pháp in và cấu trúc mực in
Giấy in báo và tạp chí loại là tất cả 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, giấ
y và các tông bằng các phương pháp xử lý cơ học hoặc kết hợp giữa
phương pháp cơ học và hóa 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. Do đó, số lần tái
sử dụng tốt nhất không quá 5 lần để đảm bảo chất lượng xơ sợi cho quá trình sản xuất
sau này.
Thành phần chủ yếu của giấy in báo và tạp chí loại ngoài xơ sợi bột hóa tẩy

trắng, bột cơ học còn có các thành phần như sau: [4]
- Mực in : 1,0 ÷ 7,0 %
- Phụ gia các loại : 3,0 ÷ 30 %
- Tạp chất ngoại lai : 1,0 ÷ 3,0 %
Mự
c in là hỗn hợp các chất màu được pha chế từ nhiều thành phần khác nhau
dùng 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.

8
Ứng với mỗi loại mực in được sử dụng cho 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 ống đồng và phương pháp in phun. Trong phạm
vi đề tài này chỉ nghiên cứu giấy in báo và tạp chí loại được in bằng phương pháp in
offset và flexo.
Mực in offset cũng như mực in flexo là một hỗn hợp lỏng quánh ở dạng huyền
phù, mịn. Thành phần cấu t
ạo gồm có: bột màu ( pigment ), chất liên kết, phụ gia.
Bột màu: là các chất màu tạo ra màu sắc cho mực in, nếu không có pigment thì
không tạo ra mực in, màu của pigment là màu của mực. Pigment là những hợp chất
hữu cơ hoặc vô cơ có màu, có công thức hoá học khác nhau và chúng có đặc điểm
chung là không thấm nước, không tan trong nước, cồn, kích thước siêu mịn, đồng thời
pigment hầu như không tan trong dung môi hữu cơ, không tác động với vật liệu và các
nguyên vật liệu s
ản xuất mực. Pigment quyết định các tính chất quang học của mực và
sự bền màu của mực in.
Chất liên kết: là các chất lỏng tự nhiên hoặc tổng hợp có tính kết dính, có khả
năng tạo thành màng mỏng trên bề mặt vật liệu in và bám dính chắc vào đó. Thành
phần của chất liên kết bao gồm: chất tạo màng ( amino formandehit, phenol
formandehit, dầu thực vật, bitum, xenlac ), dung môi hữu cơ hoà tan chất tạo màng (

rượu, c
ồn, dầu khoáng ). Chất liên kết quyết định đến độ bám dính , tính xúc biến,
tính lưu biến và tính bền cơ học của mực. Các loại chất liên kết khác nhau thể hiện
các loại hình bám dính khác nhau: quá trình thẩm thấu, quá trình khô bằng nhiệt, quá
trình hoá học. Tính chất chung của mọi chất liên kết trong thành phần mực in cần phải
có là:
* Phải có đủ độ dính để khi đem phối trộn với pigment, dầu khô, chất độn, thì
hỗ
n hợp mực in có thể dính được lên mặt các quả lô, các ống kim loại, mặt giấy in.
Nếu không, mực in không thể truyền từ máng mực qua hệ thống lô lên mặt khuôn in
rồi sang giấy để tạo thành chữ.
* Cần có độ nhớt thích hợp để mực không ngấm quá sâu vào trong thành giấy rồi
để lại trên mặt giấy các hạt pigment, chất độn, không được gắn chắc trên mặt giấy và
dễ dàng bong khỏi mặt gi
ấy.

9
* Phải có tính đồng nhất, các chất tạo thành chất liên kết (như các chất có độ
trùng hợp không giống nhau, trọng lượng phân tử khác nhau), được phân bố đồng đều
ở mọi điểm trong lòng chất liên kết.
* Trong thành phần của chất liên kết phải có chứa một lượng thích hợp chất hoạt
động bề mặt để ổn định pigment và chất độn.
Các chất phụ gia: là các chất cho thêm vào m
ực để làm tăng tính in của mực
như: làm tăng hay giảm tốc độ khô, tăng hay giảm độ bám dính của mực cũng như
khả năng ngấm của mực trên bề mặt vật liệu. Thành phần các chất phụ gia bao gồm:
- Các muối kim loại như Co, Mg hay các loại dầu để làm thay đổi độ dính.
- Các chất làm tăng độ thấm của mực như: neocan
- Các chất làm tăng
độ bám dính, độ bóng của mực.

Các loại mực in, mực viết có rất nhiều loại, là các hợp chất hữu cơ, khi khô rất
bền vững với các tác dụng của dung môi. Đây là vấn đề rất quan trọng đối với cả
phương pháp khử mực truyền thống và phương pháp khử mực có sử dụng enzym do
hình thái và phương pháp in có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả khử mực. Mỗ
i loại giấy
khác nhau có quá trình khử mực khác nhau. Trong giấy in báo và tạp chí, mực sử
dụng hấp thụ qua giấy trong khi chất lỏng trong các quá trình in khác thì bay hơi, để
lại phần pigmen trên bề mặt giấy. Đối với loại giấy báo chỉ in đen trắng thì lượng mực
chiếm từ 1,0 ÷ 2,0 % so với tổng khối lượng báo.
Trong giới hạn của đề tài “Nghiên cứu quá trình khử mực giấy báo và tạp chí
loại theo phương pháp x
ử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học”, đối tượng
nghiên cứu để áp dụng là giấy in báo và tạp chí loại tráng nhẹ bằng tinh bột ( LCW ).
I.2.2. Phương pháp khử mực giấy báo và tạp chí loại
I.2.2.1. Các phương pháp khử mực
Dựa vào nguyên liệu đầu vào và yêu cầu về bột thành phẩm mà có rất nhiều các
phương pháp khử mực. Nhìn chung, khử mực giấy in báo và tạp chí loại cũng như
giấy loại nói chung thườ
ng được tiến hành qua nhiều công đoạn như: đánh tơi, ngâm
ủ, làm sạch, khử mực, tẩy trắng… Khử mực có thể được tiến hành bằng các phương
pháp sau: [3]
- 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 15 µm và mức loại mực đạt 94 ÷


10
98 %, các tính chất cơ lý của bột thu hồi cao, nhưng hiệu suất thấp ( chỉ đạt từ
70 ÷ 75 % ). Trong quá trình này sẽ có sự bám dính trở lại của các hạt mực vào
xơ sợi. Do đó, để hỗ trợ quá trình khử mực người ta dùng các chất hoạt động
bề mặt để thúc đẩy sự tách các hạt mực khỏi xơ sợi cũng như phân tán chúng.

Trong trường hợp này dùng các chấ
t có tính háo nước. Phương pháp này chỉ
được áp dụng ở các nhà máy có năng suất và chi phí đầu tư thấp.
- Phương pháp tuyển nổi: Hiệu quả đối với hạt mực có kích thước trong khoảng
từ 15 đến 150 µm. Mức loại mực đạt 80 ÷ 97 %. Tính chất bột tái chế cao, hiệu
suất cao từ 75 ÷ 97 %. Trong quá trình này, cần tránh hiện tượng các hạt mực
lắng đọng lại xơ sợ
i bằng cách cho thêm các chất kỵ nước để tạo ra hiện tượng
keo tụ, sinh ra các bọt khí trong quá trình tuyển nổi. Phương pháp này áp dụng
cho các nhà máy có năng suất và chi phí đầu tư cao, thường kết hợp các
phương pháp rửa và tuyển nổi nhằm đạt hiệu quả cao nhất.
Với mục đích nâng cao hiệu quả khử mực, các tác nhân sinh học đã được sử
dụng để thúc đẩy quá trình tách mực trước khi tuyển nổ
i và rửa bột. Nhờ xử lý trước
bằng các tác nhân sinh học, kết quả khử mực đạt cao và hạn chế được ảnh hưởng xấu
tới môi trường do giảm được lượng hóa chất sử dụng trong quá trình khử mực. Phần
báo cáo sẽ chỉ đi sâu vào nghiên cứu quá trình này.
I.2.2.2. Hóa chất sử dụng trong quá trình khử mực thông thường:
Trong các hệ thống khử mực, hóa chất được cho vào có những tác dụng sau:

Hóa chất phân tách mực từ giấy và bề mặt giấy
 Hóa chất loại bỏ và loại mực từ huyền phù bột
 Hóa chất xử lý nước thải sau quá trình khử mực
 Hóa chất tẩy trắng bột giấy
Các hóa chất chính thường được sử dụng đưa ra ở bảng 1.1.

11
Bảng 1.1. Các hóa chất chính thường sử dụng trong quá trình khử mực:
Hóa chất Tác dụng
NaOH Trương nở xơ sợi, hỗ trợ phân tách mực in khỏi
xơ sợi
Na
2
SiO
3
Đệm pH, phân tán, ổn định H
2
O
2

H
2
O
2
Tẩy trắng, phá vỡ liên kết mực
Na
2
S
2
O
4
Tẩy trắng
Chất hoạt động bề mặt
( xà phòng, axít béo )
Thu gom mực trong tuyển nổi
Tác nhân chelat hóa ( DTPA ) Hạn chế sự phân hủy H

2
O
2
do các ion kim loại
chuyển tiếp
Polyme Kết bông bùn từ nước trắng trong quá trình cô
đặc và tuyển nổi
Bột đá Hấp thụ Sticky
Trong khử mực giấy loại, mức dùng một số hóa chất chính thường là NaOH
0,6 ÷ 1,5 %; 1,0 ÷ 3,0 % Na
2
SiO
3
; 0,6 ÷ 1,5 % H
2
O
2
; pH từ 9,5 ÷ 12, thường lớn hơn
10, điển hình là 10 ÷ 11. Do tiêu hao hóa chất nhiều làm tăng chi phí sản xuất cũng
như những vấn đề về môi trường nên xu hướng nghiên cứu giảm thiểu những hạn chế
này rất được quan tâm, trong đó có việc sử dụng những ứng dụng sinh học.
Thông thường quá trình tẩy được tiến hành ngay sau quá trình khử mực. Quá
trình tẩy có thể sử dụng cả H
2
O
2
( chất oxy hóa ) hay hydrosulfit ( chất khử ). Các tác
nhân mang tính khử có thể gồm axit formamidin và borino ( alkaline sodium
borohydrit và sodium bisulfit ). Chất khử trên giúp pH môi trường tẩy giảm xuống
gần trung tính. Quy trình khử mực có thể được minh họa trong sơ đồ 1.1.

12
NaOH, Chất đệm
H
2
O
2
, Na
2
SiO
3

NaOH, Chất đệm
H
2
O
2
,
Na
2
SiO

3
ĐÁNH TƠI

LÀM SẠCH,
S
À
NG
TUYỂN NỔI
LẦ
N
1
NaOH, Na
2
SiO
3

H
2
O
2
,
c. khử m
ự
c
Hóa chất bề mặt
CÔ ĐẶC

PHÂN TÁN,
TẨY
TUYỂN NỔI

LẦ
N
2
CÔ ĐẶC

PHÂN TÁN,
TẨY
LÀM SẠCH,
S
À
NG
BỂ CHỨA

Hình 1.1. Sơ đồ khử mực giấy loại

13
I.3. Quá trình khử mực giấy loại sử dụng enzym
Sự phát triển nhanh của công nghệ khử mực trong hai thập kỉ qua đã đặt ra yêu
cầu phải có những giải pháp cơ học hay hoá học để cải tiến các mặt của quá trình.
Điều này đặt ra là do yêu cầu phải giảm giá thành sản xuất, tăng chất lượng sản phẩm
mà vẫn phù hợp với thực tế sản xu
ất cũng như giải quyết được phần nào các vấn đề về
môi trường. Tuy nhiên, một trong những trở ngại lớn nhất với tất cả các nhà máy khử
mực hiện nay đó là loại bỏ hạt mực ở giai đoạn cuối cùng để đạt được độ trắng của
bột cao nhất và độ bụi có thể nhìn thấy là thấp nhất. Mặc dù bột khử m
ực có thể giúp
giảm giá thành đáng kể trong sản xuất giấy báo và giấy vệ sinh, nhưng nó vẫn có
những hạn chế khi tái sử dụng để sản xuất các loại giấy cao cấp hơn như giấy in và
giấy viết ( thường được dùng khoảng 10 ÷ 30 % tổng lượng bột cần dùng ) [17].
Trong những loại giấy này, những hạt mực nhỏ vẫn có thể nhìn thấy và không đáp
ứng đượ
c yêu cầu chất lượng sản phẩm.
Do đó, enzym được sử dụng để cải thiện khả năng tách mực của giấy loại.
Enzym hiện nay được dùng nhằm vào một hay vài cơ chất có trong mực bảo lưu trong
bột sau giai đoạn cuối cùng. Những chất này gồm xenluylo, pectin, hemixenlulo - đặc

biệt là xylan, amylo, amylopectin và các cacbonhydrat khác. Một vài chất trong số đó
đã có sẵn trong gỗ như xenluylô, pectin, hêmixenluylô, đặc biệt là xylan và các
cacbonhydrat khác. Còn các chất khác, như
amylo và amylopectin thường được thêm
vào trong quá trình sản xuất giấy hay giấy hòm hộp để tăng độ bền khô và là chất kết
dính có giá thành thấp trong quá trình xử lý bề mặt giấy.
Quá trình khử mực gần đây đã thu được những hiệu quả rõ rệt khi sử dụng
enzym để tách và loại mực. Sau quá trình tuyển nổi sản phẩm bột được chứng minh là
trắng hơn ( có thể tăng lên được đến 9 ÷ 12 % ISO ) và độ bụ
i ít hơn. Các nhà khoa
học đã chứng minh rằng enzym cũng cải thiện khả năng tách loại các hạt khác có
trong mực in ra khỏi bề mặt giấy, làm cho các thành phần mực in bị tách thành các
phần nhỏ hơn, do đó tuyển nổi dễ dàng hơn. Enzym cũng được chứng minh là tăng độ
bền của giấy sản xuất từ xơ sợi tái sinh và cải thiện độ thoát nước của giấy. Đối v
ới
giấy tráng phủ tinh bột, thông qua việc thuỷ phân tinh bột với cơ chế khử mực ba giai
đoạn tác động lên các chất có trên bề mặt giấy; các thành phần giữa mực và giấy; các
hạt mực thì sự phân tán mực đã được cải thiện đáng kể. Quá trình khử mực kết hợp sử
dụng enzym được minh họa trong sơ đồ 1.2.


14
Hình 1.2. Minh họa sơ đồ khử mực giấy loại sử dụng enzym

Hoạt động của enzym bị chi phối bởi rất nhiều yếu tố, trong đó có nhiệt độ, pH,
hoạt tính và mức dùng enzym, thời gian xử lý, nồng độ bột và các biện pháp cơ học đi
kèm.
Hầu hết các enzym dành cho khử mực đều bị chi phối bởi pH môi trường.
Cellulaza và Hemicellulaza thay đổi hoạt tính r
ất nhanh theo pH. Có loại thì hoạt
động tốt ở môi trường trung tính, có loại thì chủ yếu hoạt động ở môi trường axit. Lựa
chọn được một loại enzym thích hợp và duy trì được pH ổn định trong suốt quá trình
xử lý sẽ quyết định một phần hiệu quả của quá trình khử mực. Do sau khi đánh tơi các
loại giấy khác nhau sẽ có pH khác nhau tùy thuộc quá trình sản xuất giấy và hàm
lượng các chất độn, như v
ậy điều chỉnh pH là cần thiết để enzym hoạt động được tốt
nhất.
Mức dùng, thời gian xử lý của những loại enzym khác nhau là khác nhau. Quá
nhiều enzym hay thời gian xử lý kéo dài sẽ phá hủy xơ sợi, làm giảm chất lượng bột
sau khử mực. Cho tới nay, mức dùng và thời gian xử lý vẫn phải được thí nghiệm
trước khi áp dụng quy mô lớn vào trong sản xuất.
Đánh tơi

Ủ

Pha loãng

Xử lý Enzym

Tuyển nổi

Bể chứa

T = 5 phút,
C = 6,0 %
T = 5 phút,
C = 3,0 %

T=30 phút,
t = 40
o
C
C = 3,0 %

15
Thời điểm xử lý enzym cũng là một nhân tố đáng để quan tâm. Có thể cho
enzym ở nhiều giai đoạn như trước và sau quá trình đánh tơi, trước và sau quá trình
xử lý hóa chất. Tuy nhiên xử lý enzym ở quá trình đánh tơi trước khi xử lý hóa chất
vẫn được sử dụng nhiều hơn cả do dễ kiểm soát hơn. Quá trình khử mực kết hợp xử lý
enzym có thể giảm 20 ÷ 30 % COD nước thải so v
ới khử mực bằng hóa chất truyền
thống.
I.3.1. Ứng dụng enzym cho khử mực trên thế giới
Có rất nhiều các nghiên cứu về quá trình khử mực có sử dụng enzym trên thế
giới như công trình của Parad, D.Y. et al. 1992; Cropsey, K. et al.1994; Welt T.,
Dinus, R.J., 1995; Eom T.J and OWS.S K. 1990; [1] Các loại enzym được sử dụng
trong quá trình khử mực có chứa cellulaza, hemicellulaza, lipaza, xylanaza,
pectinlaza, esteraza, α - amylaza và enzym lignolytic. Mỗi loại enzym đều có những

tác dụng khác nhau, trong đó cellulaza, xylanaza hay petinaza thúc đẩy giải phóng
mực ra khỏi xơ sợi; lipaza và esteraza thì thu
ỷ phân các thành phần bảo lưu hạt mực;
α - amylaza có tác dụng lên các thành phần tráng phủ giấy; cellulaza, lipaza hay
petinaza có tác dụng lên bề mặt xơ sợi giấy. Cơ chế hoạt động của enzym được Welt
and Dinus ( 1995 ) tìm hiểu và enzym có thể hoạt động theo một hay kết hợp nhiều
cách sau đây:
- Thuỷ phân xenluylo thành dung dịch đường
- Thuỷ phân và cắt ngắn mạch xenluylo trên bề mặt xơ sợi, do đó liên kết giữa
các xơ sợi sẽ bị yếu đi ( cũng một phần do các chất độn trên bề mặt bị loại bỏ )
- Hemicellulaza phá huỷ các liên kết phức tạp giữa lignin – xenluylo. Xơ sợi
được tách ra khỏi mực do enzym đã làm tăng tính ưa nước của hạt mực.
Một số loại enzym thương mại đã được sử dụng rộng rãi hiện nay gồm:







16
Bảng 1.2. Giới thiệu một số loại enzym đã được sử dụng
Tên Lượng dùng khuyến cáo
( % so nguyên liệu khô
tuyệt đối )
Hãng sản xuất
Novozym 342 0,5 Novozymes
Viscozym L 1,3 Novo Nordisk – Đan Mạch
Cellulast 1,5L 0,5 Novo Nordisk – Đan Mạch
Buzym 2523 0,1 Buckman

T. Viride CCMI 84 0,07 INETI - Bồ Đào Nha
A. Tereus CCMI 498 0,03 INETI - Bồ Đào Nha
Termamyl 120L 0,1 Novo Nordisk – Đan Mạch
Texzyme – I 0,2 ÷ 0,4 Textan - Ấn Độ
Các nghiên cứu cho thấy sử dụng các loại enzym trên cải thiện đáng kể hiệu
quả khử mực cũng như chất lượng của bột sau khử mực. Ví dụ như sử dụng enzym A.
Terreus CCMI 498 làm tăng 5 % độ thoát nước, 11 % độ kéo đứt, 7 % độ bục và 5 %
độ bền xé cho sản phẩm giấy sản xuất từ bột sau khử mực. Tương ứng khi sử dụng
Cellulast 1,5L thì mức cả
i thiện là 5 %, 0 %, 11 % và 4 %. Các enzym có gốc
cellulaza và xylanaza ( enzym Texzyme – I ) khi sử dụng có thể làm tăng độ trắng của
bột lên 3,1 ÷ 3,5 % ISO, làm giảm độ bụi 2,4 ÷ 3,1 % ( tuỳ thuộc tính chất nguyên
liệu báo in ban đầu ). Mức loại mực nằm trong khoảng 77 ÷ 94 % và đường kính hạt
mực giảm 35 ÷ 46 %. Tính chất cơ lý của giấy sản xuất từ bột sau khử mực được cải
thiện rõ rệt: độ bục tăng 19 ÷ 27 %, chiều dài đứt tăng t
ừ 5,5 ÷ 18 %, độ kéo xé tăng
từ 19 ÷ 31 %.
Enzym cũng sử dụng hiệu quả đối với tạp chí có tráng phủ tinh bột. Tinh bột
tráng phủ bao gồm nhiều loại như dextrin, tinh bột biến tính axit, tinh bột oxy hoá,
tinh bột cation Các loại enzym sử dụng phổ biến như α - amylaza sản xuất từ chủng
Baccilus; Termamyl. RMT, Aquazym. TM, Termamyl 120L và Fungamyl. TM (của
hãng Novo Nordisk). Sản phẩm được ưa chuộng nhất là enzym AMG (của hãng Novo
Nordisk) khi sử dụng đã thuỷ
phân hiệu quả tinh bột tráng trên bề mặt giấy, tăng hiệu
quả khử mực và chất lượng bột.
Sử dụng enzym đã được chứng minh là tăng chất lượng bột sau khử mực và có
thể giảm được mức dùng hóa chất dùng trong khử mực cũng như quá trình tẩy sau

17
này. Tùy loại enzym thì mức dùng hóa chất thường là NaOH: 1,0 %; Na

2
SiO
3
: 2,0 %;
H
2
O
2
: 1,0 %, DTPA: 0,3 %, chất khử mực: 0,3 % [3].
I.3.2. Giới thiệu enzym dùng cho khử mực tại Việt Nam
Hiện nay có nhiều loại enzym hỗ trợ hiệu quả cho quá trình khử mực. Thông
qua các tài liệu cũng như đặc điểm của từng loại enzym đối với các loại nguyên liệu
khác nhau, đề tài lựa chọn hai loại như sau:
* Enzym
α
- amylaza Termamyl 120L: là loại enzym sản xuất bởi hãng Novo Nordisk
– Đan Mạch từ chủng Baccilus Licheniformis. Enzym có dạng chất lỏng nâu sánh,
khối lượng riêng khoảng 1,20 ÷ 1,25 g/ml. Hoạt tính 120 KNU/g, trong đó KNU (
Kilo Novo Alpha amylaza ) là lượng α - amylaza có khả năng thuỷ phân 5,26 g tinh
bột trong 1 giờ theo phương pháp chuẩn Novozym để xác định hoạt tính α - amylaza.
Trong sản xuất, enzym có tính bền nhiệt, có thể hoạt động ở nhiệt độ 70
o
C, pH môi
trường 6,5 ÷ 7,0. Enzym hoàn toàn vô hoạt tính ở pH = 4, vô hoạt một nửa ở pH > 8.
Enzym này là một endoamylaza mà thuỷ phân liên kết 1,4 – alpha glucosidic
có trong amylo và amylo pectin. Tinh bột nhanh chóng bị phá huỷ hoàn toàn thành
dextrin và oligosacarit. Ngoài công nghiệp giấy, enzym còn được dùng trong công
nghiệp sản xuất đường và sản xuất rượu. Tác dụng của α - amylaza trong quá trình
khử mực là thủy phân tinh bột có trong giấy loại. Đối với giấy có gia keo tinh bột trên
bề mặt thì lớp tinh bột nằm giữa lớp mực in và xơ sợi. Do vậ

y ở điều kiện xử lý
enzym thích hợp thì phân tử tinh bột bị thủy phân, dẫn đến các liên kết của mực và xơ
sợi bị long ra ở khắp nơi làm tăng khả năng tiếp cận hóa chất vào sâu bên trong giấy,
tạo điều kiện tách bằng cơ học ( khuấy, nghiền…). Sau đó, nhờ công đoạn tuyển nổi
sẽ tách hẳn mực ra khỏi xơ s
ợi thu hồi. Với giấy loại có phối trộn tinh bột, khi sử
dụng α - amylaza thủy phân tinh bột cũng tạo điều kiện cho liên kết mực với xơ sợi và
liên kết giữa các xơ sợi lỏng ra, tạo điều kiện cho hóa chất và tác động cơ học phát
huy tốt tác dụng [9].
Quá trình gia keo bằng tinh bột là để giảm độ xốp, nâng cao độ nhẵn, độ bền và
ng
ăn chất màu thấm sâu vào giấy. Vì vậy, khi có tác dụng phá hủy tinh bột của α -
amylaza, quá trình khử mực bằng tuyển nổi và rửa sẽ được thuận lợi, đặc biệt cả với
loại mực có liên kết mạnh với xơ sợi.
Cơ chế hoạt động của α - amylaza chủ yếu tác dụng vào tinh bột. Tinh bột
(C
6
H
12
O
6
)
n
là hợp chất hydratcarbon, được điều chế từ ngũ cốc, khoai sắn là chủ yếu.

18
Chúng bao gồm hai loại cấu trúc phân tử mạch thẳng và mạch nhánh. Khi α - amylaza
có trong hỗn hợp bột và nước ở chế độ công nghệ phù hợp, enzym xúc tác rất mạnh
quá trình thủy phân tinh bột làm phân tử của nó nhanh chóng chia thành nhiều mảnh
nhỏ hơn.

Trong môi trường pH từ 6 ÷10, lượng enzym α - amylaza hợp lý để thủy phân
tinh bột trong giấy loại từ 0,06 ÷ 6,00 KNU/gam tinh bột khô. Các hóa chất khác có
thể được sử dụng là: H
2
O
2
từ 0,05 ÷ 2,0 %; NaOH là 0,5 ÷5,0 %; Na
2
SiO
3
là 1,0 ÷ 5,0
%; pH từ 9 ÷10; nhiệt độ 10 ÷ 60
o
C.
Ở dạng dung dịch, Termamyl 120L thương phẩm ổn định chứa 50 – 70 ppm
Ca
++

và pH thấp từ 4,5 ÷ 5,5. Đây là một dạng protein, bảo quản ở nhiệt độ lạnh và
môi trường khô ráo. Nếu bảo quản ở 5
o
C thì hoạt tính giữ được trong 6 tháng, ở 25
o
C
thì hoạt tính đảm bảo trong 3 tháng. Khi sử dụng ở nhiệt độ cao thì lượng dùng tăng
lên do hoạt tính giảm.
* Texzyme – I: Là enzym có gốc cellulaza. Ưu điểm là nâng cáo hiệu quả loại mực,
giảm độ bụi, cải thiện độ sáng của bột, giảm lượng dùng hoá chất tẩy, giảm giá thành
và giảm thiểu ô nhiễm môi trường, vẫn đạt hiệu quả khử mực khi sử dụng một lượ
ng

nhỏ.
Enzym ổn định ở pH thấp từ 4,5 – 5,5, là chất lỏng màu hổ phách, tan hoàn
toàn trong nước và có hoạt tính 7000 IU/gV, trong đó IU (International Unit) là đơn vị
quốc tế chỉ lượng enzym cần thiết để sản xuất ra một µmol đường trong 1 phút dưới
những điều kiện cụ thể về nồng độ cơ chất, pH và nhiệt độ. Mức dùng khuyến cáo là
0,2 ÷ 0,4 % / tấn bột, thời gian xử lý là 30 phút ở 40 ÷ 70
o
C, pH môi trường từ 5 ÷
10. Xuất xứ từ Ấn Độ bảo quản trong vòng 12 tháng ở nhiệt độ thấp.
Như vậy, các kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy việc sử dụng enzym
trong quá trình khử mực giấy in báo và tạp chí loại hoàn toàn có thể loại mực đạt
kết quả cao 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 năng áp
dụng trong thực tế sản xuất là rất cần thiết.

19
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 hai đối tượng được lựa chọn để nghiên cứu là : Giấy báo cũ và
giấy in tạp chí cũ ( loại giấy tráng nhẹ LWC)
II.1.2. Hóa chất
Các hóa chất chính dùng trong nghiên cứu là:
- Enzym: Termamyl 120L của Đan Mạch và enzym Texzyme – I xuất xứ từ Ấn Độ
- Các hóa chất công nghiệp: NaOH, H
2
O
2
, Na

2
SiO
3
, DTPA
- Chất khử mực: Neolex – 5259 xuất xứ Hàn Quốc
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.
- 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 liệu về
độ khô và độ tro ( % so với nguyên liệu khô tuyệt đối). Kết quả như sau:
Bảng 2.1. Tính chất ban đầu của nguyên liệu
Chỉ tiêu
Độ khô Độ tro
Hỗn hợp giấy in báo loại
90,5 5,2
Giấy tạp chí tráng nhẹ
92,48 24,0

20
II.2.2. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài tiến hành nghiên cứu phương pháp tuyển nổi khử mực giấy in báo và tạp
chí loại gồm:

+ Phương pháp tuyển nổi khử mực giấy in báo và tạp chí loại bằng hoá chất
+ Phương pháp tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng kết hợp hóa chất và
enzym.
Lấy kết quả khử mực rút ra từ quy trình khử mực giấy loại bằ
ng hóa chất làm
đối chứng để so sánh kết quả khử mực giấy loại sử dụng kết hợp hóa chất và enzym.
Đánh giá hiệu quả kinh tế kỹ thuật của mỗi phương pháp và rút ra kết luận.
Qui trình công nghệ tham khảo dựa theo tài liệu, thực tế sản xuất và trong phòng thí
nghiệm được lựa chọn như sau:
* Giai đoạn đánh tơi
- Khối lượng giấy loại, g KTĐ
: 280
- Nồng độ đánh tơi, % : 4,0
- Thời gian đánh tơi, phút : 20
- Nhiệt độ đánh tơi,
o
C : nhiệt độ thường
* Giai đoạn xử lý enzym
- Nồng độ, % : 10 ÷ 12
- Thời gian xử lý, phút : 10 ÷ 30
- Nhiệt độ, t
o
C : 25 ÷ 80
- Enzym: α - amylaza Termamyl 120L, Texzyme - I
- pH xử lý: 6 ÷ 10 ( khống chế pH môi trường bằng dung dịch axít H
2
SO
4
0,1N )
* Giai đoạn xử lý hóa chất

- Nồng độ, % : 10 ÷ 12
- Thời gian, phút : 40 ÷ 60
- Nhiệt độ, t
o
C : 25 ÷ 80
- Hóa chất sử dụng: NaOH, Na
2
SiO
3
, H
2
O
2
, DTPA, chất khử mực Neolex - 5259
* Giai đoạn tuyển nổi ( Các thông số kĩ thuật dựa vào khuyến cáo của nhà sản xuất )
- Nồng độ bột, % : 1,0 ÷ 1,2
- Nhiệt độ, t
o
C : 40 ÷ 45
- Áp suất khí, kPa : 27,6 ÷ 34,47
- Lưu lượng bột, kPa : 13,79
- Thời gian tuyển nổi, phút : 20

21
* Giai đoạn tẩy
- Nồng độ, % : 10 ÷ 12
- Thời gian, phút : 90
- Nhiệt độ, t
o
C : 80

- Hóa chất sử dụng: NaOH, Na
2
SiO
3
, H
2
O
2
, DTPA
* 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.
Qui trình thí nghiệm chung được mô tả như sau:
Hình 2.1. Qui trình nghiên cứu chung

So sánh kết quả khử mực
với mẫu đối chứng
Qui trình khử mực giấy loại
Enzym
Nhiệt độ
Đánh tơi
Xử lý enzym
ấ
Xử lý hóa chất
Tuyển nổi
Tẩy
Xeo mẫu
Giấy loại
Hóa chất
Nhiệt độ
Hóa chất
Nhiệt độ