KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HÌNH THÁI XƠ SỢI CỦA CÂY CỎ BÀNG LÀM NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT BỘT GIẤY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
****************
CHÂU NGUYỄN NGÂN HÀ

KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HÌNH
THÁI XƠ SỢI CỦA CÂY CỎ BÀNG LÀM NGUYÊN LIỆU SẢN
XUẤT BỘT GIẤY

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY & BỘT GIẤY

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2011


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
****************
CHÂU NGUYỄN NGÂN HÀ

KHẢO SÁT MỘT SỐ THÀNH PHẦN HÓA HỌC VÀ HÌNH
THÁI XƠ SỢI CỦA CÂY CỎ BÀNG LÀM NGUYÊN LIỆU SẢN
XUẤT BỘT GIẤY
Ngành: Công Nghệ Sản Xuất Giấy & Bột Giấy
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: ThS.LÊ TIỂU ANH THƯ

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 7/2011

i


LỜI CẢM TẠ
Em xin chân thành cảm ơn:
− Ba mẹ, em trai và tất cả những người thân đã ủng hộ, chăm lo và giúp đỡ em về mặt
tinh thần lẫn vật chất trong suốt thời gian học và làm đề tài.
− Ban Giám Hiệu cùng toàn thể giáo viên trường Đại Học Nông Lâm TPHCM.
− Quý thầy cô khoa lâm nghiệp, đặc biệt là quý thầy cô bộ môn Công Nghệ Sản Xuất
Giấy Và Bột Giấy.
− Cô Th.S Lê Tiểu Anh Thư, giáo viên hướng dẫn đề tài đã tận tâm giảng dạy và giúp
đỡ em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp.
− Cô Th.S Nguyễn Thị Ánh Nguyệt đã tận tình giúp đỡ em trong quá trình thực hiện thí
nghiệm.
− Các anh chị tại viện phân tích hóa sinh của trường Đại Học Nông Lâm, đặc biệt cô
Th.S Phùng Võ Cẩm Hồng đã tận tình hướng dẫn khi phân tích thành phần hóa học của cỏ
bàng.
− Tất cả bạn bè đã giúp đỡ, hỗ trợ, động viên và chia sẻ những khó khăn trong quá trình
học tập cũng như trong thời gian thực hiện đề tài.

Ngày

tháng năm 2011
Tác giả

Châu Nguyễn Ngân Hà

ii

TÓM TẮT
Tên đề tài “Khảo sát một số thành phần hóa học và hình thái xơ sợi của cây cỏ
bàng làm nguyên liệu sản xuất bột giấy” được thực hiện tại phòng phân tích vi phẫu gỗ
khoa lâm nghiệp, viện nghiên cứu sinh học và môi trường trường nông lâm TPHCM,
trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản, giấy và bột giấy. Thời gian thực hiện đề tài từ
21/2/2011 đến 21/6/2011. Nội dung của đề tài bao gồm các công đoạn sau: Xác định
thành phần hóa học và hình tái sơ xợi nguyên liệu cỏ bàng lấy từ huyện Đức Huệ, tỉnh
Long An. Quá trình khảo sát đã đạt được những kết quả sau:
Nguyên liệu cỏ bàng đã đạt được chỉ tiêu sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất
bột giấy với hàm lượng cellulose chiếm 33,01%, lignin chiếm 20,03%, pentosan chiếm
16,19%, chất tan trong alcol – benzene chiếm khoảng 8,15%, chất tan trong nước nóng
chiếm khoảng 12,54%, chất tan trong NaOH 1% chiếm 48,34%, hàm lượng tro khoảng
8,32%, hàm lượng SiO2 khoảng 3,39%. Kích thước xơ sợi đo được như sau: chiều dài
trung bình của xơ: 1150,37 µm, đường kính: 5,41µm, tỷ lệ dài rộng (độ mãnh): 202,39.

iii


MỤC LỤC 
LỜI CẢM TẠ

ii 

TÓM TẮT

iii 

MỤC LỤC

iv 

DANG SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

vii 

DANH SÁCH CÁC BẢNG

viii 

DANH SÁNH HÌNH
1. 

ix 

Chương 1: MỞ ĐẦU

1 

1.1  Đặt vấn đề:

1 

1.2  Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:

2 

1.3  Mục tiêu nghiên cứu:

2 

1.4  Nội dung nghiên cứu:

2 

2. 

Chương 2: TỔNG QUAN

3 

2.1  Tổng quan ngành công nghiệp giấy:

3 

2.1.1 

Khái niệm về sản phẩm giấy:

3 

2.1.2 

Tầm quan trọng của giấy và ngành giấy đối với nền kinh tế Việt Nam:

3 

2.2  Lịch sử phát triển của ngành giấy Việt Nam:

4 

2.3  Những nguyên tắc cơ bản quy định cho nguyên liệu làm giấy:

6 

2.3.1 

Tiêu chuẩn thành phần hóa học của nguyên liệu:

6 

2.3.2 

Tiêu chuẩn về thành phần kích thước xơ sợi, đặc điểm cấu trúc tế bào thực

vật:
2.3.3 

8 
Tiêu chuẩn về tốc độ tăng trưởng và trữ lượng:

9 

2.4  Tổng quan về cây cỏ bàng:

10 

2.4.1 

Sự phát triển:

10 

2.4.2 

Đặc điểm của cây cỏ bàng:

10 

3. 

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

12 

3.1  Vật liệu thí nghiệm:

12 

3.2  Nội dung nghiên cứu:

12 

3.3  Phương pháp nghiên cứu:

12 

iv


3.3.1 

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: [12]

12 

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

15 

4.1  Đặc điểm cấu trúc tế bào thực vật và kích thước xơ sợi:

15 

4.2  Đặc điểm thành phần hóa học của cỏ bàng:

18 

4.2.1 

Kết quả khảo sát thành phần hóa học chung của nguyên liệu cỏ bàng:

18 

4.2.2 

Hàm lượng chất tan trong Alcol – Benzen:

18 

4.2.3 

Hàm lượng chất tan trong nước nóng:

19 

4.2.4 

Hàm lượng chất tan trong dung dịch NaOH 1%:

20 

4.2.5 

Hàm lượng tro và SiO2 trong tro:

22 

4.2.6 

Hàm lượng pentosan:

22 

4.2.7 

Hàm lượng lignin:

23 

4.2.8 

Hàm lượng cellulose:

24 

4. 

5. 

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

26 

5.1  Kết luận:

26 

5.2  Kiến nghị:

26 

TÀI LIỆU THAM KHẢO

27 

PHỤ LỤC

29 

PHỤ LỤC 1: PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA NGUYÊN

LIỆU CỎ BÀNG

29 

PHỤ LỤC 2: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT TAN TRONG DUNG
MÔI HỮU CƠ ALCOL-BENZEL

32 

PHỤ LỤC 3: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT TAN TRONG NƯỚC
NÓNG

34 

PHỤ LỤC 4: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT TAN TRONG DUNG
DỊCH NaOH 1%

36 

PHỤ LỤC 5: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG TRO

38 

PHỤ LỤC 6: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG SiO2 TRONG TRO

40 

PHỤ LỤC 7: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG PENTOSAN

41 

v


PHỤ LỤC 8: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢN LIGNIN

43 

PHỤ LỤC 9: XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CELLULOSE

45 

PHỤ LỤC 10: CHIỀU DÀI XƠ SỢI VÀ ĐỘ MÃNH CỦA XƠ SỢI

47 

vi


DANG SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GDP: Gross domestic product.
TAPPI: technical Association of the pulp and paper industry.
ThS: Thạc sĩ.
TPHCM: thành phố Hồ Chí Minh.

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 2.1: Đóng góp của giá trị ngành giấy trong GDP

4

Bảng 2.2: Tăng trưởng và cơ cấu cung cầu, xuất nhập khẩu giấy trong những năm
gần đây

6

Bảng 2.3: Hàm lượng các chất cơ bản cho nguyên liệu

6

Bảng 4.1: Tỉ lệ xơ sợi trong nguyên liệu

15

Bảng 4.2: So sánh chiều dài xơ sợi giữa các nguyên liệu

16

Bảng 4.3: Kết quả của thành phần hóa học chính cần phải chú ý của cỏ bàng

18

Bảng 4.4: So sánh hàm lượng chất tan trong alcol – benzene với các nguyên liệu
khác nhau

19

Bảng 4.5: So sánh hàm lượng chất tan trong nước nóng với các nguyên liệu khác
nhau

20

Bảng 4.6: So sánh hàm lượng chất tan trong NaOH của các nguyên liệu khác nhau
21
Bảng 4.7: So sánh hàm lượng tro của cỏ bàng và các loại nguyên liệu khác

22

Bảng 4.8: So sánh hàm lượng pentosan của nguyên liệu cỏ bàng với các loại
nguyên liệu khác.

23

Bảng 4.9: So sánh hàm lượng lignin của cỏ bàng với các nguyên liệu khác

24

Bảng 4.10: Hàm lượng cellulose của cỏ bàng so với các nguyên liệu khác

25 

viii

DANH SÁNH HÌNH
TRANG
Hình 2.1: Bông (a), thân (b), rễ (c) cây cỏ bàng

11 

Hình 4.2: Hình thái xơ sợi của mẫu thí nghiệm nhìn qua kính hiển vi

17 

ix


1. Chương 1:
MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề:
Đến giữa thế kỷ XIX, nguyên liệu làm giấy là các loại vải vụn ngày càng không
đủ cho nhu cầu giấy đang tăng, thúc đẩy sự tìm kiếm, thay thế bằng nguồn nguyên liệu
thực vật. Ngày nay nguyên liệu làm giấy đi thẳng từ Cellulose - thành phần chính của
tế bào thực vật. Ngành giấy đã sử dụng hầu hết các loại gỗ cứng và gỗ mềm như
thông, bạch đàn, bồ đề, gỗ cao su già…và các loại phi gỗ như tre nứa, rơm rạ, bã mía,
cây đay…để sản xuất bột giấy. Đến cuối thập kỷ 70 thế giới sử dụng 90% lượng bột
giấy từ gỗ, nhưng làm sao có đủ lượng gỗ để thỏa mãn sức tiêu thụ hơn 200 triệu tấn
bột giấy mỗi năm của thế giới khi mà sản xuất 1 tấn bột cần đến 3 tấn gỗ khô tuyệt đối
và phải cần từ 10 đến 30 năm mới trồng được 1 thế hệ gỗ mới. Ở các nước ôn đới chu
kỳ khai thác cây lá kim là 20 đến 30 năm, cây gỗ lá rộng là 10 đến 20 năm. Ở Việt
Nam khai thác gỗ rừng trồng cần 6 đến 8 năm, gỗ rừng tự nhiên 15 đến 30 năm. Điều
này gây khó khăn cho việc đảm bảo sản xuất liên tục. Không những vậy, theo SaiGon
Paper có thống kê sơ bộ thị trường ngành giấy trong nước 2 tháng đầu năm 2011 gặp
nhiều trở ngại lớn trên lộ trình ổn định giá bán do ảnh hưởng của tỷ giá và giá các loại

nguyên nhiên liệu đầu vào liên tục tăng cao do đó một số doanh nghiệp sản xuất giấy
trong nước đã tăng giá bán cao hơn cả giá giấy nhập khẩu dẫn đến nguy cơ không thể
cạnh tranh nổi với thị trường nước ngoài. Theo các nhà kinh tế cũng có nhận xét về
ngành giấy của nước ta trong năm 2010 đến năm 2020, ngành giấy Việt Nam có thể
đáp ứng 70% nhu cầu tiêu dùng trong nước, đẩy mạnh xuất khẩu các mặt hàng giấy,
khoảng 600.000 tấn bột giấy vào năm 2010 và 1.800.000 tấn vào năm 2020. [12]
Đứng trước tình hình thiếu nguyên liệu, ngành giấy đang có khuynh hướng phát
triển gây trồng các loại nguyên liệu có tốc độ tăng trưởng nhanh luân kỳ khai thác
ngắn hơn như thông, một số loại tre, bạch đàn, bồ đề, các loại keo… để có thể tự túc
được về nguyên liệu đầu vào. Cây cỏ bàng còn gọi là bàng hay cói bàng cũng là một
mục tiêu đang được xem xét tới. Trước kia, cỏ bàng được người dân đồng bằng sông
1


Cửu Long thu hoạch để làm các sản phẩm thủ công mỹ nghệ, như là để đan đệm, làm
nón, bao bì, làm nóp, lợp nhà tranh. Cỏ bàng được tìm thấy ở những vùng đất nước
phèn chua, nhiễm mặn như ở Đồng Tháp Mười, Hà tiên, Long An , thường mọc thành
những cánh đồng, có quanh năm, dễ trồng và không mất nhiều công sức chăm sóc.
Để tìm hiểu thêm về khả năng sử dụng làm nguyên liệu ngành giấy của cây cỏ
bàng, được sự chấp thuận của khoa Lâm Nghiệp trường đại học Nông Lâm thành phố
Hồ Chí Minh và sự đồng ý của giáo viên hướng dẫn ThS. Lê Tiểu Anh Thư tôi đã thực
hiện đề tài nghiên cứu tìm hiểu về thành phần hóa học của cây và khả năng sản xuất
bột giấy của cây cỏ bàng.
1.2 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn:
Với một số ưu điểm kể trên, cỏ bàng có thể làm một loại nguyên liệu tiềm năng
cho ngành giấy, chính vì vậy thông qua việc tìm hiểu về nguyên liệu này tôi hy vọng
sẽ đưa ra được những thông tin cụ thể và dự đoán một số khó khăn có thể gặp phải
trong quá trình sử dụng nguyên liệu này mà chủ yếu là quá trình sản xuất bột giấy.
Tính chất tạo giấy của một loại bột được hiểu là khả năng của loại bột đó có thể
tạo thành sản phẩm giấy vừa có sự phân tán của xơ sợi vừa cho độ bền cao. Tính chất

của giấy phụ thuộc nhiều vào bản chất của vật liệu xơ sợi làm ra nó, kích thước xơ sợi
và hàm lượng các chất trong nguyên liệu là thông số cần thiết trong quá trình sản xuất
bột giấy. Nghiên cứu các thông số này giúp đem lại hiệu quả kinh tế trong việc sử dụng
nguyên liệu sản xuất bột giấy bằng cách pha trộn thích hợp tỷ lệ các loại nguyên liệu với
nhau, nhờ đó giảm chi phí đầu vào.
1.3 Mục tiêu nghiên cứu:
Xác định một số đặc điểm và tính chất của nguyên liệu cỏ bàng có ảnh hưởng
đến quá trình sản xuất bột giấy như kích thước xơ sợi, thành phần hóa học, từ đó khái
quát được khả năng sản xuất bột giấy của loại nguyên liệu này.
1.4 Nội dung nghiên cứu:
Trong phạm vi đề tài này, do thời gian có hạn nên đề tài chỉ đề cập đến một số
đặc điểm xơ sợi và thành phần hóa học của cỏ bàng có liên quan đến khả năng sản
xuất bột giấy của nguyên liệu này.

2


2. Chương 2:
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan ngành công nghiệp giấy:
2.1.1 Khái niệm về sản phẩm giấy:
Giấy là một sản phẩm của xơ sợi cellulose có dạng tấm, trong đó sợi và các
phần xơ sợi được liên kết với nhau tạo mạng không gian ba chiều. Sự tạo hình tờ giấy
được chuẩn bị từ huyền phù của bột giấy trong môi trường nước, qua một mặt lưới
mịn, nước được lấy đi và để lại trên lưới một lớp đệm sợi. Tập hợp sợi này kế đó được
qua trục ép để vắt hết nước rồi được sấy khô và sản phẩm cuối cùng gọi một cách khái
quát là giấy. Trong đa phần các trường hợp, có thể nói giấy bao gồm hai thành phần cơ
bản là xơ sợi và phụ gia. Các phụ gia không mang bản chất xơ sợi, điều này cho thấy
rằng không những tính chất vật lý mà các tính chất hóa học của xơ sợi giữ một vai trò
quan trọng đối với tính chất của tờ giấy. [8]

2.1.2 Tầm quan trọng của giấy và ngành giấy đối với nền kinh tế Việt Nam:
Thế giời ngày càng phát triển, các phương tiện lưu trữ bằng công nghệ thông tin
ngày càng phát triển, tuy nhiên giấy vẫn là sản phẩm tiêu dùng không thể thiếu trong
cuộc sống con người. Giấy được dụng trong nhiều lĩnh vực như: hoạt động giáo dục, in
ấn, báo chí, văn học, hội họa… Ngoài ra giấy còn được sử dụng để bao gói hàng hóa
và làm vật liệu trong xây dựng.
Ngành giấy và bột giấy là một trong những ngành quan trọng trong nền kinh tế
quốc dân, đóng góp một giá trị GDP của cả nước, góp phần tạo công ăn việc làm cho
hang chục nghìn lao động, góp phần cải thiện và nâng cao chất lượng đồi sống cho
nhân dân, ngành giấy càng phát triển thì càng phản ánh sự phát triển của xã hội. Thật
vậy theo kế hoạch, đến năm 2012, hàng loạt dự án sản xuất bột giấy lớn, cả bột hoá
(bột nấu tẩy cho sợi dài) và bột cơ (bột mài) đồng loạt đi vào hoạt động, năng lực sản
xuất bột giấy toàn ngành sẽ tăng rất cao, Việt Nam sẽ là nước xuất khẩu bột giấy có vị
thế trên thế giới và buộc có một đợt đầu tư mới để sử dụng số bột trong nước làm ra
nhằm sản xuất các mặt hàng mới. Theo số liệu thống kê, năm 2008 cả nước nhập khẩu
khoảng 155.000 tấn bột các loại và năm 2009 lượng bột nhập sẽ giảm do nhu cầu trong
3


nước giảm và một số dự án lớn của tư nhân và các nhà đầu tư nước ngoài bắt đầu hoạt
động.
Đáng chú ý là năm 2009 dự án VinaKraft có công suất 220.000 tấn/năm và 2 dự
án tư nhân tại Bến Tre và Hải Phòng có công suất trên 100.000 tấn/năm sẽ được đưa
vào hoạt động. Lần lượt trong các năm tiếp theo sẽ là dự án An Hoà, Tân Mai, Phương
Nam (Long An), Incomex (Quảng Nam), Sài Gòn - Bình Định (của Tập đoàn Tân Tạo
đầu tư tại Bình Định), Lee&Man, Tổng Công ty Giấy Việt Nam… sẽ đưa năng lực sản
xuất bột giấy các loại tăng thêm gần 1,5 triệu tấn. [13]
Như vậy vào năm 2011, toàn bộ năng lực sản xuất của ngành (giấy và bột giấy)
vào khoảng 2,8 triệu tấn, trong khi tiêu dùng trong nước dự kiến 2 - 2,2 triệu tấn.
Với một bức tranh khá rõ ràng về sự phát triển của ngành giấy như vậy, lời

khuyên từ Hiệp hội Giấy và Bột giấy Việt Nam là những nhà đầu tư có ý định đầu tư
vào ngành giấy nên đầu tư các dự án bột giấy có quy mô lớn để giảm chi phí và dễ xử
lý tác nhân gây ô nhiễm môi trường.
Đồng thời, nên chú trọng đầu tư các sản phẩm giấy cao cấp mà hiện nay trong
nước chưa sản xuất được, chủ yếu phải nhập khẩu trong ngành in ấn, bao bì… Có như
vậy mới tránh được tình trạng cạnh tranh nội bộ giữa các doanh nghiệp trong nước,
thiếu hụt nguyên liệu sản xuất do vùng nguyên liệu không đủ sản lượng đáp ứng năng
lực sản xuất của các nhà máy. [7]
Bảng 2.1: Đóng góp của giá trị ngành giấy trong GDP

2.2 Lịch sử phát triển của ngành giấy Việt Nam:
Ngành giấy là một trong những ngành phát triển rất sớm ở Việt Nam, khoảng
năm 284. Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương pháp thủ
công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã…
4


Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp
đi vào hoạt động với công suất 4000 tấn/năm tại Việt Trì. Trong thập niên 1960, nhiều
nhà máy giấy được đầu tư xây dựng nhưng hầu hết đều có công suất nhỏ (dưới 20000
tấn/năm) như nhà máy giấy Việt Trì, nhà máy giấy Đồng Nai, nhà máy giấy Tân
Mai… Năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam là 72000 tấn/năm
nhưng do ảnh hưởng của chiến tranh và mất cân đối giữa sản lượng bột giấy và giấy
nên sản lượng thực tế chỉ đạt được 28000 tấn/năm.
Năm 1982, nhà máy giấy Bãi Bằng do chính phủ Thụy Điển tài trợ đi vào sản
xuất với công suất thiết kế là 52000 tấn bột giấy/năm và 55000 tấn giấy/năm, đây
chuyền sản xuất khép kín, sử dụng công nghệ cơ lý và tự động hóa. Nhà máy cũng xây
dựng được vùng nguyên liệu, cơ sở hạ tầng, cơ sở phụ trợ như điện, hóa chất và trường
đào tạo nghề phục vụ cho sản xuất.
Ngành giấy có những bước phát triển vượt bậc, sản lượng giấy tăng trung bình

11% năm trong giai đoạn 2000-2006; tuy nhiên, nguồn cung như vậy chỉ đáp ứng 64%
nhu cầu tiêu dùng (năm 2008) phần còn lại phải nhập khẩu. Mặc dù có sự tăng trưởng
đáng kể tuy nhiên tới nay đóng góp của ngành về tổng giá trị sản xuất quốc gia vẫn rất
nhỏ.
Trong những năm gần đây, ngành giấy của nước ta đã không ngừng lớn mạnh
nhất là sản lượng tiêu thụ nội địa. Tuy nhiên, hiện tại các nhà máy sản xuất vẫn còn
phải phụ thuộc rất nhiều vào nguyên liệu bột giấy nhập khẩu. Ngành giấy đã triển khai
xây dựng và sẽ sớm đưa vào hoạt động nhà máy bột giấy Phương Nam (dự kiến sẽ
khởi động vào năm 2012), nhà máy bột và giấy An Hoà, nhà máy giấy và bột giấy
Thanh Hoá, mở rộng nhà máy giấy Bãi Bằng giai đoạn 2… nhằm thay chủ động
nguyên liệu bột giấy trong nước “Với những dự án này sẽ làm cho công suất của
những công ty này tăng lên gấp bội và chúng ta sẽ tăng được sản lượng bột giấy
nguyên liệu trong nước để không còn phụ thuộc quá nhiều vào bột giấy nhập khẩu”.
Công ty CP Tập đoàn Tân Mai đã chuẩn bị khá tốt cho việc mở rộng sản xuất như:
công ty đã mua lại toàn bộ nhà máy sản xuất bột giấy và giấy gồm 4 dây chuyền từ
Canada để xây dựng 4 nhà máy mới tại Kon Tum, Đồng Nai, Quảng Ngãi và Lâm
Đồng. Khi cả 4 nhà máy này đều đi vào hoạt động, Tân Mai sẽ có thêm 350.000 tấn
giấy và 450.000 tấn bột giấy các loại (chưa kể 120.000 tấn giấy và 90.000 tấn bột giấy
5


của cáác dây chuyyền hiện cóó). Theo đạại diện Côngg ty Tân M
Mai, với việcc quy hoạchh tốt
vùng trồng cây nguyên
n
liệuu sẽ là giải pháp căn bản
b để chủ động bình ổn giá giấyy, thị
trườngg giấy nội địa ổn địnhh sẽ tạo sự phát triển bền vững ccho các nhà sản xuất giấy
trong nước. [13]
c cấu cungg cầu, xuất nhập

n
khẩu ggiấy trong những
n
năm gần
Bảngg 2.2: Tăng trưởng và cơ
đây

2.3 Những
N
ngu
uyên tắc cơ
ơ bản quy định
đ
cho ngguyên liệu làm giấy:
2.3.1 Tiêu chuẩ
ẩn thành phần
p
hóa họọc của ngu
uyên liệu:
B
Bảng
2.3: Hàm
H lượng các chất cơ
ơ bản cho ngguyên liệu
Cellulose
22.18 %
8.32%

33.01%

hemicellullose

lignin

16
6.19%

20.3%
%

Các chất hữu
h cơ khácc

Hợp chất vô
v cơ

6


a) Hàm lượng cellulose toàn phần:
Cellulose ((C6H10O5)n với n ≥ 200.000) chiếm 40 – 50% trọng lượng nguyên
liệu, là thành phần cơ bản trong vách tế bào và là thành phần chủ yếu của xơ sợi.
Cellulose thuộc loại polysaccharide không có tính đường là thành phần chủ yếu của tế
bào thực vật, làm cho mô thực vật có tính bền cơ học, tính đàn hồi và là bộ xương cho
tất cả các loại cây. Hàm lượng cellulose càng cao thì chất lượng bột giấy càng tốt, chỉ
tiêu này phải đảm bảo tối thiểu từ 35% trở lên so với nguyên liệu khô tuyệt đối. Đây là
chỉ tiêu quan trọng đầu tiên phải khảo sát vì nó là thành phần chính để tạo nên tờ giấy.
[14]
b) Hàm lượng lignin và hemicelluloses: [14]
Hemicellulose là polysaccharide phức tạp hơn cellulose vì nó có mạch ngắn

hơn và có sự phân nhánh. Tuy vậy hemicellulose thủy phân dễ hơn cellulose và được
chia thành hai nhóm:
− Hexosan: dễ bị thủy phân và hòa tan trong dịch nấu
− Pentosan: khá bền vững dưới tác dụng của hóa chất do đã được định hướng theo
cellulose.
Sau cellulose, lignin là thành phần chủ yếu của vách tế bào. Trong tế bào thực
vật, lignin kém ổn định hơn so với cellulose. Lignin là thành phần liên kết các tế bào
của gỗ và quá trình sản xuất bột giấy là quá trình tác kích vào lignin để làm phân li tế
bào sợi. Nói cách khác, trong công nghiệp giấy lignin là thành phần cần loại để giải
phóng các bó sợi và phải tẩy sạch phần xơ sợi có tồn lưu lignin để sợi cellulose đạt
một độ thuần khiết về mặt hóa học.
Nói chung, hàm lượng hemicellulose và lignin cần thấp để đỡ tiêu hao hóa chất
và rút ngắn thời gian nấu. Tuy nhiên trong sản xuất bột giấy, lignin cần loại bỏ khỏi
nguyên liệu triệt để, hemicellulose nếu có tỷ lệ hợp lý sẽ giúp cellulose đan dệt tốt
hơn, làm tăng tính bền cơ lý của tờ giấy (hemicellulose có nhiều nhóm -OH nên háo
nước khi thủy phân, làm cho liên kết giữa các xơ sợi chặt chẽ hơn). Nhưng nếu hàm
lượng hemicellulose cao quá sẽ làm tính bền cơ lý của xơ sợi giảm, giấy dễ bị ố vàng
và giòn.

7


c) Hàm lượng các thành phần phụ trợ
− Hàm lượng (%) các chất tan trong hỗn hợp alcol benzen: Biểu thị các thành
phần nhựa, terpen, pectin, chất béo, sáp… có trong nguyên liệu. Hàm lượng này cao sẽ
làm tiêu tốn hóa chất nấu trong nguyên liệu. Mặt khác, nghiên cứu chỉ tiêu này giúp ta
quyết định lựa chọn phương pháp nấu nguyên liệu.
− Hàm lượng (%) các chất tan trong dung dịch NaOH 1%: Biểu thị thành phần
protein có trong nguyên liệu, hàm lượng này cao sẽ tiêu tốn hóa chất nấu và gây khó
khăn cho quá trình xử lý bột sau nấu do có độ nhớt cao.

− Hàm lượng (%) các chất tan trong nước nóng: Biểu thị hàm lượng các thành
phần đường và tinh bột trong nguyên liệu. Hàm lượng này càng thấp càng tốt, nếu quá
cao sẽ làm tiêu tốn hóa chất nấu.
− Hàm lượng (%) tro: Biểu trị thành phần muối khoáng trong nguyên liệu, chỉ
tiêu này càng cao sẽ gây tiêu tốn hóa chất nấu nguyên liệu.
− Hàm lượng (%) SiO2: Biểu thị tạp chất trong bột giấy, chỉ tiêu này được thể
hiện dưới dạng axit silicic và các muối silicat. Nếu hàm luợng này cao quá sẽ gây khó
khăn cho quá trình làm sạch bột, làm tiêu hao hóa chất nấu và bào mòn các thiết bị
trong quá trình chế biến.
− Độ ẩm: Giúp kiểm tra tuổi các nguyên liệu khi khai thác có hợp lý không, khi
nguyên liệu đã để khô gió, độ ẩm giúp ta xác định độ khô tuyệt đối của nguyên liệu và
chọn nồng độ hóa chất, tỷ lệ dịch nấu thích hợp.
2.3.2 Tiêu chuẩn về thành phần kích thước xơ sợi, đặc điểm cấu trúc tế bào thực
vật:
Các nguyên liệu được sử dụng làm giấy trước tiên phải có tính chất sợi, chúng
cần có khả năng đan kết và ép thành dạng tấm đồng nhất. Ở những chỗ xơ sợi tiếp xúc,
có sự hình thành của những liên kết chặt chẽ. Trong một số ứng dụng, cấu trúc sợi này
phải đảm bảo độ bền trong một thời gian dài. Một số nguyên liệu có tính chất sợi rất
đặc trưng như: đay, lanh… nhưng khó tạo được liên kết tốt thì cũng khó được sử dụng
để làm giấy, lúc này cần có những xử lý thích hợp nhằm phát triển liên kết giữa các xơ
sợi và điều này thường tiêu tốn nhiều năng lượng.

8


a) Tương quan tỷ lệ thành phần kích thước xơ sợi
Sau khi tách lignin và các thành phần phụ trợ khác của nguyên liệu ta được một
tập hợp xơ sợi được gọi là bột giấy. Tỷ lệ thành phần và độ đồng đều của các loại xơ
trong nguyên liệu, độ bền cơ lý của nó, tính chất hình học như kích thước, hình dạng
xơ… là rất cần thiết để tạo nên tính chất đặc biệt của tờ giấy mà những dạng nguyên

liệu khác không thể thay thế được. Chỉ tiêu này giúp ta đánh giá chất lượng bột tốt hay
xấu, quyết định sản xuất các mặt hàng cụ thể, giúp lựa chọn phương pháp sản xuất bột
giấy.
Kích thước xơ sợi còn giúp ta lựa chọn chế độ nghiền bột sau nấu hợp lý. Sợi
dài có thể tạo được bột dai nhưng khó tạo được giấy mịn với độ dày đồng đều. Sợi
ngắn làm độ bền cơ học của giấy giảm. Chất lượng bột giấy được đánh giá là tốt khi
tương quan tỷ lệ thành phần xơ sợi dài (>3000µm) phải cao, thành phần xơ sợi có
chiều dài trung bình (>1500µm) chiếm tỷ lệ hợp lý và thành phần xơ sợi ngắn
(<1000µm) có tỷ lệ rất thấp.
Độ dài tương đối = chiều dài sợi / bề rộng sợi = độ mãnh.
b) Đặc điểm cấu trúc tế bào thực vật:
Chỉ tiêu này giúp ta lựa chọn nguyên liệu và điều kiện nấu thích hợp. Về
nguyên liệu làm giấy phải chọn các loại gỗ có cấu trúc mạng lưới, có các liên kết giữa
các tế bào không quá chặt chẽ để hóa chất thẩm thấu dễ dàng, phản ứng xảy ra đồng
đều mọi nơi của mảnh nguyên liệu, quá trình nấu nhờ vậy sẽ nhanh hơn. Chỉ tiêu này
được biểu hiện trên khối lượng riêng của nguyên liệu, cấu tạo tế bào chặt, các mao quản
xếp khít lại, khối lượng riêng sẽ cao. Khi so sánh các loại nguyên liệu phải so sánh ở
cùng trạng thái khô tuyệt đối.
2.3.3 Tiêu chuẩn về tốc độ tăng trưởng và trữ lượng:
Hai tính chất này là cơ sở để đánh giá chất lượng bột và giấy của nguyên liệu để
làm giấy. Nguyên liệu phải có trữ lượng lớn, tập trung theo vùng để có thể tổ chức
khai thác công nghiệp được, phải dễ khai thác, tiện giao thông vận chuyển về nơi sản
xuất. Công tác tồn trữ và bảo quản thuận lợi dễ dàng, ít bị hao hụt, khó mục nát bởi
nấm mốc hay vi sinh. Vấn đề năng suất, chu kỳ sinh trưởng, phương thức canh tác,
chăm sóc và thu hoạch cũng phải được chú ý. Nếu nguyên liệu có tốc độ tăng trưởng
9


chậm, trữ lượng không lớn thì không đảm bảo luân kỳ khai thác sản xuất liên tục,
không đảm bảo tiêu chuẩn nguyên liệu làm giấy.

Trong chế biến sản xuất bột giấy thì các xí nghiệp phụ thuộc nhiều vào nguyên
liệu sản xuất, nếu nguyên liệu có chất lượng tốt nhưng tốc độ tăng trưởng chậm và trữ
lượng không lớn thì sẽ không đảm bảo đủ nguồn nguyên liệu cho xí nghiệp hoạt động.
→ Tất cả các yếu tố này tổng hợp nên giá thành sản phẩm, đáp ứng điều kiện
sản xuất của mỗi xí nghiệp, nhà máy và nền kinh tế quốc dân.
2.4 Tổng quan về cây cỏ bàng:
2.4.1 Sự phát triển:
Cỏ bàng thuộc họ cói dùng để dệt chiếu và sản xuất các mặt hàng thủ công mỹ
nghệ đặc sắc. Theo sách Vân Đài Loại Ngữ của Lê Quý Đôn, cách đây trên 5 thế kỷ
nhân dân ta đã biết trồng và sử dụng chúng. Có thể nói cây họ cói là một lọai cây đặc
biệt ở vùng nhiệt đới. Từ xa xưa nhân dân ta đã biết tận dụng chúng để chế biến các
sản phẩm phục vụ đời sống con người.
2.4.2 Đặc điểm của cây cỏ bàng:
2.4.2.1 Đặc điểm thực vật học: [9
Cây cỏ bàng, còn gọi là bàng hay cói bàng, có danh pháp khoa học là Lepironia
articulata, thuộc chi lepironia nằm trong họ cói.

Bàng là cây thân thảo nhiều năm có thân dưới (căn hành) cứng, to khoảng 8-10
mm, nằm ngang trong bùn. Thân cỏ bàng thẳng đứng cao khoảng 1 m đến 2 m, có
ngấn ngang, đáy có 3 - 4 bẹ, các lá ở gốc thường tiêu giảm thành bao nhau cao 15 -20
10


cm. Gié hoa ở chót thân (tức là ngọn) cao khoảng 1,5 đến 2,0 cm và rộng đến 1 cm.
Bông quả cao 3 - 4 mm. Vòi nhụy chẻ hai, trổ bông quanh năm.

(a)

(b)

(c)

Hình 2.1: Bông (a), thân (b), rễ (c) cây cỏ bàng
2.4.2.2 Đặc điểm sinh trưởng và phát triển: [10]
Cây cỏ bàng là cây thân cỏ sống lâu năm, sinh sản vô tính mạnh, phát triển
quanh năm, thường mọc ở những nơi ẩm ướt những vùng nhiễm phèn hoặc ven các
con sông, ở phía Nam thường thấy ở Đồng Tháp Mười, Long An, Vĩnh Long, …
Nhiệt độ thích hợp phát triển là 22oC đến 28oC, độ ẩm không khí thích hợp
khoảng 85%. Thích hợp với đất phù sa nhiều mùn, có pH khoảng 6 – 7, chịu mặn
khoảng 0,15%, chịu ngập thủy triều.

11


3. Chương 3:
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1 Vật liệu thí nghiệm:
− Địa điểm lấy mẫu: Cỏ bàng được lấy về từ một số cánh đồng cỏ khu vực 4 thị
trấn Đông Thành, xã Mỹ Thạnh Đông A, và xã Mỹ Quý Tây, huyện Đức Huệ, tỉnh
Long An.
− Địa điểm tiến hành thí nghiệm: Phòng phân tích vi phẫu gỗ khoa Lâm Nghiệp,
Viện sinh học và môi trường, Phòng thí nghiệm trung tâm chế biến lâm sản và nghiên
cứu bột giấy và giấy.
− Thời gian tiến hành thí nghiệm: lấy mẫu trong tháng 02/2011, đã tiến hành thí
nghiệm đến tháng 6/2011.
− Phương pháp lấy mẫu: Cỏ bàng được lấy ngẫu nhiên từ ngọn đến gốc (không
lấy rễ và bông) ở một số cánh đồng khác nhau trong khu vực, để khô tự nhiên trong
không khí.
− Đặc điểm tự nhiên vùng nghiên cứu: Đất ở đây là nơi chuyển tiếp giữa Đông
Nam Bộ và ĐBSCL với mẫu đất là phù sa cổ và phù sa mới cùng các vật liệu sinh

phèn xen kẽ phủ lên nhau, bị nhiễm mặn nặng nhất là vào mùa khô. Khí hậu mang tính
chất đặc trưng nhiệt đới gió mùa với nền nhiệt cao đều quanh năm, ánh sáng dồi dào,
lượng mưa khá lớn và phân bố theo mùa, nhiệt độ bình quân năm là 27,2oC.
3.2 Nội dung nghiên cứu:
Để làm rõ mục tiêu đề tài, đề tài cần nghiên cứu những nội dung sau đây:
− Khảo sát thành phần hóa học của cây cỏ bàng: hàm lượng tro, hàm lượng
pentosan, hàm lượng licnin, hàm lượng chất tan trong NaOH 1%, hàm lượng chất tan
trong nước nóng, hàm lượng chất tan trong alcol benzene.
− Khảo sát đặc điểm cấu trúc tế bào thực vật và thành phần kích thước xơ sợi.
3.3 Phương pháp nghiên cứu:
3.3.1 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: [12]
Dựa trên cơ sở hệ thống tiêu chuẩn trong nước và thế giới như:
12


a) Nghiên cứu hình thái sợi gỗ theo tiêu chuẩn:
Xác định hàm lượng tro theo tiêu chuẩn TAPPI standard T15m – 58.
Xác định hàm lượng pentosan theo tiêu chuẩn TAPPI standard T19m – 50.
Xác định hàm lượng licnin theo tiêu chuẩn TAPPI standard T13m – 54.
Xác định hàm lượng chất tan trong NaOH 1% theo tiêu chuẩn TAPPI standard
T4m – 59.
Xác định hàm lượng chất tan trong nước nóng theo tiêu chuẩn TAPPI standard
T1.
Xác định hàm lượng chất tan trong alcol-benzene theo tiêu chuẩn TAPPI
standard T6m – 58
Xác định độ ẩm theo tiêu chuẩn TAPPI standard T3m.
b) Phương pháp xác định kích thước xơ sợi:
Bột giấy đạt yêu cầu khi phân tích nguyên liệu thì tương quan tỷ lệ thành phần
sợi dài phải chiếm tỷ lệ cao, sợi càng dài và độ mãnh càng lớn càng tốt.
Áp dụng phương pháp tách mô Franklin để xác định chiều dài và đường kính

xơ sợi, các mẫu cỏ được cắt với kích thước 1*1*1,5mm, sau đó ngâm trong hỗn hợp
acid acetic và nước oxy già (H2O2) tỷ lệ bằng nhau, đun cách thủy cho đến khi chúng
chuyển sang màu trắng và bắt đầu phân ly tế bào. Nếu ngâm tiếp tục quá lâu thì vách
tế bào bị phân hủy, vì thế để giữ lâu vật liệu sau khi tách mô chúng được rửa thật
nhiều với nước đến khi giấy pH không đổi màu.
Để xác định hình thức phân bố và mật độ bó mạch, cỏ bàng tươi được tiến hành
cắt vi phẫu và khử nước phẫu thức trước khi lên tiêu bản:
− Cắt vi phẫu: Để khảo sát cấu tạo hiển vi cần có tiêu bản mỏng không có bọt khí,
được cố định trong môi trường thích hợp. Quan sát mẫu theo hai mặt cắt: ngang và
dọc. Mẫu được cắt từng lát bằng lưỡi lam để đạt được cấu tạo vi phẫu hoàn hảo. Mỗi
mặt cắt được cắt từ 8 – 10 lát rồi dùng cọ vẽ đưa vào dĩa petri có chứa nước cất. Để đạt
độ chính xác cao cần chọn những phẫu thức mỏng có cấu tạo hoàn hảo không bị nứt,
vỡ để làm tiêu bản.
− Khử nước: Trước khi nhuộm màu tiêu bản cần tiến hành khử nước ra khỏi phẫu
thức bằng cách di chuyển qua một loạt dung dịch cồn có nồng độ tăng dần. Tỷ lệ cồn
nước: 1/10, 3/10, 5/10, 7/10 và cuối cùng là cồn tuyệt đối. Thời gian khử qua mỗi tỷ lệ
13


cồn - nước khoảng 15 phút. Cần tránh khử nước đột ngột (dễ làm phá vỡ tế bào và làm
phẫu thức bị co dúm lại) để khi tiếp xúc với thuốc nhuộm tan trong cồn, phẫu thức ăn
màu đồng đều.
Các mẫu sau đó được lên tiêu bản để có thể quan sát dưới kính hiển vi, tuần tự
tiến hành như sau:
− Nhuộm màu: Sử dụng dung dịch màu nhuộm gồm safranin đỏ, cồn và anilin.
Dung dịch cần được pha chế và giữ trong một thời gian trước khi dùng. Muốn có tiêu
bản sáng đẹp cần phải giữ phẫu thức trong dung dịch thuốc nhuộm khoảng 15 phút
hoặc có thể lâu hơn. Mục đích của việc nhuộm màu là giúp quan sát dễ dàng. Phẫu
thức sau khi nhuộm màu cần rửa bằng cồn tuyệt đối để loại bỏ màu thừa.
− Lên tiêu bản: Trước khi lên tiêu bản phải hơ nóng các phẫu thức để loại trừ

nước và làm sáng phẫu thức bằng xylen. Sử dụng lame có kích thước chiều dài : rộng :
dày là 75 : 15 : 12 (mm) để đựng phẫu thức. Quan sát, chụp hình và đo đếm trên kính
hiển vi điện tử. Lựa chọn các tiêu bản đẹp và phù hợp để quan sát kích thước xơ sợi.
c) Phương pháp đo đạt số liệu:
Hầu hết các số liệu đều được xác định bằng công thức tình toán sau khi đo đạt
trực tiếp các số liệu từ thí nghiệm.

14


4. C
Chương 4:
KẾ
ẾT QUẢ
Ả VÀ TH
HẢO LU
UẬN
4.1 Đặc
Đ điểm cấu
c trúc tế bào thực vvật và kích
h thước xơ sợi:
Bảng 4.1: Tỉ lệệ xơ sợi tronng nguyên lliệu
Xơ sợi dài, trun
ng bình

xơ sợi ngắn

29.63%

70

0.37%

Kích thướ
ớc xơ sợi làà chỉ tiêu ggiúp đánh giá
g chất lượ
ợng bột, lự
ựa chọn phư
ương
pháp sản xuất thhích hợp chho từng mặt hàng cụ thể.
t
Nếu sợ
ợi dài thì bộột dai nhưnng tờ
m kém mịn, dày
d không đđều; sợi ngắn làm giảm
m độ bền cơ
ơ học của giiấy.
giấy thành phẩm
Theo thí nghiệm
n
ta thấy
t
cỏ bànng có xơ sợ
ợi tương đốối dài, khoản
ng 120 µm
m đến
1800 µm. Tỉ lệ xơ
x sợi dài cao, nhưngg tỉ lệ xơ sợ
ợi ngắn khooảng 500 µm
µ đến 8000 µm
t

đối cao,
c ở một tỉ
t lệ thích hhợp tỉ lệ xơ sợi ngắn lạại ít. Vậy cỏ bàng đáp ứng
cũng tương
đủ điềều kiện về mặt
m xơ sợi để
đ làm nguyyên liệu choo ngành giấấy.
Dựa vào bảng
b
khảo sát ở bảng 4.5 luận văn
v tốt nghiiệp trường ĐH Nông Lâm
TP.HC
CM Bùi Thhị Kim Hoànng (2009) ta có bảng so
s sánh sau::

15