NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT BỘT GIẤY TỪ KEO LÁ TRÀM

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT BỘT GIẤY
TỪ KEO LÁ TRÀM

Họ và tên sinh viên: ĐOÀN NHỰT TRƯỜNG
Ngành: CÔNG NGHỆ BỘT GIẤY VÀ GIẤY
Niên khoá: 2006 – 2010

Tháng 07/2010


NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SẢN XUẤT BỘT GIẤY
TỪ KEO LÁ TRÀM

Tác giả

ĐOÀN NHỰT TRƯỜNG

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công nghệ sản xuất giấy & bột giấy

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. ĐẶNG THỊ THANH NHÀN

Tháng 07 năm 2010
i

LỜI CẢM TẠ
Qua đề tài này em xin chân thành cảm ơn:
Ba mẹ, anh chị và những người thân yêu đã ủng hộ, chăm lo, giúp đỡ em về
mặt vật chất lẫn tinh thần trong suốt thời gian học tập.
Ban giám hiệu cùng toàn thể thầy cô giáo 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 ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn, giáo viên hướng dẫn đề tài đã tận tâm
giảng dạy, giúp đỡ em trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp
này.
Ban giám đốc nhà máy Tân Mai, cùng tập thể cán bộ công nhân viên phân
xưởng CTMP và phòng kiểm tra chất lượng của nhà máy đã hướng dẫn và tạo điều
kiện cho tôi thực tập và tìm hiểu công nghệ.
Các bạn bè đã hỗ trợ, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập cũng như trong
thời gian thực hiện đề tài.

TPHCM, Ngày 19 tháng 05 năm 2010
Sinh viên thực hiện
Đoàn Nhựt Trường

ii


TÓM TẮT
Đề tài “Nghiên cứu khả năng sản xuất bột giấy từ keo lá tràm” được thực hiện
tại trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản giấy và bột giấy trường Đại học Nông Lâm
Tp.HCM và phòng kiểm tra chất lượng của nhà máy giấy Tân Mai Đồng Nai. Thời

gian thực hiện đề tài từ ngày 15/03/2010 – 15/07/2010. Nội dung của đề tài bao gồm
các công đoạn nghiên cứu quá trình sản xuất bột giấy từ nguyên liệu đến bột đã tẩy
trắng, sau đó làm handsheet để xác định một số tính chất của bột giấy.
Cây keo lá tràm chọn làm mẫu thí nghiệm được bốc sạch vỏ và cưa thành các
khoanh đều nhau, sau đó những khoanh này được chặt thành dăm mảnh với kích thước
thích hợp. Tiếp theo, dăm mảnh này được đem đi nấu thành bột giấy theo phương pháp
xođa ở các điều kiện nấu khác nhau để tìm điều kiện nấu thích hợp cho nguyên liệu.
Sau khi tìm được điều kiện nấu thích hợp thì bột sau nấu được đem đi tẩy trắng theo
qui trình H0EpH1P ứng với mỗi giai đoạn H0, Ep, H1, P ta bố trí điều kiện tẩy khác nhau
nhằm tìm điều kiện tẩy thích hợp. Bột sau khi đạt độ trắng phù hợp cho sản xuất giấy
thì bột đã tẩy được làm handsheet để xác định một số tính chất của bột giấy. Từ đó đưa
ra những đề xuất và khuyến cáo sử dụng bột giấy từ keo lá tràm cho ngành giấy để
đáp ứng cho nhu cầu sử dụng bột giấy ở trong nước, nâng cao hiệu quả kinh tế cân
bằng được lượng cung cầu của ngành giấy nước ta hiện nay.
Quá trình nghiên cứu đã đạt được những kết quả sau đây: Nguyên liệu Keo lá
tràm được nấu theo phương pháp xođa đạt được điểm nấu thích hợp với hiệu suất bột
là 49,72 % và chỉ số Kappa là 21,05. Bột sau khi tẩy trắng theo quy trình H0EpH1P đã
đạt được độ trắng là 81,96 %ISO. Các tính chất bột giấy sau khi tẩy và chưa qua quá
trình nghiền để phân tơ chổi hóa xơ sợi đo được kết quả sau: Độ chịu xé: 20 gf, Chỉ số
xé: 1,962 mNm2/g, Độ chịu kéo: 1820 kN/m, Độ đục: 92,8 %. Như vậy, loại bột giấy
này có thể sử dụng để sản xuất giấy vệ sinh. Bên cạnh đó ta có thể phối trộn loại bột
này với bột xớ dài và một số chất phụ gia như chất độn, chất keo bền khô, keo bền
ướt… theo một tỷ lệ phối trộn nhất định để tăng thêm độ bền cơ lý phù hợp với các
loại giấy in, giấy viết, giấy photocopy….

iii


MỤC LỤC
Trang

Trang tựa...........................................................................................................................i
Lời cảm tạ ....................................................................................................................... ii
Tóm tắt........................................................................................................................... iii
Mục lục ...........................................................................................................................iv
Danh sách các chữ viết tắt ............................................................................................ vii
Danh sách các hình ...................................................................................................... viii
Danh sách các bảng ........................................................................................................ix
Chương 1: MỞ ĐẦU .....................................................................................................1
1.1. Tính cấp thiết của đề tài........................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................2
1.3. Những đóng góp của đề tài. ..................................................................................2
1.4. Giới hạn của đề tài. ...............................................................................................2
Chương 2:TỔNG QUAN ..............................................................................................4
2.1. Những khó khăn ngành giấy Việt Nam đang gặp phải.........................................4
2.2. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất bột giấy ........................................................5
2.3. Đặc điểm đối tượng nghiên cứu............................................................................6
2.3.1. Giới thiệu về cây keo lá tràm .........................................................................6
2.3.2. Sự phân bố......................................................................................................6
2.3.3. Khả năng thích nghi .......................................................................................7
2.3.4. Sinh trưởng và năng suất................................................................................7
2.3.5. Một số đặc điểm chủ yếu về cấu tạo và tính chất gỗ của Keo lá tràm...........8
2.3.5.1. Về cấu tạo ................................................................................................8
2.3.5.2. Về tính chất cơ lý gỗ ...............................................................................9
2.3.6. Một số tính chất vật lý và thành phần hóa học của Keo lá tràm ....................9
2.3.6.1. Tính chất vật lý........................................................................................9
2.3.6.2. Thành phần hóa học ................................................................................9
2.4. Khả năng sản xuất giấy từ keo lá tràm..................................................................9
2.4.1. Những nghiên cứu ở nước ngoài....................................................................9
iv

2.4.2. Những nghiên cứu trong nước .....................................................................10
2.5. Giới thiệu về phương pháp nấu bột Xođa...........................................................10
2.5.1. Phản ứng hoá học trong nấu bột xođa..........................................................11
2.5.1.1. Phản ứng của hydratcacbon...................................................................11
2.5.1.2. Phản ứng của lignin ...............................................................................12
2.5.2. Các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất, chất lượng bột trong quá trình nấu12
2.5.2.1. Tỷ trọng của nguyên liệu.......................................................................12
2.5.2.2. Chiều dày của dăm mảnh ......................................................................13
2.5.2.3. Tỷ lệ dùng kiềm.....................................................................................13
2.5.2.4.. Tỷ lệ dịch (L/V)....................................................................................13
2.5.2.5. Thông số H ............................................................................................14
2.6. Giới thiệu về phương pháp tẩy trắng ..................................................................15
2.6.1. Tẩy trắng bằng NaOCl (hypoclorit natri).....................................................16
2.6.1.1. Phản ứng hóa học trong quá trình tẩy....................................................16
2.6.1.2. Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình tẩy bằng hypoclorit natri. .............16
2.6.2. Tẩy trắng bằng H2O2 (peroxit hydrogen) .....................................................17
2.6.2.1. Phản ứng hóa học trong quá trình tẩy....................................................18
2.6.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng lên quá trình tẩy bằng peroxit hydrogen ...........18
Chương 3:NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................20
3.1. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................20
3.2. Nguyên vật liệu và thiết bị thí nghiệm................................................................20
3.2.1. Nguyên liệu nghiên cứu ...............................................................................20
3.2.2. Hóa chất thí nghiệm .....................................................................................20
3.2.3. Dụng cụ thí nghiệm......................................................................................21
3.2.4. Thiết bị thí nghiệm......................................................................................21
3.3. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................22
3.3.1. Sơ đồ bố trí thí nghiệm.................................................................................22
3.3.2. Thuyết minh sơ đồ thí nghiệm .....................................................................23
3.3.2.1. Xác định độ khô của nguyên liệu..............................................................25

3.3.2.2. Nấu bột giấy ..............................................................................................25
3.3.2.3. Rửa bột ......................................................................................................26
v


3.3.2.4. Xác định hiệu suất và chỉ số Kappa bột sau nấu, tẩy................................26
3.3.2.5. Tẩy trắng ...................................................................................................26
3.3.3.6. Xác định độ trắng, độ đục .........................................................................27
3.3.2.7. Làm giấy handsheet ..................................................................................27
3.3.2.8. Xác định một số tính chất của giấy ...........................................................28
Chương 4:KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................29
4.1. Ảnh hưởng của mức độ dùng kiềm đến hiệu quả của quá trình nấu. .................29
4.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch đến hiệu quả của quá trình nấu. .................................31
4.3. Ảnh hưởng của thông số H đến hiệu quả của quá trình nấu...............................32
4.4. Ảnh hưởng của lượng Clo đến hiệu quả của quá trình tẩy giai đoạn Ho. ..........34
4.5. Trích ly bằng kiềm..............................................................................................35
4.6. Ảnh hưởng của lượng Clo đến hiệu quả của quá trình tẩy giai đoạn H1. ...........35
4.7. Ảnh hưởng của lượng H2O2 đến hiệu quả của quá trình tẩy giai đoạn P. ..........36
4.8. Một số tính chất của giấy handsheet...................................................................37
Chương 5:KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................39
5.1. Kết luận...............................................................................................................39
5.2. Kiến nghị.............................................................................................................40
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................41
PHỤ LỤC .....................................................................................................................43

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

Th.S

Thạc sĩ

NLKTĐ

Nguyên liệu khô tuyệt đối

L/W

Tỉ lệ dịch nấu trên khối lượng nguyên liệu khô tuyệt đối

Ho

Tẩy trắng bằng hypoclorit giai đoạn đầu

H1

Tẩy trắng bằng hypoclorit giai đoạn 2

P

Tẩy trắng bằng hydrogen peroxyt

Ep

Trích ly bằng kiềm có bổ sung hydrogen peroxyt

D

Khối lượng thể tích

KTĐ

Khô tuyệt đối

ECF

Elemental chlorine free

TCF

Total chlorine free

TPHCM

Thành phố Hồ Chí Minh

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Keo lá tràm ......................................................................................................6
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm..................................................................................22
Hình 4.1a: Ảnh hưởng của mức độ dùng kiềm đến hiệu suất. .....................................29
Hình 4.1b: Ảnh hưởng của mức độ dùng kiềm đến trị số kappa...................................29

Hình 4.2a: Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch đến hiệu suất. ......................................................31
Hình 4.2b: Ảnh hưởng của tỉ lệ dịch đến trị số kappa...................................................31
Hình 4.3a: Ảnh hưởng của thông số H đến hiệu suất....................................................32
Hình 4.3b: Ảnh hưởng của thông số H đến trị số kappa. ..............................................33
Hình 4.4a: Ảnh hưởng của lượng clo hữu hiệu đến độ trắng ........................................34
Hình 4.4b: Ảnh hưởng của lượng clo hữu hiệu đến hiệu suất.......................................34
Hình 4.6a:Ảnh hưởng của lượng clo hữu hiệu đến độ trắng .........................................35
Hình 4.6b: Ảnh hưởng của lượng clo hữu hiệu đến hiệu suất.......................................36
Hình 4.7a: Ảnh hưởng của lượng H2O2 đến độ trắng....................................................36
Hình 4.7b: Ảnh hưởng của lượng H2O2 đến hiệu suất. .................................................37

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
-

Bảng 2.1: Ảnh hưởng của pH tới nồng độ OCl ............................................................16
Bảng 2.2: Sự khác nhau về pH và nhiệt độ đối với bột hóa và bột cơ ..........................17
Bảng 3.1: Bố trí thí nghiệm trong quá trình nấu ...........................................................23
Bảng 3.2: Bố trí thí nghiệm trong quá trình tẩy bằng NaOCl (giai đoạn H0) ...............24
Bảng 3.3: Bố trí thí nghiệm trong quá trình tẩy bằng NaOCl (giai đoạn H1)...............24
Bảng 3.4: Bố trí thí nghiệm trong quá trình tẩy bằng H2O2 ..........................................25

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1. Tính cấp thiết của đề tài
Xã hội ngày càng phát triển thì nhu cầu sử dụng giấy hàng năm bình quân theo đầu
người ngày càng tăng. Nhờ sự tiến bộ về trình độ chuyên môn, các công nghệ tiên tiến
cùng với sự hợp tác đầu tư của nước ngoài nên nền công nghiệp giấy của nước ta phát
triển cả về quy mô số lượng lẫn chất lượng. Tuy vậy, sự phát triển của ngành giấy
nước ta vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu sử dụng giấy ở trong nước. Một trong những
nguyên nhân dẫn đến ngành giấy nước ta phát triển chậm, chưa cân bằng được giữa
lượng cung và cầu là do thiếu nguyên liệu.
Nguyên liệu phục vụ cho ngành giấy chủ yếu là gỗ được khai thác từ rừng tự nhiên
và rừng nhân tạo. Nhưng theo thống kê hàng năm thì diện tích rừng nhân tạo và diện
tích rừng tự nhiên ở nước ta ngày càng bị thu hẹp dần do việc khai thác và sử dụng
nguyên liệu rừng một cách bừa bãi, cháy rừng hoặc chuyển sang mục đích khác. Vì
vậy, một trong những vấn đề quan trọng hiện nay là làm sao vừa phải khôi phục diện
tích rừng bị mất, vừa có được nguồn nguyên liệu dồi dào để phục vụ cho ngành giấy
để nâng cao hiệu quả kinh tế sử dụng, cân bằng được lượng cung cầu cho ngành [2].
Theo nhiều nghiên cứu ở trong nước và ngoài nước thì keo lá tràm với khả năng
sinh trưởng nhanh, thích ứng với nhiều loại đất, chu kỳ khai thác ngắn, có khả năng cố
định đạm cải tạo đất…thì Keo lá tràm là loại nguyên liệu có khả năng đáp ứng được
yêu cầu về khôi phục diện tích rừng bị mất và là nguồn nguyên liệu dồi dào để phục vụ
cho ngành giấy. Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu trong và ngoài nước chủ tập trung
nghiên cứu vào các vấn đề như: chọn loài, xuất xứ, kỹ thuật trồng sự sinh trưởng và
phát triển, loại đất trồng nguyên liệu, các đặc điểm hình thái sợi, khối lượng thể tích
cũng như các thành phần hóa học của keo lá tràm. Các nghiên cứu về quá trình sản
xuất bột giấy từ keo lá tràm còn giới hạn và ít đồng bộ để có thể đánh giá chính xác
khả năng sản xuất bột giấy từ Keo lá tràm trong công nghệ sản xuất giấy hiện nay tại
1


Việt Nam. Vì thế việc kế thừa các kết quả đã có và tiếp tục đi sâu nghiên cứu việc sản
xuất giấy từ keo lá tràm là hết sức cần thiết.

Xuất phát từ các quan điểm trên và từ yêu cầu của thực tiễn công nghệ sản xuất
giấy sợi, nên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu khả năng sản xuất bột giấy từ keo lá tràm”
để tìm hiểu và nghiên cứu một số yếu tố công nghệ sản xuất bột giấy từ keo lá tràm
nhằm đánh giá chính xác hơn khả năng sử dụng keo lá tràm trong công nghệ sản xuất
giấy, nâng cao chất lượng nguyên liệu trong sản xuất giấy sợi để có thể đạt được hiệu
quả kinh tế cao nhất và lấy đó làm cơ sở cho việc định hướng phát triển cây keo lá
tràm trong công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số công nghệ nấu bột như: Lượng hoá chất sử
dụng, tỷ lệ dịch, thông số H từ đó tìm ra điều kiện nấu tối ưu.
Nghiên cứu sự ảnh hưởng của các hoá chất tẩy như: NaOCl, H2O2, trích ly bằng
kiềm qua các giai đoạn tẩy H0EpH1P để tìm ra điều kiện tẩy thích hợp.
Xác định các tính chất của bột keo lá tràm đã tẩy. Để từ đó đề xuất các ứng dụng
của loại bột này trong công nghệ sản xuất giấy.
1.3. Những đóng góp của đề tài
a/ Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu của đề tài sẽ góp phần làm tài liệu tham khảo về
một số chỉ tiêu kỹ thuật, định mức tiêu hao hóa chất, hiệu suất của quá trình nấu, tẩy
của keo lá tràm để từ đó ta có thể ứng dụng chúng trong các phương pháp nấu tẩy
khác.
b/ Ý nghĩa thực tiễn: Việc đưa keo lá tràm ứng dụng trong nghành công nghiệp
giấy sẽ mang lại một số hiệu quả nhất định về các phương diện khoa học kỹ thuật,
kinh tế như sau: Góp phần làm tăng hiệu quả kinh tế cho keo lá tràm, nâng cao hiệu
suất và chất lượng nguyên liệu. Thông qua nghiên cứu các thông số công nghệ của quá
trình sản xuất bột giấy từ nguyên liệu keo lá tràm để có thể thấy được những hợp lý và
bất hợp lý trong ứng dụng đưa keo lá tràm vào công nghệ sản xuất giấy.
1.4. Giới hạn của đề tài
Để nâng cao hiệu quả sử dụng nguồn nguyên liệu gỗ keo lá tràm thì việc nghiên
cứu sản xuất bột giấy phải được nghiên cứu ở từng cấp tuổi, từng khu vực, địa hình
nhưng do điều kiện kinh phí, trang thiết bị nghiên cứu, thời gian thực hiện có giới hạn
2

nên đề tài chỉ nghiên cứu đối tượng keo lá tràm trồng thuần loại, đồng tuổi ở cấp tuổi 7
ở lâm trường Lâm viên thuộc tỉnh Long An.
Đề tài nghiên cứu quá trình sản xuất bột giấy từ khâu nguyên liệu đến khâu tẩy
trắng sau đó làm handsheet để xác định một số tính chất của giấy.
+ Trong khâu nấu bột tôi chọn phương pháp nấu bột bằng xođa vì nó phù hợp
với điều kiện phòng thí nghiệm hơn các phương pháp nấu bột khác.
+ Trong khâu tẩy bột tôi chọn phương pháp tấy bột nhiều giai đoạn bằng các tác
nhân tẩy chính là Hypoclorit natri, hydrogen peroxyt. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến
quá trình tẩy như nhiệt độ, thời gian, liều lượng hóa chất sử dụng… do điều kiện thời
gian có hạn nên tôi chỉ tập trung nghiên cứu sự ảnh hưởng của liều lượng hóa chất sử
dụng đến hiệu quả quá trình tẩy còn các thông số ảnh hưởng khác thông qua các
nghiên cứu trong và ngoài nước kế thừa các kết quả đã có tôi sẽ chọn ra những thông
số cho phù hợp với điều kiện tẩy.

3


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1. Những khó khăn ngành giấy Việt Nam đang gặp phải
a/ Mất cân đối năng lực sản xuất bột giấy: Sau 20 năm phát triển ngành giấy
Việt Nam vẫn không chủ động được nguồn nguyên liệu, hầu hết phải nhập khẩu bột
giấy từ nước ngoài khiến cho giá bột giấy tăng liên tục nhưng giá bán giấy hầu như
không tăng. Do đó đa phần các nhà máy giấy mới đầu tư hoặc những nhà máy không
chủ động được nguồn nguyên liệu sẽ rơi vào tính trạng khó khăn là sản phẩm làm ra có
giá thành cao, nếu bán với giá thị trường sẽ thua lỗ nặng [1].
b/ Chưa làm chủ được công nghệ: Có nhiều doanh nghiệp đầu tư máy móc
thiết bị không hiệu quả, không khai thác hết năng lực đã đầu tư. Nguyên nhân chủ yếu

đó là do các doanh nghiệp chưa làm chủ được công nghệ, chưa có kinh nghiệm sản
xuất và thị trường sản phẩm chưa ổn định. Có nhiều dự án đầu tư của tư nhân để sản
xuất các mặt hàng giấy chỉ chú trọng về thiết bị mà chưa làm chủ được công nghệ
khiến cho sản phẩm làm ra không tiêu thụ được [1].
c/ Đầu tư với qui mô quá nhỏ: Do thiếu nguyên liệu bột giấy, hiện nay đã xuất
hiện một số nhà máy bột giấy có công suất 1000-2000 tấn/năm rải rác ở khắp vùng
núi. Vì qui mô khá nhỏ nên không khai thác được hiệu quả nguồn nguyên liệu, gây ô
nhiễm môi trường [1].
Hiện nay Việt Nam đang trong tiến trình hội nhập, thuế nhập khẩu giấy từ các
nước trong khu vực đã giảm trong khi thực trạng ngành giấy ở nước ta vẫn còn ngỗn
ngang và lạc hậu. Vì vậy ngành giấy nước ta phải có sự điều chỉnh những dự án hiện
có cho phù hợp trong thời kỳ hội nhập hiện nay. Trong đó việc định hướng xây dựng
các vùng nguyên liệu tập trung để xây dựng các nhà máy bột giấy tẩy trắng là một điều
hết sức cần thiết [1].
Theo các chuyên gia của ngành, nhất thiết phải có sự loại bỏ dần các nhà máy
quy mô nhỏ dưới 30.000 tấn/năm, đồng thời xây dựng các nhà máy bột giấy mới phải
4


có qui mô lớn, công nghệ hiện đại để có hệ thống xử lý các tác nhân gây ô nhiễm môi
trường [1].
Theo khuyến cáo của hiệp hội bột giấy Việt Nam là nên đầu tư vào sản xuất bột
giấy không nên tiếp tục đầu tư vào sản phẩm giấy in, giấy viết trong vài năm tới vì
công suất đã bão hòa. Như thế ngành giấy mới đủ khả năng cạnh tranh trong quá trình
đầu tư phát triển ngành [1].
2.2. Tổng quan về nguyên liệu sản xuất bột giấy
Hiện nay có nhiều nguyên liệu được sử dụng để sản xuất bột cho ngành giấy,
các loại nguyên liệu sử dụng bao gồm:
+ Gỗ mềm (gỗ lá kim): Là loại gỗ từ cây thực vật hạt trần, các hạt nằm trong
quả và không được bao phủ, lá mới có thể được giữ trong nhiều năm. Xơ sợi thu được

từ gỗ lá kim thường có kích thước lớn hơn hẳn xơ sợi từ gỗ lá rộng. Giấy làm từ xơ sợi
gỗ lá kim thường có độ bền cao hơn giấy làm từ xơ sợi gỗ lá rộng. Ví dụ: Tùng, tuyết
tùng, thông, vân sam...
+ Gỗ cứng (gỗ lá rộng): Là loại gỗ từ cây thực vật hạt kín, các hạt được che
phủ bên trong quả, lá gỗ cứng thường rụng mỗi mùa thu (cuối mùa tăng trưởng).
Thông thường gỗ cứng có độ chặt cao hơn và cứng hơn gỗ mềm, xơ sợi ngắn hơn so
với gỗ mềm. Ví dụ: Cây dương, bạch đàn, keo, bubô...
+ Các nguyên liệu phi gỗ: Là các loại nguyên liệu thực vật ngắn ngày và đặc
biệt là các cây họ trúc được sử dụng ở nhiều nơi. Các loại tre, nứa, các phụ phẩm của
cây lương thực (rơm, rạ...), bã mía, các loại cỏ (lau, sậy, cỏ bàng...), các loại nguyên
liệu của ngành dệt (bông, gai, lanh...), các loại vỏ cây (dó, đay, dâu...).
Mặc dù có nhiều nguyên liệu được sử dụng để sản xuất bột giấy nhưng nước ta
chỉ có vài nhà máy giấy có thể chủ động được nguồn nguyên liệu sản xuất bột giấy và
giấy như: Bãi Bằng, Tân Mai, Công ty giấy Sài Gòn có dây chuyền sản xuất bột từ
giấy phế liệu nên có thể chủ động nguồn bột cho sản xuất giấy carton và giấy vệ
sinh… Tuy nhiên năng lực sản xuất bột giấy của các doanh nghiệp này cũng chưa đủ
để cung ứng cho sản xuất giấy và vẫn còn phải nhập khẩu thêm bột giấy. Trong khi đó,
đa phần các nhà máy giấy khác không chủ động được nguồn bột giấy rơi vào tình trạng
thiếu nguyên liệu. Do ngành giấy chưa đầu tư được một nhà máy sản xuất bột giấy lớn

5


để cung cấp cho toàn ngành. Nước ta phải nhập khẩu bình quân 130000-150000 tấn
bột mỗi năm.
Bên cạnh đó, hiện nay ngành giấy nước ta đang phải đối mặt với một nghịch lý
là trong khi ngành giấy lâm vào tình trạng thiếu hụt nguyên liệu nhưng nguyên liệu gỗ
nước ta lại xuất khẩu sang nước ngoài với số lượng hàng trăm nghìn tấn mỗi năm.
Nguyên nhân dẫn đến nghịch lý này là do gỗ xuất khẩu sẽ thu được giá cao hơn so với
bán cho ngành giấy. Đây chính là một khó khăn lớn cho ngành giấy hiện nay. Do đó,

việc nghiên cứu để tìm ra nguồn nguyên liệu mới với chu kỳ khai thác ngắn và giá
nguyên liệu thấp là điều cần thiết để có thể giải quyết phần nào những vấn đề khó khăn
mà ngành giấy đang gặp phải.
2.3. Đặc điểm đối tượng nghiên cứu
2.3.1. Giới thiệu về cây keo lá tràm

Hình 2.1: Keo lá tràm.
Tên khoa học: Acacia auriculiformis A. cunn et benth.
Thuộc họ phụ: Mimisoideae, họ Fabaceea.
Tên Việt Nam hay tên địa phương thường gọi là keo lá tràm hoặc tràm bông
vàng [2].
2.3.2. Sự phân bố
a/ Thế giới: Keo lá tràm được gây trồng như là một loài cây lai ở Châu Á, Châu Phi
và Nam Mỹ từ hơn nửa thế kỷ nay và vẫn đang gia tăng cho trồng rừng và cho những
vùng đất mới [2].
6


b/ Việt Nam: Keo lá tràm được trồng rải rác khắp nơi ở Việt Nam như: Đông Bắc,
Tây Bắc, Đồng Bằng Sông Hồng, Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông
Nam Bộ, Tây Nam Bộ. Keo lá tràm được trồng trên các loại đất bazan vàng, đỏ, nâu
đến các loại lotosol nâu đỏ… từ các vùng đồng bằng cổ đến các vùng đất mới ở nam
bộ ngay cả những vùng sau rừng sát, trên các líp xen với bạch đàn và tràm chua ở
vùng đất phèn [2].
2.3.3. Khả năng thích nghi
Keo lá tràm là loại cây có khả năng thích nghi cao, sinh trưởng nhanh và ổn
định, có khả năng cố định đạm và thích ứng rộng với các điều kiện khác nhau. Keo lá
tràm được gây trồng và đạt được kết quả ở các điều kiện môi trường khác nhau hoàn
toàn với biên độ tự nhiên của vùng nguyên sản [2].
Biên độ sinh thái của keo lá tràm rất rộng, là loại cây có khả năng thích ứng với

điều kiện tương đối khắc nghiệt là nóng và khô hạn, chịu được đất nghèo dinh dưỡng,
tầng đất mỏng. Sinh trưởng được trên nhiều loại đất khác nhau như đất sét, đất podzon,
đất feralit và ngay cả trên các vùng đất khô hay trên các đụn cát, pH từ 3 ÷ 9, với
lượng mưa từ 200 ÷ 1.700 mm [2].
2.3.4. Sinh trưởng và năng suất
a/ Sinh trưởng: Keo lá tràm là loài cây gỗ nhỏ đến trung bình. Ở điều kiện sinh
trưởng bình thường, cây đạt chiều cao trung bình từ 12 ÷ 20 m, đường kính trung bình
từ 15 ÷ 20 cm, ở các lập địa thuận lợi, cây có thể cao từ 25 ÷ 30 m và đường kính 80
cm với đoạn thân thẳng dài. Cây nhiều cành nhánh và thân thường cong. Vỏ cây màu
xám hoặc nâu, khi nhỏ tuổi có vỏ nhẵn, càng nhiều tuổi vỏ càng thô. Lá dài 10 ÷ 16
cm, rộng 1,5 ÷ 2,5 cm và có 3 gân chính. Quả khô hình xoắn, khi chín tự nứt phát tán
hạt. Hạt nhỏ, màu nâu đen [2].
b/ Năng suất: Keo lá tràm là loại cây sinh trưởng rất nhanh, mật độ trên thực tế
thường lớn hơn 2.500 cây/ha cho nên 2 ÷ 3 năm rừng bắt đầu khép tán, bên cạnh do
đặc điểm yêu cầu gỗ sử dụng cho nguyên liệu giấy thì thường sau 5 năm đã có thể khai
thác. BÙI VIỆT HẢI (1999) [16] đã phân chia rừng keo lá tràm ở giai đoạn sào và
rừng trung niên ở các cấp tuổi sau:
+ Cấp tuổi 4: bao gồm các tuổi 4 và 5, đặc trưng chính của giai đoạn này là
rừng đã bước vào giao tán, D bình quân 8,5 ÷ 9 cm, độ tàn che 0,8 ÷ 1,0.
7


+ Cấp tuổi 7: bao gồm các tuổi 6 và 7, có thể nói đây là giai đoạn sau khép
tán. D khoảng 11,1 ÷ 12,8 cm, độ tàn che 1,0.
+ Cấp tuổi 9: bao gồm tuổi từ 8 ÷ 11, có thể nói đây là giai đoạn thục công
nghệ, D bình quân khoảng 12,5 ÷ 15,5 cm.
Căn cứ vào đặc điểm sinh vật học của loài cây, căn cứ vào tuổi có thể khai thác
cho sản phẩm gỗ nguyên liệu giấy để đạt được những mục tiêu đặt ra cho đề tài, đối
tượng của khai thác rõ ràng là giai đoạn rừng sào và trung niên (4 ÷ 12) tuổi [16].
2.3.5. Một số đặc điểm chủ yếu về cấu tạo và tính chất gỗ của Keo lá tràm

2.3.5.1. Về cấu tạo
Keo là tràm là một loại cây có giác lõi phân biệt rõ ràng. Khi mới chặt hạ gỗ
giác có màu hồng nhạt, lõi có màu nâu đỏ sau chuyển sang nâu vàng. Tỷ lệ giác lõi của
keo lá tràm phụ thuộc vào tuổi cây, thường gỗ lõi chiếm 70 ÷ 80 %. Tính chất cơ lý
của hai phần khác nhau, phần gỗ lõi sẽ cứng hơn phần gỗ giác và phần gỗ giác có tính
dẻo dai hơn phần gỗ lõi. Khi gia công cơ giới thì lực cắt giữa hai phần gỗ lõi và gỗ
giác sẽ khác nhau rõ rệt. Vòng sinh trưởng rõ ràng nhưng không dứt khoát, thường
rộng 2 ÷ 3 mm. Tỷ lệ mắt gỗ trên một mét chiều dài là 6 [2].
Trên mặt cắt ngang có thể quan sát được những đặc điểm cấu tạo sau: gỗ keo lá
tràm có mạch gỗ khá lớn, đường kính trung bình theo chiều xuyên tâm 185 µm, chiều
dài mạch gỗ trung bình 1 ÷ 2 mm, phân bố theo kiểu phân tán, trên 1mm² thường gặp 4
÷ 5 lỗ mạch, mạch phân tán chiếm tỷ lệ hơn 80 % đôi khi có mạch kép xuyên tâm,
mạch nhóm xuất hiện. Tính chất vật lý tương đối đồng đều theo hướng xuyên tâm. Khi
gia công cơ giới lực cắt đi qua các phần gỗ không thay đổi nhiều.Có sự hiện diện của
chất màu nâu vàng bịt kín bên trong mạch gỗ làm vách mạch gỗ dày lên hạn chế khả
năng thoát ẩm. Tế bào mạch có tấm xuyên mạch đơn. Lỗ trên vách giữa các mạch nhỏ
5 ÷ 7 µm [2].
Cấu tạo gỗ keo lá tràm không có ống dẫn nhựa do vậy sẽ không có các thành
phần tinh dầu, nhựa nên không gây ảnh hưởng đến những mối ghép khi sử dụng hóa
chất, và không gây cản trở tới công cụ cắt gọt. Ngoài ra, sự hiện diện của chất màu nâu
vàng bịt kín bên trong mạch gỗ sẽ làm vách mạch gỗ dày lên hạn chế khả năng thấm
dịch nấu. Chiều dài sợi gỗ keo lá tràm ngắn 0,5 ÷ 0,8 mm, tuy nhiên độ mảnh (chiều

8


dài sợi/trên bề mặt sợi) gần bằng 60. Đây là đặc điểm thuận lợi trong quá trình đan dệt
sợi trong công nghiệp giấy sợi [2].
2.3.5.2. Về tính chất cơ lý gỗ
Độ co rút không đồng nhất là tính chất vốn có của gỗ, từ đó dẫn đến sự thay đổi

vật lý quan trọng khi gỗ được xử lý thủy nhiệt hoặc hong phơi trong những điều kiện
thời tiết khác nhau. Đây là những nguyên nhân gây nên biến hình cong vên nứt nẻ.
Cấu tạo của gỗ là do đại bộ phận các tế bào xếp dọc thân cây, vách tế bào được
hình thành với phần lớn các mixen xếp song song với trục dọc tế bào dẫn đến co rút
theo chiều dọc thớ kém nhất (0,67 %).
Mật độ tia gỗ trung bình, kích thước tia nhỏ nên tỷ lệ co rút T/R thấp (1,75).
Đây chính là điểm thuận lợi của gỗ keo lá tràm trong công nghệ gia công chế biến gỗ.
Keo lá tràm có lực kéo ngang thớ 22 KG/cm², nén dọc thớ 493 KG/cm², lực xoắn 1,59
KG/cm² [2].
2.3.6. Một số tính chất vật lý và thành phần hóa học của Keo lá tràm
2.3.6.1. Tính chất vật lý
a/ Khối lượng thể tích: 0,55 ÷ 0,61 g/cm3. Các yếu tố như là tuổi của cây, chiều
cao, bán kính ảnh hưởng mạnh mẽ đến khối lượng thể tích của keo lá tràm. Có sự gia
tăng khối lượng thể tích cơ bản theo tuổi của nguyên liệu (từ tuổi 7 ÷ 10 sẽ lớn hơn
tuổi 10 ÷ 12) và giảm dần từ gốc đến ngọn, từ trong ra ngoài [2].
b/ Chiều dài xơ sợi: 0,5 ÷ 0,8 mm. Hai nhân tố tuổi và chiều cao ảnh hưởng đến
chiều dài xơ sợi, chiều dài xơ sợi tăng theo độ tuổi và giảm theo chiều cao từ gốc đến
ngọn [2].
2.3.6.2 Thành phần hóa học
Thành phần hóa học gần giống một số loại cây lá rộng khác. Hàm lượng
xenlulo trung bình khoảng 45 %, lignin 24 %, pentosan 19 % với thành phần như trên
thì cho thấy rằng Keo lá Tràm rất thích hợp cho việc sản xuất bột giấy [2].
2.4 Khả năng sản xuất giấy từ keo lá tràm
2.4.1 Những nghiên cứu ở nước ngoài
Về sử dụng gỗ keo lá tràm làm bột giấy có các nghiên cứu của Logan A.F
(1981 ÷ 1986). Theo tác giả, loài cây này thích hợp làm nguyên liệu cho sản xuất bột
giấy.
9

Năm 1980 Soetrisno T, qua điều tra nghiên cứu tiềm năng của Keo lá tràm cho
sản phẩm bột giấy đã chỉ ra rằng loài cây này có thể nhóm chung các loài gỗ cứng và
sợi gỗ ngắn hơn các loài cây gỗ nhiệt đới khác. Có thể sản xuất bột giấy có đặc tính vật
lý phù hợp cho sản phẩm giấy chất lượng cao [22].
2.4.2. Những nghiên cứu trong nước
Xí nghiệp giấy Tân Mai đã sản xuất thử nghiệm bột mài cơ học từ gỗ keo lá
tràm trên máy mài kiểu túi để sản xuất giấy báo. Kết quả thí nghiệm cho thấy, bột sản
xuất ra có màu nâu (do ảnh hưởng của phần lõi), chiều dài sợi khoảng 0,5 ÷ 0,8 mm
nên độ bền cơ lý thấp và hiệu suất thu hoạch bột cũng thấp do bột lọt lưới nhiều do rửa
bột. Mức tiêu hao gỗ cho một tấn giấy lên tới 3m3 (trong khi gỗ thông 2,2 ÷ 2,4 m3).
Chất lượng giấy rất kém, lực kéo đứt rất thấp, dễ ố vàng. Do vậy nguyên liệu cho sợi
ngắn này không thích hợp để sản xuất bột mài cơ học [17]. Hiện nay nhà máy giấy Tân
mai cũng đang sử dụng gỗ keo lá tràm để sản xuất bột giấy theo phương pháp CTMP
kết quả cho thấy bột có những tính chất rất tốt cho việc sản xuất giấy.
Xí nghiệp khoa học sản xuất giấy Viễn Đông đã nghiên cứu sản xuất thí nghiệm
bột giấy từ gỗ keo lá tràm theo phương pháp xođa đã thu được một số kết quả bước
đầu với hiệu suất bột nấu tương đối cao (> 50 %), xơ sợi của bột giấy mịn có màu
hồng sáng. Xí nghiệp này đã phối chế 30 ÷ 50 % bột này với bột lồ ô để sản xuất các
loại giấy in, giấy viết kết quả giấy này có những ưu điểm là nhẵn, chặt, bắt mực in tốt
hơn [17].
2.5. Giới thiệu về phương pháp nấu bột xođa
Năm 1851, phương pháp nấu bột xođa được phát minh ra bởi Burgees và Watl.
Đây là loại bột được sản xuất bằng cách nấu một số thực vật với dung dịch kiềm, ở
nhiệt độ cao để tách loại lignin [9].
Thực vật sử dụng để nấu bột giấy có thể là loại thân gỗ (gỗ cứng, gỗ mềm) hay
loại phi gỗ (rơm rạ, bã mía, cây đay, lục bình, thân cây chuối…).
Mục đích chính của quá trình nấu bột là lấy đi một lượng đủ lớn lignin để cấu
trúc sợi có thể tách ra và tạo huyền phù bột giấy tốt trong nước. Sau quá trình nấu ta
thu được dung dịch có màu rất sẫm gọi là dịch đen.
Trong quá trình sản xuất dịch đen này có thể sử dụng lại trong quá trình nấu

nhằm mục đích tận dụng lại lượng kiềm dư và nhiệt độ có sẳn trong dịch đen [5].
10


2.5.1. Phản ứng hoá học trong nấu bột xođa
Lignin và hydratcacbon là hai cấu tử chính trong thành phần của gỗ có liên
quan trực tiếp đến quá trình sản xuất và tính năng của bột giấy, chúng được liên kết
với nhau theo cách đặc thù để tạo nên câu trúc đanh chắc cho gỗ. Chế biến bột giấy từ
gỗ là quá trính tác dụng cơ học hay hoá học lên 2 cấu tử này nhằm giải phóng các bó
xơ sợi xenlulo [11].
2.5.1.1. Phản ứng của hydratcacbon
a/ Phản ứng oxy hóa – thuỷ phân hydratcacbon
Đây là phản ứng rất quan trọng vì luôn gặp trong quá trính nấu hay tẩy trắng bột
+ Oxy hoá: Nhóm OH ở cacbon C2, C3, C6 của vòng glucozo bị oxy hoá thành
các nhóm cacbonyl, tạo nên những cấu trúc cacbonyl-β glucoxy nhạy với kiềm.
+ Thuỷ phân trong môi trường kiềm: Các cấu trúc xenlulo bị oxyhoa tại C2 hoặc
C3 khá nhạy với dung dịch kiềm. Sự phân hủy đại phân tử xenlulo được tiến hành
trước tiên qua sự hình thành một ion, rồi kế đó là sự dịch chuyển điện tử và gây ra
phản ứng cắt mạch [6].
b/ Phản ứng tách loại và chuyển vị
Trong môi trường kiềm, các cấu trúc đicacbonyl của xenlulo loại xeton hoặc
anhydrit có thể tiếp tục thay đổi bằng phản ứng chuyển vị benzylic hoặc bằng phản
ứng tách loại β [11].
c/ Phản ứng peeling
Sự phân hủy của xenlulo trong môi trường kiềm xảy ra theo cơ chế của phản
ứng này. Nó được đặc biệt quan tâm vì đặc trưng của phản ứng là sự giảm hiệu suất
trong quá trình nấu và sự giảm trọng lượng phân tử của mạch xenlulo.
Đó là một loại phản ứng rất khó tránh vì xảy ra ngay trong giai đoạn gia nhiệt
của quá trình nấu (nhiệt độ > 80 oC). Phản ứng được đặc trưng bởi sự tách dần nhóm
khử ở cuối mạch xenlulo. Những phần hydrocacbon bị tách ra thì chuyễn thành các

acid hữu cơ và như vậy sẽ làm giảm nồng độ ion OH-.
Tương tự, do nhóm C=O ở C2, hydro ở C3 sẽ bị lấy đi ở đây, ion cacbanion hình
thành có sự cộng hưởng là không bền và phản ứng peeling xảy ra. Sự dịch chuyển điện
tử làm cho liên kết ete ở C4 bị đứt và đây chính là nguyên nhân của sự giảm trọng
lượng phân tử mạch xenlulo.
11


Cấu trúc enol tạo thành dễ dàng chuyển thành dạng dixeton và kế đó với chuyển
vị benzylic phản ứng peeling được lảm lại và đây được gọi là phản ứng dừng.
OR là mạch polysaccaric có chứa một nhóm C=O khác và như vậy phản ứng
peeling lại tiếp tục. Các phân tử gluco cứ lần lượt bị tách ra hòa tan trong dịch nấu,
như vậy sẽ làm giảm hiệu suất của quá trình nấu bột, đồng thời mạch xenlulo bị cắt
ngắn dần đi [11].
2.5.1.2. Phản ứng của lignin
a/ Phản ứng thủy phân
Trong môi trường kiềm ở nhiệt độ cao (>100 oC) lignin có thể bị thủy phân,
thực chất đây là sự cắt đứt các liên kết ete. Vì lignin trong môi trường kiềm luôn có sự
hình thành cấu trúc là metylen quinon II, lúc này liên kết α-O-4 bị bẻ gãy. Tiếp theo là
phản ứng cắt mạch của β-O-4, có sự hình thành của nhóm cacbonyl ở Cβ. Các cấu trúc
cacbonyl này trong điều kiện nấu bột giấy (t0 cao, pH kiềm) có thể tham gia phản ứng
ngưng tụ [6].
b/ Phản ứng ngưng tụ của lignin
Khi nấu xenlulo trong môi trường kiềm còn xảy ra phản ứng ngược với phản
ứng phân hủy đó là phản ứng ngưng tụ làm tăng khối lượng lignin. Hiện tượng này
làm cản trở quá trình hòa tan lignin, đặc biệt là giai đoạn cuối quá trình nấu.
Quá trình ngưng tụ trong môi trường kiềm xảy ra theo 3 hướng chính:
+ Ngưng tụ tạo liên kết C-C ở Cα và C5 (với sự có mặt của quinon metit).
+ Ngưng tụ tạo liên kết C-C ở Cα và C1 (với sự có mặt của quinon metit).
+ Ngưng tụ với sự tham gia của formandehyt (sản phẩm tạo ra trong quá trình

tách loại metylol). Phản ứng ngưng tụ này tạo ra sản phẩm diacrylmetan với nhóm
CH2 làm cầu nối giữa đơn vị phenylpropan qua C5 (C5-CH2-C5) [1].
2.5.2. Các thông số ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng bột trong quá trình
nấu bột
2.5.2.1. Tỷ trọng của nguyên liệu
Nguyên liệu có tỷ trọng càng cao thì năng suất sản xuất bột càng cao vì lượng
nguyên liệu khô tuyệt đối cho một thể tích nồi nấu càng nhiều.
Khi tỷ trọng gỗ càng cao thì tỉ lệ dịch cần áp dụng càng thấp, khi đó nồng độ
kiềm của dịch nấu trong nồi càng cao và có thể cho phép giảm tổng lượng kiềm cần
12


dùng đối với những loại nguyên liệu không phải là gỗ quá già. Như vậy, đối với những
cây vừa độ tuổi trưởng thành, loại gỗ có tỷ trọng càng cao thì càng có lợi cho sản xuất
bột.
Tuy nhiên có khi tỷ trọng gỗ càng cao có thể do cây càng già, khi đó thì đòi hỏi
lượng kiềm dùng còn cao hơn, kéo theo hiệu suất bột và độ bền nhiều khi bị giảm. Do
vậy loại nguyên liệu gỗ quá già là không có lợi cho hiệu suất và chất lượng bột [1].
2.5.2.2. Chiều dày của dăm mảnh
Khi nấu một loại bột với cùng một trị số kappa cho trước, với dăm mảnh cắt
càng mỏng thì lượng bột sống càng ít, điều này càng rõ ràng vì hóa chất dễ thẩm thấu
hơn vào dăm mảnh, từ đó có thể cho phép giảm một chút lượng kiềm cần dùng. Tuy
nhiên, điều phải trả giá khi dăm mảnh cắt với kích thước nhỏ là xơ sợi bị cắt ngắn
nhiều hơn hậu quả làm giảm độ bền và hiệu suất của bột. Để hạn chế tác hại này người
ta khuyến khích nên cắt dăm mảnh mỏng nhưng dài. Chiều dày dăm mảnh hợp cách là
2 ÷ 8 mm [1].
2.5.2.3. Tỷ lệ dùng kiềm
Đây là tỉ số tính bằng phần trăm giữa khối lượng kiềm dùng để nấu bột với khối
lượng nguyên liệu dăm mảnh khô tuyệt đối trong nồi nấu.
Qua nghiên cứu thực nghiệm và sản xuất người ta xác định rằng nồng độ kiềm

thường dùng trong khoãng 15 % ÷ 40 % tùy theo loại nguyên liệu độ tuổi và phương
pháp nấu vì vậy có thể lên xuống một chút cho phù hợp với từng trường hợp để đạt
được kết quả tốt nhất theo yêu cầu về hiệu suất và chất lượng bột [9].
Tỷ lệ dùng kiềm ảnh hưởng rất lớn đến trị số kappa, khi tỉ lệ dùng kiềm tăng thì
trị số kappa giảm vì sự tách loại lignin càng nhiều nhưng sự giảm này không phải là
một đường thẳng: lúc đầu sự giảm này diễn ra rất nhanh sau đó giảm chậm. Nếu ngay
từ giai đoạn đầu của quá trình nấu mà không có đủ lượng kiềm cần thiết trong dịch nấu
thì sẽ xảy ra sự trùng ngưng của lignin làm cho bột bị đen [9].
2.5.2.4. Tỷ lệ dịch (L/W)
Là tỷ số của khối lượng nước ban đầu có trong nồi nấu với khối lượng dăm
mảnh khô tuyệt đối. Lượng nước trong nồi nấu bao gồm lượng nước có trong dịch nấu,
lượng nước có sẵn trong nguyên liệu dăm mảnh dưới dạng độ ẩm của nguyên liệu và
lượng nước bổ sung. Khi biết được hàm lượng ẩm trong dăm mảnh, khối lượng nước
13


có trong dịch trắng và dịch đen cho vào nồi nấu, thì ta xác định được lượng nước sạch
cần bổ sung vào nồi trước khi nấu [9].
Để đảm bảo bột chín đều thì phải áp dụng tỉ lệ dịch sao cho tấc cả dăm mảnh
phải ngập hết trong dịch nấu. Nhưng nếu áp dụng tỷ lệ dịch quá cao sẽ làm loãng nồng
độ dịch trong nồi nấu làm giảm tốc độ phản ứng tách loại lignin nên phải kéo dài thời
gian nấu nếu không bột không đạt trị số kappa. Nên chọn tỷ lệ dịch thấp nhất có thể vì
như vậy sẽ duy trì được nồng độ kiềm trong dịch nấu là cao nhất, thúc đẩy phản ứng
tách loại lignin điều này cho phép làm giảm thời gian nấu hoặc tiết kiệm kiềm. Thông
thường tỷ lệ dịch nằm trong khoảng 3 ÷ 5 [1].
2.5.2.5. Thông số H
Các loại nguyên liệu nói chung thường được nấu với khúc tuyến như sau:
Từ nhiệt độ đầu đến 120 0C: Là giai đoạn bắt đầu sự thẩm thấu dịch nấu của nguyên
liệu. Thời điểm này phản ứng của quá trình nấu diễn ra còn rất chậm.
Giai đoạn nhiệt độ 120 ÷ 130 0C: Đây cũng là giai đoạn thẩm thấu dịch nấu của

nguyên liệu nhưng với tốc độ mạnh hơn. Phản ứng khử lignin cũng bắt đầu xảy ra ở
giai đoạn này.
Từ nhiệt độ 130 0C tăng đến nhiệt độ nấu cao nhất và giữ ở nhiệt độ đó một
khoảng thời gian (gọi là bảo ôn). Giai đoạn bảo ôn phản ứng khử lignin xảy ra mãnh
liệt nhất.
Nhiệt độ nấu được tiến hành tùy từng loại nguyên liệu, nguyên liệu gỗ thường
được nấu ở nhiệt độ 155 ÷ 180 0C; nấu tre, nứa ở nhiệt độ 160 ÷ 165 0C, các loại thảo
mộc, bã mía, rơm rạ, các loại nguyên liệu thân thảo thì thường được nấu ở nhiệt độ
thấp hơn khoảng 135 ÷ 165 0C [9].
Quá trình nấu bột sẽ có hai mốc thời gian nấu: thời gian tăng ôn nghĩa là thời
gian để tăng nhiệt độ lên nhiệt độ nấu, thời gian bảo ôn là thời gian giữ nhiệt độ nấu tại
đây một thời gian. Thông thường trong quá trình nấu bột, thời gian tăng ôn đối với
thân thảo là từ 60 ÷ 90 phút còn thời gian bảo ôn là 30 ÷ 90 phút, đối với nguyên liệu
thân gỗ hay thân trúc thì thời gian tăng ôn là 90 ÷ 180 phút và thời gian bảo ôn là 60 ÷
120 phút [9].
Để đạt được một phản ứng tách loại lignin với tốc độ mong muốn người ta phải
kết hợp hài hoà giữa thời gian gia nhiệt, nhiệt độ tối đa và thời gian duy trì phản ứng ở
14


nhiệt độ này. Sự kết hợp giữa yếu tố thời gian – nhiệt độ sẽ được đơn giản hoá bằng
việc sử dụng khái niệm thông số H hay khái niệm Khúc tuyến nấu.
Sử dụng thông số H cho phép ta xem thời gian và nhiệt độ nấu như một biến số
đơn. Điều này có một ý nghĩa thực tế rất quan trọng, cho phép hiệu chỉnh qua trình nấu
trong một số điều kiện cụ thể mà vẩn ổn định được trị số kappa của bột.
Với cùng một giá trị H sẽ có cùng một lượng lignin hoà tan, hay nếu nấu ở nhiệt
độ cao hơn thì thời gian nấu sẽ ngắn hơn. Trong quá trình nấu, nếu tăng H factor thì
lượng lignin trong bột giảm. Với cùng một trị số kappa , nếu nấu bột trong môi trường
kiềm cao thì thông số H phải thấp [1].
2.6. Giới thiệu về phương pháp tẩy trắng

Bột giấy sau khi được sản xuất bằng phương pháp hóa học, bán hóa, cơ học
thường có màu vàng xám. Bột giấy này có thể dùng được ngay để sản xuất các loại
giấy không cần độ trắng cao như giấy bao bì, giấy in báo,… Nhưng nếu cần bột để sản
xuất những loại giấy có độ trắng cao như giấy in, giấy viết, giấy vệ sinh…thì bột giấy
cần phải qua công đoạn tẩy trắng [5].
Tẩy trắng là quá trình xử lý bột với những chất có tính oxy hóa mạnh nhằm làm
tăng độ trắng cho bột giấy. Các phương pháp tẩy trắng được chọn sao cho phù hợp với
từng loại bột giấy vì các loại bột khác nhau thì có hàm lượng cấu trúc lignin khác nhau
nên sẽ tẩy trắng bằng các phương pháp khác nhau [5].
Có 2 phương pháp đước áp dụng để tẩy trắng bột giấy là giữ lại lignin và tách bỏ
lignin.
Tẩy trắng bằng cách giữ lại lignin là sử dụng các chất hóa học thích hợp để làm
biến đổi các nhóm mang màu của lignin thành các nhóm không mang màu mà không
loại bỏ lignin, cách này áp dụng cho các loại bột cơ và bột bán hóa.
Tẩy trắng bằng cách loại bỏ lignin, có thể nói đây là sự nối tiếp của quá trình
nấu bằng cách sử dụng các tác chất hóa học có tính oxy hóa mạnh nhằm hòa tan phần
lignin còn xót lại trong bột, cách này áp dụng cho các loại bột hóa.
Thực tế sản xuất thì có rất nhiều hóa chất sử dụng trong quá trình tẩy như Cl2,
ClO2, 02, O3, Ca(OCl)2… có thể áp dụng quy trình tẩy ECF, TCF.
Vì thời gian có hạn nên đề tài chỉ sử dụng 2 loại tác nhân tẩy trắng đó lá H2O2
và NaOCl.
15