ĐẶT VẤN ĐỀ Trái đất được bao phủ bởi một thảm thực vật vô cùng phong phú và đa dạng. Sự tồn tại của thảm thực vật quyết định đến sự sống còn của các loài động vật nói chung và của con người nói riêng. Ngoài ra nó còn là nguồn cung cấp nguyên vật liệu quan trọng cho nhiều ngành kinh tế khác nhau. Trong đó, ngành công nghiệp sản xuất giấy - bột giấy là ngành kinh tế cực kỳ quan trọng quyết định đến sự phát triển và phồn vinh của nhân loại.
Cùng với sự phát triển của nền kinh tế, khoa học kỹ thuật và công nghệ, đời sống vật chất của nhân dân không ngừng được nâng cao, dân số tăng lên kéo theo nhu cầu sử dụng giấy cũng tăng lên. Chính vì vậy, kế hoạch đặt ra cho ngành công nghiệp sản xuất giấy - bột giấy là phải phấn đấu đáp ứng đủ nhu cầu cho xã hội. Theo chiến lược phát triển thì nhu cầu về giấy các loại sẽ tăng từ 500. Để đáp ứng được kế hoạch đó, ngành giấy Việt Nam sẽ cần một lượng nguyên liệu khá lớn.
Nguồn nguyên liệu gỗ ngày càng cạn kiệt do sự khai thác và sử dụng không hợp lý của con người. Vấn đề đặt ra trước mắt cho ngành công nghiệp sản xuất giấy - bột giấy là phải cung cấp đầy đủ cho cuộc sống con người. Việc nghiên cứu tận dụng các loại nguyên liệu là phế thải của ngành nông nghiệp đang là một hướng nghiên cứu mới được các nhà khoa học quan tâm. Việc tìm được loại hình công nghệ và sản phẩm sử dụng hiệu quả loài cỏ này để nâng cao giá trị của cỏ Voi lai, làm phong phú thêm nguyên liệu cho ngành sản xuất giấy - bột giấy, góp phần chuyển đổi cơ cấu kinh tế, nâng cao đời sống của xã hội.
Song, một vấn đề đặt ra là cần phải xây dựng các thông số nấu hợp lý cho loại nguyên liệu này nhằm đảm bảo hiệu quả tối đa về các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật. Xuất phát từ yêu cầu đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến hiệu suất bột giấy chế biến từ thân cỏ Voi lai bằng phương pháp xút ”. 3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1. Tổng quan về ngành giấy 1.
Lịch sử phát triển ngành giấy Thời cổ đại trước khi phát minh ra giấy, người Trung Quốc đã biết dùng dây tết lại để ghi nhớ những sự việc, sau đó là viết hoặc khắc lên các vật liệu như gỗ, tre trúc, đá hoặc xương động vật, đến những năm cuối của thời Xuân Thu lại dùng những tấm lụa mỏng để viết chữ, người Ai Cập biết dùng loài cỏ bên bờ sông Nile, người Ấn Độ thì sử dụng lá cây, người Hy Lạp dùng đồ gốm sứ, …làm vật liệu để viết. Đến thời Đông Hán của Trung Quốc, Thái Luân đã tổng kết lại những kinh nghiệm của người đi trước và đến năm 105 sau công nguyên, ông đã đề xuất ra việc sử dụng vỏ cây đay gai, rẻ rách, lưới đánh cá dùng làm nguyên liệu để sản xuất ra bột giấy và giấy, được thế giới công nhận là người đầu tiên phát minh ra kỹ thuật sản xuất giấy [1]. Về phương pháp sản xuất bột giấy, năm 1765 phát minh ra phương pháp cơ học, năm 1854 đưa vào sản xuất công nghiệp. Năm 1879 phát minh phương pháp nấu sunfat, năm 1878 mới đưa vào sản xuất thực thụ, còn nhiều phương pháp sử dụng nhiều loại hoá chất khác nhau như cơ học, nhiệt học, …hiện đại khác, trong thời gian gần đây mới lần lượt áp dụng các phương pháp rộng rãi trong sản xuất [10].
Trước khi Nicholas Louis (người Pháp) phát minh ra máy xeo đầu tiên (1798), giấy ở dạng tờ được sản xuất từ giẻ rách theo lối thủ công. Vào năm 1810, hai anh em người Anh là Henry và Sealy Fordriner đã hoàn thiện một chiếc máy xeo thực thụ, có tên FOURDRINER, trở thành một trong những máy đơn chiếc có ý nghĩa nhất trong lịch sử ngành giấy. Gần như cùng một lúc, loại máy xeo tròn có bộ phận là một cái lô được bọc lưới nhúng một phần vào bể bột cũng được sang chế tại Anh, rồi ở Mỹ, chúng là những phương tiện không thể thiếu đồng hành cùng ngành giấy [2]. 4 Vào năm 1840, hai người Đức tên là Keller và Volter phát minh ra chiếc máy mài gỗ để thu được xơ sợi có thể dùng để sản xuất giấy đã mở ra hướng sử dụng các loại gỗ mới.
Giấy sản xuất từ bột gỗ mài không thể đạt được độ bền cao, nhanh ố vàng. Do đó, người ta bắt đầu nghiên cứu các phương pháp hoá học để thu được xơ sợi tự do [10]. Cuối thế kỷ XX, trên thế giới có khoảng gần 5900 nhà máy, xí nghiệp sản xuất các bán thành phẩm xơ sợi với tổng công suất gần 220 triệu tấn/năm, 8830 nhà máy sản xuất giấy và các tông các loại, tổng công suất 350 triệu tấn/năm, hàng ngàn doanh nghiệp, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của nhân loại về giấy và các sản phẩm giấy [2]. Quy mô trung bình các doanh nghiệp sản xuất bột giấy và giấy Quy mô công suất, tấn/nhà máy/năm NƢỚC, KHU VỰC Nhà máy bột giấy Nhà máy giấy Bắc Mỹ (Mỹ, Canada) 320.880 (Nguồn: Công nghệ sản xuất bột giấy - Lê Quang Diễn) Sự lên xuống thất thường của giá bột sẽ tiếp tục gây khó dễ cho ngành công nghiệp giấy.
Cơ chế cung cấp bột giấy theo hợp đồng dài hạn và giá cố định có lợi cho người sản xuất giấy cũng như người sản xuất bột giấy, vì nó làm giảm các rủi ro trong kinh doanh. Sản xuất bột giấy toàn cầu khoảng 200 5 triệu tấn sẽ tăng trưởng khoảng 3,6% năm; trong đó bột tái sinh chiếm khoảng trên 50%, bột hóa và bột cơ cũng đều tiếp tục tăng [13]. Đáp ứng nhu cầu đang tăng lên của thị trường, tính từ năm 2001 - 2005 đã có khoảng 24 triệu tấn công suất sản xuất giấy mới được lắp đặt trên toàn thế giới, trong đó khoảng 51% lắp đặt tại Trung Quốc. Điều này chứng tỏ tính sát thực của dự báo và tiềm năng to lớn của ngành sản xuất bột giấy và giấy trên thế giới nói chung và khu vực cũng như Việt Nam nói riêng trong tương lai.
Sản xuất bột hóa học, bột cơ tăng trưởng 2,05 - 2,84% hàng năm (bột kraft tẩy trắng sản xuất từ gỗ cứng - BHKP). Sản xuất bột tái sinh sẽ tăng trưởng cao vào khoảng 2,9%/năm [13]. Công suất giấy tăng trưởng liên tục ở Châu Á làm nhu cầu bột bùng phát. Sản xuất bột có chi phí cao sẽ chuyển dịch xuống các Quốc gia phương Nam Á và Đông Nam Á để giảm chi phí.
Sự bành trướng năng lực sản xuất bột sẽ diễn ra ở Châu Mỹ La Tinh, Nga và Đông Nam Á [13]. Sự tăng quỹ đất cho trồng rừng công nghiệp ở các nước Phương Nam. Hiện nay, các Tập đoàn sản xuất giấy và bột giấy đã tự quy hoạch (theo quốc gia) nguồn rừng nguyên liệu chiến lược và Việt Nam cũng là điểm đến của các Tập đoàn này. Thực trạng ngành giấy Việt Nam Ngành kinh tế nước ta đang trên đà phát triển, các ngành công nghiệp sản xuất trong cả nước đang hướng tới hội nhập kinh tế quốc tế và khu vực.
Phải nói rằng, đây là một cơ hội và thách thức rất lớn đối với các ngành công nghiệp sản xuất nói chung và ngành công nghiệp sản xuất bột giấy - giấy nói riêng. Bởi ngành giấy được phát triển dựa trên quy mô nhỏ, tản mạn, công nghệ lạc hậu, gây ô nhiễm môi trường, trên 60% của thập niên 1950 - 1960, còn lại của thập niên 1970 - 1980. Cả nước hiện chưa có nhà máy chuyên sản xuất bột giấy, dẫn đến sự mất cân đối giữa sản xuất bột và giấy. Lượng bột giấy thiếu hụt phải nhập khẩu từ nước ngoài làm giấy phải chịu nhiều tác động không nhỏ khi giá bột thế giới tăng nhanh [8].
6 Tuy nhiên trong mấy năm gần đây ngành giấy không ngừng phát triển, cải tiến kỹ thuật công nghệ sản xuất, nâng cao cả chất và lượng, đáp ứng phần nào nhu cầu cho cả nước. Theo Hiệp hội Giấy Việt Nam, hiện nay, cả nước có hơn 300 doanh nghiệp sản xuất giấy các loại với quy mô khác nhau, gồm: 7 doanh nghiệp thuộc Tổng công ty giấy Việt Nam, 6 doanh nghiệp nhà nước thuộc Hà Nội, Thanh Hóa, Nghệ An, Huế, Bình Dương, Long An, còn lại là các công ty cổ phần, công ty trách nhiệm hữu hạn, các hợp tác xã và doanh nghiệp tư nhân. Các đơn vị sản xuất giấy trải ra khắp miền đất nước, nhưng tập trung đông nhất vẫn là khu vực tỉnh Bắc Ninh (khoảng 100 doanh nghiệp) Tp HCM với 60 doanh nghiệp [14]. Do ảnh hưởng của việc Việt Nam gia nhập WTO - đồng nghĩa với gỡ bỏ các rào cản về đầu tư, nên trong năm 2007 Ngành giấy Việt Nam luôn đón nhận những thông tin đầu tư hết sức hấp dẫn.
Quy hoạch điều chỉnh phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam đến năm 2010 tầm nhìn 2020 được Bộ Công Nghiệp ra quyết định (số 07/2007/QĐ - BCN) tiếp theo là quy hoạch phát triển công nghiệp vùng kinh tế trọng điểm phía Nam đến năm 2015. Tổng mức vốn đầu tư FDI đã được cấp phép vào khoảng 1,45 tỷ đôla chiếm 7,14% tổng vốn đầu tư nước ngoài vào Việt Nam. Bên cạnh đó, các doanh nghiệp trong nước cũng tăng cường đẩy mạnh đầu tư nhằm tăng sức cạnh tranh như: Tổng công ty giấy Việt Nam nâng cấp giai đoạn II lên 250 ngàn tấn và các công ty khác như Lee & Man, Vina Kraft, An Hòa, An Bình, Phương Nam, Giấy Sài Gòn (phụ lục các dự án đầu tư năm 2007), …Bên cạnh đó, còn có nhiều dự án đang trong giai đoạn thai ngén như: Dự án của Tập Đoàn Sojzit Oji Nhật Bản, dự án của công ty Tân Mai, …Có thể nhận định rằng giai đoạn 2008 - 2010 là giai đoạn: cơ hội đầu tư vàng của ngành giấy Việt Nam [13]. Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu 1.
Mục tiêu Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian nấu đến hiệu suất bột giấy chế biến từ thân cỏ voi lai bằng phương pháp xút. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu - Cỏ Voi lai được trồng tại huyện Ba Vì - Hà Tây. - Nghiên cứu quá trình nấu Bột giấy từ nguyên liệu cỏ Voi lai bằng phương pháp xút. Nội dung nghiên cứu - Thu thập nguyên liệu và tạo mẫu nghiên cứu.
- Pha chế dịch nấu xút.