Nghiên Cứu Sản Xuất Bột Giấy Từ Bã Mía Tại Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh

Khóa luận tốt nghiệp nghiên cứu sản xuất bột giấy từ bã mía, khám phá quy trình chế biến lâm sản và ứng dụng trong ngành công nghiệp.

• Tác giả: Lê Khánh Tâm
• Người hướng dẫn: ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn
• Trường học: Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Chế biến lâm sản
• Đề tài: Nghiên Cứu Sản Xuất Bột Giấy Từ Bã Mía
• Loại tài liệu: luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Thành phố Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.2. Mục tiêu của đề tài
• 1.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
• 1.3.1. Ý nghĩa khoa học
• 1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
• 1.4. Giới hạn phạm vi của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN
• 2.1. Khảo sát nguyên liệu dùng cho ngành công nghệ sản xuất giấy
• 2.1.1. Gỗ lá kim
• 2.1.2. Gỗ lá rộng
• 2.1.3. Tre nứa
• 2.1.4. Bã mía
• 2.1.5. Rơm rạ
• 2.1.6. Nguyên liệu khác
• 2.2. Tiêu chuẩn yêu cầu đối với nguyên liệu sản xuất bột giấy
• 2.2.1. Tiêu chuẩn về thành phần cấu tạo hóa học của nguyên liệu
• 2.2.2. Tiêu chuẩn về kích thước xơ sợi
• 2.2.3. Tiêu chuẩn về tốc độ tăng trưởng và trữ lượng
• 2.3. Tổng quan về nguyên liệu bã mía
• 2.3.1. Nguồn gốc và lịch sử hình thành phát triển của cây mía

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Nghiên Cứu Sản Xuất Bột Giấy Từ Bã Mía

Nghiên cứu sản xuất bột giấy từ bã mía tại Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh là một bước tiến quan trọng trong việc tận dụng nguồn nguyên liệu phế phẩm nông nghiệp. Bã mía, một sản phẩm phụ từ ngành chế biến đường, thường bị bỏ đi hoặc xử lý không hiệu quả. Việc nghiên cứu này không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn tạo ra một nguồn nguyên liệu bền vững cho ngành công nghiệp giấy. Theo thống kê, bã mía chiếm khoảng 25-30% trọng lượng mía, cho thấy tiềm năng lớn trong việc tái chế và sử dụng hiệu quả.

1.1. Ý Nghĩa Khoa Học Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu này sẽ cung cấp tài liệu tham khảo về các chỉ tiêu kỹ thuật và hiệu suất trong quá trình sản xuất bột giấy từ bã mía. Điều này không chỉ giúp nâng cao hiểu biết về công nghệ sản xuất mà còn mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng bã mía trong ngành công nghiệp giấy.

1.2. Tình Hình Ngành Giấy Tại Việt Nam

Ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam đang phát triển mạnh mẽ với hơn 500 doanh nghiệp. Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu chủ yếu vẫn là gỗ rừng trồng và giấy thu hồi. Việc sử dụng bã mía sẽ giúp đa dạng hóa nguồn nguyên liệu, giảm áp lực lên rừng và bảo vệ môi trường.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Sản Xuất Bột Giấy Từ Bã Mía

Mặc dù bã mía có tiềm năng lớn, nhưng việc sản xuất bột giấy từ nguồn nguyên liệu này cũng gặp nhiều thách thức. Một trong những vấn đề chính là việc xử lý bã mía để loại bỏ tủy và các tạp chất khác. Ngoài ra, quy trình sản xuất cần phải được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất cao và chất lượng bột giấy đạt yêu cầu.

2.1. Thách Thức Trong Việc Xử Lý Bã Mía

Bã mía chứa nhiều tạp chất và tủy, việc loại bỏ chúng là cần thiết để thu được bột giấy chất lượng. Quy trình xử lý cần phải được nghiên cứu kỹ lưỡng để đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

2.2. Cần Thiết Phải Tối Ưu Hóa Quy Trình Sản Xuất

Để sản xuất bột giấy từ bã mía hiệu quả, cần phải tối ưu hóa các thông số trong quy trình như nhiệt độ, thời gian nấu và tỷ lệ hóa chất. Việc này sẽ giúp nâng cao hiệu suất và giảm thiểu lãng phí nguyên liệu.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Sản Xuất Bột Giấy Từ Bã Mía

Nghiên cứu này áp dụng nhiều phương pháp khác nhau để sản xuất bột giấy từ bã mía, bao gồm phương pháp hóa học và phương pháp ngâm kiềm lạnh. Mỗi phương pháp có những ưu điểm và nhược điểm riêng, và việc lựa chọn phương pháp phù hợp sẽ ảnh hưởng lớn đến chất lượng bột giấy cuối cùng.

3.1. Phương Pháp Hóa Học Trong Sản Xuất Bột Giấy

Phương pháp hóa học sử dụng các hóa chất để phân hủy lignin và hemicellulose trong bã mía, giúp thu được cellulose chất lượng cao. Tuy nhiên, việc sử dụng hóa chất cần phải được kiểm soát để tránh ô nhiễm môi trường.

3.2. Phương Pháp Ngâm Kiềm Lạnh

Phương pháp ngâm kiềm lạnh là một kỹ thuật mới, giúp giảm thiểu tiêu hao hóa chất và năng lượng. Phương pháp này cho phép thu hồi cellulose một cách hiệu quả hơn, đồng thời bảo vệ môi trường.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy bã mía có thể được sử dụng hiệu quả để sản xuất bột giấy với chất lượng tương đương các nguồn nguyên liệu truyền thống. Việc ứng dụng bã mía trong sản xuất giấy không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn tạo ra giá trị kinh tế cao cho ngành nông nghiệp.

4.1. Kết Quả Thí Nghiệm Sản Xuất Bột Giấy

Các thí nghiệm cho thấy hiệu suất thu hồi cellulose từ bã mía đạt khoảng 80%, cho thấy tiềm năng lớn trong việc sử dụng nguồn nguyên liệu này. Chất lượng bột giấy thu được cũng đạt tiêu chuẩn cao.

4.2. Ứng Dụng Bã Mía Trong Ngành Giấy

Việc ứng dụng bã mía trong sản xuất giấy sẽ giúp giảm áp lực lên nguồn nguyên liệu gỗ, đồng thời tạo ra sản phẩm thân thiện với môi trường. Điều này cũng góp phần vào việc phát triển bền vững cho ngành công nghiệp giấy tại Việt Nam.

V. Kết Luận Và Tương Lai Của Nghiên Cứu

Nghiên cứu sản xuất bột giấy từ bã mía tại Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp giấy. Việc tận dụng bã mía không chỉ giúp giảm thiểu lãng phí mà còn tạo ra nguồn nguyên liệu bền vững. Tương lai của nghiên cứu này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều giá trị cho cả ngành nông nghiệp và công nghiệp giấy.

5.1. Tương Lai Của Ngành Công Nghiệp Giấy

Ngành công nghiệp giấy có thể phát triển mạnh mẽ hơn nếu biết tận dụng các nguồn nguyên liệu phế phẩm như bã mía. Điều này không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra giá trị kinh tế cao.

5.2. Khuyến Nghị Cho Các Nghiên Cứu Tiếp Theo

Cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các phương pháp sản xuất bột giấy từ bã mía, đồng thời mở rộng ứng dụng của bã mía trong các lĩnh vực khác. Việc này sẽ góp phần nâng cao giá trị của bã mía và giảm thiểu lãng phí trong ngành nông nghiệp.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HÒ CHÍ MINH 3k 3k 3k 3k 3k 3k 3k 3k 3š 3 2K 3 3É 2k 3 3< 3 < LÊ KHÁNH TÂM NGHIÊN CỨU SAN XUẤT BỘT GIẦY TỪ BÃ MÍA LUẬN VĂN TÓT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGANH CHE BIEN LAM SAN Thanh phố Hồ Chí Minh Tháng 4/2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NONG LAM TP. HO CHÍ MINH 3k 3k 3k 2s 3k 3k 3k 3k 3š 3 2K 3 3É sắc 2 3< 2 < LÊ KHÁNH TÂM NGHIÊN CỨU SAN XUẤT BỘT GIẦY TỪ BÃ MÍA Ngành: Chế biến lâm sản LUẬN VĂN TOT NGHIỆP ĐẠI HOC Người hướng dẫn: ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn Thành phố Hồ Chí Minh Tháng 4/2023 LỜI CẢM ƠN Theo kế hoạch đào tạo của nhà trường cũng như của Khoa Lâm Nghiệp, em đã có thời gian thực tập tại trung tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm sản Giấy và Bột Giấy Trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh với đề tài “Nghiên cứu chế xuất bột giấy từ bã mía”. Trong thời gian đó, em đã được tạo điều kiện từ phía nhà trường và sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô ở trung tâm. Trong quá trình tìm hiểu, thực tập thực tẾ tại trung tâm, em đã hoàn thành bai báo cáo này, cùng với đó là sự biết ơn sâu sắc của em đối với Ban lãnh đạo Khoa Lâm Nghiệp. Đặc biệt, em xin gởi lời cam ơn chân thành đến cô Đặng Thị Thanh Nhàn đã tận tình hướng dẫn em làm bài báo cáo này. Tuy nhiên, với thời gian thực hiện và vốn kiến thức còn hạn chế, em viết bài báo cáo vẫn còn nhiều thiếu sót, em rất mong nhận được sự góp ý từ các thầy cô dé có thể bé sung và hoàn thiện những thiếu sót đó. Em xin chân thành cảm ơn. MỤC LỤC LOT CAM 090 . II MỤC LUC .ueeeecesesssesssessesseeseessesseessesscsvessessucsusssucsucsssssecsesssucsevssessusssessuesssssesseseseeseeees II DANH SÁCH CHU VIET TẮTT.----2-2+222++2E+22EEE2EE+22EE+2EEE2EEEzErxrsrrrcrt VI eR esa1 ||, |, aEg210-.28E2ee VI DANH SÁCH CÁC BẢNG.2-222222 2222222 2CEECEEEEEEEErErErrrrrrrrrrrrrrree VIII CHƯƠNG Í sen 516500263660148636846346X88019958808030184ES039S33ES33g1S81ESS9015%0308090S8835243555S108055808/EE 1 90670000 . | 11 thar os thí tin TẾ basseseandaubedintsdoouhuraoiddcdiglidro0ggii000480038g00000100300 | 1.2 Muc tidu 06 NT.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.1 Y nghia khoa nh . 5 Eger Traeeaerneaeeaaortgtotnistigc6t0A000SS006000880/n458800g8nnagssstl 2 1.4 Giới hạn phạm vi của 6 tài.-2- 2-52 SS2SS92E£2E22E22E221212121212121 2122 ze 2 CHƯUH 2 bsypeestoeEIEEDIEHEEEDHDISIESHLNHGEEHUEEEESHHINESRESUSGISSHGSBEII.1 Khảo sát nguyên liệu dùng cho ngành công nghệ sản xuất giấy. 3 E1, Ec en 3 D4,5: WRC AUWAi icceristcwnnsissvinwiaiinlnoavnbesunnnndivvditanaricanici cininencneniresndiwesttndnnnvisnln Cmvnicsinddinwet sinks 4 S124 Baa ers ee ee eee ee eee ea na eee eee ee ee 4 si; vÐ ROIH ecco sseneerenssesueanesvornesnenenva 4001920009 40-9S0.6 Nguyên liệu hac. eee eee eeeeeneeeeeeeeeeeeseceseeesneceneceseeessecsseeeseesseseseeesneeees 5 2.2 Tiêu chuẩn yêu cầu đối với nguyên liệu sản xuất bột giấy.1 Tiêu chuẩn về thành phan cấu tạo hóa học của nguyên liệu.2 Tiêu chuẩn về kích thước XO Sợi.3 Tiêu chuẩn về tốc độ tăng trưởng và trữ lượng.3 Tổng quan về nguyên liệu bã mía. 2-2 2 2+SE+EE+EE+EE+EE+ZE2EEZEZEzEzzee.1 Nguồn gốc và lich sử hình thành phát triển của cây mía.2 Thanh phan hóa học và hình thái xơ sợi của bã mía.3 Ngành mía đường hiện nay ở nước ta và thé giới.--------------- 10 CHÍ )lš6in s¿6s x agsis6. ae eee uae Gea SE 16 NOI DUNG VA PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.1 Nguyên vật liệu va thiết bi (ht NENT CMe re 16 lalui ND DW OTIA IT CU cree sctscisanice tec scrnminti eine itncicesern nail le anu lsesoiesnuinalnSte 16 3.2 Di Cir THÍ HP WC ss se ssscs.cu css 10816 S0 Di 3363863048 cn doa semana raameuesma nessa nua peaeesn 3ã 17 3.3 Thiết bị thí nghiệm .2 Phuong phap nghién 00) 15 .1) Phiromg i hap höaTQioeeeesseessasieersoatdienrsiosbstlstiosgtdobddogi0i80n00g5s0g.2 Phirone phap Na CO soái gang H14 01400138836138104556013591148843885386-G1S84SE48/ 2384 24 3.3 Phương pháp ngâm kiềm lạnh.--- 2-2 2522 2+£E+2Ez£E£E2EzEzxzzez 26 Churong 1 . 28 KET QUA VÀ THẢO LUẬN .------2-52SS22E22E22EE2E223212212121212121 212 xe 2ã 4.1 Kết quả nghiên cứu quá trình nấu bột giấy bằng phương pháp hóa học.2 Kết quả quá trình nghiên cứu nấu bột giấy bằng phương pháp hóa co.3 Kết quả nghiên cứu của phương pháp ngâm kiềm lạnh .4 Kết quả làm trắng bột từ bã mia theo quy trình P0PI. 40 KET LUẬN VÀ KIEN NGHỊ.ˆ anda eon 40 Se ee 40 5. 41 TÀI LIEU THAM KHẢO. 2-52 5s S<2ES£EE£EE£EEEEEEEEE2171712171111111 2121 re.43 DANH SÁCH CHU VIET TAT Ky hiéu Y nghia TP. HCM Thành phô Hồ Chi Minh Liquor/Wood (Tỉ lệ dich nấu trên khối L/W lượng nguyên liệu khô tuyệt đối). KTĐ Khô tuyệt đối KLKTĐ Khối lượng khô tuyệt đôi Th.S: Thạc sĩ QC Quản lý chất lượng VỊ DANH SÁCH CÁC HÌNH Hình 2. 1 Xo sợi bã mia (phan vỏ bên trai, phần thân trong bên phai). 2 Biéu đồ dién biến sản lượng mía và đường theo niên vụ ở Việt Nam. 3 Khai thác mía đường tại An Độ.1 Ba mía cắt nhỏ va bảo quản trong bao.2 Sơ đồ bố trí thí nghiệm của phương pháp hóa học.3 So đồ bố tri thi nghiệm tay trắng bột.4 So đồ bồ tri thí nghiệm của phương pháp hóa cơ.5 Sơ đồ bố trí thí nghiệm phương pháp ngâm kiềm lạnh. 1 Biéu đồ ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu suất và chi số TẤT [cua k6 666o6 1g c2 088g anced gian 1:2 h3 -kã Glebe Laas Sài 061515 3ibsiS4E AL5838)5/cã:601816)504/8618.2 Bột bã mía nau với hàm lượng NaOH 22,5%.3 Biéu đồ thể hiện độ bục của giấy.4 Biéu đồ thể hiện độ bền kéo của giấy.5 Biéu đồ thể hiện độ nén vòng của giấy.6 Xo sợi bã mía sau khi nau bằng phương pháp hóa cơ.7 Quá trình nghiền bột bằng máy nghiền Hà Lan.8 Bột hóa cơ sau nghiền.9 Biểu đồ ảnh hưởng của hàm lượng NaOH đến hiệu suất và chỉ số Kap Dán gn non 1n giệnG on đRỊGI. Ệ rectors PIUIRGES TH: eames Heme TERETE 3188/80 35 Hình 4.10 Biéu đồ thé hiện độ trang (ISO) của bột theo ba phương pháp. 11 Bột trong quá trình được tay trắng. 12 Bột bã mía sau qua mỗi giai đoạn tây trắng.-- ¿<< 5555:38 Vil DANH SÁCH CAC BANG Bảng 2. 1 Thành phần hóa học của gỗ lá kim. 2 Thành phan hóa học của gỗ lá rộng. 3 Thành phan hóa học của tre mlta. cece cceeeeceeeeeeeuveceuueeeceueeeeace: 4 Bảng 2. 4 Thành phan hóa học của bã mía. -¿ ¿c7 222cc esses 5 Bảng 2. 5 Thành phan hóa học của rơm rạ. 6 Thành phần hóa học của bã mía. 1 Điều kiện thí nghiệm nấu ĐỘ(. 2 Điều kiện thí nghiệm trong quá trình tây trắng giai đoạn Po. 3 Điều kiện thí nghiệm trong quá trình tay trắng giai đoạn Pì. 4 Bồ trí thi nghiệm nấu bOt. eee cece ceeeeecce eee ececeeeeeeeceeea nesses:25 Bảng 3. 5 Bảng bố tri thi nghiệm ngâm kiềm lạnh. 1 Kết quả thí nghiệm ngâm kiềm lạnh.---------:---36 VIII Chương 1 MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết của đề tài Hiện nay, thị trường trong nước và ngoài nước luôn đòi hỏi những loại giấy có chất lượng cao. Ngành công nghệ sản xuất giấy của nước ta có thé sản xuất ra nhiều loại giấy đạt chất lượng không thua kém các nước khác trên thế giới. Tính đến năm 2022, ngành giấy Việt Nam có hơn 500 doanh nghiệp sản xuất, trong đó: hơn 20 doanh nghiệp có công suất lớn chiếm 65% sản lượng và hơn 480 doanh nghiệp công suất vừa và nhỏ chiếm gần 35% sản lượng. Năng lực sản xuất toàn ngành năm 2022 đạt khoảng 8,2 triệu tan, sản lượng thực tế 5,7 triệu tan, tiêu thụ 6,8 triệu tấn, nhập khẩu 1,8 triệu tan, xuất khẩu 0,8 triệu tan. Trong đó, giấy bao bì chiếm tỉ lệ trên 80%, còn lại là các loại giây tissue, in việt, vàng mã và các loại giây khác. Nguồn nguyên liệu thô cho sản xuất giấy là đăm gỗ rừng trồng và giấy thu hồi. Trong đó giấy thu hồi thu gom trong nước và nhập khẩu vẫn đã, đang và sẽ là nguồn nguyên liệu chủ yếu phục vụ sản xuất của toàn ngành. Dé góp phan cho ngành công nghệ giấy ở nước ta phát triển hơn thì nguồn nguyên liệu bột giấy phải luôn đáp ứng đủ. Đề giải quyết cho vấn đề này thì ngành giấy phải tận dụng tối đa các nguồn nguyên liệu thu gom như các giấy tái chế, thu hồi, các phế phẩm nông nghiệp. Có những nguồn phế phẩm nông nghiệp rất ít được quan tâm đến, thường bị tiêu hủy khi dư thừa, rất lãng phí như trau, bã mía, rom ra, xơ đừa. Nếu sản xuất thành công giấy từ các nguồn nguyên liệu nay thi sẽ góp phan giải quyết cho trình trạng thiếu hụt nguồn xơ sợi nguyên thủy. Hiện tại, nguồn phế phẩm nông nghiệp khả thi nhất là bã mía và rơm rạ. Đối với bã mía, tỷ lệ các sản phẩm thu từ hoạt động chế biến đường gồm bã mía (chiếm 25 -30% trọng lượng mía đem ép), mật gỉ (chiếm 3- 5%), bùn lọc (1,5-3%). Việc xử lí nguồn phế phẩm này là một van dé quan trọng thay vì thải bỏ như hiện nay. Ở các nhà máy đường thường thì bã mía, bãi bùn được đưa ra một bãi dat trong nằm gan nhà máy và dé tích tụ nhiều năm bốc mùi hôi thối. Việc xử lý bã mía như vậy đã cho thấy vấn đề lớn hơn trong giải pháp xử lí bảo vệ môi trường. Cần tìm một lối đi bền vững cho nguồn phế phẩm nay trong tương lai. Một số nghiên cứu bước đầu cho thấy Số phụ phẩm này nếu đầu tư bài bản, sẽ mang lại giá trị cao hơn sản phẩm chính là đường. Xuất phát từ vấn đề trên, được sự đồng ý của Khoa Lâm Nghiệp và sự hướng dẫn của cô ThS Đặng Thị Thanh Nhàn, tôi tiễn hành thực hiện dé tài “Nghiên cứu sản xuất bột giấy từ bã mia” từ tháng 4/2023 đến thang 8/2023 tại trung tâm chế biến Lâm sản Giấy và Bột Giấy Trường Dai học Nông Lâm Thành Phó Hồ Chí Minh.2 Mục tiêu của đề tài Nghiên cứu sản xuất bột giấy từ bã mía theo các phương pháp khác nhau. Nghiên cứu tây bột bằng bã mía bằng HaO›.3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 1.1 Ý nghĩa khoa học Nghiên cứu đề tài sẽ góp phần làm tài liệu tham khảo về một số chỉ tiêu, thông số kĩ thuật, hiệu suất của quá trình sản xuất bột giấy từ bã mía. Từ đó, ta có thể ứng dụng hoặc làm co sở dé nghiên cứu thêm các phương pháp công nghệ sản xuất khác với hiệu suất cao nhất.2 Ý nghĩa thực tiễn Ứng dụng bã mía trong sản xuất giấy là một bước phát triển trong ngành giấy trong nước góp phần mở rộng, đa dạng hóa nguồn nguyên liệu.4 Giới hạn phạm vi của đề tài Về nguyên liệu: Sử dụng bã mía làm nguyên liệu chính của đề tài. Về không gian: Trung tâm nghiên cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy và Bột Giấy và phòng vật liệu gỗ Khoa Lâm Nghiệp. Về thời gian: từ tháng 4/2023 đến tháng 8/2023. Về công nghệ: Các máy móc thiết bị của trung tâm. Chương 2 TỎNG QUAN 2.1 Khảo sát nguyên liệu dùng cho ngành công nghệ sản xuất giấy 2.