Nghiên cứu quá trình khử mực giấy loại văn phòng theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học

khi đó các chỉ tiêu về hiệu suất bột, độ trắng, mức loại mực vẫn đảm bảo hoặc tăng chút ít. Mẫu đối chứng là kết quả đại diện tốt nhất của quá trình tuyển nổi khử mực dùng hóa chất. Các số liệu này được lấy từ bảng 3.4. Như vậy, chế độ công nghệ sử dụng enzym α- amylaza được lựa chọn như sau: - Giai đoạn I: Giai đoạn xử lý enzym: Mức dùng enzym α-amylaza (% so với nguyên liệu khô tuyệt đối): 0,03%, thời gian xử lý 20 phút, pH xử lý 7÷7,5; nhiệt độ 70÷75oC) - Giai đoạn II: Giai đoạn xử lý hóa chất: Mức dùng hóa chất: 1,25% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,28% H2O2, 0,1% DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001 so với nguyên liệu tuyệt đối, thời gian 40 phút; nhiệt độ 70÷75oC) - Thời gian ủ, phút: 60 - Thời gian tuyển nổi, phút: 20 34 - Các chế độ khác như nồng độ, nhiệt độ, khí nén, hút bọt tượng tự như qui trình chung. III.2.2 Nghiên cứu qúa trình tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO- DE 30 Enzym BIO-DE 30 là một loại enzym mới hỗ trợ cho quá trình khử mực bằng hóa chất. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có tài liệu nghiên cứu về chế độ công nghệ sử dụng enzym này. Do đó, đề tài đã tiến hành nghiên cứu các yếu tố công nghệ như mức dùng, nhiệt độ, pH, thời gian xử lý enzyme và so sánh kết quả khử mực với mẫu đối chứng (chỉ sử dụng hóa chất) để thấy rõ được hiệu quả khử mực khi sử dụng enzym BIO-DE 30. III.2.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại. Để làm rõ ảnh hưởng của mức dùng enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại, chế độ công nghệ được sử dụng như sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4% nhiệt độ 70÷750C, pH 7-7,5, các mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1,5% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,5% H2O2 , 0,1 % DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001. - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ bột 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ bột 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷400C, thời gian tuyển nổi 20 phút - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, đi xeo mẫu ở định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng. Và thay đổi mức dùng % enzym BIO-DE 30 so với nguyên liệu khô tuyệt đối từ 0,005 đến 0,04% trong thời gian xử lý là 20 phút. Kết quả thí nghiệm được chỉ ra ở bảng 3.7 và biểu diễn ở hình 3.2. Bảng 3.7: Ảnh hưởng của mức dùng enzym BIO-DE 30 tới hiệu quả khử mực giấy loại Mẫu TT Các chi tiêu M1 M2 M3 M4 M5 Mẫu ĐC 1 Mức dùng BIO-DE 30,% 0,005 0,01 0,02 0,03 0,04 - 2 Độ trắng,% ISO 84,3 85,5 84,8 84,2 84,0 81,4 3 Mức loại mực,% 93,6 95,13 93,4 93,45 92,66 93,5 4 Hiệu suất,% 75,2 75,3 74,8 74,5 74,2 75,8 35 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% Hiệu suất Độ trắng Mức loại mực Mẫu ĐC Mẫu 2 Hình 3.2: Ảnh hưởng của mức dùng 0,01% enzym BI0-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại so với mẫu đối chứng Kết quả thí nghiệm (bảng 3.7) cho thấy khi tăng mức dùng enzym BI0-DE từ 0,005 đến 0,04% thì các chỉ số về độ trắng, mức loại mực, hiệu suất bột thay đổi khá rõ rệt. Độ trắng dao động từ 84,0 đến 85,5 % ISO, mức loại mực tăng từ 92,7 đến 95,1 %, hiệu suất tăng từ 74,2 đến 75,3%. Nhưng ở mẫu 2 với mức dùng enzym BIO-DE 0,01 % cho kết quả cao hơn cả. So sánh kết quả khử mực của mẫu 2 với mẫu đối chứng (mẫu đại diện tốt nhất cho quá trình tuyển nổi khử mực giấy bằng hóa chất) thì sự thay đổi đó là đáng kể. Độ trắng tăng đạt 85,5% ISO, mức loại mực tăng đạt 95,13 %, hiệu suất tăng là 75,3%. Như vậy, mức dùng enzym BIO-DE là 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối là thích hợp để lựa chọn cho các chế độ tiếp theo. III.2.2.2. Nghiên cứu khả năng tiết kiệm hóa chất chủ yếu khi sử dụng enzym BIO-DE cho quá trình tuyển nổi khử mực. Kết quả thí nghiệm đưa ra ở bảng 3.8 36 Bảng 3.8: Kết quả nghiên cứu khả năng tiết kiệm hóa chất chủ yếu khi sử dụng 0,01% enzym BIO-DE 30 cho quá trình tuyển nổi khử mực Mẫu Mức giảm của Mẫu 8 so với ĐC,% TT Các chi tiêu Mẫu 6 Mẫu 7 Mẫu 8 Mẫu ĐC 1 Mức dùng enzym BIO-DE 30,% 0,01 0,01 0,01 - 2 Mức dùng, NaOH,% 1,5 1,25 1,0 1,5 33,3 3 Mức dùng, Na2SiO3,% 2,0 2,0 2,0 2,0 - 4 Mức dùng, H2O2,% 1,5 1,25 1,0 1,5 33,3 5 Mức dùng, DTPA,% 0,1 0,1 0,1 0,1 - 6 Chất khử mực PE 3001,% 0,3 0,3 0,3 0,3 - 7 Độ trắng,% ISO 85,5 83,7 82,1 81,4 - 8 Mức loại mực,% 95,13 94,4 94,13 93,5 - 9 Hiệu suất ,% 75,2 75,3 75,6 75,8 - Kết quả thí nghiệm (bảng 3.8) cho thấy giảm mức dùng hóa chất NaOH, H2O2 tuần tự từ mẫu 6 đến mẫu 8 thì độ trắng, mức loại mực và hiệu suất có có xu hướng giảm dần. Độ trắng giảm từ 85,5 xuống 82,1% ISO, mức loại mực giảm từ 95,13 xuống 94,13 % và hiệu suất bột gần như không thay đổi dao động trong khoảng 75,2 đến 75,6%. Khi so sánh mẫu 3 với mẫu đối chứng thấy rằng sự tiết kiệm về mức dùng hóa chất là đáng kể (NaOH giảm 33,3%, H2O2 giảm 33,3%). Trong khi các chỉ tiêu về độ trắng, mức loại mực và hiệu suất bột vẫn được đảm bảo hoặc tăng chút ít. Mẫu đối chứng là kết quả đại diện tốt nhất của quá trình tuyển nổi khử mực dùng hóa chất. Các số liệu này được lấy từ bảng 3.4. Như vậy, với mức dùng 0,01% enzym BIO-DE so với nguyên liệu khô tuyệt đối trong quá trình khử mực giấy loại thì chỉ cần dùng mức dùng hóa chất: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 0,1% DTPA, 0,3 % PE 3001 đã cho kết quả khử mực tương đương với quy trình khử mực giấy loại bằng hóa chất. Mức dùng hóa chất này là thích hợp lựa chọn để nghiên cứu các chế độ công nghệ tiếp theo. 37 III.2.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE 30 Để làm rõ ảnh hưởng của nhiệt độ tới kết quả khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE 30 chế độ công nghệ được sử dụng như sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4%, pH 7÷7,5, mức dùng enzym BIO-DE là 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý enzym là 20 phút, các mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1 % DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển nổi 20 phút. - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, đi xeo mẫu ở định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng Và thay đổi nhiệt độ từ 25 đến 80o C trong giai đoạn đánh tơi xử lý enzym. Kết quả thí nghiệm được chỉ ra ở bảng 3.9 và biểu diễn ở hình 3.3. Bảng 3.9: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu quả khử mực giấy loại Mẫu TT Các chi tiêu M9 M10 M11 M12 M13 1 Nhiệt độ, oC 25÷30 40÷45 55÷60 65÷70 75÷80 2 Độ trắng,% ISO 79,6 80,6 82,2 82,3 82,7 3 Mức loại mực,% 90,5 93,37 95,31 94,7 91,15 4 Hiệu suất,% 77,6 73,6 75,0 74,2 73,5 38 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% Mẫu 9 Mẫu 10 Mẫu 11 Mẫu 12 Mẫu 13 Độ trắng Mức loại mực Hiệu suất Hình 3.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ tới hiệu quả khử mực giấy loại Kết quả thí nghiệm (bảng 3.9) cho thấy khi tăng dải nhiệt độ từ 25÷30 đến 55÷60 oC thì độ trắng và mức loại mực có sự thay đổi khá rõ, tương ứng là từ 79,6 lên 82,2 % ISO và từ 90,5 lên 95,31 %. Tuy nhiên chỉ số hiệu suất giảm từ 77,6 xuống 75%. Khi tiếp tục tăng nhiệt độ từ 55÷60 lên 75÷80oC thì độ trắng có tăng lên nhưng không đáng kể từ 82,2 lên 82,7 % ISO, mức loại mực giảm từ 95,31 xuống 91,15 % và hiệu suất giảm từ 75,0 xuống 73,5%. Như vậy, nhiệt độ 55÷60oC là thích hợp để lựa chọn. III.2.2.4. Nghiên cứu ảnh hưởng pH môi trường tới kết quả khử mực giấy loại có sử dụng enzym BIO-DE30. Để làm rõ ảnh hưởng của pH môi trường tới kết quả khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE chế độ công nghệ được sử dụng như sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4% nhiệt độ 55÷60oC, mức dùng enzym BIO-DE là 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý enzym 20 phút, các mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1,0% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1 % DTPA, 0,3 %, chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ bột 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển nổi 20 phút 39 - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, đi xeo mẫu ở định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng. Và thay đổi pH môi trường từ 6 đến 9 (điều chỉnh pH môi trường bằng axít H2SO4 0,1N) trong giai đoạn đánh tơi xử lý enzym. Kết quả thí nghiệm được chỉ ra ở bảng 3.10 và biểu diễn ở hình 3.4 Bảng 3.10: Ảnh hưởng của pH môi trường tới kết quả khử mực giấy loại Mẫu TT Các chi tiêu M14 M15 M16 M17 1 pH môi trường 6 7 8 9 2 Độ trắng,% ISO 81 82,1 82,2 81,2 3 Mức loại mực,% 94,34 94,13 95,31 95,08 4 Hiệu suất,% 73,8 74,8 75,0 74,1 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% pH 6 pH 7 pH 8 pH 9 pH Độ trắng Mức loại mực Hiệu suất Đồ thị 3.4: Ảnh hưởng của pH môi trường tới kết quả khử mực giấy loại Kết quả thí nghiệm (bảng 3.10) cho thấy khi pH môi trường thay đổi từ 6 đến 9 thì kết quả khử mực giấy loại thay đổi không đáng kể, các chỉ số về độ trắng dao động từ 81 đến 82,2 % ISO, mức loại mực từ 94,13 đến 94,34%, hiệu suất từ 73,8 đến 75%. Tuy nhiên, ở pH môi trường bằng 8 (mẫu 16) cho kết quả cao hơn cả. Như vậy, pH môi trường bằng 8 là thích hợp để lựa chọn. 40 III.2.2.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại Để làm rõ ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại chế độ công nghệ được sử dụng như sau: - Qui trình đánh tơi: thời gian đánh tơi 60 phút, nồng độ bột 4% nhiệt độ 55÷60oC, pH 8, mức dùng enzym BIO-DE là 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, các mức dùng hóa chất % so với nguyên liệu khô tuyệt đối: 1% NaOH, 2,0% Na2SiO3, 1,0% H2O2 , 0,1% DTPA, 0,3 %, chất khử mực PE 3001 - Giai đoạn ủ: thời gian 60 phút, nhiệt độ 70÷75 oC, nồng độ bột 4% - Giai đoạn tuyển nổi: nồng độ 1,0÷1,2%, nhiệt độ 35÷40oC, thời gian tuyển nổi 20 phút - Rửa bột, vắt khô, xeo mẫu: rửa bột đến pH trung tính, vắt khô, xác định hiệu suất, đi xeo mẫu ở định lượng 200 g/m2 để xác định mức loại mực, độ trắng. Và thay đổi thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 từ 10 đến 30 phút trong giai đoạn đánh tơi. Kết quả thí nghiệm được chỉ ra ở bảng 3.11 và biểu diễn ở hình 3.5 Bảng 3.11: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại Mẫu TT Các chi tiêu M18 Mẫu 19 M20 1 Thời gian xử lý enzym 10 20 30 2 Độ trắng,% ISO 80,4 82,2 80,8 3 Mức loại mực,% 92,59 95,31 94,16 4 Hiệu suất,% 75,4 75,0 73,8 41 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 10 phút 20 phút 30 phút Thời gian xử lý enzym Độ trắng Mức loại mực Hiệu suất Hình3.4: Ảnh hưởng của thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 tới kết quả khử mực giấy loại Kết quả thí nghiệm (bảng 3.11) cho thấy khi thay đổi thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 từ 10 đến 20 phút thì kết quả về độ trắng, mức loại mực có sự thay đổi đáng kể. Chỉ số độ trắng tăng từ 80,4 lên 82,2 % ISO, mức loại mực tăng từ 92,59 lên 95,31 % và hiệu suất thay đổi chút ít. Tuy nhiên, khi thời gian phản ứng thay đổi từ 20 đến 30 phút thì các chỉ số độ trắng, mức loại mực, hiệu suất đều giảm chút ít, độ trắng giảm từ 82,2 xuống 80,8 % ISO, mức loại mực giảm từ 95,31 xuống 94,16 %, hiệu suất giảm từ 75,0 xuống 73,8%. Như vậy, thời gian xử lý enzym BIO-DE 30 thích hợp nhất là 20 phút để kết quả khử mực thu được là cao nhất. Thông qua các kết quả nghiên cứu đã được phân tích ở trên, chế độ công nghệ phù hợp sử dụng enzym BIO-DE 30 cho qui trình khử mực giấy loại được rút ra như sau: - Quá trình đánh tơi: + Giai đoạn I: giai đoạn xử lý enzym (Mức dùng enzym BIO-DE 30 (% so với nguyên liệu khô tuyệt đối): 0,01 %; nhiệt độ 55÷60oC, pH xử lý 8; thời gian xử lý 20 phút) 42 + Giai đoạn II: Giai đoạn xử lý hóa chất: Mức dùng hóa chất, % so với nguyên liêu khô tuyệt đối: 1% NaOH, 2,0 % Na2SiO3, 1,0% H2O2, 0,1% DTPA, 0,3 % chất khử mực PE 3001, thời gian 40 phút, nhiệt độ 55÷60oC) - Thời gian ủ, phút: 60 - Thời gian tuyển nổi, phút: 20 - Các chế độ khác như nồng độ, nhiệt độ, khí nén, hút bọt tương tự như qui trình chung. III.4. Đánh giá sơ bộ hiệu quả kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng enzym trong quá trình khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi. III.4.1 Đánh giá sơ bộ hiệu quả kỹ thuật Để đánh giá hiệu quả kỹ thuật trong quá trình khử mực tuyển nổi giấy loại có sử dụng enzym, đề tài đánh giá các chỉ tiêu như sau: - Chất lượng sản phẩm (chỉ tiêu độ trắng, hiệu suất, độ trắng, mức loại mực, độ dài đứt, độ bền xé, độ bục) - Chế độ công nghệ - Thiết bị Kết quả đánh giá chất lượng được chỉ ra ở bảng 3.12 Bảng 3.12: Bảng so sánh chất lượng sản phẩm giữa khử mực giấy loại bằng phương pháp dùng hóa chất và kết hợp giữa enzym và hóa chất. Mẫu TT Các chi tiêu M21 M22 M23 M24 1 Độ trắng,% ISO 73,7 81,4 85,58 85,5 2 Mức loại mực,% S mực 1754,75/m2(<10) 93,5 94,8 95,13 3 Hiệu suất,% 72,9 75,8 73,93 75,3 4 Độ dài đứt, m 5730 6120 6105 6037 5 Độ bền xé mNm2/g 9,52 10,46 10,50 10,80 6 Độ bục Kpa m2/g 4,0 4,28 4,18 3,94 * Mẫu 21: Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi không sử dụng hóa chất; Mẫu 22: Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi bằng hóa chất (xem phần III; Mẫu 23, 24: Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi sử dụng enzym ∝- amylaza và BIO-DE 30 (xem phần III.2) 43 Kết quả thí nghiệm (bảng 3.12) cho thấy khi khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi sử dụng enzym thì độ trắng và mức loại mực đều tăng, còn hiệu suất bột giảm không đáng kể so với khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi chỉ bằng hóa chất. Tương ứng khi sử dụng 0,03% enzym ∝-amylaza và 0,01 % enzym BIO-DE 30 so với nguyên liệu khô tuyệt độ cho độ trắng đạt 85,58 và 85,5 % ISO, mức loại mực đạt 94,8 và 95,13 %, hiệu suất bột giảm không đáng kể là 73,93 và 75,3 %. Các chỉ số về độ dài đứt, độ bền xé, độ bục vẫn đảm bảo hoặc tăng chút ít, tương ứng độ dài đứt dao động từ 5730 đến 6120 m, độ bền xé từ 9,52 đến 10,8 mNm2/g và độ bục từ 3,94 đến 4,28 Kpa m2/g. Như vậy, có thể thấy rằng khi sử dụng kết hợp hóa chất với enzym khi khử mực giấy loại không làm thay đổi tính chất và chất lượng sản phẩm từ bột sau khử mực, đem lại kết quả cao về độ trắng và mức loại mực. Chế độ công nghệ và thiết bị khi sử dụng trong qui trình tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym không đòi hỏi phức tạp, có thể giữ nguyên như khi tuyển nổi khử mực giấy loại bằng hóa chất mà vẫn đem lại hiệu quả khử mực cao. III.4.2. Đánh giá hiệu quả kinh tế Mục tiêu của đánh giá này là định lượng được hiệu quả sử dụng enzym khi tuyển nổi khử mực giấy loại như mức tiết kiệm hóa chất, giảm nhiệt cấp. Kết quả đưa ra ở bảng 3.13 44 Bảng 3.13: Kết quả đánh giá khả năng tiết kiệm hóa chất, nhiệt độ khi sử dụng enzym trong quá trình tuyển nổi khử mực. Mẫu Mức giảm,% T T Các chi tiêu Mẫu 1 (TT) Mẫu 2 (E1) Mẫu 3 (E2) E1 E2 1 Mức dùng enzym % - 0,03 0,01 2 Mức dùng NaOH,% 1,5 1,25 1,0 16,7% 33,3% 3 Mức dùng Na2SiO3, % 2,0 2,0 2,0 - - 4 Mức dùng H2O2,% 1,5 1,28 1,0 15,0% 33,3% 5 Mức dùng DTPA,% 0,1 0,1 0,1 - - 6 Chất khử mực PE 3001,% 0,3 0,3 0,3 - - 7 Nhiệt độ, toC 70÷75 70÷75 55÷60 - 10÷15o C 8 Thời gian đánh tơi thủy lực, phút 60 60 60 - - 9 Thời gian ủ ở 70÷750C 60 60 60 - - 10 Thời gian tuyển nổi, phút 20 20 20 - - 11 Độ trắng, % ISO 81,4 81,5 82,0 12 Mức loại mực, % 93,5 93,5 95,31 13 Hiệu suất , % 75,8 74,7 74,8 * Mẫu 1: Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi khử mực bằng hóa chất (xem phần III.1 ; Mẫu 2(E1): Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi khử mực sử dụng enzym ∝-amylaza; Mẫu 3(E2:) Khử mực giấy loại bằng phương pháp tuyển nổi khử mực sử dụng enzym BIO-DE 30 (xem phần III.2) Kết quả đánh giá (bảng 3.13) cho thấy phương pháp tuyển nổi khử mực giấy sử dụng enzym đã tiết kiệm đáng kể mức dùng hóa chất và năng lượng. Cụ thể với việc sử dụng 0,03% enzym ∝-amylaza đã giảm được 16,7% mức dùng NaOH, H2O2 là 15,0% . Tương tự khi sử dụng 0,01 % BIO-DE 30 giảm mức dùng NaOH, H2O2 tới 33,3% đồng thời còn giảm được 10÷15oC trong giai đoạn đánh tơi khử mực giấy loại. Như vậy, việc ứng dụng enzym để khử mực giấy loại là hoàn toàn có giá trị thực tiễn. 45 Đánh giá sơ bộ chi phí sản xuất (biến phí) quá trình tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym với chi phí sản xuất bằng phương pháp tuyển nổi khử mực giấy loại bằng hóa chất. Kết quả được đưa ra ở bảng 3.14 và bảng 3.15. Bảng 3.14. So sánh chi phí sản xuất (biến phí) cho 1 tấn bột giấy tái sinh bằng phương pháp tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym ∝-amylaza (E1) và phương phương tuyển nổi khử mực bằng hóa chất (TT) ĐVT: 1000 đ TT Các hạng mục ĐVT Số lượng Đơn giá Thành tiền E1 TT E1 TT I Chi phí mua giấy loại 1 Giấy in văn phòng nhập ngoại (tính hiệu suất 75%) Tấn 1.33 1.33 3,800 5,054 5,054 II Chi phí hóa chất cho tuyển nổi 1 Enzym - amylase kg 0.3 - 180 54 2 NaOH, 99% kg 12.5 15 13 163 195 3 Na2SiO3, kg 20 20 3.5 70 70 4 H2O2, 50% kg 26 30 10 260 300 5 DTPA Kg 1 1 90 90 90 6 Chất khử mực PE 3001 kg 2.5 3 43 108 129 III Chi phí năng lượng 1 Điện kw 370 400 1.030 381 412 2 Than kg 200 200 3.8 760 760 Tổng (I+II+III) 6,939 7,010 * Đơn giá được tính trong tháng 10/2008 * Tiết kiệm chi phí sản xuất (biến phí) khi sử dụng enzym ∝-amylaza (E1): 7,010,000 – 6,939,000 = 71.000 đồng 46 Bảng 3.15: So sánh chi phí sản xuất (biến phí) cho 1 tấn bột giấy tái sinh bằng phương pháp tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym BIO-DE 30 (E2) và phương phương tuyển nổi khử mực bằng hóa chất (TT) ĐVT: 1000 đồng TT Các hạng mục ĐVT Số lượng Đơn giá Thành tiền E2 TT E2 TT I Chi phí mua giấy loại 1 Giấy in văn phòng nhập ngoại (tính hiệu suất 75%) Tấn 1.33 1.33 3800 5,054 5,054 II Chi phí hóa chất cho tuyển nổi 1 Enzym BIO-DE 30 kg 0.1 - 1280 128 2 NaOH, 99% kg 10 15 13 130 195 3 Na2SiO3, kg 20 20 3.5 70 70 4 H2O2, 50% kg 20 30 10 200 300 5 DTPA Kg 1 1 90 90 90 6 Chất khử mực PE3001 kg 3 3 43 129 129 III Chi phí năng lượng 1 Điện kw 350 400 1.030 361 412 2 Than kg 200 200 3.8 760 760 Tổng (I+II+III) 6,922 7,010 * Đơn giá được tính trong tháng 10/2008 *Tiết kiệm chi phí sản xuất (biến phí) khi sử dụng enzym BIO-DE (E2): 7,010,000 – 6,922,000 = 88,000 đồng Bảng so sánh chi phí sản xuất (biến phí) cho 1 tấn bột giấy tái sinh bằng phương pháp tuyển nổi khử mực giấy loại sử dụng enzym ∝-amylaza (E1) và enzym BIO-DE 30 (E2) so với phương phương tuyển nổi khử mực bằng hóa chất (TT) tương ứng ở (bảng 3.14) và (bảng 3.15) cho thấy khi sử dụng enzym trong quá trình khử mực tuyển nổi đã giảm được chi phí sản xuất (biến phí) cho 1 tấn bột giấy tái sinh. Nếu sử dụng enzym ∝-amylaza thì tiết kiệm được 71.000 đồng; enzym BIO- DE 30 tiết kiệm được 88.000 đồng so với phương pháp tuyển nổi khử mực bằng hóa chất mà vẫn đảm bảo được độ trắng, mực loại mực và các chỉ tiêu cơ lý. Trong tình hình hiện nay với nguyên liệu đầu vào cho sản xuất giấy và bột giấy tăng cao hơn so với giá giấy và bột giấy, việc giảm chí phí sản xuất đầu vào là hết sức cần thiết đối với các nhà sản xuất giấy và bột giấy hiện nay. Với chi phí nguyên liệu, hóa chất, năng lượng giấy tái sinh để đạt được độ trắng 81÷82% ISO, khoảng 6,900,000 ÷7,000,000 đồng là chấp nhận được. 47 PHẦN IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ IV.1 Kết luận 1. Sử dụng enzym ∝- amylaza và enzym BIO-DE 30 trong quá trình tuyển nổi khử mực giấy loại là tương đối hiệu quả. 2. Quá trình khử mực giấy loại văn phòng theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học (enzym) và hóa học đã có hiệu quả hơn so với phương pháp tuyển nổi khử mực truyền thống bằng hóa chất, cụ thể: + Enzym ∝-amylase: mức dùng 0,03% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý 20 phút, pH 7,0÷7,5, nhiệt độ 70÷75oC. + Enzym BIO-DE 30: mức dùng 0,01% so với nguyên liệu khô tuyệt đối, thời gian xử lý 20 phút, pH 8, nhiệt độ 55÷60 oC. Sử dụng enzym không làm thay đổi chế độ công nghệ như khi sử dụng phương pháp khử mực bằng hóa chất mà còn làm tăng hiệu quả loại mực, độ trắng, giảm chi phí sử dụng hóa chất, thời gian và năng lượng cũng như đảm bảo được chất lượng bột giấy. 3. Sử dụng enzym trong quá trình tuyển nổi khử mực làm giảm ảnh hưởng xấu tới môi trường do giảm được hóa chất trong nước thải, không sinh ra các liên kết gây cản trở thêm đến biện pháp xử lý chất thải. 4. Nghiên cứu áp dụng của enzym ∝-amylaza và enzym BIO-DE 30 đối với giấy loại văn phòng đã cho hiệu quả cao và có khả năng áp dụng thực tiễn. IV.2 Kiến nghị Hiện nay trên thế giới đã áp dụng thành công quá trình tuyển nổi khử mực giấy loại có sử dụng enzym vào thực tế sản xuất, đem lại những hiệu quả nhất định và có lợi cho môi trường. Trong khi đó ở Việt Nam công nghệ này còn rất mới mẻ vì vậy đề nghị với Bộ Công Thương cho nghiên cứu mở rộng ứng dụng các enzym đối với giấy in báo và các loại giấy loại khác để áp dụng vào thực tế sản xuất, nhằm tận dụng cao hơn nguồn nguyên liệu tận dụng từ giấy loại. 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. United States Patent số 5364501 2. US Patent số 6426200 3. H.U đansôva “ Triển vọng và khả năng phát triển ngành công nghiệp bột giấy và giấy ở nước Nga và trên thế giới”. Nguồn Xenlulôza – Bumaaga – Carton No8/2006. Nguyễn Kim Huệ lược dịch 4. Phan La Giang: “ Tình hình sử dụng giấy loại trên thế giới”. Công nghiệp giấy số tháng 6/2006, Công nghiệp giấy số tháng 1-2008 5. Số liệu do Hiệp hội Giấy và bột giấy Việt Nam cung cấp. 6. United states patent số 5879509 7. Sử dụng enzyme ∝-amylase để khử mực giấy loại văn phòng. TAPPI 3/1996 8. Khử mực giấy loại bằng enzym, Pratima Bajpai và Pramod K.Bajpai ( TAPPI vol.81: No 12) 9. Sinh tổng hợp và ứng dụng enzyme 10. T.s Phạm Văn Coóng: Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 1997 về “ Nghiên cứu công nghệ, thiết bị khử mực in, mực viết để sản xuất bột giấy từ giấy loại ” 11. T.S Hoàng Quốc Lâm : Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2003 về “ Nghiên cứu qui trình công nghệ tẩy trắng bột giấy từ OCC” 12. K.s Nguyễn Kim Huệ: Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ năm 2007 về “ Nghiên cứu áp dụng các giải pháp công nghệ và thiết bị nâng cao hiệu quả sử dụng nguyên liệu giấy loại OCC cho sản xuất giấy 13. Composition for enzymatic deinking of waste paper- US2002/0142452 A1- Jan L. Yang, Jianhua Ma, J. Michael Pierce, Karl-Erik L. Eriksson 14. Roles for Microbial Enzymes in Pulp and Paper Processing - T. Kent Kirk and Thomas W. Jeffries - Institute for Microbial and Biochemical Technology, Forest Products Laboratory, Forest Service, U.S. Department of Agriculture, One Gifford Pinchot Drive, Madison, WI 53705 15. Enzymatic deinking: effectiveness and mechanisms – Welt, Thomas, Dinus, RonaldJ. Institute of Paper Science and Technology. 16. Enzymatic deinking of laser printed office waste papers -C.K. Lee, I. Darah and C.O. Ibrahim 49 17. Enzymatic processing for pulp manufacure - a review – This paper by Ken K.Y Wong* anh Shawn D. Mansfield+ was presented at the 53rd Annual General Conference at Rotorua in April 1999. (Appita) 18. Anon, “ Papier’ 99- Ein Leistungsbericht” (VDP, Ed), Bonn, Germany, 1999, 81 pp 19. Kibat, K.-D., Wochenbl. Papierfabr.126(16):742(1998) 20. United states patent số US 2006 0102299 A1 21. Bio-deinking infopac 03/2007