You are here

Hỗ trợ trực tuyến

Hotline: 0989 293 646
Mr Thành
0989 293 646

Video clip

Thành viên công ty

Tin khoa học & công nghệ

Nghiên cứu chất xúc tác chứng minh việc tẩy trắng ngay lập tức là một thực tế

Bên cạnh vấn đề về thời gian, phát minh đầy hứa hẹn trong lĩnh vực công nghệ hóa học cũng có thể tiết kiệm năng lượng và hóa chất.

Giáo sư hóa lâm sản Tapani Vuorinen có ý tưởng: ông muốn phát triển tẩy trắng đại trà bột giấy theo phương pháp mà cho phép đạt kết quả cuối cùng trong hai giai đoạn, hoặc có thể chỉ một giai đoạn tẩy trắng mà thôi.

Thời trước, việc tẩy trắng giẻ rách bằng sợi lanh và bông bắt đầu bằng kỹ thuật tẩy một giai đoạn vào cuối thế kỷ 18. Lúc đó, bột được khuấy bằng tay trong một nồi nấu ăn trong khi thêm hóa chất vào cho đến khi hỗn hợp trông thấy được - không ai lo nghĩ về lượng chính xác hoặc các tác động đến môi trường.

Hơn hai thế kỷ qua, chất lượng bột giấy đã được cải thiện, các hóa chất đã phát triển và tác động môi trường đã giảm mặc dù sản lượng tăng đáng kể. Nhưng điều này cũng liên quan đến việc chuyển đổi công nghệ tẩy trắng thành quá trình nhiều giai đoạn mất thời gian, năng lượng và đầu tư lớn.

Giờ đây, Vuorinen và nhóm nghiên cứu của ông tin rằng họ có thể rút ngắn thời gian và tăng hiệu quả quá trình tẩy trắng bằng cách đưa ra một kỹ thuật tẩy trắng có xúc tác, được phát triển với sự trợ giúp của các công ty công nghiệp.

"Chất xúc tác mà chúng tôi sử dụng là một amin bậc ba có tên là DABCO, phản ứng với tác nhân tẩy và tăng cường đáng kể hiệu quả của nó. Cho đến nay, thời gian phản ứng của một giai đoạn là trong gần một giờ; nhưng phương pháp mà chúng tôi phát triển làm nó có thể đạt được cùng một kết quả cao nhất, trong vòng chưa đầy một giây. Theo truyền thống, có 4-5giai đoạn tẩy, nhưng giờ nhờ chất xúc tác nên chỉ hai giai đoạn là đủ. "Tapani Vuorinen tóm ý.

Tháp tẩy có kích thước của căn phòng

Trong công nghiệp, tăng tốc quá trình và giảm số giai đoạn chuyển thành tiết kiệm đáng kể. Việc xây dựng một nhà máy bột giấy hiện đại là một đầu tư tầm cở, một phần do nhu cầu quá trình tẩy trắng nói riêng. Thể tích tháp tấy có thể là hàng ngàn khối, và từng giai đoạn của quá trình này đòi hỏi phải có tháp phản ứng riêng.

"Việc xây dựng một xưởng tẩy trắng cho nhà máy bột giấy với công suất 1 triệu tấn/năm có thể có giá đến 200 triệu € bởi vì ngoài các tháp tấy, cũng cần xây một xưởng hóa chất chuyên sản xuất các hóa chất tẩy trắng tại chỗ”. Nghiên cứu sinh Naveen Chenna nói.

Nhờ chất xúc tác, nhu cầu hóa chất ít hơn và chỉ cần một tháp tẩy lớn; trong khi các phần khác của quá trình tẩy trắng thì vừa với không gian của căn phòng bình thường. Bên cạnh vấn đề thời gian, đầu tư và hóa chất, thì quá trình tẩy trắng có xúc tác còn tiết kiệm năng lượng nữa.

" Đối với phương pháp tẩy trắng hiện hữu, tháp tẩy có thể cao đến 50 mét và dùng hơi nước để gia nhiệt bột đến nhiệt độ cần thiết là 80-90o sẽ tiêu thụ một lượng lớn năng lượng. Nhưng mặt khác thì tẩy trắng có xúc tác thậm chí có thể thực hiện ở nhiệt độ phòng”. Chenna giải thích.

Tẩy chọn lọc hơn

Bột giấy thường được tẩy trắng hoặc chỉ với khí clo hoặc cùng với khí oxy và oxy già. Cũng có thể thực hiện tẩy trắng hoàn toàn không có hợp chất clo nếu ozone và peroxide được sử dụng. Tẩy trắng có xúc tác thì dùng hypochlorite, một hóa mà chất lâu nay bị từ chối.

"Đây là một chuyện nhức nhối". Tapani Vuorinen nói. "Hypochlorite, mà chúng tôi sử dụng ở giai đoạn có xúc tác, đã bị từ chối vào cuối thế kỷ 20 do việc dùng nó tạo ra chloroform. Đã lâu rồi, hypochlorite là một chủ đề gần như cấm kỵ mà ngành công nghiệp không muốn nói tới; thậm chí nhóm điều phối đã do dự về việc sử dụng nó. Tuy nhiên, các thí nghiệm của chúng tôi đã chứng minh rằng các kết quả tẩy trắng có xúc tác phát thải chloroform thấp hơn so với tẩy trắng bằng khí clo truyền thống. Theo nghĩa, chúng tôi đã quay về điểm xuất phát với vấn đề này, tức là đạt được kết quả môi trường tốt hơn với hóa chất đã từng bị chối bỏ bằng cách làm theo một phương pháp mới”.

Một trong những vấn đề với tẩy trắng truyền thống là tính không hiệu quả của khí clo. Chỉ một phần của nó được tiêu thụ cho công việc mong muốn là loại bỏ lignin, trong khi phần còn lại biến thể thành clorat và clo góp phần vào các hợp chất hữu cơ của nước thải. Ngược lại, trong Tẩy trắng có xúc tác, phản ứng của hypochlorite và DABCO tạo thành một chất có ái lực với điện tử mạnh, phản ứng có chọn lọc với lignin và các hợp chất thì khác được miễn trừ. Tẩy trắng khí clo truyền thống cũng tạo ra một lượng hypochlorite đủ để thực hiện tẩy trắng có xúc tác.

Ước mơ trong tầm tay

Tẩy trắng có xúc tác là một phát minh đầy hứa hẹn đến nỗi mà tất cả các công ty đã tham gia ba năm trước gồm Stora Enso, UPM, Metsä Fibre, Kemira và Andritz muốn hỗ trợ tiếp tục nghiên cứu. Chắc chắn bước tiếp theo của công trình tẩy trắng có xúc tác sẽ hiệu quả dường nào khi nó được khai thác trên quy mô công nghiệp.

"Chúng tôi biết rằng DABCO đã được sử dụng chẳng hạn để sản xuất bọt polymer công nghiệp. Cục Hóa Chất Châu Âu hiện áp đặt giới hạn 2kg/tấn, và chúng tôi đã sử dụng 01kg/ tấn hoặc ít hơn. Tuy nhiên, thị trường quốc tế và nhiều nước thực hiện theo các quyết định của Cơ quan Quản lý Thực Phẩm và Dược Phẩm Hoa Kỳ, vì vậy chúng tôi cũng sẽ phải trông cậy vào sự thông qua của họ”. Chenna giải thích.

Tapani Vuorinen lạc quan nhưng nhấn mạnh rằng còn nhiều điều vẫn chưa được nghiên cứu.
"Chúng tôi đang cố gắng nâng cao hơn nữa hiệu quả của công nghệ này để hạ chi phí chất xúc tác. Cũng phải thu thập thông tin thêm về chất lượng bột. Các phương pháp tẩy trắng đang sử dụng hiện liên quan đến thời gian lưu kéo dài và môi trường axit, và điều này làm giảm chất lượng bột. Chúng tôi nghĩ rằng tẩy trắng có xúc tác có thể sản xuất bột giấy có chất lượng cao hơn”.

Giai đoạn tẩy trắng thứ hai sau giai đoạn tẩy trắng có xúc tác cũng phải được thực hiện hiệu quả nhất có thể. Nghiên cứu sinh Ghazaleh Afsahi đã thu được kết quả khả quan với tẩy bằng ozone. Kết hợp hai giai đoạn có thể cho bột trắng hiệu quả chỉ trong vài giây.

"Tapani tin rằng tháp tẩy có thể không cần thiết trong tương lai, vì có thể tiến hành tẩy trắng trong thiết bị trộn. Chúng tôi đã tiến khá gần đến việc hiện thực hóa ước mơ hoàn thiện tẩy trắng một giai đoạn của mình". Afsahi và Chenna nói

Nguồn: http://ppimagazine.com/mills/west-europe/projects/catalyst-research-shows-speedy-bleaching-reality#sthash.RXhViVxd.dpuf


Khách hàng