Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn cellulose vi khuẩn và tỷ lệ xơ sợi dài  đến độ chịu bục và độ bền nén vòng của giấy carton

Tăng Thị Kim Hồng; Lê Hữu Phước; Nguyễn Nhật Quang; Trịnh Hiền Mai

doi:10.55250/Jo.vnuf.14.1.2025.138-145

Từ khóa:

Bùn giấy, carton, cellulose vi khuẩn, độ chịu bục, độ bền nén vòng

Tóm tắt

Nghiên cứu này đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ phần trăm cellulose vi khuẩn và xơ sợi dài đến độ chịu bục và độ bền nén vòng của giấy carton chứa cellulose vi khuẩn. Cellulose vi khuẩn được tạo thành bằng cách thuỷ phân bùn giấy với acid sulfuric (H₂SO₄) và lên men bằng Acetobacter xylinum, trong khi xơ sợi dài thu được qua việc nghiền bột giấy tái chế từ nhà máy giấy tái chế ở tỉnh Bình Phước, Việt Nam. Giấy carton chứa cellulose vi khuẩn được sản xuất với các tỷ lệ phần trăm cellulose vi khuẩn (8 - 16%) và xơ sợi dài (8 - 20%) khác nhau. Phương pháp đáp ứng bề mặt (RSM) được áp dụng để đánh giá ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến độ chịu bục và độ bền nén vòng của giấy carton chứa cellulose vi khuẩn. Hai mô hình hồi quy bậc hai đã được thiết lập với hệ số tương quan (R²) cao, cho thấy mức độ tương quan chặt chẽ với dữ liệu thực nghiệm. Độ phù hợp của mô hình tiếp tục được xác nhận thông qua phân tích thống kê, khẳng định độ tin cậy của mô hình trong việc dự đoán các đặc tính cơ học. Kết quả nghiên cứu cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ chịu bục và độ bền nén vòng, nhấn mạnh tiềm năng của cellulose vi khuẩn như một vật liệu để tăng cường một số đặc tính cơ học trong sản xuất giấy carton. Ngoài ra, các thông số sản xuất tối ưu đã được xác định, góp phần ứng dụng sản xuất giấy carton chứa cellulose vi khuẩn ở quy mô công nghiệp.

Tài liệu tham khảo

. Aoqiong Zeng, Ruijin Yang, Yanjun Tong & Wei Zhao (2023). Functional bacterial cellulose nanofibrils with silver nanoparticles and its antibacterial application. International Journal of Biological Macromolecules. 235: 123739. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2023.123739

. Xiaobo Zeng, Darcy P. Small & Wankei Wan (2011). Statistical optimization of culture conditions for bacterial cellulose production by Acetobacter xylinum BPR 2001 from maple syrup. Carbohydrate Polymers. 85(3): 506-513. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2011.02.034

. Nguyen Quoc Duy, Nguyen Thi Van Linh, Nguyen Thi Thuy Dung & Nguyen Nhu Ngoc (2022). Effects of different hydrocolloids on the production of bacterial cellulose by Acetobacter xylinum using Hestrin–Schramm medium under anaerobic condition. Bioresource Technology Reports. 17: 100878. DOI: https://doi.org/10.1016/j.biteb.2021.100878

. María Alejandra Cruz, Omar Flor-Unda, Alec Avila, Mario D. Garcia & Liliana Cerda-Mejía (2024). Advances in Bacterial Cellulose Production: A Scoping Review. 14(11): 1401. DOI: https://doi.org/10.3390/coatings14111401

. Như Quỳnh (2024). Nhà khoa học Việt biến bùn thải giấy thành vật liệu có ích. Báo điện tử VnExpress. https://vnexpress.net/nha-khoa-hoc-viet-bien-bun-thai-giay-thanh-vat-lieu-co-ich-4745636.html

. Võ Thị Thanh Hương, Lê Tấn Nhân Từ, Nguyễn Phạm Tú Uyên, Huỳnh Lê Tuyết Thư, Ngô Thục Tri Nguyên, Lê Nguyễn Phúc Thiên, Lê Hữu Phước, Huỳnh Quyền & Nguyễn Đình Quân (2023). Thử nghiệm sản xuất cellulose vi khuẩn (BC) từ bùn giấy với quy mô pilot và ứng dụng làm phụ liệu tăng cường chất lượng giấy. Tạp chí Môi trường. 9: 11-15.

. Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2015). TCVN 6896:2015 về Giấy và các tông - Xác định độ bền nén - Phương pháp nén vòng.

. Tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam (2000). TCVN 3228-2:2000 về Giấy và các tông - Xác định độ chịu bục.