GIẤY BÃ MÍA LÀ GÌ LỢI ÍCH CỦA SẢN PHẨM LÀM TỪ GIẤY BÃ MÍA

GIẤY BÃ MÍA LÀ GÌ LỢI ÍCH CỦA SẢN PHẨM LÀM TỪ GIẤY BÃ MÍA

Làm giấy từ bã mía hiện nay là một trong những phương pháp sản xuất giấy. Bã mía có thể dùng làm nguyên liệu làm giấy bao bì, giấy in báo, hộp đựng giấy và khăn giấy thay cho gỗ. Nó có thể được mua theo cách thân thiện với môi trường và quá trình nghiền bột tương đối nhẹ, khiến nó trở thành nguyên liệu thô mới có tiềm năng phát triển cho sản xuất giấy và hơn thế nữa. Bài viết này sẽ giới thiệu về bã mía và các ứng dụng của nó, đồng thời mô tả các phương pháp sản xuất giấy từ bã mía cùng với những ưu điểm và nhược điểm của nó.

Bã mía là gì?

Mía có hàm lượng đường và nước cao nên nước ép từ mía có thể được sử dụng để sản xuất đường hoặc ethanol sinh học. Sau khi ép, những sợi còn lại được gọi là bã mía. Bã mía ban đầu được sử dụng làm nhiên liệu đốt và phân trộn, nhưng nó có hiệu suất đốt thấp do chứa nước và các chất giàu carbon (với một lượng đáng kể). Hơn nữa, nó cần phải lên men trước khi được sử dụng để làm phân bón quy mô lớn. Trong thời đại bảo vệ môi trường hiện nay, các nhà khoa học và doanh nghiệp đã bắt đầu tìm kiếm các phương pháp tận dụng bã mía khác nhằm giảm lượng rác thải cũng như khả năng gây ô nhiễm.

Sản phẩm làm từ bã mía là gì?

Hiện nay, các sản phẩm bã mía phổ biến bao gồm bộ đồ ăn thân thiện với môi trường và bao bì dùng cho thực phẩm. Các ứng dụng khác cũng đã được phát triển, chẳng hạn như:

  • Thay thế xi măng: Bã mía có thể được thêm vào bê tông và thay thế một phần xi măng. Điều này sẽ tăng cường cường độ của bê tông cũng như giảm việc sử dụng xi măng, từ đó thải ra một lượng lớn carbon.
  • Thức ăn trong nông nghiệp và chăn nuôi: Sau khi bổ sung chất dinh dưỡng để cải thiện cảm giác ngon miệng và cung cấp dinh dưỡng gồm protein, bã mía có thể là nguồn cung cấp cellulose trong thức ăn hỗn hợp.
  • Sản xuất giấy: Giống như gỗ, bã mía rất giàu chất xơ và có thể được chế tạo thành giấy cứng thông qua việc tái tạo sợi trong quá trình nghiền bột.
  • Ethanol sau khi lên men: Nấm men có thể phân hủy bã mía bằng quá trình thủy phân, ethanol sinh ra trong quá trình này có thể được cung cấp cho ngành công nghiệp và vận chuyển để sử dụng.
  • Nhiên liệu rắn sau gia công: Việc trộn và trộn các chất thải bao gồm giấy vụn, nhựa, dệt may theo đặc tính của chúng sẽ nâng cao hiệu quả đốt cháy. Vì vậy, chất thải này có thể được chuyển đến các nhà máy điện để sử dụng làm thanh nhiên liệu.

Nó được ứng dụng rộng rãi trong mọi ngành công nghiệp.

Giấy bã mía và các sản phẩm làm từ bã mía là gì?

Giấy bã mía không những vàng hơn mà còn cứng hơn và kém sáng hơn. Vì vậy, nó hiếm khi được sử dụng như giấy viết hoặc giấy in màu trắng thông thường. Thay vào đó, nó chủ yếu được sử dụng làm giấy đóng gói, giấy in báo và hộp đựng giấy. Khác với các loại gỗ thông thường khác để làm giấy như nhựa xanh, thông, bạch đàn, bạch dương và tuyết tùng, bã mía chứa một lượng lớn lõi, và những lõi này sẽ dẫn đến chất lượng giấy thấp hơn và gây tắc nghẽn trong máy làm giấy. Vì vậy, lõi giấy phải được tách ra khỏi bã mía trước, khiến quá trình làm giấy từ bã mía phức tạp hơn giấy thường.

Giấy bã mía được làm như thế nào?

Sử dụng quy trình tách khô để loại bỏ các cùi trong bã mía ban đầu

Hệ thống làm sạch khô bao gồm máy nghiền búa và sàng lọc. Bã mía sẽ được đập thành từng mảnh trong máy nghiền búa và tách khỏi lõi thông qua sàng sàng. Sau quá trình loại bỏ khô, hơn 20% số lượng cùi sẽ còn lại trong bã mía, do đó cần phải thực hiện quá trình loại bỏ cặn ướt để tiếp tục giảm số lượng cùi trong bã mía.

Sử dụng quy trình làm sạch ướt để loại bỏ thêm các cùi trong bã mía

Quá trình loại bỏ cặn ướt thường được thực hiện vào thời điểm bột bã mía chuẩn bị được đưa vào máy sản xuất giấy. Bã mía sẽ được đưa vào máy nghiền thủy lực, ngâm hoàn toàn và bẻ nhỏ với nồng độ từ 2% đến 2,5%. Sau đó, 30% hố còn lại có thể được loại bỏ thêm. Trong quá trình này, nước có thể được tái chế và tái sử dụng.

Bảo quản bã mía

Bã mía là sản phẩm phụ của mía đường. Do đó, lượng cung cấp bã mía có thể thay đổi tùy theo vụ thu hoạch mía và nhu cầu trong sản xuất đường. Ở một số vùng, mía chỉ có thể thu hoạch khoảng 6 tháng/năm nên cần phải dự trữ để điều chỉnh lượng bã mía và ổn định nguồn cung. Bã mía trải qua quá trình làm sạch ướt sẽ được nén thành các đống bã mía không có không khí bằng máy ủi hoặc các máy khác. Trong hầu hết các trường hợp, bã mía này có thể được lưu trữ tới 12 tháng. Với việc giảm tiếp xúc với không khí, nó có thể duy trì độ sáng cao và giữ độ vàng ở mức thấp sau một thời gian dài bảo quản.

Nghiền bột

Bã mía được làm thành bột bã mía trước khi sản xuất giấy, thường thông qua phản ứng của soda hoặc sunfat ở nhiệt độ 90°C đến 180°C (điều này phụ thuộc vào phương pháp xử lý). Quá trình này tương tự như bột giấy thông thường được làm từ gỗ, nhưng lignin trong bã mía phản ứng tốt hơn trong gỗ. Do đó, nồng độ chất phản ứng bổ sung và nhiệt độ chuẩn bị có thể được giữ ở mức thấp hơn so với bột gỗ thông thường.

Xử lý bột bã mía

Bột bã mía có chứa silicon dioxide, có thể làm hỏng máy trong quá trình làm giấy tiếp theo nếu không được loại bỏ. Vì lý do này, các dung dịch hóa học có thể được thêm vào để kết tủa silicon dioxide và loại bỏ nó thêm. Ngoài ra, giống như làm giấy từ bột gỗ, bột bã mía phải được tẩy trắng bằng oxy hoặc oxit. Tuy nhiên, lượng hóa chất được thêm vào bột bã mía trong quá trình tẩy trắng ít hơn so với bột gỗ và nước có thể được tái chế, tái sử dụng cho một số phương pháp tẩy trắng. Vì vậy, bột bã mía tương đối thân thiện với môi trường.

Chế biến bã mía thành sản phẩm giấy bằng phương pháp gia công

Bột bã mía được gia công tương tự như bột gỗ lá rộng về bản chất. Nó được hình thành với hai trong số các thiết bị thường được sử dụng trong ngành công nghiệp giấy làm từ gỗ: máy tạo hình bốn dây và máy tạo hình dây đôi. Giấy được tạo thành sẽ được nén, sấy khô và chuyển thành tờ bằng máy, sau đó được dùng làm nguyên liệu giấy cho bất kỳ ứng dụng nào sau khi cắt và đóng gói.

Ưu điểm của giấy bã mía và sự khác biệt với bột giấy thông thường (Giấy tái chế)

Bagasse paper has the following advantages:

Nguồn nguyên liệu thân thiện với môi trường và có thể tái sử dụng

Nguyên liệu gốc của giấy bã mía có nguồn gốc từ bã mía, khiến nó trở thành sản phẩm phụ của quá trình gia công bã mía. Làm giấy từ bã mía giúp giải quyết vấn đề xử lý chất thải nông nghiệp và mang lại cho bã mía, loại rác lẽ ra sẽ bị chôn vùi hoặc đốt cháy, một sức sống mới và cơ hội tạo ra nhiều giá trị hơn. Mặt khác, bột giấy truyền thống đòi hỏi phải phá rừng trong khi việc trồng rừng có thể phá hủy hệ sinh thái địa phương. Hơn nữa, gỗ có chu kỳ sinh trưởng dài hơn mía, phải mất từ 3 đến 5 năm hoặc hơn.

Chiều dài của sợi dần dần trở nên ngắn hơn trong quá trình tái chế và đổi mới giấy. Vì vậy, mặc dù sử dụng giấy tái chế nhưng bột giấy nguyên chất mới cần phải được bổ sung liên tục trong mỗi quy trình tái chế để duy trì độ bền của giấy được sản xuất. Trong quá trình tái sản xuất giấy tái chế, cần phải có máy móc tiêu tốn năng lượng và tác nhân hóa học để tách mực và màng nhựa ra khỏi giấy, quá trình này có thể gây ô nhiễm nhiều hơn.

Không cần vận chuyển vật liệu đường dài

Mía thường được trồng thường xuyên ở một khu vực cụ thể. Sau khi thu hoạch sẽ được chuyển đến nhà máy luyện đường để làm đường. Chỉ cần nhà máy giấy bã mía được thành lập gần nhà máy lọc đường thì lượng khí thải carbon và chi phí vận chuyển nguyên liệu có thể giảm. Không giống như gỗ, thứ cần được vận chuyển từ nơi bị phá rừng đến các nhà máy giấy ở các khu vực khác, hoặc thậm chí phải vận chuyển ra nước ngoài.

Ít ô nhiễm trong quá trình sản xuất

Cần bổ sung thêm các tác nhân hóa học cũng như tẩy trắng bằng oxy hoặc oxit khi sợi thực vật biến thành bột giấy. Mặt khác, sợi bã mía phản ứng tốt hơn gỗ nên yêu cầu nhiệt độ thấp hơn và không tiêu tốn quá nhiều chất hóa học khi nghiền bột. Không chỉ vậy, lượng nước tiêu thụ còn thấp hơn so với bột giấy truyền thống và giấy tái chế.

Kết cấu cứng hơn

Sợi bã mía ngắn hơn và có thể bị hư hỏng trong quá trình tách lớp. Tuy nhiên, chúng có thành tế bào dày hơn và do đó có kết cấu cứng hơn bột gỗ thông thường. Điều này làm cho chúng trở thành nguyên liệu thô phù hợp để sản xuất ván sợi và khăn giấy.

Chi phí vật liệu và sản xuất thấp hơn

Nguồn nguyên liệu chủ yếu để sản xuất giấy bã mía là các sản phẩm phụ của quá trình sản xuất đường. Nhiều nhà máy lọc đường thậm chí phải trả tiền cho các công ty quản lý rác thải để giúp xử lý rác thải nên những nguyên liệu này gần như được lấy miễn phí. Hơn nữa, trong thời hiện đại, khi các bể chứa carbon từ rừng đặc biệt có giá trị, các doanh nghiệp phải xác nhận gỗ bởi các tổ chức quốc tế đáng tin cậy (ví dụ: Hội đồng quản lý rừng (Forest Stewardship Council – FCS)) để thực hiện nghĩa vụ ESG. Hệ quả là giá gỗ phù hợp với xu hướng phát triển bền vững tăng cao, tạo ra khoảng cách lớn hơn giữa giá thành giấy làm từ gỗ và giấy bã mía.

Ngoài ra, có thể giảm tiêu thụ năng lượng và chi phí mua hóa chất bằng cách giảm nhiệt độ và sử dụng hóa chất trong quá trình sản xuất. Hơn nữa, lượng khí thải ô nhiễm cũng có thể giảm. Điều này giúp tránh được việc áp thuế và phí carbon đối với lượng khí thải carbon cũng như chi phí cho việc thiết lập các biện pháp phòng ngừa chống ô nhiễm.

An toàn và vệ sinh

Nguyên liệu bã mía được lấy từ các nhà máy thực phẩm, có thể đảm bảo đủ mức độ vệ sinh. Vì vậy, giấy bã mía có thể được sử dụng để làm hộp đựng thức ăn. Ngoài ra, việc đảm bảo vệ sinh trong quá trình sản xuất giấy tái chế còn khó khăn. Do đó, một số quốc gia trong đó có Đài Loan đã ban hành luật cấm sử dụng giấy tái chế trong sản xuất hộp đựng thực phẩm.

Tương lai của giấy bã mía: Sự lựa chọn thân thiện với môi trường hơn

Dựa theo số liệu thống kê của Statista, tổng lượng giấy và bìa cứng tiêu thụ trên toàn thế giới vào năm 2021 là khoảng 408 triệu tấn và con số này vẫn đang tăng lên. Thùng carton, chất liệu chính của bìa carton sóng, chiếm tỷ lệ cao nhất. Khối lượng giấy bìa tiêu thụ năm 2021 đạt 178 triệu tấn, dự kiến sẽ vượt 220 triệu tấn vào năm 2031. Nếu sản xuất 1 tấn giấy cần trung bình 17 cây thì mỗi năm sẽ có 34 tỷ cây bị chặt để làm giấy bìa khi hết hạn sử dụng. nhu cầu tăng lên 200 triệu tấn. Đây là một con số khá sốc và hậu quả là tình trạng nóng lên toàn cầu có thể sẽ trở nên tồi tệ hơn.

Ngoài ra, bã mía có kết cấu cứng hơn và thích hợp để sản xuất bìa cứng. Theo số liệu thống kê của Food and Agriculture Organization of the United Nation (FAO), Sản lượng mía đường toàn cầu đạt 1,9 tỷ tấn trong năm 2019, cung cấp nguồn nguyên liệu dồi dào. Hơn nữa, năng lượng, chất hóa học và nguồn nước tiêu thụ trong quá trình sản xuất bột bã mía ít hơn bột giấy, khiến bã mía trở thành lựa chọn thân thiện với môi trường hơn. Hiện nay, những khó khăn về mặt kỹ thuật chủ yếu là ở độ sâu và cần có những nghiên cứu sâu hơn trong tương lai để khắc phục những vấn đề này.