ĐỀ TÀI TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG ĐOẠN XEO GIẤY VỆ SINH

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng hàng nghìn năm. Trong những năm gần đây, nền kinh tế ngày càng phát triển kèm theo đó là nhu cầu về đời sống ngày càng cao. Hiện nay, ngành sản xuất giấy vệ sinh đang có những bước phát triển mạnh mẽ, tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng về mẫu mã, đảm bảo về chất lượng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường. Trong nền kinh tế về sản xuất giấy, sản xuất giấy vệ sinh chiếm một vị trí rất quan trọng vì đây là một ngành công nghiệp ảnh hưởng trực tiếp đến nhu cầu sử dụng hàng ngày của con người. Nó không chỉ tạo công ăn việc làm cho xã hội mà còn thúc đẩy tăng trưởng toàn ngành. Việc sản xuất giấy vệ sinh đi qua rất nhiều công đoạn, ở bài báo cáo này, chúng em đi vào tìm hiểu “Quá trình sản xuất và điều khiển trong công đoạn xeo giấy vệ sinh”

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

ĐỀ TÀI: TÌM HIỂU QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT VÀ ĐIỀU KHIỂN TRONG CÔNG ĐOẠN XEO GIẤY VỆ SINH

Sv thực hiện: Lê Diệp Linh – 20180811

Phạm Thị Thanh Ngân – 20191017

GV hướng dẫn: TS Thái Đình Cường

Mục lục

Mục lục……… 1

Lời mở đầu……… 2

Chương 1: Giới thiệu chung về giấy vệ sinh……….3

1 Khái niệm về giấy vệ sinh……….3

2 Một số loại giấy vệ sinh……….… 3

3 Đặc tính kỹ thuật……….… 4

Chương 2: Quá trình sản xuất và điều khiển trong xeo giấy vệ sinh…….…… ….6

1 Hòm phun bột……….… 7

2 Bộ phận lưới……….8

3 Bộ phân ép………9

4 Bộ phận sấy……….11

5 Một số khuyết tật của giấy trong quá trình xeo giấy……… …… … 13

Chương 3: Một số công nghê xeo Tissue phổ biến hiện nay……….….16

1 Công nghệ Light Dry Crepe (LDC)……… …….… 16

2 Công nghệ TAD (Through Air Dried)……….………16

3 Công nghệ UCTAD (Un – Creped Through Air Dried)……….…….17

4 Công nghệ Double re-crepe (DRC)……… …… 18

Lời kết thúc……… ……20

Tài liệu tham khảo……… 21

Lời mở đầu

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hànghàng nghìn năm Trong những năm gần đây, nền kinh tế ngày càng phát triển kèmtheo đó là nhu cầu về đời sống ngày càng cao Hiện nay, ngành sản xuất giấy vệsinh đang có những bước phát triển mạnh mẽ, tạo ra nhiều sản phẩm đa dạng vềmẫu mã, đảm bảo về chất lượng đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng của thị trường.Trong nền kinh tế về sản xuất giấy, sản xuất giấy vệ sinh chiếm một vị trí rất quantrọng vì đây là một ngành công nghiệp ảnh hưởng trực tiếp đến nhu cầu sử dụnghàng ngày của con người Nó không chỉ tạo công ăn việc làm cho xã hội mà cònthúc đẩy tăng trưởng toàn ngành Việc sản xuất giấy vệ sinh đi qua rất nhiều công

đoạn, ở bài báo cáo này, chúng em đi vào tìm hiểu “Quá trình sản xuất và điều khiển trong công đoạn xeo giấy vệ sinh”.

Nội dung của bài báo cáo này gồm có 3 phần:

Chương 1: Giới thiệu chung về giấy vệ sinh

Chương 2: Quá trình sản xuất và điều khiển trong xeo giấy vệ sinh

Chương 3: Một số công nghệ xeo Tissue phổ biến hiện nay

Chương 1 Giới thiệu chung về giấy vệ sinh

Giấy vệ sinh đóng vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của conngười trên toàn thế giới Giấy vệ sinh cho hiệu quả tuyệt vời trong việc ngăn chặn

sự lây lan của bụi bẩn, vi trùng, vi khuẩn, virus và bệnh tật Khăn giấy được xem làtốt hơn máy sấy nhờ sự ma sát và tác động mài mòn cơ học giúp loại bỏ tốt chấtbẩn

Ở thời kỳ trước, khi giấy vệ sinh chưa phổ biến con người làm vệ sinh chủ yếubằng hoặc bằng các vật liệu như người La Mã cổ đại sử dụng cây gậy có gắn bọtbiển; những năm của thế kỷ 15, máy in ra đời con người sử dụng giấy in để vệ sinhhay sử dụng cả lá cây, áo ngô, lõi ngô… Ở Mỹ, vào năm 1857 giấy vệ sinh đượclàm từ cây gai dầu tẩm lô hội xuất hiện đầu tiên nhưng chưa phổ biến Cho đếnnăm 1890, giấy vệ sinh dạng cuộn được ra đời và sản xuất rộng rãi

1 Khái niệm giấy vệ sinh

Giấy vệ sinh là mộr dạng của tissue, có định lượng thấp, độ bền kéo nhỏ, có vaitrò chủ yếu là vệ sinh và làm sạch Phụ thuộc vào mục đích sử dụng mà giấy vệsinh có độ dai, độ thấm hút khác nhau

2 Một số loại giấy vệ sinh

2.1 Giấy toilet (toilet paper)

Giấy toilet là các sản phẩm được làm từ giấy tissue dưới dạng cuộn,có thể cómàu trắng hoặc các màu khác hoặc các hình trang trí Loại giấy này gồm nhiều lớpxếp chồng lên nhau, chất lượng cuộn giấy phụ thuộc vào số lượng các lớp giấy

Xơ sợi trong giấy vệ sinh ngắn hơn nhiều so với giấy viết, khăn giấy lau mặt

để thoát nước và phân hủy nhanh trong bể tự hoại

Các cuộn giấy thường được cắt tờ dưới dạng răng cưa để dễ dàng ngắt đoạnkhi sử dụng

Giấy rất mềm mại, có nhiều lớp tránh bục,dê dàng tan trong nước để tránh làmtắc thiết bị vệ sinh

Thông số kỹ thuật và đặc điểm của giấy

 Định lượng: 15 – 17 g/m2;

 Màu sắc: trắng hoặc có màu;

 Dạng cuộn, gồm nhiều lớp giấy được ghép, dán với nhau, có thể có dập nổi

 Chiều cao cuộn thường là 90 – 100 mm;

 Đường kính cuộn: 100 – 120 mm, phụ thuộc vào chiều dài cuộn giấy và códập nổi hay không;

 Đường kính lõi: 38 – 50 mm

2.2 Giấy vệ sinh nhà bếp

Giấy vệ sinh nhà bếp cũng được sản xuất tương tự như giấy vệ sinh nhưngkích thước lớn hơn Các xơ sợi khá lỏng lẻo cho phép thấm hút nhanh hơn 30% sovới các loại giấy khác Giấy vệ sinh nhà bếp có khả năng thấm hút nước hay dầu

mỡ rất tốt và có thể tái sử dụng

Các thông số kỹ thuật của giấy nhà bếp

 Định lượng: 18 – 22 g/m2;

 Màu sắc: trắng hoặc có màu;

 Dạng cuộn hoặc tờ rời;

 Chiều cao cuộn: 225 – 260mm;

 Đường kính cuộn 100 – 120 mm, có thể lớn hơn 160 mm;

 Màu sắc: trắng hoặc có màu;

 Dạng tờ rời, hình vuông, được gấp lại và đặt trong các gói hoặc hộp;

 Kích thước của sản phẩm như: 24x24, 30x30, 33x33, 38x38, 40x40

thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng.

và trạng thái ẩm

d Các tiêu chuẩn theo quy định

+ Tiêu chuẩn cơ lý

Bảng 2.1 Bảng chỉ tiêu cơ lý giấy tissue

1 Định lượng, g/m2 không nhỏ hơn 14,0

2 Độ bền kéo, N/m, không nhỏ hơn

3 Khả năng hấp thụ nước, g/g, không nhỏ hơn 8,0

CHÚ THÍCH: Các quy định trong này chỉ áp dụng cho một lớp giấy của các sảnphẩm giấy vệ sinh hai lớp hoặc nhiều lớp

+ Tiêu chuẩn hóa sinh

Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn hóa sinh

Độ bền màu của chất tăng trắng quang

Chương 2: Quá trình sản xuất và điều khiển

trong xeo giấy vệ sinh

Sơ đồ xeo giấy Tissue

Thuyết minh sơ đồ: Huyền phù bột từ hòm phun bột vào khoảng giữa 2 khe hở của

lưới với nồng độ khoảng 0,1 - 0,2% và nó được dẫn đi bởi lưới ngoài, nước đượcthoát về cả 2 phía của lưới Nước thoát ra ở đây sẽ chảy xuống bể chứa nước trắng

để đem dùng làm nước pha loãng quay lại sàng áp lực còn lại sẽ đem đi tuyển nổithu hồi xơ sợi Quá trình bột đi trên lưới sẽ bố trí 2 vòi nước cắt biên sau khi đãhình thành lớp bột trên lưới Sau khi qua lưới hình thành tờ giấy có độ khô khoảng

10% Giấy đi dưới chăn và cuốn theo chăn, thoát nước theo cơ chế tự nhiên khi qua

lô ép chân không để trước khi vào sấy độ khô của giấy đạt khoảng 38 – 40% Chănqua thanh gạt và hòm hút chân không để làm khô chăn, sau đó quay lại chuẩn bịvào công đoạn tiếp theo Giấy được bắt qua lô sấy Yankee, ở đây giấy được sấy cả

2 mặt đạt tới độ khô khoảng 94% thì được được đưa tới công đoạn tiếp theo Giấyđược bắt sang bộ phận lô cuộn bằng tay hoặc bằng hệ thống bắt tự động, quá trìnhnày diễn ra rất khó và giấy thường bị đứt, tạo ra rất nhiều giấy rách Giấy đượccuộn thành lô rồi được hệ thống cẩu trục đưa đi đóng gói hoặc đưa sang bộ phậncuộn lại tạo 2 hay 3 lớp tùy theo yêu cầu sản phẩm hoặc yêu cầu khách hàng Giấy rách được đưa xuống bể đánh tơi để đánh tơi rồi đưa về bể bột giấy tiếp tụcvòng tuần hoàn

1 Hòm phun bột

Hòm phun bột là thiết bị nằm ở phần đầu tiên của máy xeo giấy Nhiệm vụ của hòm phun:

+ Tiếp nhận dòng bột đã bị sẵn sàng để xeo giấy

+ Đưa bột ra lưới với tốc độ như nhau theo chiều ngang và chiều cao dòng bột chảy ra

+ Nồng độ bột đồng đều ở khắp mọi nơi của dòng chảy

+ Không có chuyển động rối và các dòng chảy chéo ngang

+ Loại trừ hiện tượng tạo búi xơ sợi ở mức cao nhất

+ Không có các xơ sợi nằm ngang trong dòng chảy của bột

Hòm phun bột trong xeo giấy Tissue là loại hòm kín, không có đệm khí, tạo áp lực bằng máy bơm quạt Dòng bột vào hòm phun được phân phối đều theo chiều ngang máy bằng các ống góp, sau đó các dòng bột được ổn định bởi các suốt lỗ đang quay Tốc độ của bột phun lên lưới được điều khiển thông qua tốc độ của máy bơm quạt và nó cũng có tác dụng làm sơ xợi được khuấy trộn đều Trong xeo giấy Tissue tốc độ bột lên lưới gần bằng tốc độ của lưới

Hình 1 Hòm phun bột kiểu kin có đệm khí

2 Bộ phận lưới

Bộ phận lưới là bộ phận cơ bản và phức tạp nhất của máy xeo Trên máy xeo thường sử dụng lưới được đan từ các loại hợp chất kim loại màu (đồng phốt pho), hoặc từ các sợi tổng hợp Lưới khác nhau ở số hiệu và cách đan

Tuổi thọ của lưới đồng 15-20 ngày, lưới tổng hợp khoảng 6 tháng, cá biệt có trường hợp đến 2 năm phụ thuộc vào chế độ hoạt động của máy xeo Lưới chế tạo

ở các xí nghiệp chuyên dụng theo khổ ngang và chiều dài nhất định, ở dạng tấm lưới vô tận Mối nối không được để lại vết hằn trên băng giấy Khả năng thoát nước của mối nối hoàn toàn giống như khả năng thoát nước của tấm lưới

Cơ cấu xeo lưới đôi, bột giấy được đưa vào khe hở dạng nêm giữa 2 lưới Hai lưới uốn và tạo nên bề mặt cong với lưới trong và lưới ngoài Dưới tác động lực căng của lưới ngoài, trong khe phát sinh áp lực Dưới tác dụng của áp lực, nước được ép qua lưới Khi đó bề mặt cong uốn bởi hai lưới không thấm nước, nên nước

từ vùng xeo chỉ thoát ra qua lưới ngoài

Việc hút nước khỏi băng giấy tiếp tục diễn ra ở hòm hút chân không và hệ ép trục bụng Như vậy các hòm hút chân không được đặt ở đoạn cuối của bộ phận lưới và trước hệ ép trục bụng quá trình thoát nước ở các hòm hút này được thực hiện là nhờ tác động của chân không do bơm tạo ra Dưới tác động của chân

không, băng giấy vừa được thoát nước, vừa được làm chặt do không khí bị hút ra ngoài lớp xơ sợi Số lượng hòm hút chân không được tính toán, chọn và xác định bởi độ nghiền và khả năng thoát nước của bột giấy Để hạn chế sự mất mát xơ sợi,

độ chân không trong các hòm thường không cao và tăng dần từ hòm đầu đến hòm cuối

Bột từ các hòm phun bột được phun lên lưới, đây là công đoạn hình thành tờ giấy Ở công đoạn này nước từ băng giấy được thoát ra từ 2 bên, nước thoát ra được dẫn về bể chứa và sử dụng cho bên chuẩn bị bột, ở phía chăn nước cũng đượcthoát ra 1 phần

Hình 2 Tấm hình thành Hình 3 Phoi thoát nước

Khi tấm giấy ra khỏi lưới có độ khô khoảng 10%, băng giấy được thấm hút tiếp

ở phần chăn Băng giấy đi dưới chăn, vì chăn có độ ẩm thấp hơn giấy nên tạo ra sự chênh lệch áp suất nhờ đó mà băng giấy được hút nước ngược lên chăn, và băng giấy được chăn dẫn tới lô ép hút chân không

Khác với các dây chuyền xeo giấy khác, xeo giấy Tissue không có tấm gạt

3 Bộ phận ép

Từ bộ phận lưới máy xeo băng giấy được đưa sang bộ phận ép ướt Quá trình thoát nước ở hệ ép có ảnh hưởng rõ rệt tới các tính chất của giấy: giấy được chặt hơn (khối lượng riêng tăng lên); cấu trúc băng giấy khác hơn (chiều dài dài đứt, độ chịu gãy theo chiều dọc và chiều ngang tăng lên), và độ thấu khí của giấy giảm đi… trong bộ phận ép cần đảm bảo:

- Thoát nước nhiều nhất khỏi băng giấy, cùng với việc đảm bảo tính năng cơ lý của nó;

- Độ ẩm của băng giấy phải đồng đều theo khổ ngang;

- Không làm đứ băng giấy khi chuyển dịch tự do giữa các hệ ép Số lượng nước thoát ra ở 1 hệ ép ướt có thể xác định theo công thức:

R’ = RrRv= (Sr−Sv SrSv)100

Trong đó: Rv là khối lượng xơ sợi và nước đi vào hệ ép;

Rr là khối lượn xơ sợi và nước đi ra khỏi hệ ép;

Sv độ khô băng giấy khi vào hệ ép, %;

Sr độ khô băng giấy khi ra khỏi hệ ép, %

Trong xeo giấy Tissue chỉ có một lô ép ướt và có đặt hệ thống hút chân không

để hút nước từ chăn Lô ép ướt được bố trí sát vớ lô sấy Yankee, tạo áp lực ép vàolôYankee nhờ bộ phận đẩy của cơ cấu lò xo

Hình 4 Các pha tách nước trên các hệ ép ướp và sự thay đổi áp lực, độ khô giấy theo chiều ngang vùng tiếp xúc của các trục

Lô ép ướt được làm bằng thép, bề mặt lô được bọc lớp cao su đặc biệt chịu

được nhiệt độ và có độ bền cao

Dựa vào các yếu tố xác định cường độ và hiệu quả quá trình thoát nước ở bộphận ép ướt: tuyến áp trên diện tích tiếp xúc giữa các trục ép; sự cản thoát nướccủa băng giấy; thời gian ép; độ ẩm, độ thoát nước và khả năng thấm của chăn;đồng thời cả độ chân không thì sử dụng hệ ép hút chân không có ưu điểm nổi trộihơn so với hệ ép thường

Trục bụng chân không gồm có vỏ trục dạng trụ với nhiều lỗ trên bề mặt, vỏtrục có hòm hút chân không cố định Những máy xeo làm việc có tốc độ dưới 200

÷ 250 m/ph thì trục bụng chân không có một hòm hút; còn máy xeo với tốc độ từ250m/ph trở lên thì trục bụng chân không có 2 hòm hút

Thời gian ép, cũng như thời gian thoát nước thường rất ngắn Nhiệt độ của bộtgiấy cũng ảnh hưởng đến quá trình thoát nước: nhiệt độ càng cao, độ nhớt củanước càng giảm thì sự thoát nước càng dễ dàng Chăn ép giữ vai trò tấm lọc Nước

ra khỏi băng giấy sẽ thoát nước qua chăn Ở bộ phận ép ướt, chăn phải mềm mại,đàn hồi, chịu nén cao, và có khả năng hấp thụ, thoát nước lớn với phạm vi biếndạng đàn hồi rộng Độ ẩm của chăn trước khi vào vùng tiếp xúc giữa các trục épkhông được cao quá 40-50% Chăn phải được rửa thường xuyên trong quá trìnhhoạt động của hệ ép

Qua bộ phận này băng giấy có độ khô đạt khoảng 40%

1.khe hở giữa các trục; 2.trục đá (trên); 3.băng giấy;

4.chăn len; 5.lớp bọc cao su;

6.lớp vỏ bằng đồng; 7.hòm chân không.

Hình 5 Sơ đồ hoạt động của hệ ép chân không

Lô sấy thường được đúc bằng gang, một thành dày 18-25mm Các lô sấy bằngthép có 1 và 2 thành được sử dụng ít hơn Hai đầu lô là các nắp bằng gang hay thépvới các đoạn trục rỗng làm ngưỡng trục, tựa trên những gối đỡ Việc cấp hơi vàotrong lô và dẫn nước ngưng ra được tiến hành qua đoạn trục gọi là đầu hơi ở phíatruyền và dẫn động máy xeo

Cường độ quá trình sấy và chất lượng băng giấy sau khi sấy phụ thuộc vào lôsấy Đối với lô sấy có yêu cầu sau:

- Bền vững về cơ khí, đặc biệt chịu áp lực trong khi máy hoạt động;

- Bề mặt lô sấy phải láng bóng và chịu mài mòn;

- Sai số kích thước trong phạm vi cho phép;

- Nhiệt trở thấp nhất;

- Thuận lợi thao tác kỹ thuật trong quá trình sử dụng;

- Trong một số trường hợp bề mặt lô sấy phải chống ăn mòn, bám dính

Hình 8 Lô sấy

1 thân lô; 2 nắp phía thao tác; 3 nắp phái truyền lực; 4 nắp lỗ thăm; 5 bánh răng; 6 - thân hệ dẫn động; 7 - vòng bi; 8 - gối đỡ phía thao tác; 9 - cơ cấu lấy nước ngưng.

Sấy là quá trình thoát nước trong băng giấy và hình thành nên liên kết xơ sợicho băng giấy Quá trình hình thành liên kết xơ sợi trong băng giấy, tạo ra tính chấtcủa tờ giấy phụ thuộc vào quá trình phân bố hơi của băng giấy sau khi đi qua lôsấy Với đặc tính của giấy Tissue là độ xốp cao, mềm … thì quá trình bốc hơi nướccủa băng giấy phải xảy ra nhanh Vì vậy mà trong dây chuyền xeo giấy Tissue chỉ

sử dụng một lô sấy Yankee, và được cấp sấy cả hai mặt trong và ngoài của lô

Lô sấy Yankee có đường kính lớn, bề mặt của lô sấy được phủ một lớp chất trợnhăn và chất trợ dính Sau khi qua lô sấy Yankee băng giấy có độ khô đạt khoảng93% và được đi sang công đoạn cuộn, cắt cuộn lại và công đoạn hoàn thành

Hình 9 Bề mặt cắt ngang của lô sấy Yankee

Hình 10 Lô sấy Yankee có hòm chụp

5 Một số khuyết tật về giấy trong quá trình xeo

5.1 Trên bàn lưới của máy xeo

+ Bột nghiền cắt xơ ngắn quá mức, làm giảm độ bền của giấy, đặc biệt là các chỉtiêu: độ gấp, độ chịu xé, độ bền đứt, độ kháng áp giảm, giấy xeo dễ bị đứt

+ Bột nghiền xơ còn thô và dài quá, sinh ra giấy có độ bền kém, giấy thô, xốp + Các phế phẩm giấy tuần hoàn trở lại, chế biến nghiền không làm tan hết bó xơ,gây nên đốm vết, vảy trên giấy ảnh hưởng tới độ bền và độ thấu quang của giấy

 Từ quá trình nghiền và chuẩn bị bột giấy không tốt gây ra các phế phẩmgiấy, ảnh hưởng đến chế độ làm việc của máy xeo Định lượng giấy bị daođộng quá mức do nồng độ bột không đều, do khuấy trộn bột ở hồ dự trữkhông tốt, do mức pha loãng bột trước xeo không tốt Định lượng của giấykhông ổn định có thể còn do chế độ làm việc của máy xeo: tốc độ máykhông đều, số vòng quay của bơm hỗn hợp đưa bột lên lưới không đều vàcòn do sự thay đổi chiều cao áp lực của cột bột trên hòm áp lực và lượng bộttrên hòm điều tiết bột trước xeo bị dao động

b Thiếu sót do sự làm việc không tốt của thiết bị làm sạch bột trước khi xeo

Làm sạch bột không tốt trước xeo không tốt thường xảy ra: sự phân tán sơ sợikhông tốt, gây nên kết đám, vón cục, đốm trên bề mặt giấy Nguyên nhân chính là

do sàng hay lọc ly tâm không tốt, lưới sàng bị thủng, rách, hệ thống lọc ly tâm bịtắc, áp lực ly tâm không đủ Do đó cần chú trọng công tác vệ sinh làm sạch cácthiết bị này để giảm khuyết tật xảy ra

c Thiếu xót xuất hiện do phần lưới của máy xeo

+ Giấy bị đốm vết, độ đồng đều kém do phân tán xơ không tốt

+ Giấy có chiều dày không ổn định, định lượng luôn bị thay đổi

+ Giấy có đốm vết, vết hằn của lưới hay vết lỗ trục bụng do hút chân không quámức ở hòm hút chân không hoặc trục bụng chân không

+ Giấy bị loang vết, co sọc do chế độ làm việc của môi phun, làm xuất hiện cácsóng bột trên lưới, tốc độ chảy của bột phun ra lưới không đều

+ Thiếu sót của giấy do sự làm việc của các suốt đỡ lưới, hay các tấm chắn làmbắn nước ngược trở lại lưới, do sự làm việc của các hòm hút chân không không tốt,

sẽ làm ảnh hưởng đến khả năng đan kết và thoát nước của lớp bột tiếp xúc trực tiếptrên mặt lưới, do đó sự tạo hình tờ giấy cũng không đều, giấy bị vân mây, giảmchất lượng