LUẬN VĂN Thiết kế nhà máy sản xuất giấy bao gói

* Những nguyên nhân tồn tại chủ yếu được đánh giá và tổng kết như sau - Xuất phát từ một nền kinh tế kém phát triển kéo dài, thu nhập quốc dân thấp - Đa số các thiết bị quá lạc hậu, lỗi

I TẦM QUAN TRỌNG VÀ SỰ RA ĐỜI CỦA NGÀNH GIẤY

Giấy và các sản phẩm giấy đóng vài trò quan trọng trong mọi lĩnh vực hoạt động của

con người, đặc biệt trong xã hội văn minh thì giấy không thể thiếu được, nó là một vận

dụng không gần gũi nhất với con người

Lúc đầu ông cha ta phát minh ra giấy với ý thức là sử dụng giấy để cung cấp các

phương tiện ghi chép, lưu trữ và phổ biến thông tin Chính vì vậy đã có lúc ngành giấy

dần dần mất bị mai một do sự phát triển của công nghệ thông tin, một chiếc đĩa nhỏ có

thể lưu trữ được một lượng thông tin tương đương với một cuốn sách dầy hàng nghìn

trang hoặc hơn thế nữa

Tuy nhiên thực tế chứng minh, khi công nghệ thông tin bùng nổ càng lớn thì nhu cầu

sử dụng cũng tăng theo Hơn nữa, do thói quen, người ta thích đọc những cuốn truyện,

những chứng từ… bằng giấy hơn là phải ngồi đọc trên màn hình vi tính, cùng với sự

tiện lợi khác của giấy mà ngày nay nhu cầu càng ngày càng lớn và ngành công nghệ

giấy vẫn được phát triển không ngừng

Giấy ngoài việc dùng để cung cấp các phương tiện ghi chép, lưu trữ và phổ biến

thông tin nó còn được dùng rộng rãi để bao gói, làm vật liệu xậy dựng, vật liệu cách

điện …Ngoài những ứng dụng truyền thống đó, việc sử dụng, ứng dụng giấy và các

sản phẩm giấy hầu như không có giới hạn, một sản phẩm mới đang và sẽ khám phá,

phát triển, đặc biệt trong lĩnh vực điện và điện tử

Bên cạch những công dụng quan trọng của giấy,ngành giấy còn tạo việc làm cho

người lao động tăng thu nhập cho mỗi quốc gia

Có thể nói sự tiến bộ của mỗi quốc gia, sự văn minh của loài người luôn gắn chặt với

ngành sản xuất giấy, tức là không thể tách rời một nền văn minh với sự đa dạng về

chủng loại các sản phẩm giấy chất lượng cao cùng với sự ứng dụng không giới hạn của

chúng Hơn thế nữa, hoàn toàn có thể lấy năng suất giấy, khối lượng tiêu thụ giấy để

đánh giá sự phát triển của mỗi quốc gia hay của toàn xã hội

Chính vì giấy có tầm quan trọng như vậy, nên nó được ra đời rất sớm Ngay từ thời

xa xưa người Ai cập cổ đại đã làm giấy viết đầu tiên từ việc đan các lớp mỏng của các

thân cây lại với nhau Nhưng sự làm giấy viết đầu tiên xuất hiện ở Trung Quốc vào

khoảng một trăm năm trước công nguyên, thời kỳ này người ta đã biết sử dụng huyền

phù của xơ sợi tre nứa hoặc cây dầu tằm cho lên các phên đan bằng tre nứa để thoát

nước thành tờ giấy ướt, sau đó được phơi nắng, để có tờ giấy hoàn thiện Sau vài thế

kỷ, việc làm giấy đã được phát triển ra các khu vực khác và dần dần ra toàn thế giới

Cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ, hiện nay ngành công

nghiệp giấy là một trong những ngành kỹ nghệ cao, sản xuất liên tục, cơ khí hoá, tự

động hầu như hoàn toàn

Tuy nhiên, ở một số quốc gia và một số vùng vẫn còn sử dụng giấy thủ công do chưa

có điều kiện phát triển hoặc duy trì làng nghề truyền thống hay sản xuất một số mặt

hàng đặc biệt

II NGÀNH CÔNG NGHIỆP GIẤY THẾ GIỚI –KHU VỰC ĐÔNG NAM

Á-VIỆT NAM

1.Công nghiệp giấy thế giới

Trong suốt lịch sử phát triển 2000 năm của mình, ngành công nghiệp giấy đã trải qua

những bước thăng trâm như quy luật phát triển của vạn vật, những xu hướng chung là

ngày càng tăng về mặt số lượng, chất lượng và chủng loại

Sản lượng giấy toàn thế giới năm 2001 là 294,4 triệu tấn, trong đó:

Giấy in, viết : 86 triệu tấn

Giấy in, báo : 45 triệu tấn

Carton : 66,9 triệu tấn

Quốc gia sản xuất giấy nhiều nhất là:

Mỹ : 76,9 triệu tấn/năm

Nhật : 32,6 triệu tấn/năm

Canada : 23,7 triệu tấn/năm

Trung quốc : 26,7 triệu tấn/năm

Nhưng đứng đầu thế giới về mức tiêu thụ giấy bình quân trên đầu người lại là:

Phần lan : 386,5 Kg/người/năm

Mỹ : 351,3 Kg/người/năm

Thụy điển : 269,1 Kg/người/năm

Nhật bản : 276 Kg/người/năm

( Theo số liệu thống kê năm 1999 của tạp chí thế giới )

Trong những năm gần đây, mức tăng trưởng của toàn ngành đạt 3 %/năm, riêng khu

vực Châu á - Thái bình dương là 6 %/năm

Theo dự đoán của nhà nghiên cứu,từ nay đến năm 2005, mức tăng trưởng của thế

giới sẽ đạt 2,7 %/năm về sản phẩm giấy các loại, 4,5 %/năm về mức tiêu thụ, mức tiêu

thụ trung bình sẽ tăng từ 46,3 kg/người lên tới 49 kg/người với sự phân bố như sau:

Bắc mỹ : 302 Kg/người/năm

Tây âu : 192 Kg/người/năm

Châu á : 23,5 Kg/người/năm

Các nước còn lại 13 Kg/người/năm

Trung quốc là nước có lợi thế về rừng

Do xu hướng phát triển chung, nền kinh tế trên các lục địa đều gia tăng, dẫn tới mức

tiêu thụ giấy cũng tăng, công nghiệp giấy phát triển.Năm 2003 bình quân thế giới hiện

là: 54 Kg/người/năm Một số nước có nền sản xuất bột lớn như: Canada, Thụy điển,

Phần lan, Mỹ, Braxin, công nghiệp giấy từ buổi đầu xơ khai là kết những cây cỏ lại

với nhau thành tấm, thì giờ đây đã được tự động hoá về mọi mặt, cả về công nghệ lẫn

thiết bị, đã có hẳn những công ty lớn chuyên về hoá chất ngành giấy Trên thế giới có

rất nhiều nhà máy công suất 1 triệu tấn/ năm với những dàn xeo khổ rộng 9m, 1.2m

tốc độ 1700m/phút

2.Công nghiệp giấy Châu á- khu vực ASEAN

Là một phần nhỏ của thế giới, khu vực Châu á đã có riêng một nền công nghiệp giấy

của mình:

Mức sản xuất là: 69,6 triệu tấn/năm

Mức tiêu thụ là: 76,6 triệu tấn/năm

Mức tiêu thụ bình quân là: 23,5 triệu tấn/năm

Với Đài loan : 163,0 kg/người/năm

Trung quốc : 161,8 kg/người/năm Inđônêxia : 114,0 kg/người/năm

Malayxia : 89,7 kg/người/năm

Hàn quốc : 101,2 kg/người/năm

Thái lan : 37,2 kg/người/năm

Việt nam : 5,1 kg/người/năm

Năm 2003

Bình quân cả khu vực ASEAN là: 21 kg/người/năm

Việt nam(cuối năm 2003) : 11 kg/người/năm

Năng suất của các nước không ngừng tăng lên, nhất là Trung quốc, Hàn quốc, và

Inđônêxia Sản lượng của Trung quốc đứng hàng thứ 4 thế giới 26,7 triệu tấn/năm,

Inđônexia 5,7 triệu tấn/năm và còn có ý định nhập 10 nước về sản lượng giấy

Tuy nhiên, còn một số nước trong khu vực vẫn phải nhập giấy hoặc bột giấy để sản

xuất như Mianma, Campuchia, Việt nam…

3.Thực trạng và định hướng phát triển, ngành giấy Việt nam đến năm 2010

3.1.Thực trạng

Việt nam có ngành công nghiệp giấy yếu kém với mức tiêu thụ giấy thấp vào bậc nhất

thế giới Theo báo cáo của Hiệp hội giấy Việt nam năm 2003 là năm phát triển với tốc

độ cao ( 19,33% so với năm 2002 ) của ngành giấy Việt nam Toàn ngành sản xuất

được 640.000 tấn giấy, trong đó giấy in báo 27.000 tấn, giấy in & viết 145.000 tấn,

giấy kraft, các tông, duplex 313.000 tấn, giấy vệ sinh 33.000 tấn, các loại giấy khác

Tuy nhiên, ngành giấy Việt nam mới chỉ đáp ứng được 60% nhu cầu tiêu dùng trong

nước ( năm 2003 xuất khẩu được 96.000 tấn, nhập khẩu 425.000 tấn và tiêu dùng là

971.000 tấn, tiêu dùng biểu kiến đạt 12,14kg/người/năm )

Việt nam vẫn nhập khẩu lượng lớn các lượng giấy đặc chủng chất lượng cao

Trong khi đó, chỉ riêng một nhà máy sản xuất giấy loại vừa ở Inđônêxia đã có công

suất bằng tổng năng lực sản xuất của toàn ngành giấy Việt nam Điều này cho thấy

ngành giấy Việt nam so với khu vực ASEAN nhỏ đến mức nào

Hiện nay, cả nứơc có trên ba vạn đơn vị, cơ quan gia công và chế biến sản phẩm từ

giấy, khoảng 300 đơn vị sản xuất giấy, chưa đến 20 đợn vị sản xuất bột giấy qui mô

trên 60.000 tấn giấy có trình độ tương đối khép kín Trong đó Tổng công ty giấy Việt

nam bao gồm 7 đơn vị sản xuất giấy Năm 2003 Tổng công ty giấy Việt nam đã sản

xuất trên 183.000 tấn sản phẩm giấy các loại, trong đó giấy in & viết là 111.473 tấn,

giấy in báo 26.731 tấn, giấy bao bì khoảng gần 40.000 tấn, còn lại là giấy duplex, giấy

vệ sinh, bìa và các loại giấy khác Ngoài sản phẩm giấy các loại, các doanh nghiệp

trong Tổng công ty cũng đã sản xuất được nhiều mặt hàng khác phục vụ nhu cầu tiêu

dùng của xã hội ( như gỗ dán gần 3.000 m3, bút các loại khoảng gần 6 triệu chiếc,

diêm các loại khoảng gần 11 triệu bao…)

Tuy nhiên, Tổng công ty giấy gặp nhiều khó khăn với sự khởi đầu của hội nhập

AFTA của sự giảm thuế nhập khẩu các măt hàng giấy in, viết, báo từ 50% xuống 20%

Việc Bãi bằng đóng máy từ tháng 7/2003 để thực hiện các nội dung đầu tư mở rộng

của giai đoạn I, việc hàng loạt các yếu tố đầu vào tăng giá( Than, xăng dầu, điện, bột

giấy và nhiều khó khăn thách thức khác về vốn đầu tư, về vốn lưu động, về trả nợ vốn

vay ngân hàng, về khả năng tiêu thụ các sản phẩm sản xuất trên các dây chuyền mới

đầu tư… Ngành công nghiệp nói chung và Tổng công ty giấy Việt nam nói riêng đã bị

ảnh hưởng không nhỏ trong bối cảnh như vậy

* Những nguyên nhân tồn tại chủ yếu được đánh giá và tổng kết như sau

- Xuất phát từ một nền kinh tế kém phát triển kéo dài, thu nhập quốc dân thấp

- Đa số các thiết bị quá lạc hậu, lỗi thời trên 20-30 năm không được đầu tư cải

tạo, thiếu cân đối, thiếu đồng bộ

- Nguồn nguyên liệu không ổn định, kéo dài

- Hạ tầng cơ sở kém ảnh hướng đến việc cung cấp nguyên, nhiên vật liệu, vận

chuyển

- Trở ngại lớn nhất chính là cơ chế quản lý của nhà nước như chính sách thuế

đối với sản phẩm giấy ( đầu vào và đầu ra, khấu trừ thuế cho thu gom giấy thải

loại ) giải ngân, bảo lãnh vốn vay cho các doanh nghiệp ngoài quốc doanh… và

chính sách khuyến khích sản xuất trong nước thay thế hàng nhập khẩu ) tận

dụng tài nguyên và bảo vệ môi trường ( thu gom giấy thải loại )

- Không có một chiến lược phát triển dài hạn cho ngành

- Các chính sách đầu tư, đổi mới công nghệ quá phức tạp, rườm rà tốn kém đặc

biệt là các qui trình sử dụng nguồn khoa học cơ bản làm cho việc tái đầu tư

không đúng mục đích, thời cơ nên kém hiệu quả

Về khả năng cung ứng nguyên liệu

- Nguên liệu là một trong những yếu tố quan trọng hàng đầu ảnh hưởng đến khả

năng duy trì sản xuất, đảm bảo tính khả thi cho các dự án đầu tư

- Những năm qua, khó khăn do không ổn định nguồn nguyên liệu là một trong

những nguyên nhân kìm hãm sản xuất, chủ yếu do:

+ Thiếu sự quản lý chặt chẽ trong việc khai thác rừng

+ Nguyên liệu giấy chưa được quy hoạch đầu tư đúng mức

+ Những chính sách thu mua, xuất khẩu gỗ và dăm gỗ chưa hợp lý

3.2 Định hướng phát triển ngành giấy đến năm 2010

3.2.1 Mục tiệu tổng quát

- Mục tiêu của ngành giấy Việt nam đến năm 2010 đạt được 1 triệu tấn bột

giấy và 1,2 triệu tấn giấy/năm ( theo quyết định 160/QĐ-TTG ngày 13/9/1998 )

- Chủ trương tập trung đầu tư trồng rừng và sản xuất bột giấy phù hợp với chủ

trương chung của khối ASEAN nhằm cân đối nguồn bột đang thiếu hụt trong

khu vực và tiến tới xuất khẩu sang các nước khác Trước mắt đến năm 2010

trong khối sẽ phấn đấu gia tăng thêm 5 triệu tấn bột giấy, trong đó riêng

Inđônêxia sẽ đạt trên 3 triệu tấn bột giấy

- Phát triển tiềm năng nguồn lực của ngành và đất nước, mở rộng khả năng sử

nguồn tài nguyên, vật tư, hoá chất, năng lượng, máy móc, thiết bị lao động

- Thoả mãn nhu cầu sản phẩm về chất lượng, chủng loại và số lượng

- Gia tăng cạnh tranh, đạt mục tiêu hiệu quả kinh tế- xã hội, bảo vệ môi trường

3.2.2 Định hướng phát triển công nghệ

- Hoàn thiện và phát triển công nghệ bột hoá nhiệt cơ ( CTMP ), giảm thiểu ô

nhiễm môi trường

- Cải tiến công nghệ sunfat, ứng dụng và hoàn thiện công nghệ nấu liên tục cải

tiến ( MCC ), nấu gián đoạn Super Batch, sản xuất bột mềm hơn, siêu mềm,

giảm thiểu quá trình tẩy trắng, giảm chất thải

- Loại bỏ dần công nghệ tẩy trắng sử dụng Cl2 và các hợp chất Clo, tiến tới công

nghệ tẩy trắng hoàn toàn không sử dụng Clo ( TCF ), giảm thiểu nước thải,

- ứng dụng và phát triển cộng nghệ thông tin, tự động hóa điều khiển qui trình

công nghệ vận hành và giám sát thiết bị, chất lượng sản phẩm

III LẬP LUẬN KINH TẾ

Trong quá trình hội nhập nền kinh tế nước ta và nền kinh tế khu vực và thế giới, đặc

biệt vào năm 2006 chúng ta sẽ tham gia AFTA đây chính là cơ hội và cũng là thách

thức đối với nền kinh tế nước ta nói chung và ngành giấy nói riêng

Để chiếm lĩnh thị trường giấy trong nước và tiến tới xuất khẩu sang các nước trong

khu vực và thế giới, ngay từ bây giờ ngành giấy Việt nam cần phải tạo uy tín với

người tiêu thụ trong nước để sao cho trong suy nghĩa của mọi người là khi cần giấy

phải nghĩ ngay tới giấy “ Giấy Việt nam “

Muốn vậy, sản phẩm giấy của chúng ta phải đa dạng về số lượng, chủng loại, chất

lượng tốt và giá cả phù hợp

Hiện nay, so với giấy cùng loại từ các nước quanh khu vực như : Singapo, Thái lan,

Inđônêxia … thì giấy nước ta xét về 3 mặt chất lượng, số lượng, giá cả đều chưa có

sức cạnh tranh Trong những năm gần đây, ngành giấy nước ta đã nhận thức được điều

này và đã có những chiến lược cụ thể giúp ngành đứng vững và phát triển trong những

năm tới như nâng cao trình độ cán bộ kỹ thuật và cán bộ quản lý, chuyên môn hóa đội

ngũ công nhân, rà soát tổ chức lại doanh nghiệp Những doanh nghiệp có khả năng tồn

tại và phát triển tiến tới nâng cấp và mở rộng doanh nghiệp đó Chuyển đổi hình thức

sở hữu của một số doanh nghiệp làm ăn không hiệu quả Đầu tư xây dựng những

doanh nghiệp mới với công nghệ hiện đại nhất hiện nay

Chính vì vậy ngành giấy nước ta đang đứng trước ngưỡng cửa của sự nhảy trong

những năm tới, mà trong đó mục tiêu của Tổng công ty giấy Việt nam trong giai đoạn

2001-2005 tập trung triển khai đầu tư xây dựng hai dự án lớn nhóm A đó là:

+ Nhà máy giấy Kontum 130.000 tấn/năm ( được chính phủ phê duyệt năm 1999 )

+ Nhà máy giấy và bột giấy Thanh hóa 60.000 tấn giấy bao gói công nghiệp và

50.000 tấn bột giấy mỗi năm ( Chính phủ duyệt năm 2002 )

Giai đoạn tiếp theo là dự án mở rộng Bãi bằng giai đoạn 2 thêm 250.000 tấn bột

giấy/năm Nhà máy giấy Bắc cạn 50.000 tấn/năm Nhà máy giấy Lâm đồng 200.000

tấn/năm

Trong khi đó, nhu cầu sử dụng ngày càng tăng nhanh Nhìn vào số liệu nhập khẩu

cho thấy:

Năm 1996: Nhập khẩu 10.000 tấn/năm

Năm 1997: Nhập khẩu 20.000 tấn/năm

Năm 2000: Nhập khẩu 58.000 tấn/năm

Năm 2003: Nhập khẩu 425.000 tấn/năm

IV CHỌN DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Dây chuyền sản xuất được lưa chọn trên cơ sở mặt hàng sản xuất, nguyên liệu và

năng suất nhà máy

Với mặt hàng là giấy bao gói độ bền cao,năng suất 110000 tấn/nâm em lựa chọn tiêu

chuẩn chất lượng giấy bao gói theo tiêu chuẩn ngành số 24 TCN 78-99 Ban hành theo

quuyết định 64/1999/QD-BCN ngày 29/9/1999

1.Yêu cầu kỹ thuật

Mức chất lượng cấp giấy bao gói có độ bền cao (cấp A)

Nguyên liệu

Để phục vụ cho yêu cầu trên tôi chọn nguyên liệu là bột kraft 100% không tẩy ,loại

này có chiều dài sơ sợi khá cao,độ bền cao SR=15-18

a Chỉ tiêu cơ, hóa, lý(Tap chí giấy 7(91)/2000):

STT

Tên chỉ tiêu

Mức chất lượng cấp A

Đơn

vị tính

TCVN 3229÷2000

Công nghệ giấy 5/2003

kN/m

TCVN 1862÷2000

Công nghệ giấy 5/2003

4 Độ hút nước Cobb 60 30 g/m2 TCVN Công nghệ

V.THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN

Bột tấm được băng tải nạp vào máy nghiền thủy lực tấm cùng với lượng bột từ

máy nghiền thủy lực số 2 và bể parabol vào bể bột thô ,sau đó bột đươc bơm vào hệ

thống nghiền côn Sau hệ thống nghiền, bột được đưa vào bể hỗn hợp cùng phèn và

bột thải từ sàng áp lực sang Tại bể này bột được khuấy trộn đều với các phụ gia và

được bơm vào hệ thống nghiền tinh ,bột sau nghiền tinh được chứa ở bể bột sau

nghiền ,Sau đó được bơm vào hòm điều tiết và được pha loãng bằng bơm pha loãng

,nước dùng để pha loãng từ bể nước trắng ở phần suốt đỡ lưới Bột sau khi đựoc pha

loãng đưa sang lọc cát rồi cho vào hòm khử bọt Trong hòm khử bọt khí được thoát ra

còn bọt thì được bơm sang sàng tinh (sàng áp lực) trước khi đưa sang hòm tạo áp Bột

từ hòm tạo áp kín không có đệm khí cho vào lưới xeo qua môi phun Tiếp đó bột cùng

lấy lần lượt qua tấm hình thành bộ phận suốt đỡ lưới,bộ phận hòm hút chân không,trục

bụng chân không,lúc đó tờ giấy được hình thành và có độ khô khoảng từ 18 đến 20%

tiếp đó giấy được chăn len đưa qua hệ thống ép và sấy.Cuối giai đoạn sấy giấy có độ

khô 94% và được đưa qua bộ phận ép quang trước khi vào cuộn và cắt cuộn.Giấy

thành phẩm trước khi xuất xưởng phải được cuộn,cắt cuộn lại kích thước nhất định

Nước trắng ở bộ phận lưới ,hòm hút ,trục bong thoát ra được chứa vào bể nước

trắng ,một phần lượng nước này ding pha loãng còn lại cho qua hệ thống thu hồi bột

nước ,lượng nước thu hồi này dung để nghiền thủy lực tấm,lọc cát,pha loãng ở các bể

… còn bột thu hồi cho đi sản xuất giấy cấp thấp Còn tổn thất như giấy cắt biên ,đứt ở

trục bong chân không sang ép được cho xuống bể Parabol đánh tơi trước khi sang bể

bột thô

Còn giấy đứt ở sấy ,ép,ép quang,cuộn ,cắt cuộn lai được cho vào nghiền thủy

lực số 2 trước khi cho vào bể bột thô Keo nhựa thông được nấu và chưa ở bể sữa hóa

rồi bơm sang thùng lường trước khi cho vào bể hỗn hợp Phèn đơn được pha loãng

bằng nước nóng (lấy từ nước ngưng tụ ở sấy) rồi tiêp tục pha loãng băng nước lạnh

xuống nồng độ 10%,rồi được bơm vào thùng lường trước khi vào bể hỗn hợp

Lượng nước thải(nước thu hồi+nước ở bộ phận ép ướt) được vào bể xử lý nước

thải Ơ đây trước khi vào bể lắng cho phèn và kiềm, axit để ổn định PH trung tính

PHẦN II

LÝ THUYẾT CƠ BẢN

I /NGUYÊN LIỆU

Nguyên liệu chủ yếu để sản xuất giấy là bột giấy Trong bột Giấy bao gồm:

Xenluloza, Hêmixenlulo và một phần lignin, Xenluloza là một cácbon hyđrat Công

thức phân tử (C6H10O5)n với n là độ trùng hợp có giá trị từ 500 ÷ 1.000 tuỳ từng loại

nguyên liệu khác nhau, n càng cao thì độ bền của vật liệu xenlulo càng lớn, sự giảm

ch 2 oh oh

oh

o h

o

oh

ch 2 oh h h oh

o h

Thành phần chính trong bột giấy là xenluloza, còn một phần là hemixênluloza So

với xenluloza thì hemixenluloza có cấu tạo rất phức tạp, trong đó các đơn vị mắt xích

là các anhydro của các loại sacarit khác nhau Đó là đồng phân tập thể của các hexa,

pentoza và các dẫn suất của axit uronic Hemixenluloza có khối lượng phân tử nhỏ nên

dễ bị thuỷ phân trong môi trường kiềm Nhưng với sản xuất giấy thì có tác dụng tăng

sự trương nở của sơ sợi tạo điều kiện cho sự hình thành tờ giấy có độ bền cao

- Lignin có cấu tạo từ các khung mắt xích phenyl propan ( một phần nhỏ lignin còn lại

sau khi rửa và tẩy) Lignin là phần không cần thiết đối với sự hình thành tờ giấy chất

lượng tốt Do vậy trong quá trình chế biến ta cố gắng loại bỏ lignin; lignin làm cho tờ

giấy có màu tối, biến chất khi bảo quản

- Bột xenluloza chủ yếu được sản xuất từ gỗ, đây là nguyên liệu khá dồi dào xơ sợi

xenlulo Hiện tại gỗ cung cấp 93 ÷ 95% nhu cầu xơ sợi xenlulo za cho sản xuất giấy

- Ngoài bột xenlulo từ gỗ, giấy còn được sản xuất từ các nguồn khác như: rơm, rạ, tre,

nứa, vầu, và giấy loại (ở Việt nam hàng năm thu hồi khoảng 150 000 tấn giấy loại

tương ứng với sản lượng gỗ khai thác 100 nghìn ha rừng) Đây cũng là một hướng

đáng chú ý hiện nay khi mà nguồn gỗ thiên nhiên đang dần cạn kiệt và vấn đề môi

trường càng trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, nó có tác động đến giá thành giấy sản

xuất ra

- Để xơ sợi có ích cho việc làm giấy, chúng phải được xử lý để thích nghi với quá trình

sản xuất tức là khả năng làm thành tờ giấy đồng đều, phát triển các mối liên kết bền

vững giữa các xơ sợi, giữa các điểm tiếp xúc Quá trình nghiền và đánh bột có thể loại

bỏ những thành phần có hại cho quá trình sản xuất giấy (được trình bày ở phẩn lý

thuyết nghiền) Cho phép xơ sợi xenlulo được hydrat hoá, trương nở, tăng tính mềm

dẻo và khả năng liên kết của chúng

- Ngoài tính năng tự nhiên, xơ sợi xenlulo còn đóng một vai trò quan trọng là: Quá

trình hình thành giấy xảy ra trong môi trường nước, xơ sơi được hấp thụ nước nhanh

và phân tán dễ dàng trong huyền phù bột nước, khi xơ sợi ướt được nhóm lại với nhau

trong lúc vận hành để hình thành tờ giấy thì mối liên kết được xúc tiến bằng cách thu

hút các phân tử nước lại với nhau và đối với nhóm OH bề mặt của xenlulo liên kết với

nhau bằng liên kết hydro trong khi các xơ sợi riêng lẻ có độ bền kéo cao thì các thông

số độ bền giấy phụ thuộc vào liên kết giữa các xơ sợi, sự nghiền bột, đánh bột có xu

hướng làm giảm độ bền liên kết

- Hầu hết các nhà sản xuất giấy đều sử dụng chất phụ gia phi xenlulo thì khả năng hấp

thụ và giữ lại nhiều thứ nguyên liệu thay đổi là rất quan trọng: Khả năng xơ sợi hấp

thụ và hút bám các chất phụ gia tan phụ thuộc vào di lực của xơ sợi và sự liên kết các

phụ gia trên xơ sợi

- Quá trình làm giấy là quá trình biến đổi gỗ, tre, nứa, thành xơ sợi Hay nói cách

khác là làm đứt các liên kết trong cấu trúc gỗ Công việc này có thể thực hiện bằng các

phương pháp khác nhau: cơ học, hoá học, nhiệt cơ hoặc phối hợp các phương pháp đó

1 /Bột cơ học

- Bột cơ học được sản xuất từ rất lâu bằng phương pháp cơ học thông thường nhất là

công nghệ bột mài khối gỗ hoặc khúc gỗ được ép theo chiều dọc, tỳ vào lô đá mài

nhám quay, xơ sợi bị xé ra khỏi gỗ được mài và rửa ra khỏi lô bằng nước, hỗn hợp xơ

sợi và các đoạn xơ loãng được sàng để loại bỏ các mảnh sợi và các cụm xơ quá kích

thưóc Sau đó được cô đặc để loại bỏ nước và tạo thành dung dịch bột phù hợp cho

việc sản xuất giấy Để sản xuất ra bột chất lượng tốt, đồng đều và có hiệu quả cao thì

đòi hỏi phải khống chế cẩn thận độ nhám bề mặt lô dao mài, áp lực tỳ, nhiệt độ nước

rửa và tốc độ quay

- Trong thời gian gần đây sản xuất bột cơ học là xé và nghiền gỗ được thực hiện dưới

các đĩa nghiền quay của thiết bị nghiền đĩa, dưới tác dụng của hoá chất hoặc nghiền

làm mềm sơ bộ mảnh gỗ để thay đổi nhu cầu năng lượng và các tính chất bột thành

phẩm, còn gọi là bột cơ nhiệt

- Ưu điểm của phương pháp sản xuất giấy từ bột cơ học là biến đổi được 95% gỗ thành

bột, loại bột này có độ đục cao (hàm lượng lignin gần như còn nguyên), tính chất in

tốt, nhưng giấy kém bền và dễ mất mầu khi bảo quản hay đưa ra ánh nắng mặt trời Để

đạt được tờ giấy có độ bền (Xé, kéo, chịu lực, tăng độ trắng) thì cần phải pha thêm bột

hoá học sợi dài vào bột cơ học Hiện nay do vấn đề môi trường và phương pháp sản

xuất bột nghiền cơ đang phát triển, các bột nghiền cơ mới hoàn toàn thoả mãn đầy đủ,

thay thế các loại bột hoá học hạn chế sự ô nhiễm môi trường

2 /Bột hoá học

- Bột hoá học thu được khi tách các loại lignin, một phần hemixenlulo, dưới tác

dụng của hoá chất, áp suất và nhiệt độ, để loại hầu hết xenlulo, hemixenlulo ở dạng

nguyên dạng sợi Dưới tác dụng của các tác nhân lignin được cắt nhỏ các phân tử có

khối lượng phân tử nhỏ và hoà tan vào dung dịch dưới dạng muối phenolat Trong

thực tế các phương pháp sản xuất bột hoá học loại bỏ hầu hết lignin ra khỏi tế bào gỗ

nhưng chúng phá huỷ một phần lượng xenlulo và hemixenlulo nhất định, nên hiệu suất

sản xuất bột hoá thấp hơn bột cơ, thường chỉ khoảng 40 ÷ 50% lượng gỗ ban đầu

- Trong sản xuất bột hoá học, mảnh gỗ (chiều dài khoảng 25mm) được nấu với dung

dịch hoá chất (NaOH, NaOH + Na2S hoặc H2SO3) ở t0 và áp suất cao Nhìn chung trên

thế giới có 2 phương pháp nấu chính:

- Ph ương pháp nấu kiềm

- Ph ương pháp nấu axit

- Phương pháp nấu kiềm có nhiều ưu điểm trong công việc thu hồi hoá chất và độ bền

của bột sản xuất ra cao Ngoài hai phương pháp trên một số dung môi hữu cơ đang

được nghiên cứu để áp dụng vào quy trình nấu Bột sau nấu được rửa sạch dịch đen

(các chất hữu cơ tan trong dịch nấu dưới dạng muối) bằng phương pháp nấu như

khuếch tán, lọc rửa chân không Tiếp đó bột được qua công đoạn tẩy trắng bằng các

chất có tính oxy hoá mạnh nhằm loại bỏ nốt phần lignin còn lại trong xơ sợi Các chất

thường dùng như clo, hypoclorit, peoxyt, Bột sau tẩy có màu trắng thích hợp cho

sản xuất các loại giấy có độ trắng cao

3 /Bột bán hoá học

- Là bột sản xuất phối hợp hai phương pháp hoá học và cơ học, thực chất các mảnh gỗ

được làm mềm hoặc nấu cục bộ với hoá chất, sau đó được đưa vào máy nghiền thành

bột, hiệu suất 85 ÷ 90% tuỳ từng loại nguyên liệu

4 /Bột thứ cấp

- Là loại bột thu được từ các phế liệu từ các sản phẩm bị đứt, bị rách ở máy xeo, bị xén

ở phân xưởng hoàn thành, các loại giấy phế liệu, được phân loại đưa vào máy nghiền

thuỷ lực qua các công đoạn tẩy mực (nếu có) và tuyển nổi các loaị bột này có độ bền

cơ lý thấp hơn so với các loại bột trên, thường được dùng để sản xuất các loại giấy

carton, sản phẩm xây dựng, giấy in báo và độn thêm các loại bột hoá hay bột cơ để

tăng hiệu quả kinh tế hạ giá thành sản phẩm

II CÁC PHỤ LIỆU TRONG SẢN XUẤT GIẤY

Để nâng cao đặc tính của giấy,đáp ứng khả năng đa dạng của giấy trong mọi lĩnh

vực sử dụng, trong quá trình sản xuất giấy người ta thêm vào nguyên liệu xênluloza

các chất phụ liệu

Các chất phụ liệu trong sản xuất giấy bao gồm các nhóm keo, nhóm chất độn nhóm

màu và các phụ gia khác

*Nhóm keo: là những chất có tác dụng gia keo trên bề mặt hoặc trong nội bộ tờ giấy,

nhằm điểu chỉnh độ thẩm thấu của giấy

*Nhóm chất độn: Là những chất trộn lẫn vào trong bột giấy nó vừa có vai trò thay

thế bớt lượng xơ sơi trong giấy tăng độ nhẵn, độ đục, độ đồng đều bề mặt

*Nhóm phụ gia, phẩm màu: Là những chất cho vào hỗn hợp bột giấy làm cho giấy có

chất lượng cao hơn, tăngmột số tính chất thẩm mỹ như màu, độ bóng láng Tỷ lệ của

nhóm chất này chiếm một lượng nhỏ trong giấy

*So sánh các chất phụ gia dùng trong quá trình axít tính

Và quá trình kiềm tính sản xuất giấy bột hoá :

Môi trường Quá trình axít tính Quá trình kiềm tính

Hệ thống bảo lưu vi hạt, hay hệ thống bảo lưu 2 thành phần ( Bentonite )

Tinh bột

Cationic

Tăng độ bền là chính Tăng độ bảo lưu của AKD là

chính Chất tăng

trắng

Dùng nhiều hơn Dùng ít hơn

Chất màu Không khác nhau Không khác nhau

Chất diệt

khuẩn Biocide

Dùng bình thường Dùng nhiều hơn

+ Tốn ít nguyên liệu hơn

+ Tiết kiệm nước

+ Năng suất cao hơn

Chính vì vậy trong những năm gần đây, công nghệ giấy ( nhất là giấy có tráng phủ )

đã thực hiện những biến đổi to lớn từ công nghệ sản xuất giấy axít sang kiềm tính

Tuy nhiên phương pháp kiềm tính cũng có một số khó khăn như sự phát triển mạnh

của vi khuẩn sinh ra nhiều vấn đề trong vận hành Việc vận chuyển và bảo quản keo

AKD phải giữ ở to ≤ 15oC

Vì những ưu điểm vượt trội của phương pháp kiềm tính nên trong đề tài thiết kế

nhà máy sản xuất giấy in có tráng phủ bề mặt, tôi chọn công nghệ sản xuất theo

phương pháp kiềm tính Các phụ liệu dùng là: Keo AKD, tinh bột, CaCO3, Cataretin,

chất tăngtrắng

Như chúng ta đã biết, để làm giấy có tính chống nước người ta đã gia keo vào tờ

giấy Phương pháp gia keo có thể là gia keo nội bộ hoặc gia keo bề mặt, khi giấy được

gia keo nội bộ các chất phụ gia tiêu biểu là keo nhựa thông, chất khuếch tán và keo

hoạt tính như : AKD, ASA

Keo nhựa thông đã được sử dụng trong công nghiệp giấy từ đầu thế kỷ 19 còn quá

trình gia keo kiềm tính hiện đại mới bắt đầu khoảng hơn 30 năm nay Tuy nhiên nó đã

phát triển nhanh chóng và đang dần thay thế cho keo nhựa thông trong môi trường

axit Hiện nay người ta biết rằng khoảng 90% giấy tốt ở Châu Âu và 50 % giấy tốt ở

Bắc Mỹ được sản xuất theo phương pháp gia keo kiềm tính ở Châu á, nhiều nước như:

Nhật bản, Hàn quốc, Đài loan, Indonexia, Thái lan cũng đang phát triển theo phương

pháp kiềm tính có nhiều ưu điểm hơn hẳn phương pháp axit tính

Keo AKD làm cho giấy có tính chống thấm tốt hơn, tạo cho bề mặt xơ sợi một lớp

ngăn cản sự phân tán dung dịch nước, mặt khác nó có tác dụng tăng độ bền, tăng liên

kết giữa các xơ sợi ướt và tạo độ bóng cho bề mặt tờ giấy

Những tính chất đặc trương cho loại keo AKD như sau:

- Ngoại quan: dung dịch nhũ tương màu trắng

bê n−íc

R1,R2 : C14 – C18

Quá trình phát triển tác dụng gia keo ADK gồm 3 bước liên tiếp :

- Dính bám : Tiếp xúc ban đầu của keo với xơ sợi nhờ sự đông tụ của các hạt keo tích

điện dương lên bề mặt xơ sợi tích điện âm

- Dài mỏng : Quá trình này được xảy ra khi nước được bốc hơi do sấy đến mức tạo ra

một lớp mỏng, bề dày cỡ 1 phân tử

- Phản ứng : Xảy ra khi lớp đơn phân tử được hình thành tạo ra liên kết hoá học đồng

hoá trị giữa keo và xenlulo

1 Dính bám 2 Dàn mỏng 3 Phản ứng

Keo AKD có hiệu quả keo rất lớn do đó lượng dùng rất thấp chỉ ở mức 0,05 ÷

0,2% tính theo keo khô Đặc biệt giấy gia keo AKD duy trì độ trắng ban đầu và độ bền

của nó theo thời gian, vì thế nó được dùng trong việc sản xuất giấy cho lưu trữ Keo

AKD cũng thích hợp cho giấy yêu cầu gia keo cao và giấy tốt chứa độn CaCO3

Keo AKD không thích hợp với bột cơ học, bột nghiền cơ, hoặc bột cơ hoá Riêng

bột cơ nhiệt hoá rửa sạch có thể dùng keo ADK

Trong thực tế sử dụng, điểm bổ sung keo AKD vào bột giấy là rất quan trọng, như

một quy tắc nó phải được bổ xung vào dòng bột đặc trong vòng tuần hoàn ngắn trước

khi bột bị pha loãng một thời gian rất ngắn (ít hơn 30 giây) Việc này sẽ làm cho sự

dính bám nhanh và giảm cực tiểu hoá sự phân tách các hạt keo khỏi bề mặt xơ sợi

Phản ứng giữa keo và xenlulo có thể được xúc tác bởi một phụ gia, ví dụ như một

số polymebazơ có các nhóm amine ion HCO3- có sẵn trong bột giấy Khi sử dụng

CaCO3 làm chất độn, cũng có tác dụng xúc tác chất tốt, nhưng nếu bổ xung thêm Na2

CO3 hoặc NaHCO3 để tăng độ kiềm thì càng tốt

Ở quy mô công nghiệp, khi sử dụng AKD với PCC (CaCO3 kết tủa) cần phải quan

tâm đến việc hồi keo Có nghĩa là độ gia keo bị giảm đi mất tính kỵ nước trong một

r - ch 2 - c - ch - r

oh axit beta keton

este beta keton

thời gian Mặc dù độ gia keo được đảm bảo khi vừa sản xuất ra, song sau vài tuần hoặc

vài tháng tính kỵ nước không còn được đảm bảo Hiện tượng này cần được khắc phục

bằng các quá trình xử lý tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng Quá trình gia keo được coi

là hiệu quả khi lượng keo dùng ít nhất mà vẫn đạt được độ gia keo cần thiết Mức dùng

keo quá giới hạn không những gây lãng phí mà còn gây ô nhiễm môi trường sản xuất

Trong qui mô công nghiệp, sử dụng PCC làm chất độn giấy đã làm gia tăng lợi

nhuận vì giảm được lượng xơ sợi, nhờ chất độn rẻ tiền này Trong các loại PCC làm

phụ gia thì loại có cấu trúc tinh thể được sử dụng rộng rãi nhất Với cấu trúc mở, xốp,

tinh thể PCC tán xạ ánh sáng hữu hiệu và làm cho chất độn này có độ đục cao PCC có

đường kính hạt thường dùng nhất là 1,4 mm Do sự kết tủa chặt chẽ nên chất độn PCC

có khoảng phân bố hẹp về kích thước và có độ đồng nhất cao Trái lại GCC (CaCO3

nghiền từ đá) từ đá vôi hoặc đá hoa có cấu trúc hạt không đồng nhất Loại GCC tiêu

chuẩn dùng làm chất độn cho sản xuất giấy có đường kính hạt trung bình là 0,7 mm trở

lên và phân bố kích thước của hạt khoảng 2 mm Keo AKD có điểm nóng chảy xấp xỉ

115oF Các yếu tố làm giảm độ gia keo của giấy kiềm tính thường là: độ bảo lưu, sự

phân tán và độ bám dính của keo trên bề mặt xơ sợi

Theo nghiên cứu thử nghiệm thì những hạt keo AKD có kích thước nhỏ hơn 1mm

nóng chảy và dàn chải lên cả xơ sợi và chất độn trong quá trình sấy Khả năng tạo liên

kết đôi giữa các nhóm hydroxyl của xenlulo và các vòng lacton của phân tử AKD

được mô tả như sau:

Độ gia keo của AKD bị giảm theo thời gian là do ảnh hưởng của các chất phụ gia có

mặt trong bột Sự tác động qua lại giữa AKD với chất độn CC (CaCO3) và ảnh hưởng

của sản phẩm thuỷ phân AKD không tham gia vào phản ứng kỵ nước của giấy Nhưng

lại có một số ý kiến lại khẳng định phần lớn AKD trong chất độn trong CC biến thành

keton và góp phần vào việc gia keo sau khi hấp thụ lên bề mặt xơ sợi và chất độn CC

Hiện tượng hồi keo có thể xảy ra nếu sự hấp thụ này không ổn định

Khi đề cập đến vấn đề tương hỗ giữa AKD và chất độn, có nghiên cứu cho rằng

phần AKD nào phủ lên bề mặt của chất độn CC thì có tác dụng gia keo yếu Do AKD

gắn lên bề mặt chất độn với phần kỵ nước của phân tử hướng ra ngoài chất độn Phản

ứng hoá học giữa AKD và xenlulo thể hiện rằng AKD liên kết với chất độn CC và tạo

ra muối canxi bêta kêton Sự liên kết này không ổn định và lâu dài vì dime biến tính

sang Distearôn thuỷ phân thông qua axit beta keton

Độ gia keo giảm vì dạng thuỷ phân này không tham gia vào đặc tính kỵ nước của

giấy Độ ẩm và nhiệt độ là yếu tố thúc đẩy quá trình biến đổi Distearon

Nghiên cứu tác động của nhiệt độ sấy với hiệu quả qua keo ADK đối với giấy có

chứa GCC hoặc PCC với mức dùng độn là 10% Độ gia keo giảm khi nhiệt độ sấy tăng

khi sử dụng chất độn PCC Trường hợp sử dụng GCC độ gia keo tăng khi nhiệt độ sấy

tăng từ 180oF dến 210oF Khi nhiệt độ tăng, sự dàn trải của AKD càng lớn Một phần

keo có thể ngấm xuống và được giữ lại trong cấu trúc ống của chất độn Khi nhiệt độ

tăng lên thì độ gia keo tạo ra khác nhau So với độ gia keo khi sử dụng 2 loại CC ở

nhiệt độ 180oF thì thấy rằng với PCC có độ gia keo cao hơn Nhưng ở nhiệt độ cao hơn

nhiệt độ này thì giấy với GCC lại chiếm ưu thế hơn Nhiệt độ sấy thường cao hơn

180oF, nếu so giữa 2 loại chất độn thì độn GCC gia keo dễ hơn độn PCC

Là hợp chất hydro cacbono (CnH2n), rất bền dưới tác dụng của môi trường xung

quanh, mầu trắng, mềm, là sản phẩm chưng cất của dầu mỏ và than đá Điểm nóng

chảy (30 ÷ 60oC), phụ thuộc vào chất lượng của parafin (khối lượng phân tử, lượng tạp

chất, .) Keo parafin làm cho tờ giấy kỵ nước, tuổi thọ cao, bề mặt nhẵn bóng và

không bắt bụi Cùng độ gia nhựa, parafin chỉ tiêu hao bằng một nửa lượng nhựa thông

Tuy nhiên loại keo này làm giảm tính cơ lý của tờ giấy (độ chịu bụi, chịu gấp, ), giấy

không viết được Thường dùng cho gia keo bề mặt giấy vẽ kỹ thuật, carton, giấy bảo

quản,

3 /Tinh bột cationic

Là một loại hydrocacbon tổng hợp có trong ngô, khoai, sắn và các thực phẩm khác

do sự tổng hợp của các đơn vị đường glucô, có công thức cấu tạo (C6H12O6)n Tinh bột

có hai phần: một phần mạch thẳng gọi là: một phần mạch thẳng gọi là amiloza gồm

khoảng 500 đơn vị mắt xích, một phần mạch nhánh gọi là amilopectin khoảng vài

nghìn đơn vị mắt xích

Dạng amiloza dễ hồi phục, tức các phần tử hoà tan lại kết tủa trở lại trạng thái ban

đầu gây kết cụm cứng, vì vậy người ta phải dùng enzym để hoá thành dạng

amilopectin, hay còn gọi là tinh bột biến tính

Tinh bột cũng là một chất cao phân tử, cũng tồn tại gốc hydroxyl alcol như

Xenluloza, do vậy chúng bám dính vào nhau và hình thành một liên kết vững chắc

Xenluloza- Tinh bột- Xenluloza Kết qủa là giấy sẽ tăng độ bền khô như độ nổ, độ bền

kéo, độ cứng, độ bền bề mặt, độ nhẵn… khi in sẽ sắc nét hơn

Hiện nay các tinh bột ngoài sử dụng truyền thống làm trắng độ bền của giấy, nó còn

áp dụng trợ giúp cho sự bảo lưu các thành phần trong hỗn hợp bột giấy

Khi gia keo AKD thì tinh bột cationic có tác dụng cải tiến sự bảo lưu của keo rất

nhiều, do đó nó bắt buộc phải sử dụng vì độ bảo lưu cao thì bỏ keo mới có hiệu quả

Liều lượng tinh bột cationic được dùng từ 0,6 ÷ 1,2% và được đề nghị cho vào bột

trước khi gia keo AKD Nếu cho tinh bột cationic quá mức cũng dẫn đến khó khăn về

chạy máy và sự ổn định của phần ướt

Hình vẽ sau sẽ giải thích tại sao cho tinh bột vào giấy:

Khi ch−a cã tinh bét Khi cã tinh bét

4 /Cacbonyl Metyl Xenlulo (CMC)

CMC là dẫn suất của xenlulo Nó tồn tại dưới hai dạng và không tan trong nước

Loại hoà tan trong nước là loại gắn với liên kết kiềm (Na, Ca hoặc Al) CMC có tính

trương nở lớn, do vậy khi pha phải khuấy liên tục với tốc độ lớn CMC ngoài tác dụng

làm tăng độ bền của giấy, nó còn tác dụng giảm thời gian nghiền

5 / Trợ bảo lưu

Do kích thước của chất độn rất bé so với mắt lưới nên tương đối bảo lưu các hạt

chất độn này trong quá trình định hình giấy trên lưới máy xeo Các hạt chất độn cùng

với sợi mịn thường có xu hướng thoát qua lưới cùng với nước trắng

Vì vậy, bảo lưu chất độn thường thấp, đặc biệt trên máy xeo lưới đôi thế hệ mới có

lực thoát nước rất mạnh Trên máy xeo lưới dài, kết quả bảo lưu thấp còn là do sự

phân bố không đồng đều giữa mặt dưới và mặt trên, điều này ảnh hưỏng tới chất lượng

in ấn Ngoài ra việc bảo lưu thấp còn dẫn tới nồng độ chất độn, xơ sợi mịn trong thoát

nứơc thoát dưới lưới cao, đặc biệt đối với sản xuất giấy in ấn ( dùng hàm lượng độn

lớn) làm giảm đáng kể khả năng thoát nước của bột trên lưới xeo, dẫn tới tốc độ và

công suất vận hành của máy xeo giấy, tổn kinh phí cho xử lý nước thải…

Để nâng cao hiệu qủa của quá trình bảo lưu chất độn và sơ xợi mịn trong

giấy,thông thường các chất trợ bảo lưu hoá học được sử dụng Nó cực kỳ cần thiết

trong công nghệ giấy hiện nay, nhất là những loại giấy dùng nhiều chất độn

Chất trợ bảo lưu thường dùng là Cartarein

Cơ cấu kết bông

- Kết bông bởi sự trung hoà điện tích:

Do xơ sợi và chất độn đều mang điện tích âm, nên chúng đẩy nhau chất độn không gắn

lên bề mặt xơ sợi được Để triệt tiêu lực đẩy giữa chúng và tăng cường lực phân tán ta

đưa phèn và tinh bột và để trung hoà điện tích.Tuy nhiên, sự kết bông này cũng có hạn

chế vì lực gắn kết giữa chúng và xơ sợi không đủ mạnh để giữ trên lưới đối với những

máy xeo lưới đôi có tốc độ cao, độ thoát nước mạnh

- Kết bông cầu nối:

Chính vì thế, Polyacrylamide có trọng lượng phân tử cao được đưa vào để tạo mối

liên kết cầu giữa hạt chất độn này với hạt chất độn khác và với xơ sợi trên cơ sở hút

bám tĩnh điện tạo thành kết bông rộng lớn giữa xơ sợi và chất độn nhỏ trên lưới

nghiệm vì nếu cho ít, không có tác dụng, nếu cho nhiều quá gây khó thoát nước trên

lưới vì kết bông quá nhiều, thông lượng cho vào khoảng 0,03%/ tấn sản phẩm

Công thức tính trợ bảo lưu:

Bảo lưu một lần qua lưới = No bột ở hòm tạo áp – Nồng độ nước trắngdưới lưới

Nồng độ bột ở hòm tạo áp

Bảo lưu tổng quát = Độ tro của giấy

Lượng vào máy giấy

6 /Chất độn trong công nghiệp giấy

Các chất độn vô cơ, dạng bột mịn, màu trắng được sử dụng rộng rãi trong quá trình

sản xuất giấy và cacton nhằm cải thiện một số chỉ tiêu chất lượng của sản phẩm và

giảm chi phí sản xuất

Giấy được độn sẽ tăng tính quang học và vật lý của tờ giấy Nhờ có đường kính nhỏ,

các hạt độn sẽ lấp đầy các lỗ đan xen giữa các xơ sợi được làm cho tờ giấy chặt,

mềm, mịn, trắng và có độ đục cao hơn Độn sử dụng trong sản xuất giấy sẽ thay thế

một phần xơ sợi dẫn đến hạ giá thành của sản phẩm do giá thành của nó rẻ hơn giá

thành của xơ sợi

Tuy nhiên, tỷ lệ phần độn trong giấy cũng bị hạn chế do tờ giấy sản xuất ra có độ

bền kém hơn và giảm chất lượng keo Thực tế lượng độn thường dùng trong khoảng

5 ÷ 15% trọng lượng tờ giấy Cá biệt như giấy in lượng độn chiếm tới 20-25% trọng

lượng giấy

* Yêu cầu kỹ thuật đối với chất độn:

* Chất độn thường dùng trong công nghiệp giấy

1 /Cao lanh: ( Al2O3.SiO3.2H2O )

- Là chất độn rẻ tiền nhất, nguồn dồi dào, ổn định và sử dụng dễ dàng, nó mang lại cho

giấy nhiều đặc tính tốt Cao lanh được sử dụng trong quá trình sản xuất giấy trong môi

trường axit

2 /Thạch cao (CaO 4 )

- Có độ trắng khá cao, giá thành rẻ, nhưng có nhược điểm là độ bảo lưu trên giấy thấp

3 /Bột canxi cacbonat (CaCO 3 ) :

- Chỉ dùng trong môi trường kiềm tính và trung tính, do CaCO3 bị hoà tan trong môi

trường axit Nó có nồng độ trắng và đục cao hơn cao lanh, nó đặc biệt được dùng trong

sản xuất các loại giấy sử dụng lâu dài vì có khả năng trung hòa được các axit sản sinh

trong qúa trình lão hoá huỷ hoại tờ giấy

4 /Các loại oxit

- Dioxit titan (TiO2): có độ trắng cao nhất và có độ đục tốt nhất song giá thành cao Nó

chỉ sử dụng đối với loại giấy đòi hỏi lượng độn thấp nhưng độ đục, độ trắng cao Mức

dùng độn chỉ khoảng 2-3 %

- Bột Talc (Silicat magie-3MgO.4SiO2.H2O ) : là loại chất độn tạo ra độ mềm mại cho

tờ giấy, talc có ái lực tốt với nhựa, vì thế nó được dùng để ngăn chặn sự kết dính của

nhựa trong hệ thống sản xuất giấy Tuy nhiên gần đây talc bị hạn chế sử dụng và gây

hại cho sức khỏe con người khi hít phải nó vào phổi

7 /Các phụ gia khác

Trong môi trường kiềm nhẹ, các loại vi khuẩn phát triển rất mạnh, đặc biệt là các vi

khuẩn sinh bùn bẩn Khi các vi khuẩn phát triển chúng gây ra các hiện tượng tích tụ

vật chất trên bề mặt hoặc thành thiết bị, thành ống hoặc làm phân huỷ bột giấy ở

những chỗ ít luân chuyển, kết quả làm tắc thiết bị, làm tắc chăn lưới, làm giảm khả

năng chạy máy, tăng sự ăn mòn, giảm chất lượng giấy, tăng chi phí bảo dưỡng Vì vậy

khi chuyển sang quá trình kiềm tính cầu có một chương trình kiểm soát vi sinh vật chặt

chẽ hơn Các chất biocide thường được dùng để kiểm soát sự phát triển của vi khuẩn

CÔNG NGHỆ ĐIỀU CHẾ BỘT KRAFT

Phương pháp nấu bột kraft là dùng tác nhân hóa học (NaOH+NaCl)dưới tác dụng

của t◦C ,p Quá trỡnh nấu bột cú thể là liờn tục hay giỏn đoạn Khi nấu gián đoạn

,người ta cho dăm mảnh vào nồi, cho dịch nấu vào dăm mảnh, sau đó dùng hơi nước

gia nhiệt đến nhiệt độ nhất định, thường dùng gia nhiệt cưỡng bức bằng cách bơm dịch

nấu qua nồi trao đổi nhiệt sau đó bơm vào nồi, cố gắng xả hết không khí và khí không

ngưng qua van đặt ở dưới nồi Sau khoảng 1 đến 1,5 giờ ra nhiệt ,nhiệt độ trong nồi

đạt mức tối đa trong thời gian này dịch nấu thẩm thấu vào trong dăm mảnh ,tiếp đó

bảo ôn ở nhiệt độ tối đa trong khoảng 2 giờ để hoàn thành phản ứng nấu.Sau đó xả bột

vào nồi phóng (nồi phun),dăm mảnh đó nấu mềm được phun tơi ra thành xơ Hơi thừa

được đi qua bỡnh trao đổi nhiệt để ngưng thành nước nóng dùng cho rửa bột

Trong trường hợp nấu liên tục thỡ dăm mảnh trước tiên được đẩy qua một ống máng

có xông hơi(không khí và khí không ngưng được đẩy ra ngoài).Sau đó dăm mảnh và

hóa chất đó làm núng được đẩy liên tục vào nồi,di qua vùng nhiệt độ trung

gian(khoang 115 đên 200◦C) bảo đảm cho hoá chất ngấm đều vào dăm mảnh,tiếp đó đi

vào nồi nấu Hỗn hợp được gia nhiệt tới nhiệt độ nấu (hoặc bằng tuần hoàn cưỡng bức)

dịch nấu qua bỡnh trao đổi nhiệt hoặc bằng cách phun trực tiếp hơi vào nồi và duy trỡ

thời gian di chuyển trong khoảng 1 đến 1,5h.Sau khi bột chín dịch đen nóng được

tráng vào một bể áp suất và tạo ra hơi nước để dùng xông hơi cho dăm mảnh mới Bột

được hạ nhanh nhiệt độ xuống dưới 100◦C(bằng dịch nấu lạnh ) để tránh làm hại độ

bền của bột Sau đó được rửa sạch dịch đen bằng các máy rửa

III CHUẨN BỊ BỘT

Nhiệm vụ của công đoạn này rất quan trọng quyết định tính chất của sản phẩm giấy

Xử lý bột giấy ( bột nguyên liệu ) các chất phụ gia, trộn thành hỗn hợp bột giấy có

thành phần phù hợp với công nghệ và đảm baỏ cung cấp đầy đủ, liên tục cho máy xeo

vận hành liên tục, ổn định và tạo cho giấy có độ bền cao nhất

Công đoạn này bao gồm các khâu vận hành sau:

Đánh tơi bột giấy: Bột ở dạng tấm, kiện đem phân tán vào trong nước thành bột ở

dạng huyền phù Thiết bị này có thể làm việc liên tục hay gián đoạn

Nghiền bột: Dùng các tác động cơ giới để phát triển các tính chất của bột giấy nhằm

tạo ra các thành phẩm theo yêu cầu, chất lượng qui định Có thể nghiền liên tục hay

gián đoạn

Bổ sung các chất phụ gia: là các chất vô cơ hay hữu cơ để làm thay đổi tính chất hay

tạo ra tính chất mới cho tờ giấy sau này

Phối trộn theo công thức phối chế các bột giấy, hoặc bột giấy với các phụ gia khác

Ngoài ra, có nhiều khâu xử lý phụ trợ như sàng, lọc tạp chất, thu hồi, xử lý nước

trắng, giấy thải…

1 Đánh tơi bột giấy

Là sử dụng các biện pháp cơ giới để đưa bột ở dạng khô hay dạng kiện trộn với

nước thành dạng huyền phù có thể dùng bơm để vận chuyển được

Thiết bị sử dụng ở khâu này là máy nghiền thuỷ lực hay máy ngiền Hà lan Nhưng

chủ yếu là máy nghiền thuỷ lực liên tục hay gián đoạn, có thể đánh tơi ở nồng độ 18%

và nhiệt độ 50oC

Bộ phận chủ yếu của máy nghiền thủy lực là một Rôto hình cánh quạt tạo ra sự vận

động dòng xoáy tuần hoàn của dung dịch làm cho các bó xơ sợi bị lực cơ giới ma sát

mà bung ra Sau khi đã bị đánh tơi huyền phù bột lọt qua mắt sàng để tháo ra Nồng độ

bột có thể lên tới 18%, nhưng tối thiểu nhất là khoảng 6-8%, chất lượng bột sẽ đều hơn

và tốt hơn

2 Nghiền bột xenlulo

2.1 /Khái niệm chung :

- Nguyên liệu xơ sợi xenluloza sau khi được gia công bằng phương pháp hoá học,

nhiệt, cơ, có thành phần chủ yếu là xenluloza, tồn tại ở dạng xơ sợi Để có đủ tính

chất hình thành các loại sản phẩm giấy, thì một công đoạn quan trọng có ý nghĩa quyết

định là tiến hành quá trình nghiền

- Quá trình nghiền bột giấy là quá trình dùng lực cơ học tác dụng lên xơ sợi xenluloza

trong hỗn hợp bột nước, làm biến đổi về mặt cấu trúc hoá lý nhằm đáp ứng các chỉ tiêu

chất lượng của mặt hàng giấy

2.2./ Cơ chế nghiền bột

Cả lực cơ học do bộ phận dao chuyển động và lực nước cùng tác động lên xơ sợi Đó

là tác động cuộn, uốn, xoắn, kéo, nén xảy ra trong diện tích tiếp xúc giữa lưỡi dao đế

và dao bay, giữa sống dao và rãnh dao Ngoài ra còn có lực trà sát giữa lưỡi dao và xơ

sợi và giữa các xơ sợi với nhau

Thông thường máy nghiền có hai loại dao: Dao đế ( cố định ) và dao bay ( chuyển

động ), xơ sợi đi giữa lớp dao đế và dao bay, nguyên lý hoạt động được mô tả theo

những bước như sau:

1: Dao đế

Bước 1: Tạo thành bó bột và thoát nước cục bộ

Bước 2: ép cơ học và thoát nước

Bước 3: Kéo trượt các bó bột

Bước 4: Bó bột nở ra và hút nước

Bước 5: Tạo thành bó bột cho chu kỳ tiếp theo

- Tác động đầu tiên:

+ Bóc tách vách tế bào của xơ sợi, tạo thành các mảch vụn hoặc xơ vụn

+ Nước thẩm vào qua vách tế bào, làm xơ sợi trương nở

+ Một số liên kết giữa các thớ sợi bị đứt, thay thế bằng các liên kết giữa nước và

thớ sợi- gọi là thủy hóa

+ Xơ bột ngày càng mềm mại hơn

+ Sự chổi hóa là xơ sợi bị tước ra thành nhiều xơ nhỏ, hai đầu tèo ra như chổi

Như vậy: tác động đầu tiên của nghiền là làm dập nát, bóc tách dần làm vỡ lớp vỏ

tế bào, vỏ này không trương nở ra được ( do chứa nhiều lignin ) Khi vỏ này bị vỡ một

phần bị lộ ra lớp vách thứ hai hút nước mạch Phần hai đầu của xơ sợi sẽ bị cắt, đè

nén, dập nát trước, liên kết nội bộ xơ sẽ bị phá vỡ trước do nước được hút vào Kết qủa

là hai đầu bó sợi xảy ra sự chổi hóa phân tơ, làm cho diện tích bề mặt xơ tăng lên

nhiều lần, vách tế bào bị phá vỡ càng nhiều, giải phóng ra các băng xơ Đồng thời với

sự bong ra của lớp vỏ xơ sinh M chứa nhiều Lignin là sự xâm nhập mạnh mẽ của nước

vào các bó xơ Làm cho xơ mềm mại, đàn hồi hơn

Quá trình trương xảy ra theo 2 giai đoạn

Giai đoạn 1: Tạo lớp vỏ solvat, làm yếu liên kết giữa các phân tử Xenluloza Khi

hình thành lớp vỏ solvat về mặt hoá lý đây là quá trình tỏa nhiệt ∆H < 0, ∆S giảm

Giai đoạn này năng lượng giải phóng ra ( ∆G < 0 )

Bột xenlulo tiếp tục bị tác dụng đến lúc nào đó lực liên kết giảm nhanh, một số phân tử

ở ngoài bị tách ra như pentozan tạo ra lớp màng keo trên bề mặt xenlulo làm cho độ

nhớt dung dịch tăng lên

Giai đoạn 2( Giai đoạn Hydrat hóa ): Giai đoạn 1 xảy ra đến một lúc nào đó, một

vài liên kết giữa các phân tử bị đứt ra, giải phóng ra các nhóm OH tự do trên bề mặt

Xenluloza Một nhóm OH tự do ( trên bề mặt Xenluloza ) có thể hấp thụ được tới 4

phân tử H2O, làm đường kính của bó sợi tăng lên Chính sự tăng lên người ta gọi là “

Trương ’’- hiện tương đó gọi là trương Mức độ trương tối đa của các loại xơ sợi có sự

khác nhau Độ trương phụ thuộc vào độ kết tinh và phương thức sắp xếp của sợi

Những sợi có độ sắp xếp định hướng cao thì quá trình trương trong nước theo hướng

dọc sợi thường rất nhỏ Những sợi không định hướng, hoặc định hướng thấp thì sự

trương xảy ra mạnh hơn Chính vì vậy, qúa trình nghiền có tác dụng phá vỡ sự sắp

xếp có định hướng, tạo điều kiện cho qúa trình trương xảy ra

2.3 /Tác dụng của nghiền tới xơ sợi :

- Bột giấy sau khi được qua nghiền, các thớ sợi sẽ bị đánh tơi theo chiều dài, cắt ngắn

theo chiều ngang, hai đầu bị chổi hoá và trương nở mạnh Kết quả làm bột giấy có

chiều dài đồng đều, chiều ngang nhỏ hơn, tăng lực liên kết hyđro giữa các bề mặt xơ

sợi khi hình thành tờ giấy

- Nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc xơ sợi, trong quá trình nghiền bột người ta đã đưa ra

nhiều giả thiết khác nhau như thuyết biến đổi hoá học của Giou và Paladen Thuyết

o h h

o

o h o h

h

o h o h

o

biến đổi vật lý, thuyết biến đổi hoá lý Ngày nay người ta cho rằng, quá trình nghiền

dưới tác dụng của lực cơ học các xơ sợi bị cắt ngắn và trương nở mạnh, phân tơ chổi

hoá trở nên rất mềm dẻo Do vậy các xơ sợi dễ đan dệt với nhau, tăng bề mặt tiếp xúc,

tăng lực ma sát tạo điều kiện cho quá trình ra keo sau này, tăng độ bền cơ học, tờ giấy sẽ trở

nên mềm dẻo, nhẵn phẳng và đồng đều hơn

- Trong quá trình nghiền cơ học làm dập nát màng tế bào khó thấm nước tạo điều kiện

cho nước thẩm thấu vào tế bào tiếp xúc với các phần tử xenlulo, làm cho xenlulo hấp

thụ nước và trương nở trong nước Chính nhờ quá trình này mà xenlulo giải phóng ra

nhóm OH tự do trên bề mặt đại phân tử của nó Hình thành các liên kết kết cấu hydro

giữa nhóm OH tự do của phân tử xenlulo này với nước, phân tử nước với xenlulo kia

Chính lực liên kết cầu nối này tạo nên độ bền ướt của tờ giấy Cầu nối hydro được

miêu tả như sau:

Tóm lại : Nghiền là phương pháp cơ học tác động vào bó sợi xenlulo làm cho chúng

thay đổi về mặt:

Lý học: Cắt, xé, phân tơ, chổi hóa

Hóa học: Tạo ra các nhóm OH tự do trên bề mặt xơ sợi Tạo cho bột Xenluloza

nguyên liệu mềm mại, đàn hồi hơn, tăng bề mặt tiếp xúc, xơ sợi dễ đan dệt với nhau,

tăng lực ma sát tạo điều kiện thuận lợi cho qúa trình gia keo sau này, tờ giấy hình

thành sẽ trở nên mềm dẻo, nhẵn phẳng và đồng đều hơn, tạo ra tác động của liên kết

Hydro để hình thành độ bền tờ giấy sau qúa trình sấy Trong qúa trình sấy, giấy khô đi,

mất nước, do nứơc có sức căng bề mặt, lúc bốc hợi đi kéo 2 xơ sợi lại gần nhau, tạo

liên kết cầu nối Liên kết cầu nối này có năng lượng liên kết khá cao, khoảng 3900

cal/mol tạo nên độ bền chủ yếu cho tờ giấy Vì vậy khi liên kết hình thành tờ giấy

càngnhiều liên kết OH tạo ra độ bền của giấy càng cao

3 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền bột

- Độ nghiền được đo bằng độ oSR: Đặc trưng cho khả năng thoát nước của xơ sợi Kết

quả quạn trọng nhất của quá trình nghiền là tạo ra các nhóm OHtự do trên bề mặt xơ

sợi, dẫn đến việc hình thành các cầu nối xenluloza với nhau tạo thành cấu trúc bền của

tờ giấy Việc giải phóng ra càng nhiều các nhóm OH tự do càng xuất hiện nhiều cầu

nối, và như vậy làm cho tờ giấy càng bền Do vậy các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình

nghiền cũng ảnh hưởng đến độ bền của tờ giấy

a./ Ảnh hưởng của áp lực nghiền –Png ( kg/cm 2 ) :

Đây là yếu tố có tính chất quyết định đến toàn bộ tính chất của bột, với mỗi loại

thiết bị nghiền có một Png riêng

- Với máy nghiền gián đoạn, Png là lực do lô dao chuyển động và trọng lượng bản

thân lô dao

- Với máy nghiền liên tục, Png là lực do lô dao quay + áp lực bột vào

Nhìn chung, khi Png qúa lớn thì qúa trình cắt tăng, còn qúa trình trương nở giảm

xuống Ngược lại, khi Png nhỏ thì qúa trình cắt giảm, qúa trình trương nở tăng

áp lực nghiền riêng được tính theo công thức:

P =

S

P ng

Trong đó:

S: Là diện tích tiếp xúc của bột với lô dao, ở đó bột chịu tác dụng nghiền

Png: áp lực nghiền chung

Png tăng thì P tăng ⇒ Cắt tăng, độ trương giảm, Ngược lại, Png giảm thì P tăng ⇒ Cắt

giảm, phân tơ chổi hóa, trương tăng

S tăng phụ thuộc vào: + Chiều dày của lưỡi dao

lưỡi dao bay dầy 8-12 mm, các lưỡi dao đế dầy 7-13mm Với các loại giấy có độ bền

cao,thì chiều dầy dao ≥ 13mm Với giấy in viết, chỉ cần dao có độ dày 8-12 mm là đủ

Dao nghiền thường được làm bằng thép, đá, đồng

Khe hở giữa hai dao càng nhỏ, h giảm ⇒ P tăng ⇒ Cắt, phân tơ, chổi hóa, trương

tăng và ngược lại

Khi nghiền để chủ yếu + Cắt sợi: h = 0,1 mm

+ Tách sợi: h = 0,2 – 0,4 mm + dàn chải sợi: h = 0,5-0,8 mm Khe hở giữa hai dao có thể thay đổi bằng bộ phận nâng hạ lô dao

Tốc độ thay đổi áp lực nghiền rất quan trọng, nếu thay đổi P chậm ( Tức thời gian

nghiền dài ) thì cùng một oSR như nhau, bột trương nở tốt hơn Đối với các loại giấy

mỏng, có độ bền cao cần nghiền ở P thấp và thay đổi P một cách từ từ

Nói chung,nghiền ở P thấp thường cho giấy có độ bền cơ lý tốt hơn nghiền ở P cao

b /Ảnh hưởng của thời gian nghiền :

Thời gian nghiền là một yếu tố phụ thuộc, không có tính quyết định Thông thường

thời gian tăng lên thì oSR tăng, độ dài thớ giảm đi Mỗi loại giấy khác nhau, cần thời

gian nghiền khác nhau Thời gian nghiền các loại giấy từ 30-60 phút Chỉ một số loại

đặc biệt mới cần thời gian nghiền dài như:

Giấy tụ điện : t = 49 h

Giấy cuốn thuốc lá: t = 24-30 h

c /Ảnh hưởng của nhiệt độ nghiền ( t o C ) :

Trong quá trình nghiền, nhiệt độ tăng do ma sát giữa bột và máy nghiền, giữa bột

với bột, do bột phân tơ chổi hoá Nếu để tự nhiên, nhiệt độ có thể tăng lên 60-70oC

Khi nhiệt độ tăng làm giảm quá trình trương nở của xơ sợi dẫn đến giảm độ bền cơ lý

của tờ giấy, cho nên trong quá trình sản xuất phải làm sao cho nhiệt độ giảm trong quá

trình nghiền bằng cách lắp cơ cấu rửa để lấy nước nóng ra và thay nước lạnh vào

(nghiền bể) hệ thống làm mát (máy nghiền côn)

Thông thường đối với cây lá rộng, tre, nứa ( chọn nhiệt độ nghiền từ 20-30 oC ), đối

với rơm, rạ, bã mía nhiệt độ nghiền thường chọn là 35-40 oC

d /Ảnh hưởng của nồng độ bột ( C%) :

Là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến tính chất của bột sau nghiền Nếu thấy

nồng độ thấp, lượng bột qua dao ít, do vậy bột chịu áp lực nghiền riêng lớn, xơ sợi bị

cắt ngắn hơn Như vậy nồng độ bột thấp phù hợp với nghiền bột thớ ngắn Ngược lại

nồng độ bột cao, áp lực nghiền riêng nhỏ, quá trình phân tơ chổi hoá chiếm ưu thế

Nồng độ bột cao thích hợp với nghiền bột nhuyễn thớ dài

Khi nồng độ tăng thì năng suất nghiền tăng, tiêu hao năng lượng giảm, bột có

tính trương tăng, cắt giảm, độ bền cơ lý tăng Vì vậy trong công nghệ giấy, luôn cố

gắng nghiền ở nồng độ bột cao nhất có thể

e /Ảnh hưởng của pH :

Hiện nay có nhiều trường phái lý thuyết trái ngược nhau về vấn đề này song qua

thực nghiệm sản xuất đã rút ra:

Nghiền ở môi trường axit : pH = 3,1 ÷ 6, khả năng trương nở của bột không tốt (do

môi trường mang tính axít nên nhóm OH khó tạo liên kết hydro với các nhóm lân cận)

Độ bền cơ lý, nhất là độ chịu bục của giấy giảm nhanh

Nghiền ở môi trường kiềm: pH = 6 ÷ 8,5 không ảnh hưởng đến quá trình nghiền và

tính chất của giấy

Nghiền ở môi trường kiềm: pH = 9 ÷ 10,5 quá trình trương nở xảy ra tốt hơn nhưng

độ bền cơ lý của giấy cũng không cao Tốt nhất là duy trì nghiền ở pH = 8÷ 8,5 Để tạo

môi trường này, trong quá trình nghiền cho thêm một lượng kiềm để tạo môi trường

4 /Ảnh hưởng của độ nghiền tới tính chất của giấy

Độ nghiền ảnh hưởng đến tính chất giấy thể hiện theo đồ thị sau :

9

sr

0

8 7 2 3

4 6 5

- Độ bền kéo : Khi oSR tăng từ 20-75 thì độ bền kéo tăng vì quá trình trương và

phân tơ tăng Khi độ oSR từ 75-100 thì độ bền kéo giảm do xơ sợi bị cắt ngắn

nhiều Độ bền kéo phụ thuộc vào lực liên kết ( O…H) và lực đan dệt vật lý

- Độ bền xé: Độ bền xé do độ bền nguyên thủy và đan dệt của xơ sợi quyết định

Lực liên kết Hydro có ảnh hưởng rất ít dến độ bền xé.Độ bền xé tăng lên khi

oSR tăng và đạt cực đại ở 25-27 oSR, sau đó độ bền xé giảm khi oSR tiếp tục

tăng

- Độ chịu bục: Chịu ảnh hưởng bởi độ bền kéo và độ bền xé, là trung bình cộng

của hai đường kia Điểm tối ưu ở oSR = 40 –50

- Độ dài trung bình sợi : Khi OSR tăng thì chiều dài xơ sợi giảm

- Lực liên kết giữa các xơ sợi: Tỷ lệ nghịch với oSR

- Độ thấu khí: Khi oSR tăng thì độ thấu khí càng giảm

- Độ chặt của giấy : Khi oSR tăngthì độ chặt tăng do các xơ sợi đan xít nhau hơn

- Độ hút dich: Khi oSR tăng độ hút dich giảm

* Như vậy: Độ nghiền ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cơ lý của tờ giấy Song bản

chất của độ nghiền là do quá trình cắt và trương nở quyết định Dựa vào oSR của

nghiền không thể nói rõ ảnh hưởng của từng yếu tố đến tính chất của giấy Cùng một

oSR nhưng lại cho ta hai loại giấy khác nhau

Việc tìm được điểm oSR cực đại tốt nhất cho mỗi loại giấy là rất quan trọng, điểm

đó phải dung hòa các yếu tố một cách tốt nhất có thể Thường điểm này được xác định

trong phòng thí nghiệm cộng với sản xuất thực tế trên máy Xeo

Trong một quá trình nghiền, bột giấy sẽ được trương nở, phân tơ chổi hóa và cắt

ngắn, trong đó tính chất là rất quan trọng, ảnh hưởng tới giấy Dựa vào tính chất này,

người ta chia ra: Nghiền dời và nghiền nhuyễn

5.1/ Phương pháp nghiền rời:

Phương pháp này hạn chế tối đa qúa trình trương

Đặc điểm của phương pháp: - Nồng độ bột nhỏ

- áp lực đánh bột cao

- Tốc độ thay đổi áp lực nghiền nhanh

- Thời gian đánh bột giảm

Đặc điểm của sản phẩm thu được

- Khả năng thoát nước của giấy nhanh

- Độ bền của giấy không cao

- Độ nghiền không cao

a /Phương pháp nghiền bột rời thớ ngắn :

Đầu tiên tiến hành ở áp lực nghiền thấp để phân tơ chổi hoá, sau đó tăng nhanh áp

lực nghiền để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu rồi giảm áp lực nghiền ở áp lực

nghiền thấp cho tới đạt độ nghiền theo yêu cầu

Đặc điểm của bột sau nghiền là: bột có tính đàn hồi cao, tốc độ thoát nước cao, liên

kết giữa các xơ sợi ở mức trung bình, giấy sản xuất ra có khả năng hút nước dịch lớn

Dùng để sản xuất giấy thấm, giấy vệ sinh, giấy viết, giấy in ở tốc độ cao…

b /Phương pháp nghiền bột rời thớ vừa :

Đầu tiên tiến hành nghiền ở áp lực nghiền thấp để phân tơ chổi hoá, tiếp đó tăng

nhanh áp lực nghiền cao để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu Sau đó hạ áp lực

để đánh tơ nhẹ, hạn chế quá trình chổi hoá

Loại bột này dùng để sản xuất giấy có định lượng không lớn, có độ hút dịch lớn,

nhưng độ bền cao hơn Dùng để sản xuất giấy tẩm phủ, giấy giả da, giấy quẹt diêm

c /Phương pháp nghiền bột thớ dài :

Với phương pháp này, tác dụng đánh tơi và tinh chỉnh là chủ yếu, cắt ngắn ít, thời

gian nghiền ngắn, hạn chế quá trình trương, nhưng tăng phân tơ chổi hóa Bột thoát

nước tốt, độ đồng đều và độ trong suốt kém Bề mặt của tờ giấy không nhẵn, nhưng độ

bền cơ lý của tờ giấy khá lớn Thường dùng sản xuất các loại giấy bao gói

Bột được trương nở đến khả năng tốt nhất Dựa vào khả năng khả năng cắt ngắn

khác nhau, người ta chia làm 3 phương pháp: Nghiền nhuyễn thớ ngắn, nghiền

nhuyễn thớ vừa, nghiền nhuyễn thớ dài

Đặc điểm của phương pháp: - Nồng độ bột cao

- Độ bền của giấy cao

- Tốcđộ thay đổi áp lực nghiền chậm

a /Phương pháp nghiền bột nhuyễn thớ ngắn :

Đây là phương pháp có thời gian nghiền bột dài, thời gian đầu chủ yếu đánh tơi

bột, tăng áp lực nghiền từ từ Sau khi tăng áp lực, ta tăng nhanh áp lực nghiền và

nghiền ở áp lực cao để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu rồi hạ áp lức từ từ Kéo

dài thời gian nghiền ở áp lực thấp để tăng quá trình trương nở đến khi đạt độ nghiền

yêu cầu

Bột nghiền theo phương pháp này có độ nhớt cao, khó thoát nước, giấy hình thành

có độ đồng đều cao, độ hút dịch nhỏ, độ bền cơ lý cao, thường dùng để sản xuất giấy

cách điện, giấy can vẽ, giấy cuốn thuốc lá và các loại giấy cực mỏng

b /Phương pháp nghiền bột nhuyễn thớ vừa :

Phương pháp này tương tự nghiền bột nhuyễn thớ ngắn Nhưng ở đây cắt ngắn vừa

phải, thời gian nghiền tương đối dài, bột sau nghiền mềm dẻo, khó thoát nước thường

dùng để sản xuất giấy viết, giấy in…