NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN NGUYÊN LIỆU GIẤY TÁI CHẾ TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY CARTON LỚP SÓNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY AN BÌNH

NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN NGUYÊN LIỆU GIẤY TÁI CHẾ TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY CARTON LỚP SÓNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY AN BÌNH Tác giả NGUYỄN THỊ THẤM Khóa luận được đệ trình đề để

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN NGUYÊN LIỆU GIẤY TÁI CHẾ TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY CARTON LỚP SÓNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY AN BÌNH

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN THỊ THẤM Ngành: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY Niên khóa: 2004 - 2008

Tháng 02/2009

NGHIÊN CỨU TỶ LỆ PHỐI TRỘN NGUYÊN LIỆU GIẤY TÁI CHẾ TRONG CÔNG NGHIỆP SẢN XUẤT GIẤY CARTON LỚP SÓNG TẠI CÔNG TY CỔ PHẦN GIẤY AN BÌNH

Tác giả

NGUYỄN THỊ THẤM

Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu

cấp bằng Kỹ sư ngành Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy

Giáo viên hướng dẫn:

Ts PHAN TRUNG DIỄN

Tháng 02 năm 2009

LỜI CẢM TẠ

Con xin gởi lòng biết ơn đến cha mẹ, Người đã nuôi dạy con nên người, tạo điều kiện về vật chất cũng như tinh thần để con có được như ngày hôm nay

Tôi xin chân thành cảm ơn:

Quí thầy cô của Trường Đại học Nông Lâm và khoa Lâm Nghiệp đã truyền đạt

và trang bị kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

TS Phan Trung Diễn đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

TÓM TẮT

Đề tài “Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn nguyên liệu giấy tái chế trong công nghiệp sản

xuất giấy carton lớp sóng tại công ty cổ phần giấy An Bình” được thực hiện tại công ty

cổ phần giấy An Bình, đường Kha Vạn Cân - Xã An Bình - Huyện Dĩ An - Tỉnh Bình Dương từ tháng 10/2008 đến tháng 12/2008 dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Phan Trung Diễn nhằm tìm ra tỷ lệ phối trộn nguyên liệu thích hợp để nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí sản xuất

Đề tài được thực hiện bằng cách quan sát, theo dõi quá trình chuẩn bị bột, thu thập số liệu qua thực tế và từ nguồn do nhà máy cung cấp, tiến hành khảo sát trên từng

ca làm việc tại nhà máy Xác định các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất sợi, phân tích, đánh giá ưu điểm nhược điểm của quá trình chuẩn bị bột ứng với tỷ lệ phối trộn hiện nay của công ty An Bình và tiến hành thí nghiệm với các loại nguyên liệu: OCC 90/10, giấy Mix, giấy rìa thu mua của các khách hàng, phân tích thành phần sợi nguyên thủy của mỗi loại nguyên liệu: % xớ ngắn, % xớ dài, % xơ sợi mịn, tiến hành thí nghiệm phối trộn các loại nguyên liệu theo tỉ lệ, với các yếu tố cố định là: nồng độ, độ nghiền, nhiệt độ sấy, lực ép tay sau đó lấy mẫu bột đem làm tờ handsheet để đánh giá độ phân tán của xơ sợi, đo độ bục, độ nén vòng Từ kết quả thực hiện được lập bảng so sánh để xác định tỷ lệ phối trộn cho chất lượng bột tốt nhất, đảm bảo mục tiêu chi phí sản xuất thấp nhất và chất lượng sản phẩm ổn định

MỤC LỤC

Trang tựa i

LỜI CẢM TẠ ii

TÓM TẮT iii

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi

DANH SÁCH CÁC BẢNG viii

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 2

1.1 Đặt vấn đề 2

1.2 Mục đích đề tài 3

1.3 Yêu cầu thực hiện 3

1.4 Giới hạn đề tài 3

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 4

2.1 Xu hướng phát triển của ngành công nghiệp giấy tái chế 4

2.2 Tổng quan về hoạt động sản xuất của công ty cổ phần giấy An Bình 5

2.2.1 Các loại nguyên liệu thu mua .6

2.2.2 Tiêu chuẩn chất lượng giấy cartong lớp sóng 8

2.3 Nguyên liệu giấy loại 8

2.3.1 Phân loại 9

2.3.2 Cấu trúc của giấy loại 10

2.3.3 Mức độ tái chế của giấy loại 13

2.4 Độ bền cơ lý của giấy 15

2.4.1 Khái niệm 15

2.4.2 Độ bền của bản thân xơ sợi và chiều dài xơ sợi 16

2.4.3 Độ chịu bục 17

2.4.4 Độ chịu gấp 17

2.4.5 Độ chịu kéo 18

2.5 Nguyên nhân làm giảm độ bền của bột tái sinh 19

2.6 Các hóa chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất giấy carton lớp sóng 21

CHƯƠNG 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 27

3.1 Nội dung nghiên cứu 27

3.2 Quy trình sản xuất giấy carton sóng tại công ty cổ phần giấy An Bình 27

3.2.1 Khảo sát kĩ thuật phối trộn nguyên liệu 27

3.2.2 Quy trình chuẩn bị bột 29

3.2.3 Quy trình xeo giấy 31

3.3 Phương pháp nghiên cứu 32

3.3.1 Thí nghiệm 1 32

3.3.2 Thí nghiệm 2 34

3.3.3 Thí nghiệm 3 35

3.3.4 Thí nghiệm 4 36

3.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu (Phụ lục 2) 37

3.5 Xử lý số liệu 37

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 38

4.1 Thành phần và tính chất cơ lý của giấy ứng với phương pháp phối trộn các loại nguyên liệu khác nhau 38

4.1.1 Thành phần và tính chất của giấy ứng với các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/MIX 38

4.1.2 Thành phần và tính chất của giấy ứng với các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/DLKC 41

4.1.3 Thành phần và tính chất của giấy ứng với các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu DLKC/MIX 44

4.1.4 Thành phần và tính chất của giấy ứng với các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/MIX/DLKC 46

4.2 So sánh độ bền cơ lý ứng với các phương pháp phối trộn nguyên liệu khác nhau 48 4.2.1 Độ bền cơ lý của các tỉ lệ phối OCC (90/10)/MIX và OCC(90/10)/DLKC 48

4.2.2 Độ bền cơ lý của các tỉ lệ phối DLKC/MIX và OCC(90/10)/Mix 50

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 52

5.1 Kết luận 52

5.2 Đề nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….54

PHỤ LỤC 55

RCT: Ring crush resistance

FAO: Food Agriculture Organization

OCC: Old corrugated Containers

DANH SÁCH CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ

Hình 2.1: Thùng carton ngoại nhập, có hai lớp làm bằng giấy kraft dày 6

Hình 2.2: Giấy rìa carton của các công ty liên doanh sản xuất bao bì 6

Hình 2.3: Giấy rìa từ các đơn vị sản xuất trong nước 7

Hình 2.4: Ống vải, ống nòng giấy hư 7

Hình 2.5: Ống cuộn chỉ nhập từ nước ngoài 7

Hình 2.6: Giấy lề xám làm thùng, hộp carton làm bằng giấy xám ngoại 7

Hình 2.7: Thùng carton sản xuất trong Hình 2.8: Thùng carton dán nhiều băng keo

8

nước có lẫn các loại giấy báo, bao gói 8

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình chuẩn bị bộ 29

Hình 3.2: Sơ đồ khối quy trình xeo giấy 31

Biểu đồ 4.1: Biểu đồ so sánh thành phần xơ sợi ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC (90/10)/Mix 39

Biểu đồ 4.2: Biểu đồ so sánh độ bục ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC(90/10)/Mix 40

Biểu đồ 4.3: Biểu đồ so sánh độ nén vòng ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC(90/10)/Mix 40

Biểu đồ 4.4: Biểu đồ so sánh thành phần xơ sợi ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC (90/10)/DLKC 42

Biểu đồ 4.5: Biểu đồ so sánh độ bục ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC(90/10)/DLKC42 Biểu đồ 4.6: Biểu đồ so sánh độ nén vòng ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC(90/10)/DLKC 43

Biểu đồ 4.7: Biểu đồ so sánh thành phần xơ sợi ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu DLKC/MIX 44

Biểu đồ 4.8: Biểu đồ so sánh độ bục ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu DLKC/MIX 45

Biểu đồ 4.9: Biểu đồ so sánh độ nén vòng ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu DLKC/MIX 45

Biểu đồ 4.10: Biểu đồ so sánh thành phần xơ sợi ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/MIX/DLKC 46

Biểu đồ 4.11: Biểu đồ so sánh độ bục ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/MIX/DLKC 47 Biểu đồ 4.12: Biểu đồ so sánh chỉ độ nén vòng ứng với các tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/MIX/DLKC 47

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bảng dự báo mức tăng trưởng tiêu thụ giấy WP từ 1993 – 2010 .4

Bảng 2.2: Bảng ước tính về nhu cầu xơ sợi để sản xuất giấy trên thế giới sau biến động kinh tế ở Châu Á cho đến năm 2010 .5

Bảng 2.3: Tỉ lệ thu hồi giấy loại qua các lần tái chế 13

Bảng 2.4: Bảng quy định các chỉ tiêu cơ lý từng thành phần nguyên liệu 15

Bảng 3.1: Số liệu thực tế về tình hình sử dụng nguyên liệu trong tháng 10 .28

Bảng 3.2: Bảng tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/MIX và thời gian thực hiện 33

Bảng 3.3: Bảng tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/DLKC và thời gian thực hiện 34

Bảng 3.4: Bảng tỷ lệ phối nguyên liệu DLKC/Mix và thời gian thực hiện .35

Bảng 3.5: Bảng tỷ lệ phối nguyên liệu OCC/DLKC/MIX và thời gian thực hiện 36

Bảng 4.1: Thành phần và tính chất mẫu thí nghiệm ứng với tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/Mix .39

Bảng 4.2: Thành phần và tính chất mẫu thí nghiệm ứng với tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/DLKC .41

Bảng 4.3: Thành phần và tính chất mẫu thí nghiệm ứng với tỷ lệ phối trộn nguyên liệu 44

Bảng 4.4: Thành phần và tính chất mẫu thí nghiệm ứng với tỷ lệ phối trộn nguyên liệu OCC (90/10)/MIX/DLKC .46

Bảng 4.5: Độ bền cơ lý của mẫu handsheet ứng với phương pháp phối trộn hai loại nguyên liệu OCC/Mix và OCC/DLKC .48

Bảng 4.6: Độ bền cơ lý của mẫu handsheet ứng với phương pháp phối trộn hai loại nguyên liệu DLKC/Mix và OCC/Mix 50

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Bất kỳ quốc gia nào cũng vậy, khi nền công nghiệp phát triển càng mạnh thì nhu cầu về giấy bao gói và cartong, hòm hộp, trong đó có cartong sóng càng cao Thông thường các loại giấy này chiếm khoảng 60% trong tổng mức tiêu thụ giấy bìa Ở nước

ta hiện nay, tỷ lệ này chiếm khoảng 50% Theo dự báo của VPPA, đến năm 2010 và

2011 nhu cầu tiêu thụ 2 loại giấy này lên tới 16.000.000 tấn và 3.750.000 tấn Như vậy nhu cầu giấy lớp giữa và lớp mặt còn rất lớn

Bên cạnh đó, khi nền công nghiệp giấy tái chế phát triển đồng nghĩa với việc giảm lượng gỗ khai thác để sản xuất giấy, tận dụng nguồn nguyên liệu giấy đã qua sử dụng và giảm thiểu tác động đến môi trường sống Mục tiêu cơ bản của quá trình sản xuất giấy từ nguyên liệu giấy loại là: tách loại tạp chất ra khỏi bột giấy tái sinh và khôi phục tính chất tạo giấy của xơ sợi

Đất nước ta đang trong thời kỳ công nghiệp hóa và hiện đại hóa thì nhu cầu tiêu thụ giấy công nghiệp là rất lớn Đặc biệt khi Việt Nam trở thành thành viên thứ 150 của tổ chức thương mại thế giới đã tạo ra cơ hội cho các doanh nghiệp sản xuất giấy của Việt Nam thâm nhập vào thị trường Lào, Trung Quốc, Campuchia và các nước trong khu vực Tuy nhiên sản phẩm giấy công nghiệp trong nước nói chung và carton sóng nói riêng vẫn chưa đáp ứng được nhu cầu trong nước Trong năm 2006, Việt Nam đã sản xuất được 958.000 tấn giấy trong đó giấy carton sóng chiếm 19% và chỉ đáp ứng được 50,38% nhu cầu tiêu dùng trong nước, còn lại phải nhập khẩu từ nước ngoài và chiếm 39% tổng sản lượng giấy nhập khẩu (Nguồn Hiệp hội giấy và bột giấy Việt Nam) Đứng trước tình hình trên, ngành giấy Việt Nam cần phải chú trọng đầu tư, nâng cao hiệu quả sản xuất trong quá trình sản xuất giấy nói chung và giấy làm lớp giữa của carton sóng nói riêng để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của xã hội

Công ty Cổ Phần giấy An Bình là một trong những công ty sản xuất giấy bao bì hàng đầu ở Việt Nam (Trang web hiệp hội giấy và bột giấy Việt Nam) Trong năm

2007 sản lượng của nhà máy đạt được là 52.000 tấn/năm Dự kiến của công ty đến năm 2008 nâng cao năng suất của nhà máy lên 75.000 tấn/năm (Công ty cổ phần giấy

An Bình) Để đạt được mục tiêu trên công ty đang nghiên cứu tìm ra những biện pháp

để tối ưu hóa quá trình sản xuất nhằm nâng cao năng suất cũng như chất lượng sản phẩm để đáp ứng nhu cầu chung của xã hội

Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu tỷ lệ phối trộn nguyên liệu giấy tái chế trong công nghiệp sản xuất giấy carton lớp sóng tại công ty cổ phần giấy An Bình”

Do kiến thức còn hạn chế và thời gian nghiên cứu còn hạn hẹp nên đề tài không tránh khỏi những sai sót, rất mong nhận được sự chỉ dẫn của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn

1.2 Mục đích đề tài

Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu đối với giấy cartong lớp sóng đáp ứng được yêu cầu chất lượng của sản phẩm, giảm chi phí sản xuất và nâng cao hiệu quả sản xuất

1.3 Yêu cầu thực hiện

Khảo sát quy trình sản xuất giấy carton lớp sóng tại công ty cổ phần giấy An Bình

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng lên tính chất sợi của nguyên liệu giấy tái chế Khảo sát thành phần xơ sợi trong mỗi tỷ lệ phối trộn

Khảo sát ảnh hưởng của các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu đến độ bền cơ lý của giấy

1.4 Giới hạn đề tài

Để đánh giá một cách hoàn thiện về hiệu quả của tỷ lệ phối trộn nguyên liệu trong quá trình sản xuất giấy cần phải xem xét rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sản xuất: hóa chất sử dụng, định lượng của giấy, tốc độ máy Song vì thời gian cũng như điều kiện thí nghiệm cho đề tài có giới hạn nên đề tài chỉ thực hiện khảo sát quy trình sản xuất của công ty cổ phần giấy An Bình, và tiến hành thí nghiệm các tỉ lệ phối trộn nguyên liệu đối với quá trình sản xuất giấy carton sóng có định lượng 150 g/m2, đánh giá độ bền của các tỷ lệ phối trộn nguyên liệu giấy tái chế

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN 2.1 Xu hướng phát triển của ngành công nghiệp giấy tái chế

Theo lịch sử, nguồn giấy loại được mua bán chủ yếu từ Mỹ đến các nước láng giềng và các nước Đông Nam Á, tỷ lệ mua bán thấp do thiếu hàng hóa vận chuyển trở lại và thiếu tàu mang hàng xuất khẩu từ các nước này sang Mỹ Việc phân phối của

Mỹ trong năm 1996 được ước tính:

Theo nước: Hàn Quốc 20%, Canada 18%, Mexico 15%, Trung Quốc 12%, Đài Loan 12%, Indonéia 7%, Thái Lan 5%, Nhật 4% và các vùng còn lại trên thế giới là 7%

Theo loại giấy: OCC 39%, giấy báo 22%, giấy hỗn hợp 21%, các loại giấy tẩy mực và các loại giấy báo khác 9%, và các thứ thay thế bột giấy là 9%

FAO đã có dự báo tăng trưởng của tiêu thụ giấy WP Tăng trưởng lớn nhất được cho là ở Châu Á 77 triệu tấn, Châu Âu là 32 triệu tấn, Băc/Trung Mỹ là 30 triệu tấn

Bảng 2.1: Bảng dự báo mức tăng trưởng tiêu thụ giấy WP từ 1993 – 2010

Khu vực Năm 1993 (triệu tấn) Năm 2010 (triệu tấn) % gia tăng

Bảng 2.2: Bảng ước tính về nhu cầu xơ sợi để sản xuất giấy trên thế giới sau biến động kinh tế ở Châu Á cho đến năm 2010

Tiêu thụ giấy và nhu cầu giấy WP ở Châu Á trong tương lai là có triển vọng, theo

ý kiến của các chuyên gia ngành giấy của Singapore thì:

Tiêu thụ giấy thải ở Châu Á đã tăng lên từ dưới 2 triệu tấn vào năm 1962 cho đến khoảng 33 triệu tấn trong năm 1997, trong đó có 6 triệu tấn là nhập khẩu

Tỉ lệ sử dụng của Châu Á tăng từ 21% trong năm 1962 lên 51% trong năm 1992, nhưng giảm xuống còn 46,5% trong năm 1997 và bỏ đi khoảng 50 triệu tấn giấy WP không thể thu hồi

2.2 Tổng quan về hoạt động sản xuất của công ty cổ phần giấy An Bình

Công ty cổ phần An Bình (An Bình Paper Corporation), tên viết tắt ABPAPER Vốn điều lệ: 125.738.000 đồng (vốn của cổ đông sáng lập) Ông Hàn Vinh Quang là chủ tịch Hội Đồng Quản Trị và Tổng Giám Đốc Công suất hiện nay là 90.000 tấn/năm giấy bao bì

Công ty chuyển đổi từ công ty TNHH AN BÌNH thành công ty CP Giấy AN BÌNH vào 12/02/2007 Từ một công ty gia đình công ty TNHH AN BÌNH đã ngày càng học hỏi các công nghệ phát triển thế giới vào dây chuyền sản xuất của công ty làm cho doanh thu của công ty ngày càng cao

Công ty đã được cấp chứng chỉ ISO 9001 : 2000 Với đội ngũ nhân viên năng động, giàu kinh nghiệm lại thường xuyên được các chuyên gia về thiết bị, công nghệ, hóa chất của công ty hàng đầu thế giới tư vấn, nên công ty luôn được coi là một trong những nhà máy hàng đầu thế giới tư vấn, nên công ty luôn được coi là một trong những nhà máy hàng đầu sản xuất giấy làm bao bì ở Việt Nam

Công ty nghiêm chỉnh thực hiện các quy định về thuế và môi trường, đã được bộ tài chính, cục thuế cấp bằng khen Năm 2010, công ty sẽ đưa nhà máy Giấy Phú Mỹ tại huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu vào hoạt động với thiết bị tiên tiến của Châu Âu (khởi công xây dựng từ tháng 5/2007) Công suất thiết kế của nhà máy là

300.000 tấn/năm sản xuất giấy làm bao bì chất lượng cao Khi đó tổng công suất của công ty sẽ đạt 390.000 tấn/năm và sẽ là một trong những công ty lớn của ngành công nghiệp giấy Việt Nam

2.2.1 Các loại nguyên liệu thu mua

Nguyên liệu để sản xuất giấy carton sóng bao gồm

Giấy carton loại một:

 Thùng carton ngoại nhập (OCC 90/10, OCC 95/5), có hai lớp làm bằng giấy kraft dày

 Giấy rìa carton (DLKC) của các công ty liên doanh sản xuất bao bì Ví dụ như công ty Tân Á, Việt Long, YFY, Tân Vĩnh Lợi…

 Giấy xén lề làm thùng, hộp carton cao cấp có một hoặc hai mặt làm bằng giấy trắng (không lẫn tạp chất, tỷ lệ băng keo cho phép tối đa 0,5%)

Hình 2.1: Thùng carton ngoại nhập, có

hai lớp làm bằng giấy kraft dày

Hình 2.2: Giấy rìa carton của các công

ty liên doanh sản xuất bao bì Giấy carton loại hai:

 Giấy rìa từ các đơn vị sản xuất bao bì trong nước

 Ống vải, ống nòng giấy hư

 Ống cuộn chỉ nhập từ nước ngoài

 Giấy lề xám làm thùng, hộp carton làm bằng giấy xám ngoại Thùng carton thải ra từ siêu thị, cửa hàng tạp hóa (tỷ lệ băng keo cho phép tối đa là 1%)

Hình 2.3: Giấy rìa từ các đơn vị sản

xuất trong nước

Hình 2.4: Ống vải, ống nòng giấy hư

 Thùng carton dán nhiều băng keo (tỷ lệ tối đa 2%)

 Thùng carton làm bằng giấy nội có lẫn các loại giấy khác như tạp chí, giấy báo, tập học sinh, giấy bao gói chiếm khoảng 20%

 Tất cả các loại giấy phải tuân thủ theo tiêu chuẩn chung

 Giấy phải khô, độ ẩm cho phép  12%

 Giấy không lẫn bao xi măng, thùng sáp, thùng đựng táo bằng bột rơm, giấy keo và tráng phủ hóa chất

Hình 2.7: Thùng carton sản xuất trong Hình 2.8: Thùng carton dán nhiều băng keo

nước có lẫn các loại giấy báo, bao gói

2.2.2 Tiêu chuẩn chất lượng giấy cartong lớp sóng

Chất lượng giấy cartong lớp sóng được sản xuất theo yêu cầu của khách hàng,

có nhiều loại giấy lớp sóng khác nhau, mỗi loại có phương pháp sản xuất riêng, nguyên liệu sản xuất khác nhau (phụ lục 1)

2.3 Nguyên liệu giấy loại

Giấy và giấy bao gói là sản phẩm được coi là kinh tế Bản thân giấy và bao bì carton các loại được sản xuất từ nguyên liệu tự nhiên và thu hồi tái sử dụng Sau khi đã

sử dụng, nó được thu hồi tới 82% Điều đó chứng tỏ tính thân thiện môi trường của sản phẩm (khả năng tái sử dụng) và khả năng tái tạo ra tiền sau khi đã sử dụng thu hồi lại

 Ưu điểm của nguyên liệu giấy tái chế:

+ Bảo vệ môi trường

Sản xuất giấy từ giấy đã dùng nhìn chung là sạch hơn và hiệu quả hơn là sản xuất giấy từ gỗ, vì việc tách xơ sợi và tẩy trắng đã được làm trước đó Nghĩa là sử dụng ít năng lượng, nước và hoá chất hơn, do đó thải ra không khí và nước ít chất độc hại hơn

+ Sản xuất giấy tái chế dùng ít năng lượng hơn nhiều so với sản xuất từ bột nguyên thuỷ

Sản xuất bột từ giấy tái chế sẽ tiết kiệm được 60% năng lượng so với bột nguyên thủy, giảm 95% ô nhiễm từ khí thải, giảm 30 % m3 nước/tấn bột

+ Nếu có một hệ thống thu gom giấy tái chế tốt thì ở công đoạn này có tính kinh

tế hơn vận chuyển các cây gỗ từ rừng về để sản xuất bột

Về góc độ kinh tế thì ý nghĩa lớn hơn cả là tạo ra một ngành công nghiệp dịch vụ mang tính xã hội hóa cao, tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên đáng kể từ việc giảm khai thác rừng tương đương với lượng giấy thải loại đưa vào tái chế

+ Nguồn nguyên liệu rất phong phú từ trong nước hay nhập khẩu

 Nhược điểm:

+ Chiều dài xơ sợi ngắn hơn 2 - 3,5 mm, liên kết kém hơn so với bột nguyên thủy

+ Chất lượng giấy làm ra có độ bền cơ lý kém

+ Có lẫn nhiều tạp chất nên phải có hệ thống lọc nhiều hơn

Từ nguyên liệu giấy tái chế khi qua công đoạn chuẩn bị bột ta có loại bột giấy tái chế hay bột tái sinh Đây là nguyên liệu chính để làm giấy carton Ngoài ra nếu sản xuất giấy Duplex trắng thì cần có thêm bột hóa xớ dài (>4 mm) làm lớp mặt tạo độ trắng bóng cho tờ giấy

2.3.1 Phân loại

Các nguồn giấy thải có thể được phân nhóm phù thuộc nguồn gốc thu gom của giấy tái chế, mức độ sạch giữa giấy tái chế đã qua sử dụng hay chưa qua sử dụng:

- Loại giấy sau tiêu thụ (post - consumer waste) gồm giấy, giấy bìa, và nguồn

xơ sợi tái chế từ vựa mua bán lẻ, giấy văn phòng, và giấy thu gom tại nhà sau khi những sản phẩm này đáp ứng mục đích sử dụng cuối cùng

- Giấy thải trước tiêu thụ (pre - consumer waste) là nguyên liệu giấy bìa từ sản xuất và giấy rìa cắt ra, giấy bị lỗi thu gom từ các nhà máy chế biến giấy

Trong đó: có 4 loại giấy thải

- Các thành phần thay thế bột giấy: Chất lượng của chúng là giống nhất với bột hóa từ xơ sợi nguyên thủy Ví dụ: các phần bị cắt xén ra sau khi in và làm biến đổi, các phần có màu (thích hợp để tẩy), và các giấy thải đã được in một ít (ví dụ: sổ sách, ) Giấy bìa được phủ polymer (ví dụ bao bì carton đựng chất lỏng được phủ bằng plastic, hộp làm bằng giấy bìa để đựng thực phẩm, đĩa giấy và tách giấy) cũng là một nguồn bột chất lượng tốt

- Các loại giấy tẩy mực

- Các loại giấy từ bột kraft nâu Ví dụ: giấy thải từ máy tạo sóng, OCC, KLS (kraft lined strawboard: giấy bìa làm bằng rơm là giấy thải có cơ sở là OCC, chứa trên

33% giấy lớp bìa có xơ sợi dài), bao đựng xi măng có xơ sợi dài đã qua sử dụng, và giấy thải từ quá trình biến đổi Giấy thải loại này được dùng chủ yếu cho giấy lớp sóng

và lớp bìa OCC được tẩy để dùng cho các loại giấy chất lượng cao Loại giấy này chủ yếu tạo sức bền cho các sản phẩm tái sinh do nó có chứa thành phần bột kraft từ gỗ mềm không tẩy Các mẫu giấy OCC từ Đông Nam Á, là giấy từ các thùng carton sóng nhập vào Mỹ từ 8 nước, trung bình chỉ có 39% bột kraft từ gỗ mềm không tẩy nhưng

có đến 6,6% tinh bột Giấy OCC nhập khẩu này giống với giấy thải văn phòng hỗn hợp (về độ bền, độ nhuyễn, )

Với giấy OCC có chứa sáp, sáp được dùng để giảm việc hút nước của lớp bìa và giấy lớp sóng giữa, giảm liên kết nội xơ sợi (đặc biệt khả năng chống sức nén), và tạo nên các vết bẩn có thể nhìn thấy và hệ số ma sát bề mặt của giấy thấp

- Giấy thải hỗn hợp (MWP: Mix Waste paper): Là loại rẻ nhất và chất lượng kém nhất

Một số tiêu chuẩn phân loại giấy thải:

OCC: gồm có giấy bao bì và hộp carton cũ Như đã nói ở trên, chất lượng của giấy loại phụ thuộc vào nguồn gốc thu gom, vì thế đa số OCC nhập ngoại đều có tỉ lệ

xớ sợi dài và các tính chất cơ lý cao hơn so với OCC thu gom trong nước

DLK ( Double liner kraft): Là các loại thùng cartong dày được làm từ bột kraft,

có tỷ lệ xớ sợi dài và tính chất cơ lý cao, ít tạp chất

LOCC( Local Old Corrugated Container): Giấy bao bì và hộp carton cũ được thu gom ở trong nước Loại giấy này đã qua nhiều lần thu hồi do vậy tỉ lệ xơ sợi dài rất thấp, được dùng phối trộn với OCC ngoại để nâng cao chất lượng giấy thành phẩm

Mixed paper: là loại giấy hỗn hợp chủ yếu là giấy báo được nhập ngoại nhiều Loại giấy này có thành phần xớ sợi dài và các chỉ tiêu cơ lý thấp hơn nhiều so với LOCC nhưng giá thành lại rẻ hơn nhiều Do vậy luôn được sử dụng kèm với các loại nguyên liệu khác theo những tỉ lệ nhất định để cho ra thành phẩm tốt

2.3.2 Cấu trúc của giấy loại

Nguyên liệu giấy loại sử dụng trong ngành công nghiệp tái chế giấy có cấu trúc tương tự như cấu trúc tấm giấy làm từ xơ sợi nguyên thủy

Những đặc điểm chính về cấu trúc của giấy là:

Thành phần của giấy là hệ không đồng nhất – hệ dị thể, phức tạp, nó là sự kết hợp các sợi dài, các sợi ngắn và những hạt chất độn, chất keo, hạt chất màu có kích thướt khác nhau trong đó thành phần chính là xơ sợi

Sự phân bố các thành phần trên không theo một thứ tự nào cả - phân bố dị hướng

Sự phân bố dị hướng này chịu ảnh hưởng bởi phương pháp xeo (sử dụng máy xeo dài hay máy xeo tròn hay máy xeo lưới đôi) và bởi mức độ kết bông của các xơ sợi trong huyền phù bột trước khi xeo

Cấu trúc giấy là cấu trúc mao dẫn vì trong cấu trúc giấy có rất nhiều lỗ hổng kích thước nhỏ Chính cấu trúc này làm cho giấy có khả năng thấu khí, hút nước, hút ẩm và làm cho độ ẩm của giấy thay đổi theo độ ẩm của môi trường

Hình bên dưới cho thấy một mặt cắt ngang của mẩu giấy, với hình ảnh của một số

xơ sợi Để rõ ràng, các xơ sợi riêng lẻ được thể hiện là không chạm vào với nhau Trong thực tế, các bề mặt của chúng chạm vào nhau, và liên kết hydro xảy ra

Hình 2.9: Mặt cắt ngang của tờ giấy

Hình trên phân biệt 2 loại lỗ trống trong giấy, chúng hấp thụ chất lỏng (hay khí):

Các lỗ trống giữa các xơ sợi riêng biệt Bề rộng của chúng khoảng 10- 100m, đặt biệt tùy thuộc vào đường kính lúc ban đầu của xơ sợi và mức độ nghiền Các chất lỏng được hút vào trong những lỗ rỗng này sức hút mao dẫn Các hạt chất độn có đường kính 10m, và do đó từng phần lắp kín các lỗ trống này

Các lỗ trống trên vách của từng xơ sợi riêng lẻ Đường kính của chúng nhỏ hơn nhiều, trong khoảng 0,001 - 0,05m

Cấu trúc giấy đã được tạo mẫu một cách toán học, để xác định ảnh hưởng của các chi tiết về cấu trúc (các chỗ giao nhau của xơ sợi, thể tích trống của các lỗ trống) lên các tính chất của giấy

Giữa các xơ sợi bột giấy và các thành phần khác trong giấy có hình thành liên kết với nhau, chính sự liên kết này tạo nên độ bền cơ lý cho giấy

Hình 2.10: Liên kết giữa các xơ sợi

Cấu trúc của giấy còn thể hiện qua độ chặt của giấy Độ chặt của giấy được đo bằng tỷ số giữa định lượng (g/m2) của giấy với chiều dày của nó, tỷ số này còn gọi là

“khối lượng thể tích” (g/cm3).Với cùng một định lượng thì chiều dày của giấy càng mỏng độ chặt của nó càng cao

Sự phân bố của các xơ sợi trong tấm giấy chủ yếu là theo hướng song song với

bề mặt tấm giấy, chỉ một lượng rất nhỏ các xơ sợi nằm theo góc xiên so với bề mặt tấm giấy, chính những xơ sợi này làm tăng liên kết giữa các lớp của tấm giấy Có thể làm tăng số lượng các xơ sợi phân bố theo hướng xiên này bằng cách tăng sự chổi hóa của

xơ sợi, tăng độ dày của tấm giấy, tăng thời gian tấm giấy đi qua bộ phận hút chân không trên lưới xeo

Độ bền liên kết giữa các lớp của tấm giấy còn phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của tấm giấy sau khi qua bộ phận ép Nếu sau khi đi qua bộ phận ép trong tấm giấy vẫn còn lại một lượng nước tự do thì đó là điều kiện tốt cho sự tạo thành nhiều liên kết hydro giữa các xơ sợi thông qua phân tử nước, sau khi qua bộ phận sấy, các phân tử nước này bay hơi, các liên kết hydro đó sẽ được thay thế bằng các liên kết hydro trực

tiếp giữa các nhóm OH của các xơ sợi, kết quả là liên kết giữa các lớp trong tấm giấy

sẽ bền hơn

2.3.3 Mức độ tái chế của giấy loại

Tỉ lệ thu hồi (recovery rate) là thông số phổ biến của mức độ thu hồi và bằng với phần trăm giấy tiêu thụ biểu kiến được thu thập dưới dạng giấy loại WP Do đó, một đất nước tiêu thụ 5 triệu tấn giấy mỗi năm, và thu thập được 2 triệu tấn giấy loại,

có tỷ lệ thu hồi là 40% (2/5)

Tiêu thụ giấy loại quốc nội là giấy loại được thu thập trong nước cộng với giấy loại nhập khẩu trừ cho giấy loại xuất khẩu Do đó nếu quốc gia trên nhập khẩu 0,3 triệu tấn hằng năm và xuất 0,1 triệu tấn thì tiêu thụ giấy quốc nội sẽ là 2,2 triệu tấn

Tỉ lệ sử dụng là phần trăm giấy loại được tiêu thụ trong sản phẩm giấy của nước

đó Do đó nếu quốc gia đó sản xuất 4,5 triệu tấn , tỉ lệ sử dụng sẽ gần bằng 49% (2,2/4, 5)

Mỗi lần giấy được tái chế, một số xơ sợi dài bị ngắn đi, chúng mất đi tính mềm dẻo và khả năng liên kết, nguyên nhân là do xơ sợi bị chai cứng dần đi Giấy trải qua nhiều lần tái chế, dễ dàng leo thang khi tỷ lệ thu hồi nội địa tăng lên từ mức khiêm tốn

là 30% đến 50% Thành phần giấy đi qua quá trình tái chế 2, 3, 4 lần tăng lên 3,2; 4,6; 7,9 lần một cách tuần tự

Bảng 2.3: Tỉ lệ thu hồi giấy loại qua các lần tái chế

Số lần đi vào một chu trình tái chế WP

Độ bền không chỉ được quan tâm, và các tính chất (như độ trắng) cũng giảm đi mỗi lần giấy được tái chế Do đó WP có khuynh hướng giảm cấp dần xuống các loại giấy có chất lượng thấp hơn khi nó được tái chế Thành phần và tính chất của một số loại nguyên liệu tái chế

Giấy loại là nguồn nguyên liệu có nhiều tạp chất, độ bền của xơ sợi bị giảm dần qua các lần tái chế Công ty giấy cổ phần An Bình đã tiến hành thí nghiệm đối với một

số loại nguyên liệu mà công ty thu mua và có kết quả như sau:

Đối với nguồn giấy xí nghiệp (Tân Á, Sovi, Ojitex, Việt Long, Orna, YFY, Gia Phú, )

 Độ ẩm các loại nguyên liệu đạt tiêu chuẩn

 Độ bục và độ nén vòng của:

DLK cao nhất

Việt Long thấp nhất

Tân Á, Gia Phú, Sovi, Orna, Ojitex và YFY tương đương nhau

 Tổn thất xơ sợi theo nước trắng của:

Việt Long là cao nhất

DLK là thấp nhất

Tân Á, Gia Phú, Sovi, Orna, Ojitex và YFY tương đương nhau

 Nguyên liệu Ojitex có độ sáng thấp, khó pha màu và căn chỉnh, tiêu hao màu nhiều, thích hợp cho việc sản xuất giấy testliner cho khách hàng Á châu, Vina,

 Nguyên liệu YFY, Orna, Sovi, DLK có độ sáng cao, dễ pha màu và căn chỈnh, tiêu hao màu ít

Đối với nguyên liệu giấy Mix: Trong nguyên liệu có nhiều thành phần:

 Giấy báo, tạp chí ( có pha bột cơ nhiệt và chất độn)

 Rìa duplex ( xơ sợi ngắn)

 Rất ít carton

 Không nên nhập nguyên liệu Mix

Đối với nguyên liệu OCC

 Độ ẩm: Occ Korea > Occ Australia > Occ France

 Độ nghiền: Occ Korea > Occ France > Occ Australia

 Độ nén vòng (mẫu handsheet): Occ France > Occ Korea > Occ Australia

 Độ bục: Occ France > Occ Australia > Occ Korea

Bảng 2.4: Bảng quy định các chỉ tiêu cơ lý từng thành phần nguyên liệu

STT Loại nguyên

liệu

o SR nguyên thủy

Độ bục nguyên thủy

Chiều dài đứt nguyên thủy

Thời gian quậy

Độ bền cơ lý của giấy chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố: độ bền của bản thân xơ sợi bột giấy, sự có mặt của các chất phụ gia như chất độn, chất gia keo chống thấm, chất bảo lưu và những điều kiện công nghệ trong quá trình chuẩn bị bột và xeo giấy

Độ bền cơ lý của giấy chịu ảnh hưởng của điều kiện và thời gian của quá trình bảo quản bột trước khi xeo Khi nhiệt độ bảo quản tăng từ 5 ÷ 95oC thì độ bền cơ lý của giấy giảm đi rõ rệt Nguyên nhân là do có sự thay đổi theo hướng không có lợi về cấu trúc của xơ sợi khi bảo quản ở nhiệt độ cao Sau khi nghiền và phối trộn hóa chất phụ gia, nếu bột giấy không được xeo ngay mà lại giữ trong thời gian hai tuần thì độ bền cơ lý của giấy giảm rõ rệt, nguyên nhân là do sự phát triển của các axit hữu cơ, các vi sinh vật có trong huyền phù bột làm cho pH có thể giảm từ 7,5÷8 xuống tới 5÷6

Độ bền cơ lý của giấy phụ thuộc vào lực liên kết giữa các thành phần trong tấm giấy Lực liên kết giữa các xơ sợi và các hạt trong tấm giấy bao gồm: lực tương tác giữa các hạt hay còn gọi là lực Van Der Waanca, lực ma sát và lực liên kết hydro, trong đó lực liên kết hydro đóng vai trò chủ yếu, ngoài ra độ bền cơ lý của giấy còn phụ thuộc vào sự phân bố của các xơ sợi trong tấm giấy Sự phân bố này lại phụ thuộc vào vận tốc tương đối giữa dòng bột phun lên lưới và vận tốc lưới

2.4.2 Độ bền của bản thân xơ sợi và chiều dài xơ sợi

Độ bền của bản thân xơ sợi hay còn được gọi là độ bền zero của xơ sợi thường được đo bằng độ chịu kéo của xơ sợi đo được khi khoảng cách giữa hai phím kẹp băng giấy mẫu là zero (đo trên máy đo độ chịu kéo) Độ bền đứt của một số loại bột giấy như sau: bột sợi bông khoảng 28000m, bột lanh 52000m, bột sulphit xenlulo từ gỗ mềm 46000m Độ bền đứt của giấy không chỉ phụ thuộc vào độ bền của bản thân xơ sợi mà còn phụ thuộc vào độ bền của các liên kết giữa các xơ sợi Khi băng giấy chịu lực kéo thì nó sẽ bị đứt tại chỗ mà liên kết giữa các xơ sợi là yếu nhất Vì thế khi tăng

độ nghiền là làm tăng sự chổi hóa của xơ sợi, làm tăng khả năng liên kết giữa các xơ sợi, kết quả là làm tăng độ chịu kéo đứt của giấy, trong khi đó độ bền của bản thân xơ sợi lại giảm

Khi tỷ lệ bột sớ dài trong thành phần bột giấy tăng lên thì độ chịu gấp và độ chịu

xé của giấy cũng tăng lên, nhưng độ chịu đứt và độ chịu bục của giấy lại phụ thuộc vào sự liên kết giữa các xơ sợi Độ bền cơ lý của giấy tăng lên khi có mặt đầy đủ cả sợi dài và sợi ngắn trong tấm giấy, vì khi đó các sợi ngắn sẽ phân bố vào các khe hở giữa

các sợi dài, làm tăng được số lượng và diện tích các liên kết giữa các xơ sợi với nhau

Độ bền đứt và độ chịu bục của các mẫu giấy làm từ bột chứa cả sợi ngắn và sợi dài cao hơn hẳn các mẩu giấy làm từ bột được phân tách riêng ra thành sợi ngắn và sợi dài của cùng một loại bột

2.4.3 Độ chịu bục

a Định nghĩa

Độ chịu bục của giấy được xác định bằng áp lực không khí cao nhất mà bề mặt tấm giấy có thể chịu được trước khi bị thủng

b Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chịu bục của giấy

Độ chịu bục của giấy phụ thuộc vào hai yếu tố quan trọng là chiều dài xơ sợi và

sự liên kết giữa các xơ sợi Các loại bột có chiều dài lớn sẽ cho ra loại giấy có độ chịu bục cao Khi tăng độ nghiền của bột sẽ làm tăng độ chịu bục của giấy, vì khi đó tăng được sự liên kết giữa các xơ sợi, nhưng nếu độ nghiền tăng cao quá lại làm giảm độ chịu bục của giấy, vì khi đó chiều dài của xơ sợi bị giảm quá nhiều, làm giảm khả năng chịu giãn của giấy trước khi đứt do đó độ chịu bục bị giảm

Độ chịu bục của giấy tỷ lệ thuận với khả năng chịu giãn của giấy, mà độ chịu giãn của giấy đạt cao nhất khi độ ẩm của giấy nằm trong khoảng 8÷9% hoặc khi độ ẩm tương đối của không khí là 50%÷70%, nên muốn độ chịu bục của giấy đạt giá trị cao nhất thì cần phải duy trì độ ẩm giấy hoặc của không khí trong những khoảng giá trị trên

2.4.4 Độ chịu gấp

a Định nghĩa

Độ chịu gấp là khả năng giấy chịu được việc gấp đi gấp lại nhiều lần (ra trước và

ra sau) khi giữ chúng dưới lực căng Số nếp gấp đôi tồn tại trước khi giấy đứt được gọi

là khả năng chịu gấp Đứt giấy xảy ra chủ yếu là từ quá trình làm lỏng rời các liên kết bên trong xơ sợi, khác với đứt xơ sợi

b Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chịu gấp

Độ chịu gấp phụ thuộc nhiều nhất vào chiều dài xơ sợi, rồi tới sự mềm mại, độ bền của bản thân xơ sợi và các liên kết giữa các xơ sợi trong tấm giấy

Loại giấy có độ chịu gấp cao nhất thường được làm từ các loại xơ sợi tổng hợp có thớ sợi dài, mềm mại, có phối trộn với xơ sợi tự nhiên thớ dài, độ chịu gấp của loại giấy đó có thể đạt giá trị hàng triệu lần

Đường kính hoặc chiều dày của xơ sợi càng mỏng, độ ẩm của xơ sợi càng cao thì

xơ sợi càng mềm mại, độ chịu gấp của giấy càng cao

Khi tăng chiều dày và định lượng của tấm giấy thì cũng làm giảm đáng kể độ chịu gấp của giấy, nhất là carton

Đối với giấy carton khi tăng lực ép để làm tăng độ chặt của tấm giấy và tăng chất độn vô cơ nhằm làm tăng tỷ trọng của carton sẽ làm giảm độ chịu gấp của giấy, nguyên nhân là do sự có mặt của các chất độnlàm giảm liên kết giữa các xơ sợi nên làm giảm độ chịu gấp của carton

Sự liên quan giữa độ ẩm của không khí với độ chịu gấp của giấy cũng là điều quan trọng, vì độ ẩm của không khí tăng sẽ làm tăng sự mềm mại của xơ sợi khi đó độ chịu gấp của giấy tăng

2.4.5 Độ chịu kéo

a Định nghĩa

Độ chịu kéo của giấy là đại lượng đo bằng đơn vị lực chịu kéo của giấy cho đến khi nó bị đứt hoặc đo bằng đơn vị chiều dài là m hoặc km

b Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chịu kéo của giấy

Độ chịu kéo của giấy phụ thuộc nhiều nhất vào liên kết giữa các xơ sợi, rồi tới độ bền của bản thân xơ sợi, chiều dài xơ sợi Do đó độ chịu kéo tăng khi độ nghiền của bột tăng, vì khi đó xơ sợi được chổi hóa làm tăng liên kết giữa các xơ sợi

Độ chịu kéo của giấy giảm khi tăng thành phần các chất độn, chất keo chống thấm của giấy, vì sự có mặt của các chất đó làm cản trở sự liên kết giữa các xơ sợi Nếu thành phần giấy không chứa chất độn thì độ chịu kéo của giấy tỷ lệ thuận với khối lượng thể tích của giấy (g/cm3):

X = K*d

Trong đó:

X: độ chịu kéo

d: khối lượng thể tích của giấy (g/cm3)

K: hệ số tỷ lệ, phụ thuộc vào loại bột dùng để làm giấy

2.5 Nguyên nhân làm giảm độ bền của bột tái sinh

Quá trình tái sinh tác động lớn đến độ bền của bột Sự thay đổi thành phần hóa học, mức độ trùng hợp của xenlulô và độ bền của xơ sợi ít liên quan đến quá trình tái sinh Sự giảm khả năng liên kết bề mặt và độ bền liên kết trong xơ sợi dẫn đến quá trình hồ cứng và sừng hóa xơ sợi được coi là yếu tố chính gây ra sự giảm độ bền của bột tái sinh

Quá trình tái sinh tác động lớn đến các đặc trưng về độ bền của bột Trong quá trình tái sinh của bột hóa học, độ bền kéo giảm đáng kể, trong khi đó với bột cơ học,

sự thay đổi về độ bền keo không đáng kể nhưng nhưng nó có xu hướng tăng trong hầu hết các trường hợp

Sự giảm độ bền của bột trong quá trình tái sinh được đặc trưng bởi những yếu tố riêng Các yếu tố đó là: sự thay đổi kích thước xơ sợi, sự thay đổi thành phần của xơ sợi, sự giảm độ bền của xơ sợi, mật độ xenlulôza và sự giảm liên kết xơ sợi trong quá trình sừng hóa

a Sự thay đổi kích thước xơ sợi

Quá trình sấy khô – hồi ẩm không cho thấy sự thay đổi đáng kể nào về độ dài xơ sợi thậm chí sau 4 đến 6 vòng tái sinh Một số tác động cơ học đến quá trình tái sinh

xơ sợi như như là quá trình nghiền cắt ngắn xơ sợi và tăng tỉ lệ xơ sợi vụn trong bột tái sinh Thậm chí quá trình cán láng giấy làm từ bột tái sinh cũng làm tăng hàm lượng xơ sợi vụn trong quá trình tái sinh tiếp theo

Quá trình sấy khô – hồi ẩm là nguyên nhân làm giảm nhẹ đường kính xơ sợi, có thể dẫn đến sự co của vách xơ sợi Jang đã chỉ ra rằng, quá trình này sẽ làm giảm khoảng 8% đường kính sợi đối với bột TMP, CTMP và bột kraft sau 5 vòng tái sinh Tác động của quá trình tái sinh đến trọng lượng của đơn vị độ dài xơ sợi, khối lượng trên chiều dài xơ sợi (mg/100m) là không đáng kể Tuy nhiên, đối với xơ sợi chịu tác dụng chính của lực cơ học giữa các quá trình tái sinh thì trọng lượng của đơn

vị chiều dài xơ sợi giảm xuống

b Sự thay đổi của thành phần hóa học

Tác động của quá trình tái sinh đến thành phần hóa học ban đầu của bột được chỉ

ra trong một số nghiên cứu nhiều tác giả cho rằng, hemixenlulo đóng vai trò quan trọng trong sự liên kết giữa các xơ sợi Sự giảm hemixenlulo trên bề mặt xơ sợi là

nguyên nhân làm mất tác dụng của bề mặt xơ sợi Eastwood và Clarke chỉ ra sự giảm một lượng nhỏ pentôzan trong quá trình đánh tơi của bột kraft bán tẩy trắng sau 3 lần tái sinh Nghiên cứu này chỉ ra rằng sự giảm một lượng nhỏ pentozan có liên quan đến

sự giảm tính mềm dẻo của xơ sợi và điều kiện bề mặt của xơ sợi

Tuy nhiên, sự giảm đăc trưng về độ bền trong quá trình tái sinh liên quan nhiều với sự thay đổi vật lý trong xơ sợi hơn là sự thay đổi nhỏ về hóa học Hàm lượng lignin còn lại về cơ bản không thay đổi trong các giai đoạn khác nhau của quá trình tái sinh Sự giảm hàm lượng pentozan giới hạn ở mức 1,5% sau 5 lần tái sinh trong quá trình đánh tơi bột kraft không tẩy trắng Không có sự liên quan trực tiếp giữa sự hòa tan pentozan và lignin đến sự thay đổi về các đặc trưng độ bền trong quá trình tái sinh

c Mức độ trùng hợp xenlulô

Độ nhớt của bột, đơn vị đo phổ biến về mức độ polyme hóa của phân tử xenlulô, được đưa ra để đánh giá tác động của quá trình tái sinh đến bột Oye và Yamagishi quan sát thấy độ nhớt của bột kraft tẩy trắng giảm trong quá trình tái sinh, khi tờ giấy được sấy ở nhiệt độ 80oC giữa những vòng tái sinh

Klungness và Caulfield đã sấy khô tờ bột ở nhiệt độ 140oC và quan sát thấy rằng, quá trình sấy khô chỉ qnhr hưởng nhỏ (nhỏ hơn 7%) đến độ nhớt của bột không tẩy trắng, nhưng lại ảnh hưởng đáng kể (giảm 31%) đến độ nhớt của bột tẩy trắng

Xeo giấy trong môi trường axit là nguyên nhân dẫn đến sự thủy phân xenlulô Axit xâm nhập vào những khu vực vô định hình của xơ sợi và cắt đứt liên kết C – O trong đơn vị liên kết glucô của mạch xenlulô Sự ôxy hóa xenlulô có thể phá vỡ liên kết C – H, cũng như liên kết C – O Sự giảm mức độ polime hóa này còn làm cho xơ sợi bị giòn và dễ bị gãy vỡ trong quá trình nghiền tiếp theo

d Sự thay đổi độ bền kéo của xơ sợi (ZSTS)

Các tài liệu nghiên cứu cho thấy ảnh hưởng của quá trình tái sinh sự thay đổi độ bền kéo của xơ sợi la không ổn định Klofta và Miller cho rằng không có sự thay đổi của độ bền kéo trong quá trình tái sinh bột kraft tẩy trắng (70% gỗ cứng, 30% gỗ mềm) Howard và Bichard thấy rằng, không có sự thay đổi về độ bền kéo tại phần khô

và phần ướt trong quá trình tái sinh của cả bột hóa và bột cơ thậm chí sau 6 lần tái sinh

Độ bền kéo nhìn chung thường tăng lên trong quá trình nghiền bột Sự gia tăng này dẫn tới sự tăng khả năng liên kết xơ sợi và quá trình duỗi thẳng những nếp gấp và nhăn của xơ sợi

Kết luận

Quá trình tái sinh cho thấy, một số thay đổi thuận nghịch và không thuận nghịch

về các tính chất của bột Sự giảm độ bền của bột là yếu tố quan trọng trong quá trình làm giấy Bột hiệu suất thấp chịu ảnh hưởng nhiều hơn bột hiệu suất cao Bột cơ học hiệu suất cao có thể tái sinh dễ dàng mà độ bền của bột chỉ giảm một chút trong quá trình tái sinh Sự giảm độ bền của bột trong quá trình tái sinh là do ảnh hưởng của một vài hệ số như là sự thay đổi hình thái và thành phần hóa học của xơ sợi, mức độ trùng hợp của xenlulô, sự giảm độ bền xơ sợi và liên kết giữa các xơ sợi Sự thay đổi trong hình thái của xơ sợi, thành phần hóa học và độ bền xơ sợi là tương đối nhỏ và không thể là yếu tố để giải thích về sự giảm đáng kể của độ bền trong quá trình tái sinh Sự giảm liên kết bề mặt liền kề và độ bền liên kết giữa các xơ sợi trong quá trình hồ cứng

và sừng hóa của xơ sợi được coi là yếu tố chính gây nên sự giảm độ bền của bột tái sinh

2.6 Các hóa chất phụ gia sử dụng trong quá trình sản xuất giấy carton lớp sóng

Để tờ giấy nâng cao được các tính năng đa dạng, trong quá trình sản xuất giấy, người ta cho vào một số chất phụ gia Tại nhà máy giấy, trong quá trình sản xuất bìa Carton cũng sử dụng một số chất phụ gia nhằm nâng cao một số đặc tính kỹ thuật cho

tờ bìa Các loại chất phụ gia thường được sử dụng gồm: một số loại keo chống thấm, các chất độn, chất trợ bảo lưu, các chất màu và một số phụ gia khác

a Gia keo chống thấm

Hầu hết các loại giấy (ngoại trừ giấy vệ sinh và một vài loại giấy đặc biệt khác) đều cần mang tính chống thấm nước để chúng không dễ bị phân rã ra khi gặp nước Nước thấm được vào tờ giấy chủ yếu do hai hiện tượng:

- Xơ sợi làm giấy mang tính hợp nước

- Nước thấm qua các lỗ nhỏ trên bề mặt vào bên trong tấm giấy

Vì vậy, bản chất của hiện tượng chống thấm của giấy dựa trên hai nguyên tắc: hoặc là làm cho tờ giấy mang tính kỵ nước; hoặc là lấp kín những lỗ hổng nhỏ trên bề mặt giấy ngăn cản không cho nước thấm vào bên trong

 Để truyền cho giấy tính chống thấm, người ta thường áp dụng hai cách sau:

- Một là dùng những chất có tính kỵ nước như keo nhựa thông, keo AKD (Alkyl Ketene Dimer), keo ASA ( ), trộn chung với bột giấy trước khi xeo Phương pháp gia keo như vậy gọi là gia keo nội bộ Trong phương pháp này, chất kỵ nước khi bám lên bề mặt xơ sợi sẽ làm cho xơ sợi và cả băng giấy cũng mang tính kỵ nước Tuy nhiên, khả năng kỵ nước nhiều hay ít phụ thuộc vào mức dùng các loại keo này

- Hai là dùng những chất có tính tạo màng như keo tinh bột, keo polyvinylalcol, CMC (Carboxy Methyl Cellulose), để tráng phủ lên bề mặt tờ giấy Phương pháp này gọi là gia keo bề mặt Trong phương pháp này chất tạo màng sẽ lấp kín đa số những lỗ trên bề mặt giấy làm cho nước khó có khả năng thâm nhập vào bên trong tờ giấy Phương pháp gia keo bề mặt còn có thêm tác dụng tạo cho giấy có tính bền bề mặt, tăng độ bóng bề mặt, thích hợp cho các loại giấy in cao cấp không bị bong xơ bề mặt khi gặp ma sát trong quá trình in

Keo AKD (Alkyl Keten Dimer): Là loại keo tổng hợp gồm hai phân tử liên kết với nhau Nó được sử dụng để chống thấm cho giấy trong môi trường kiềm

Keo AKD có tác dụng tạo cho bề mặt xơ sợi một lớp ngăn cản sự phân tán dung dịch nước, làm cho giấy có tính chống thấm tốt hơn Ngoài ra nó còn có tác dụng làm tăng độ bền, tăng liên kết xơ sợi ướt và tạo độ bóng bề mặt cho xơ sợi

 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả sử dụng keo AKD:

- Khi tỷ lệ chất độn tăng thì tiêu tốn nhiều thêm lượng keo AKD vì khi đó tăng thêm diện tích bề mặt mà keo AKD cần phải bao phủ Để hạn chế điều này, nên gia keo AKD vào dòng bột có nồng độ cao trước khi gia chất độn (nghĩa là gia keo trước khi vào bơm pha loãng) để keo AKD bám vào xơ sợi trước chứ không bám vào chất độn

- Khi gia thêm tinh bột cation vào bột giấy thì làm tăng hiệu quả chống thấm của keo AKD, vì cation tinh bột sẽ làm tăng sự dính bám của các hạt keo AKD lên bề mặt xơ sợi

- Độ pH: keo AKD được sử dụng hiệu quả nhất trong khoảng pH = 8 – 9 Do vậy, khi nhà máy sản xuất các sản phẩm bìa Carton mà sử dụng keo AKD làm chất chống thấm thì thường sử dụng một lượng nhỏ NaOH vào dòng bột vừa để thúc đẩy phản ứng giữa keo AKD với xơ sợi, vừa để điều chỉnh giá trị pH môi trường về trung tính hoặc kiềm nhẹ Nếu lượng NaOH sử dụng nhiều mà làm cho độ kiềm tính của dòng bột quá cao (nghĩa là khi nồng độ ion OH- quá cao) thì sẽ làm tăng phản ứng thủy phân của phân tử AKD để tạo thành ketone – không có tính chống thấm Phản ứng này diễn ra chậm dẫn đến hiện tượng tính chống thấm của giấy bị giảm dần sau khi tấm giấy được sản xuất – còn gọi là hiện tượng hồi keo

Keo nhựa thông: Là loại keo được sử dụng nhiều nhất và được điều chế từ axit

abietic C19H29COOH (còn gọi là nhựa thông, tùng hương, côlôphan) Nhựa thông là chất rắn kỵ nước (không tan trong nước, nhưng dễ hòa tan trong môi trường hữu cơ như: cồn, xăng, ête,…), do vậy muốn dùng làm chất chống thấm thì nhựa thông phải được chế biến để có thể phân tán thành những hạt thật mịn trong nước và có thể bám lên bề mặt xơ sợi làm cho giấy cũng mang tính kỵ nước

Keo nhựa thông Hi-pHase R– 35 là loại keo nhựa thông phân tán có điện tích cation, keo dạng chất lỏng màu trắng sữa Keo này được sử dụng trong phạm vi pH tương đối rộng (từ 4.0 đến 6.5) và có mức linh động cao trong hệ thống (nó tương đối không nhạy cảm với những dao động trong hệ thống như độ pH, tính axit và giúp nâng cao hiệu quả hoạt động của máy xeo)

Keo Hi-pHaseR 35hoạt động tương đối hiệu quả trong những hệ thống có chứa canxicarbonat có trong nguyên liệu giấy hoặc có trong thành phần nước trắng thu hồi

từ máy xeo sản xuất trong môi trường kiềm Do có tính cation nên keo Hi-pHaseR có tính bảo lưu tốt xơ sợi, hạt mịn và các chất màu trong quá trình sản xuất giấy

Tính chất cơ bản của keo Hi-pHase R35

Dạng ngoài : chất lỏng màu trắng sữa

Nồng độ (%) : 35  5

Trọng lượng (kg/l) : 1.05 – 1.10

Sử dụng:

Hi-pHaseR35 là chất chống thấm rất ổn định nên có thể pha loãng hoặc không cần pha loãng trước khi sử dụng, nếu cần pha loãng nên pha trộn với dung dịch phèn theo tỷ lệ 1:1 (tính theo lượng phèn khô) hoặc cho từ từ vào cùng với phèn theo tỷ lệ

đó

Liều lượng sử dụng trung bình: Từ 5 – 10 kg/tấn bột hóa, từ 10 – 15 kg/tấn bột tái sinh

b Chất trợ bảo lưu

Sự bảo lưu: là sự giữ lại các hạt mịn như: các xơ sợi mịn, các hạt chất độn, các

hạt keo chống thấm trên tấm giấy trong qúa trình thoát nước của huyền phù bột khi đi qua bộ phận lưới của máy xeo Đối với một quá trình xeo giấy, sự bảo lưu tốt hay xấu được biểu thị bằng độ bảo lưu của các hạt mịn trên trong quá trình xeo

Độ bảo lưu: được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm (%) về khối lượng của những

hạt mịn còn giữ lại trong giấy đối với tổng số khối lượng những hạt mịn này có trong dòng bột trước khi lên máy xeo Độ bảo lưu càng cao thì quá trình xeo đó càng hoàn thiện vì giữ lại càng nhiều những chất phụ gia cần dùng trong quá trình xeo, làm cho nước thoát ra từ máy xeo càng trong, như vậy vừa nâng cao chất lượng giấy, vừa tiết kiệm được hóa chất, vừa ít gây ô nhiễm môi trường Độ bảo lưu thường được tính riêng cho một thành phần hạt mịn nào đó có trong dòng bột, thí dụ như: độ bảo lưu của chất độn, độ bảo lưu của chất keo chống thấm, độ bảo lưu của tinh bột,…

Chất trợ bảo lưu: một số hóa chất khi gia vào bột giấy có khả năng làm tăng độ

bảo lưu của các hạt mịn trong băng giấy, các chất này được gọi là chất trợ bảo lưu Chất trợ bảo lưu thông dụng nhất trong qúa trình xeo giấy là phèn nhôm và các cation polymer tự nhiên hay tổng hợp

Trong quá trình sử dụng chất trợ bảo lưu, việc sử dụng các chất có mật độ điện tích dương cao như: phèn nhôm, polyaluminum chloride (PAC), polyethyleneimine (PEI), thì sẽ giảm thiểu được tác hại của các anion tạp chất và tăng cường hiệu quả

sử dụng của chất trợ bảo lưu (Cao Thị Nhung, 2003) Theo nhà cung cấp hóa chất, đối với chất trợ bảo lưu PK 435 thì chất xúc tác thích hợp nhất là phèn nhôm có công thức hóa học là Al2(SO4)3.24H2O

Al2(SO4)3.24H2O điều chế từ quặng bauxite Al2O3.nH2O hay đất sét Al2O3 2SiO2.2H2O bằng cách cho tác dụng với acid H2SO4, tinh chế, cô đặc rồi kết tinh Sản phẩm thu được khá tinh khiết, thường dùng ở dạng bột

Al2O3..2SiO2.2H2O + 3H2SO4  H2SiO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O

Al2O3 + H2SO4  Al2(SO4)3 + 3 H2O

Công dụng của phèn nhôm là kết hợp với xà phòng nhựa thông cho vào bột giấy để tạo chất trầm hiện Aluminium Resinate phân tán đều vào giấy để khi hình thành, tờ giấy có khả năng chống thấm nước

c Các hoá chất khác

Ngoài các hóa chất trên, trong quá trình sản xuất bìa Carton còn sử dụng các loại hóa chất khác như:

- Chất phá bọt: được cho vào bể nước trắng dùng cho việc pha loãng, nó sẽ có

tác dụng chống tạo bọt trong dòng bột, giúp cho quá trình xeo giấy trên máy xeo được

thực hiện dễ dàng

- Chất tẩy trắng quang học (Chất tăng trắng): được sử dụng cho sản xuất các loại giấy có độ trắng cao Ở phân xưởng xeo Carton, chất tẩy trắng quang học OBA-Huỳnh quang thường được sử dụng cho sản xuất lớp mặt của Carton Duplex trắng (White top)

- Natri hydroxit NaOH: được sử dụng với một lượng nhỏ nhằm tạo pH môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ trong trường hợp sử dụng keo AKD làm chất chống thấm

- Axit Clohydric HCl, phèn nhôm: được sử dụng với một lượng nhỏ nhằm tạo môi trường axit (pH khoảng 4,5 đến 5,0) trong trường hợp sử dụng keo Hi-pHase làm chất chống thấm

CHƯƠNG 3

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Đề tài được thực hiện từ tháng 10/2008 đến tháng 12/2008 tại Công ty Cổ Phần Giấy An Bình, đường Kha Vạn Cân - Xã An Bình - Huyện Dĩ An - Tỉnh Bình Dương

3.1 Nội dung nghiên cứu

Đề tài được thực hiện bằng các phương pháp:

Khảo sát quá trình sản xuất để có cái nhìn tổng thể từ đó đánh giá hiệu quả sản xuất của nhà máy, nhận xét các ưu điểm và nhược điểm trong quá trình sản xuất làm

cơ sở để tiến hành thí nghiệm phối trộn nguyên liệu

Tiến hành 4 thí nghiệm với 3 loại nguyên liệu (OCC (90/10), DLKC, Mix): phân tích thành phần sợi nguyên thủy của mỗi loại nguyên liệu: % xớ ngắn, % xớ dài, % xơ sợi mịn, tiến hành thí nghiệm phối trộn các loại nguyên liệu theo tỉ lệ, với các yếu tố

cố định là: nồng độ, độ nghiền, nhiệt độ sấy, lực ép tay sau đó lấy mẫu bột đem làm tờ handsheet để đánh giá độ phân tán của xơ sợi, đo độ bục, độ nén vòng

3.2 Quy trình sản xuất giấy carton sóng tại công ty cổ phần giấy An Bình

3.2.1 Khảo sát kĩ thuật phối trộn nguyên liệu

- Lượng nạp nguyên liệu 1 mẻ vào hồ: 6717,60 Kg

- Tỉ lệ phối trộn thành phần nguyên liệu:

Tùy thuộc vào giá thành nguyên liệu và nguồn nguyên liệu có mua được hay không, diện tích kho bãi và nhu cầu chất lượng thành phẩm của khách hàng mà ở công

ty cổ phần giấy An Bình có các cách phối chế như sau:

Loại nguyên liệu Tỉ lệ phối trộn OCC nhập khẩu 35%

DLKC 20%

LOCC 45%

Mixed paper 15%