Tổng quan nội dung chính.Chương 17 Lời giới thiệu Sự thay đổi của thuộc tính các thớ gỗ lõi mềm khi tái chế Tái chế giấy Ảnh hưởng của việc nghiền đến thớ gỗ làm ra bột giấy Ảnh hưởng củ
Trang 1Ảnh hưởng của tái chế giấy và những
tác động môi trường của nó.
Tác giả: Iveta Čabalová, František Kačík, Anton Geffert and Danica Kačíková
Người dịch: Đỗ Thị Thanh Bình
Đơn vị công tác: Trường đại học Công nghệ Zvolen, Khoa khoa học và kỹ thuật gỗ.
Trang 2Tổng quan nội dung chính.
Chương 17
Lời giới thiệu
Sự thay đổi của thuộc tính các thớ
gỗ lõi mềm khi tái
chế
Tái chế giấy
Ảnh hưởng của việc nghiền đến thớ gỗ làm ra bột giấy
Ảnh hưởng của việc sấy khô tới những thớ gỗ đã tái chế
Những thuộc tính của thớ gỗ từ giấy
tái chế
Sự lão hóa của giấy
Kết luận
Trang 31 Lời giới thiệu
Sản xuất
giấy
Tác động đến môi trường
Sử dụng, chế
biến nguyên
liệu thô
Ảnh hưởng tiêu cực tới môi trường
Trang 4Quá trình sản
xuất
Tái chế
• Kỹ thuật điều chỉnh tác động tiêu cực tới môi trường, có hiệu quả kinh tế tích cực.
• Sử dụng tiếp những chất thải.
• Góc nhìn 1: Tại đầu vào của quá trình, tài nguyên thiên nhiên được bảo tồn
• Lợi ích chính: giảm gấp đôi gánh nặng môi trường (giảm tác động môi trường).
• Góc nhìn 2: Lượng hợp chất hóa học rò rỉ
ra môi trường giảm tại đầu ra của quá trình sản xuất
Tái chế
Trang 5Tiêu thụ ít năng lượng
Bảo tồn tài nguyên thiên nhiên (gỗ)
Giảm ô nhiễm môi trường
Sản xuất giấy từ thớ gỗ
Thêm chú thích quan trọng ( nếu có) Thêm chú thích quan trọng ( nếu có)
Xuất hiện mâu thuẫn giữa sự tối ưu hóa kinh tế
và bảo vệ môi trường.
Trang 6rác thải được tạo ra
từ sản xuất giấy)
Tiêu biểu cho 16% trong mối tươngquan của toàn bộsản phẩm từ nguyên
liệu thô
Trang 7Theo CEPI:
Vào năm 2005, việc sử dụng giấy đã được phục hồi
phần lớn là theo cùng với việc sử dụng các thớ gỗ
nguyên.
Sự phát triển này được đẩy mạnh bởi quá trình công
nghệ, năng lực cạnh tranh về giá của thớ gỗ tái chế và
bởi những cảnh báo môi trường (ở cả hai thái cực NSX
và NTD).
Việc tiêu dùng giấy đã phục hồi tại Châu Âu giảm.
Xuất khẩu giấy đã phục hồi đến các nước ngoài CEPI tiếp
tục tăng, đặc biệt là thị trường Châu Á (96.3%).
Vào năm 2009:
Ngành công nghiệp giấy Châu Âu gặp nhiều khó khăn,
khủng hoảng, năng lực sản xuất bị tắc nghẽn là kết
quả tất yếu của nền kinh tế yếu kém toàn cầu.
Trang 8Bảng 1: Tái chế giấy tại Châu Âu năm 1995 – 2009 (Bản công bố của Châu Âu
về tái chế giấy năm 2006 – 2010, Bản tường thuật định lượng 2009
(erpa.info))
Trang 9Sự xuất hiện của tái chế giấy
1826 1960 1980 - 1990 TK 70
Matthias Koops thành lập xưởng Neckinger sản xuất giấy trắng
từ giấy thải in
Có ít khoản đầu tư vào tác động của tái chế trong mảng sản xuất.
Những vấn
đề tái chế nổi lên mạnh mẽ hơn vì chi phí cao hơn đối với những hố trôn rác và quá trình phát triển trong nhận thức của loài người.
Ảnh hưởng của tái chế đã được xác minh nhưng chưa được giải
quyết.
Trang 10Tái chế giấy:
Tái sử dụng khả năng căng ra và tính mềm dẻo của thớ gỗ.
Hạn chế của sự căng ra là độ cứng của gỗ nguyên nhân chính của giấy tái chế chất lượng thấp.
Tái chế giấy:
Trở nên quan trọng trong phát triển bền vững của ngành công nghiệp giấy.
Tăng chủ yếu cho nhu cầu của ngành công nghiệp
Sự thay đổi thuộc tính hình thái học của những thớ gỗ lõi cứng như quăn, thắt nút, độ dài của thớ gỗ do những ảnh hưởng tái chế chưa được xác định đáng kể
Do phần lớn những nghiên cứu được kiểm soát tại các quốc gia, thớ
gỗ lõi mềm được thương mại hóa rộng rãi.
Mục đích của bài nghiên cứu: Định hướng chủ yếu đến ảnh
hưởng của xử lý tái chế trên một vài thuộc tính quan trọng của thớ gỗ lõi mềm.
Trang 112 Sự thay đổi của các thuộc tính thớ gỗ lõi mềm khi tái chế.
Về cơ bản, chất lượng bột giấy tái chế chịu ảnh hưởng trực tiếp từ lịch sử của thớ gỗ (vd: nguồn gốc, quá trình, cách xử lý…)
Mc Kinney (1995) phân loại thành 5 giai đoạn:
• Lịch sử của nguyên liệu làm giấy từ thớ gỗ và bột giấy
Trang 12Xác định những thay đổi trong
thể được đo lường bởi
giá trị duy trì nước
(WRV).
Thớ gỗ hóa học
• Không bị giảm giá trị nhưng đôi khi cải tiến khả năng liên kết trong suốt quá trình xử lý
tương ứng.
• Khả năng tái chế không tốt bằng thớ gỗ
cơ học.
Trang 13Cần sự thay thếphù hợp.
Giấy tái chế
Ít đòi hỏi năng lượng và sử dụng ít hóa học hơn nhiều.
Sự thay thế phù hợp.
Trang 14Giấy tái chế, đơn giản hóa, là
việc những thớ gỗ được dùng
lại, nghiền và phơi khô.
Xuất hiện sự thay đổi tính chất
cơ học của nguyên liệu thứ
cấp, những thuộc tính hóa học
của thớ gỗ, mức độ trùng hợp
của các thành phần đa phân
tử, chủ yếu là cellulose, cấu
trúc siêu phân tử của chúng,
cấu trúc hình thái của thớ gỗ,
phạm vi và mức độ liên kết
trong thớ gỗ… vv.
Nguyên nhân: do sự già đi của
thớ gỗ tại quá trình tái chế và
sản xuất giấy, chủ yếu là quá
trình sấy khô.
Trang 15Sử dụng lại các thớ gỗ thứ cấp cần cân nhắc các thuộc tính của giấy do sự suy thoái của thớ gỗ trong suốt quá trình tái chế những sự thay đổi không thể đảo ngược.
Độ sâu thay đổi phụ thuộc: số lượng chu kỳ và cách sử dụng các thớ gỗ
Vấn đề chính: giảm những thuộc tính cơ học của bột giấy thứ cấp với việc tiếp tục tái chế (chủ yếu là độ bền của giấy)
Nguyên nhân của việc suy giảm: ảnh hưởng của nhiều sự thay đổi có thể phát sinh tại bột giấy thứ cấp trong suốt quá trình tái chế
Tái chế gây ra độ cứng của tế bào là kết quả cho việc giảm một số thuộc tính của bột giấy Do sự thay đổi không thể đảo ngược trong cấu trúc tế bào trong suốt quá trình sấy khô
Những thuộc tính xấu hơn của thớ gỗ đã tái chế có thể bị gây ra do sự sụt giảm của các thuộc tính ưa nước trên bề mặt thớ gỗ trong suốt quá trình sấy, sự phân phối lại hoặc di cư của nhựa và axit béo đến bề mặt thớ gỗ
có một sự tăng rất lớn của góc tiếp xúc với nước liên quan đến quá trình thoái hóa ở thớ gỗ tái chế
Trang 16Tái chế
giấy
• Tiết kiệm nguyên liệu gỗ
tự nhiên
• Giảm chi phí hoạt động
và vốn cho đơn vị giấy
• Giảm lượng nước tiêu thụ
• Bảo vệ môi trường
• Gây ra lượng khí thải ô nhiễm môi trường
Trang 172.2 Ảnh hưởng của việc nghiền
đến các sợi bột giấy
• Giải phóng và tan rã của một tế bào liên kết xuất hiện sự phân lớp gây
ra sự xâm nhập nước tăng lên thành tế bào và các thớ gỗ mềm dẻo
• Các liên kết bên ngoài và thớ gỗ bong tróc khỏi bề mặt, tấn công bức tường
sơ cấp và những lớp bên ngoài của bức tường thứ cấp.
• Các thớ gỗ được rút ngắn tại bất kỳ nơi nào, bất kỳ góc độ nào, phổ biến nhất tại những nơi yếu.
• Ảnh hưởng chính của việc nghiền cũng có những tác động lớn như chính sách phạt tiền, nén dọc theo trục thớ gỗ, thớ gỗ quăn do bị nén khả năng liên kết thấp, ảnh hưởng đến độ xốp của giấy
Trang 18Hình 2: Thay đổi của sự phá vỡ chiều dài của giấy được sấy khô tại 80, 100 và
120 độ C trong suốt 8 lần tái chế
Trang 19Bảng 1,2,3:
Các thuộc tính của bột giấy và giấy trong quá trình tái chế ở
ba nhiệt độ sấy khô 80, 100,
120 độ C.
Trang 20Bảng 1
Trang 21Bảng 2
Trang 22Bảng 3
Trang 23Quá trình nghiền tạo ra bột giấy mịn hơn bột giấy được rửa với nước và tạo
ra cặn bột giấy chất thải này có thể được xử lý
Một số giải pháp:
Các giải pháp khác.
Quá trình thủy phân (sử dụng bùn ướt và công nghệ
áp dụng cho chất thải)
Khí hóa và sự nhiệt phân
Hạn chế: do lượng lớn chất thải phát sinh, độ ẩm cao của chất thải và các thành phần thay đổi, một số phương pháp phục hồi quá tốn kém và tác động môi trường của họ chưa rõ ràng.
Liên minh Châu ban hành nhiều chỉ thị có ảnh hưởng lớn đến chiến lược quản
lý chất thải của các công ty sản xuất giấy.
Giải pháp
Chưa cải tiến được cho giấy và giấy thải Vì vậy, tại thời điểm này, giảm thiểu phát sinh chất thải vẫn được ưu tiên nhiều nhất
Trang 242.3 Ảnh hưởng của sấy khô đến các
thớ gỗ tái chế.
Sấy khô là quá trình thu nước trong các tế bào tạo sự co rút để có được sức bền, đồng thời tránh việc hút ẩm
Ảnh hưởng của sấy khô:
Trong quá trình sấy và tái chế, các thớ gỗ được tái cấu trúc
Dang (2007) đã mô tả sự giảm sút khả năng hút nước (WRV) của giấy đã được sấy
Độ cứng = [(WRV0 – WRV1)/WRV0] x 100WRV0: giá trị của bột gỗ nguyên
WRV1: giá trị của bột gỗ đã tái chế sau khi sấy khô và làm tan
Theo quan niệm hiện hành, độ cứng xảy ra trong các liên kết hóa học giữa các sợi bột giấy
Trang 25Trong suốt quá trình sấy
Hình 4: Những thay đổi trong cấu trúc sợi Hình 5: Độ co của một phần thớ gỗ chéo
Trang 26Hình 6: Mô hình sấy khô của Scallan (Laivins & Scallan 1993)
Trang 27Các đặc tính về độ dài được đo bằng nhiều phương pháp như: FQA (Phân tích chất lượng thớ gỗ), SEM (Kính quét hiển vi điện tử), thiết bị kiểm tra sợi L&W (Lorentzen & Wette, Thụy Điển) Trong mọi phép đo, mức tối thiểu của 2000 thớ gỗ trong một mẫu sẽ được đánh giá.
Trang 28Hình 7: Ảnh hưởng của số lượng tái chế và nhiệt độ sấy khô trên chiều
dài của thớ gỗ lõi mềm.
Trang 29Hình 8: Ảnh hưởng của số lượng tái chế và nhiệt độ sấy khô trên chiều
rộng của thớ gỗ lõi mềm.
Trang 30Các ảnh hưởng của hạt bột giấy hóa học:
Làm chậm quá trình tách nước của bột giấy do khả năng giữ nước cao của hạt.Cung cấp chất xơ
Hình 9: Ảnh hưởng của quá trình tái chế và nhiệt độ sấy khô đến
sự thay đổi của hạt bột giấy
Trang 313 Sự lão hóa của giấy
Tác động củatái chế đến
sự lão hóacủa giấy
Gây ra những thay
đổi của giấy
Sự xuống cấp củatính chất vật lý và
cơ học
Gây ra sự phá hủy
về hóa học, nhiệt, sinh học, cơ học, hoặc sự kết hợpcủa phân tử giấy
Trang 32Ảnh hưởng của sự lão hóa giấy
• Sự xuống cấp của các đại phân tử cellulose, hemicelluloses và lignin
• Sự giảm các phần phân đoạn phân tử thấp, mức độ polyme hóa (DP) giảm, và cả sự suy giảm của các tính chất cơ học và quang học
Các bài kiểm tra lão hóa bao gồm việc gia tăng những thay đổi
quan sát được của các thuộc tính của giấy, thường là bằng cách
thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, hàm lượng oxy và độ axit
Trang 334 Kết luận
Tái chế thực sự cần thiết cho nền văn minh của loài người Sản xuất giấy ngay từ những ngày đầu tiên đã có sự liên kết đối với tái chế, bởi giấy chủ yếu được sản xuất
từ 100% vải vụn Ngày càng có nhiều sự tán thành đối với xu hướng sợi đã tái chế
sử dụng từ Châu Âu và theo tiêu chuẩn quốc tế Ngành công nghiệp sản xuất giấy hiện tại của Châu Âu cũng dựa trên sự tái sinh.
Sự tồn tại của loại sợi thứ cấp từ giấy đã sử dụng, chất lượng và số lượng của chúng khá đa dạng trong nhiều khoảng thời gian, mùa và các điều kiện vùng miền Nó cũng phải phụ thuộc vào các điều kiện sản xuất trong nền công nghiệp làm giấy của quốc gia đó.
Ngày nay, việc tái chế được hiểu theo nghĩa rộng hơn chỉ là việc tái chế các sản
phẩm vật liệu, điều đó chiếm một phần quan trọng trong quan điểm về tái sinh giấy
Sự tái sử dụng liên tục các sợi không hoàn toàn cải tạo được tính chất đặc thù của chúng, vì vậy … Nó cho phép dùng những khả năng có thể thay thế được của việc
sử dụng giấy trong công nghiệp xây dựng, cải tạo đất, trong nông nghiệp và trong công nghiệp năng lượng.
Tuy nhiên, mục đích quan trọng nhất là việc sử dụng giấy đã tái chế cho ngành sản xuất giấy.
Trang 35CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE!