KHẢO SÁT NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BĂNG GIẤY Ở PHẦN ƯỚT CỦA GIẤY IN BÁO TẠI NHÀ MÁY GIẤY BÌNH AN

NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BĂNG GIẤY Ở PHẦN ƯỚT CỦA GIẤY IN BÁO ĐỊNH TẠI NHÀ MÁY GIẤY BÌNH AN Tác giả NGUYỄN QUỐC THÁI Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng kỹ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

KHẢO SÁT NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BĂNG GIẤY Ở PHẦN ƯỚT CỦA GIẤY IN BÁO TẠI NHÀ MÁY

GIẤY BÌNH AN

Họ và tên sinh viên:NGUYỄN QUỐC THÁI

Niên khóa: 2005 – 2009

Tháng 06/2009

NGHIÊN CỨU NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN BĂNG GIẤY Ở PHẦN ƯỚT CỦA GIẤY IN BÁO ĐỊNH TẠI NHÀ MÁY GIẤY BÌNH

AN

Tác giả

NGUYỄN QUỐC THÁI

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu

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

Giáo viên hướng dẫn:

Lê Hùng Anh

Tháng 06 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả như hôm nay là trưởng thành và có đủ kiến thức để thực hiện đề tài tốt nghiệp này, tôi đã nhận được sự dạy dỗ, chỉ bảo tận tình của rất nhiều người Thông qua bài đề tài tốt nghiệp này cho phép tôi được gửi lời biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến:

Cha mẹ và những người thân đã ủng hộ , chăm lo, giúp đỡ tôi về mặt vật chất lẫn tinh thần trong thời gian học tập

Khoa Lâm Nghiệp của trường ĐH Nông Lâm

Ban lãnh đạo nhà máy giấy BÌnh An đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt

đề tài trong thời gian thực tập

Các thầy, cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp trường ĐH Nông Lâm

Thầy Lê Hùng Anh – GV hướng dẫn đã tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian làm đề tài tốt nghiệp

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các bạn bè luôn cổ vũ động viên tôi trong suốt thời gian học tập

SVTH Nguyễn Quốc Thái

TÓM TẮT

Đề tài “nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến băng giấy ở phần ướt của giấy in báo định lượng 58 g/m2 độ trắng 820 ISO (IB82V.58) của máy giấy MG4 tại nhà máy giấy Bình An” là khảo sát băng giấy ở công đoạn tạo hình và công đoạn ép và đánh giá chất lượng của băng giấy tại phần ướt được tiến hành tại máy giấy MG4 tại nhà máy giấy Bình An thời gian từ 17/3/2009 đến 31/05/2009

Nội dung khảo sát là về những loại nguyên liệu, hóa chất- phụ gia tham gia vào quá trình sản xuất giấy in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2 Khảo sát

về chế độ nghiền của trong khâu chuẩn bị bột và quá trình xeo giấy ở phần ướt từ thùng đầu đến hết công đoạn ép Từ đó nêu lên những hãy ảnh hưởng của nó đến

sự tạo thành của băng giấy ướt

Kết quả đạt được của đề tài là tìm ra tỉ lệ phối trôn bột, những thông số kỹ thuật của hóa chất- phụ gia dùng trong sản xuất, biết được độ nghiền và cường độ nghiền, và những ảnh hưởng của lưới, thùng đầu, các thiết bị dưới lưới và lô ép.Tỉ

lệ phối trộn bột mà nhà máy sử dụng vào khoảng 45%-50% bột ngoại nhập và 50%-55% bột TCMP do công ty Tân Mai sản xuất Cường độ nghiền, nồng độ bột sau nghiền phù hợp với yêu cầu của nhà máy với độ chênh lệch không cao Biết các ảnh hưởng đến quá trình thoát nước do thùng đầu, lưới, các thiết bị dưới lưới

gây ra đối với sự hình thành của bề mặt băng giấy ở phần ướt

MỤC LỤC

Tác giả i

Lời cảm ơn ii

Tóm tắt iii

Danh sách các chữ viết tắt vii

Danh sách các hình ix

Danh sách các bảng ix

Chương 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.1.Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích của đề tài 2

1.3 Mục tiêu của đề tài 2

1.4 Phạm vi của đề tài 2

Chương 2: TỔNG QUAN 3

2.1 Giới thiệu về nhà máy giấy Bình An 3

2.1.1 Giới thiệu 3

2.1.2.Thông tin về hoạt động sản xuất 3

2.1.3.Quá trình phát triển của nhà máy 4

2.1.4 Cơ cấu tổ chức của nhà máy 5

2.1.4.1 Sơ đồ tổ chức 5

2.1.4.2 Sơ đồ tổ chức phân xưởng giấy 2 6

2.2 Cơ sở lý thuyết phần ướt máy xeo 6

2.2.1 Thùng đầu 6

2.2.2 Trục đục lỗ 7

2.2.3 Môi phun 7

2.2.4 Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hình tờ giấy 8

2.2.4.1 Quá trình tạo hình trên lưới xeo 8

2.2.4.2 Sự thoát nước qua lưới xeo 9

2.2.5 Sự bảo lưu và sự thoát nước 9

2.2.5.1 Bảo lưu đầu 9

2.2.5.2 Thoát nước 10

2.2.6 Cơ sở lý thuyết về quá trình ép 11

Chương 3: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12U 3.1 Nội dung 12

3.2 Phương pháp nghiên cứu 12

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 14

4.1 Khảo sát công nghệ phần ướt giấy in báo tại nhà máy giấy Bình An 14

4.2 Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu 15

4.3 Xác định các hóa chất phần ướt sử dụng cho giấy in báo độ trắng 820ISO (IB82V) tại nhà máy giấy Bình An 17

4.3.1 Chất độn CaCO3 17

4.3.2 Keo AKD 18

4.3.3 Các loại màu 19

4.3.4 Chất tăng trắng OBA 20

4.3.5 Tinh bột Cation 21

4.3.6 Chất bảo lưu 22

4.4 Chế độ nghiền trong sản xuất giấy in báo độ trắng 820ISO 23

4.5 Các yếu tố ảnh hưởng băng giấy ở công đoạn hình thành 24

4.5.1 Thùng đầu 24

4.5.1.1 Thông số kỹ thuật thùng đầu 24

4.5.1.2 Ảnh hưởng của thùng đầu đến băng giấy ướt 25

4.5.2 Lưới xeo 27

4.5.2.1 Thông số kỹ thuật của lưới 27

4.5.2.2 Ảnh hưởng của lưới xeo đến băng giấy ướt 27

4.5.3 Trục ngực 30

4.5.4 Tấm định hình 31

4.5.5 Trục đỡ 33

4.5.6 Dao gạt nước 34

4.5.7 Hộp chân không ướt 34

4.5.8 Hộp hút chân không khô 35

4.5.9 Trục bụng 36

4.5.10 Lô Dandy roll 37

4.5.11 Cải thiện tạo hình tờ giấy 39

4.6 Các yếu tố ảnh hưởng băng giấy ở công đoạn ép 41

4.6.1 Thông số kỹ thuật của lô ép 41

4.6.2 Ảnh hưởng của lô ép đến băng giấy ướt 42

4.6.3 Mền ép và lưới ép 43

Chương 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45

5.1 Kết luận 45

5.2 Kiến nghị 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO 47

PHỤ LỤC 48

Trang

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

IB82V,58 Giấy in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2

LBKP90 Bột hóa sớ ngắn

CTMP70/TM Chemi-Thermo-Mechanical pulp 70/Tân Mai

PL-1510 Trợ bảo lưu

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Sơ đồ tổ chức nhà máy giấy Bình An 5

Hình 2.2: Sơ đồ tổ chức phân xưởng giấy 2 6

Hình2.3: Môi phun 7

Hình 2.4: Bản chất thủy động của quá trình tạo hình băng giấy trên lưới xeo 8

Hình 4.1: Lưới xeo 28

Hình 4.2: Áp suất tạo hình 31

Hình 4.3: Tấm định hình máy xeo 31

Hình 4.4: Hình 3 chiều của tấm định hình 31

Hình 4.5: Mô tả tấm định hình trên lưới xeo 32

Hình 4.6: Mô tả chiều thoát nước nhờ thanh foil 32

Hình 4.7: Trục đỡ 33

Hình 4.8: Dao gạt nước 34

Hình 4.9: Hộp chân không ướt 35

Hình 4.10: Hộp hút chân không nặng 36

Hình 4.11: Lô Dandy roll 37

Hình 4.12: Bề mặt lô Dandy roll 37

Hình 4.13: Đồ thị chỉ mối tương quan giữa đường kính lô và tốc độ máy 38

Bảng 4.1 Khảo sát nồng độ và độ 0SR tại thùng đầu và bể bột sau nghiền Error! Bookmark not defined

Bảng 4.2: Định lượng giấy tỷ lệ thuận với nồng độ thùng đầu 25 Bảng 4.3: Kết quả khảo sát vận tốc phun bột của môi phun và áp lực thùng đầu 26

CHƯƠNG 1

ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1.Tính cấp thiết của đề tài

Nghành Công nghiệp Giấy Việt Nam là một nghành kinh tế quan trọng, phục vụ trực tiếp cho sự phát triển văn hóa, giáo dục, công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước

Giấy là một sản phẩm không thể thiếu được trong cuộc sống của nhân loại

Dù ở bất kỳ chỗ nào, bất kỳ nghành nghề nào cũng cần sử dụng giấy và các sản phẩm làm từ giấy

Trong thời buổi công nghệ thông tin đang trên đà phát triển nhanh và mạnh như hiện nay, thì sản phẩm giấy in báo là rất cần thiết

Công nghệ in báo ngày nay không đơn thuần là chuyển tải thông tin đến người đọc qua các trang báo có chữ in bằng mực đen truyền thống mà cần phải nhanh chóng thông tin đến người đọc những tin tức thời sự với hình ảnh đa dạng

và đẹp mắt Vì vậy các máy in tốc độ cao và hình ảnh nhiều màu đã nhanh chóng được sử dụng rộng rãi, vì thế chất lượng của giấy in báo cũng cần phải cải thiện để phù hợp với máy in công nghệ cao

Để có được sản phẩm giấy sau cùng phải qua nhiều công đoạn xử lí rất phức tạp cùng với nhiều loại hóa chất phụ trợ Mỗi công đoạn đều có nhiệm vụ riêng để phần tạo nên tờ giấy hoàn chỉnh Trong đó phần ướt máy xeo là một bộ phận rất quan trọng trong việc hình thành tờ giấy cũng như ảnh hưởng đến nhiều tính chất của tờ giấy Do đó tìm hiểu và có kiến thức về phần ướt sẽ giúp cho việc sản xuất ổn định, nâng cao chất lượng sản phẩm, hạ giá thành sản phẩm,…

Chính vì vậy được sự đồng ý và cho phép của ban giám đốc nhà máy giấy Bình An,được sự phân công của bộ môn Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy, khoa Lâm Nghiệp, tôi thực hiện đề tài “nghiên cứu những yếu tố ảnh hưởng đến

băng giấy ở phần ướt của giấy in báo định lượng 58 g/m2 độ trắng 820 ISO (IB82V.58) của máy giấy MG4 tại nhà máy giấy Bình An”

1.2 Mục đích của đề tài

Khảo sát về phần ướt máy xeo trong việc sản xuất giấy in báo, phân tích những ảnh hưởng đến tính chất của băng giấy ở phần ướt, từ đó đưa ra nhận xét khách quan ở phần ướt máy xeo cho giấy in báo tại nhà máy giấy Bình An

1.3 Mục tiêu của đề tài

Để đạt được mục tiêu đề ra, trong quá trình khảo sát tập trung vào các mục tiêu sau:

- Tìm hiểu quy trình công nghệ phần ướt sản xuất giấy in báo tại nhà máy

- Xác định nguồn nguyên liệu

tố ảnh hưởng của phần ướt đến tính chất của băng giấy, giấy in báo độ trắng

820ISO, định lượng 58g/m2 Và các số liệu thu thập được từ các phòng như phân xưởng máy giấy 4 nhà máy giấy Bình An, phòng kỹ thuật và kiểm nghiệm máy giấy 4

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN 2.1 Giới thiệu về nhà máy giấy Bình An

2.1.1 Giới thiệu

Công ty giấy Bình An tên gọi giao dịch COGIMEKO là doanh nghiệp nhà nước trực thuộc tổng công ty giấy Việt Nam Với ngành nghề kinh doanh chủ yếu sau:

2.1.2.Thông tin về hoạt động sản xuất

Hiện nay nhà máy đang có 4 máy giấy được chia thành 2 phân xưởng giấy: Phân xưởng giấy 1 và phân xưởng giấy 2 Trong đó phân xưởng giấy 1 gồm có 3 máy giấy năng suất mỗi máy đạt khoảng 10 tấn giấy/ngày, 3 máy giấy này đã ngưng hoạt động vào đầu năm 2009, đến tháng 6/2009 mới bắt đầu hoạt động trở lại Phân xưởng giấy 2 có 1 máy giấy với công suất hiện tại khoảng 70 - 90 tấn/ngày, sản xuất khoảng 300 - 320 ngày/năm

2.1.3.Quá trình phát triển của nhà máy

1965: Thành lập công ty giấy Mê kông do 1 tập đoàn người Hoa thiết kế, đại diện là ông Lý Hiền

1968: Bắt đầu sản xuất giấy với:

• Máy xeo 1: Xeo tròn 2 lô lưới sản xuất giấy perlure, giấy in, giấy vệ sinh, giấy carton…sản lượng từ 4 tấn/ngày đến 8 tấn/ngày

• Máy xeo 2: Xeo lưới dài sản xuất giấy in, viết, bao gói…định lượng từ 60 g/m2 đến 120 g/m2, năng suất từ 8 tấn/ngày đến12 tấn/ngày

• Máy xeo 3: Xeo lưới tròn 1 lô lưới sản xuất giấy vệ sinh Nồi hơi cleaver-brooks, công suất 10 tấn/giờ

Từ năm1973 đến năm 1974: Láp ráp máy xeo 4

1975: Thuộc công ty giấy gỗ diêm 2 Lắp dặt máy xeo 51 lô lưới lớn

1978: Chạy thử máy xeo 5 sản xuất giấy mỏng định lượng 20-80 g/m2 1984: Đầu tư xeo 4 với tổng giá trị 1 triệu USD, sản xuất giấy mỏng do Liên Hợp Quốc tài trợ

1986: Cải tạo xeo 4 sản xuất giấy thuốc lá, gói kẹo định lượng 20-28 g/m2 1993: Thành lập doanh nghiệp nhà nước nhà máy giấy Bình An thuộc tổng công ty giấy Việt Nam

1994: Cải tạo xeo 2 thành xeo lưới tròn 3 lô lưới sản xuất giấy hộp, duplex, bao gói

1997: Thay đổi lô lưới từ kín đến hở, xeo 5 sản lượng từ 4 tấn/ngày đến 8tấn/ngày, chuyển thành công ty giấy Bình An thuộc tổng công ty giấy Việt Nam

1998: Đại tu xeo 2 tăng sản lượng từ 8 tấn/ngày đến 14 tấn/ngày Đại tu xeo 4-sản xuất giấy in, viết chất lượng cao với vốn đầu tư 15 tỷ đồng năng suất từ 10 tấn/ngày đến 12 tấn/ngày

2000: Dự án đầu tư xeo 6, sản xuất giấy tráng phấn 45.000 tấn/năm

2001: Lắp đặt nồi hơi Thụy Điển công suất 10tấn/giờ

2005: do cơ chế cổ phần hóa công ty sát nhập với công ty giấy Tân Mai Thành lập nên công ty cổ phần giấy Tân Mai gồm có nhà máy giấy Tân Mai và nhà máy giấy Bình An

1/2009: công ty cổ phần giấy Tân Mai chuyển lên thành Tập Đoàn Tân Mai kinh doanh trong nhiều lĩnh vực như giấy, du lịch, địa ốc, thương mại

2.1.4 Cơ cấu tổ chức của nhà máy

P Kế hoạch - Vật tư

P Kỹ thuật sản xuất

Phân xưởng giấy 2

Phân xưởng

cơ khí động lực

Phân xưởng điện đo lường- Điều khiển

tự động

PHÓ GIÁM ĐỐC

Phân xưởng giấy 1

Hình 2.1 Sơ đồ tổ chức nhà máy giấy Bình An

2.1.4.2 Sơ đồ tổ chức phân xưởng giấy 2

Quản đốc

Phó quản đốc

Phòng kiểm nghiệm

Trưởng ca1 Trưởng ca 2 Trưởng ca 3 Trưởng ca 4

Hình 2.2 Sơ đồ tổ chức phân xưởng giấy 2 2.2 Cơ sở lý thuyết phần ướt máy xeo

Phần ướt máy xeo gồm 2 phần:

Phần cung cấp bột (gồm hệ thống phân phối bột và thùng đầu)

Phần tạo hình (gồm lưới tạo hình hay gọi là lưới xeo và các chi tiết hút nước)

2.2.1 Thùng đầu

Vai trò của thùng đầu là nạp huyền phù bột vào lưới xeo nhờ thống bơm Huyền phù bột được vận chuyển trong các ống dẫn, chảy qua những cửa thoát có tiết diện hình chữ nhật đều đặn, đồng nhất về kích thước trên suốt chiều rộng lưới xeo và với tốc độ rất ổn định theo hướng máy chạy Vì sự tạo hình và độ đồng nhất của sản phẩm giấy sau cùng phụ thuộc vào sự phân tán đồng đều của sợi và chất độn, thiết kế và điều kiện vận hành của thùng đầu là chỉ tiêu quyết định khả năng làm việc của một máy xeo Những nhiệm vụ chính của thùng đầu cần phải đạt là:

- Đưa huyền phù bột lên máy xeo một cách đồng đều trên suốt chiều ngang của máy

- Đồng nhất được các dòng chảy và nồng độ huyền phù bột

- Đồng nhất được tốc độ dòng bột theo hướng chạy của máy

- Tạo và kiểm tra chế độ chảy rối, loại bỏ được hiện tượng kết tụ sợi trong huyền phù

Nạp huyền phù bột cho lưới xeo qua hệ thống các môi phun với độ mở và

độ nghiêng thich hợp của môi

2.2.2 Trục đục lỗ

Trong thùng đầu loại đệm khí, người ta sử dụng phổ biến những trục đục lỗ

là những ống rỗng, còn gọi là trục phân bố Các trục này được bố trí ở cạnh chỗ thoát của tia bột, cạnh môi phun, chúng có vai trò vừa để giảm tính không đồng nhất của dòng chảy, vừa để tạo ra sự chảy xoáy hạn chế hiện tượng kết tụ của huyền phù sợi

2.2.3 Môi phun

Độ mở của môi sẽ thay đổi theo định lượng của giấy và theo nồng độ của huyền phù bột Một cách lý tưởng, tia phun có mặt cắt hình chữ nhật với vận tốc tia là đồng nhất ở mọi điểm Vị trí tương đối của 2 môi và độ nghiêng của nó sẽ quyết định chất lượng của quá trình định hình tờ giấy Hình dạng và vị trí của môi phun phụ thuộc vào loại giấy sản xuất và vào vận tốc máy

Hình2.3 Môi phun

2.2.4 Cơ sở lý thuyết quá trình tạo hình tờ giấy

Sự tạo hình trên máy xeo dài chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như độ thoát nước, sự tạo thành và sự triệt tiêu chế độ chảy rối, sự hình thành và phá vỡ mạng cấu trúc sợi, sự lưu giữ và vận chuyển thành phần hạt mịn trong lớp đệm sợi, sự vững chắc của lớp đệm sợi, lực chuyển dịch của lớp đệm sợi và huyền phù bột chảy tự do…

Quá trình tạo hình tờ giấy bao gồm ba quá trình thủy động là: sự thoát nước, sự chuyển dịch có định hướng và sự chảy rối

Thoát nước chuyển dịch định hướng Chảy rối

Hình 2.4 Bản chất thủy động của quá trình tạo hình băng giấy trên lưới xeo

Ba quá trình này tồn tại đồng thời và hoàn toàn không thể tách biệt nhau

Có ảnh hưởng quan trọng nhất là quá trình thoát nước – nước chảy qua lớp đệm sợi và lưới rồi xuống máng hứng, để lại lớp sợi trên lưới xeo Khi sợi còn có khả năng chuyển động tự do hoàn toàn độc lập với nhau, quá trình thoát nước diễn ra theo cơ chế lọc và sợi được sắp xếp thành những lớp riêng biệt Quá trình lọc là cơ chế chủ yếu của phần lớn các máy xeo dài, biểu hiện qua cấu trúc lớp của băng giấy và sự tạo hình trong trường hợp này tương đối đồng đều Khi sợi trong huyền phù mất khả năng chuyển động (do mất nước), chúng kết tụ lại với nhau tạo nên cấu trúc mạng chặt chẽ

2.2.4.1 Quá trình tạo hình trên lưới xeo

Ba hiện tượng quan trọng được đặc biệt chú ý trong quá trình tạo hình là:

sự keo tụ sợi xenlulo, sự keo tụ của các hạt mịn và hiện tượng thoát nước

a Sự keo tụ của sợi: ảnh hưởng chủ yếu đến sự tạo hình, tính đồng chất của

tờ giấy Có thể xem sự keo tụ này là kết quả của hia loại tương tác cơ bản:

- Va chạm vật lý: khi huyền phù s75i chảy qua hệ thống bồn chứa , ống dẫn…

- Tương tác tĩnh điện (các sợi có điện tích) hay tương tác hóa học (liên kết hydro giữa sợi)

Khi sợi càng dài khả năng tương tác này càng cao

b Sự keo tụ của thành phần mịn: ảnh hưởng đến sự lưu giữ cũng như sự phân bố của các sợi mịn và hạt chất độn trên bề mặt giấy trong quá trình tạo hình Thành phần mịn có bề mặt riêng lớn nên nó sẽ hấp phụ đa phần các hóa chất, phụ gia có mặt trong huyền phù Như vậy sự keo tụ, sự lưu giữ và sự phân bố thành phần mịn có ảnh hưởng rất lớn đến tính chất tờ giấy

c Hiện tượng thoát nước : là quá trình lấy nước đi trong giai đoạn tạo hình trên lưới xeo Thông số này giữ vai trò chủ yếu đối với vận hành của máy xeo và của cả tính chất giấy

2.2.4.2 Sự thoát nước qua lưới xeo

Sự thoát nước có thể được hiểu là hiện tượng chảy của dòng nước xảy ra giữa thùng đầu và một điểm ngay trước hộp hút chân không Sự thoát nước diễn ra trong quá trình tạo hình tờ giấy khi huyền phù bột được chuyển từ trạng thái phân tán hỗn loạn sang cấu trúc mạng mà ở đó sợi có độ linh động khá nhỏ Cả tốc độ thoát nước và lượng nước lấy đi từ lưới xeo là những yếu tố quan trọng vì đây là vấn đề mấu chốt để cải thiện năng suất và chi phí

Cơ chế của sự tăng độ thoát nước qua lưới xeo khi sử dụng chất phụ gia là các hạt mịn và sợi được keo tụ cùng với các polyme điện ly, do vậy các hạt mịn sẽ không còn tụ do để chui vào các khe hở của đệm sợi – nhờ vậy nước có thể chảy thoải mái hơn qua đệm sợi trêm máy xeo

2.2.5 Sự bảo lưu và sự thoát nước

2.2.5.1 Bảo lưu đầu (FPR=ms/m0)

Với ms: khối lượng (hay nồng độ) khi bắt đầu vào phần hút chân không

m0: khối lượng (hay nồng độ) của một thành phần nào đó (ví dụ chất độn hay sợi) nạp từ thùng đầu vào lưới xeo

FPR là thông số bảo lưu được sử dụng rộng rãi nhất FPR cao để đạt được mức hiệu quả sử dụng cao của các tác chất hóa học trong phần ướt Vì phần lớn các chất phụ gia trở nên kém hiệu quả hơn nếu chúng được cho tuần hoàn trong phần ướt Thêm vào đó chất phụ gia không được giữ lại sẽ gây ra những vấn đề cho phần nước thải (sự tích tụ chất tủa rắn, sự phát triển của vi sinh vật …) Sự hấp phụ các phụ gia như tinh bột, nhựa gia cường khô và ướt… lên các thành phần khác trong phần ướt

Bảo lưu đầu cao sẽ có thuận lợi khi mà sự keo tụ không quá mạnh, nếu không thì sẽ làm cho sự tạo hình xấu đi Khái quát bảo lưu cao thường gây ảnh hưởng xấu trên sự tạo hình, nhưng lúc này yếu tố được bù trừ là độ thoát nước được cải thiện

Tính hai mặt gây ra do dòng chảy tập trung chất độn về phía lưới FPR cao bảo đảm có nhiều sợi mịn và chất độn liên kết với phần sợi dài, vì vậy giảm được tính hai mặt cho giấy Nhưng một yếu tố khác lại góp phần gây ra tính hai mặt là

sự thoát nước cơ học gây ra bởi các dao gạt có góc lớn Bằng sự gia tăng thoát nước hóa học và giảm thoát nước cơ học, sự hỗn loạn của dòng chảy có thể được giảm và nhờ vậy cải thiện được tính hai mặt

2.2.5.2 Thoát nước

Hiệu quả thoát nước ở đây được định nghĩa là sự thoát nước nhanh và được kiểm tra trên phần lưới xeo và trên phần ép Thoát nước hóa học hiệu quả có thể góp phần làm tăng đáng kể năng suất vì cho phép máy chạy tốc độ cao Thoát nước có hiệu quả là một yếu tố thuận lợi để có thể giảm nồng độ bột ở thùng đầu, điều này có lợi cho sự tạo hình trên máy xeo Ngoài ra, còn có thể giảm độ chân không cần thiết trên các chi tiết hút nước, như vậy sẽ giảm sự tiếp xúc giữa lưới

và các hộp chân không nên sẽ làm giảm được sự hao mòn lưới Độ bền của giấy cũng có thể được cải thiện vì cho phép thực hiện một quá trình nghiền sâu hơn (0SR cao hơn) Giảm độ chân không còn giảm được vết lưới trên mặt giấy

Tuy nhiên, thoát nước quá mức có thể gây ra những vấn đề

- Độ xốp cao

- Có lỗ chân kim

- Tạo hình kém

- Giảm chân không tương ứng qua những hộp hút khô

- Tăng sự phân bố của sợi theo hướng bề dày và điều này làm giảm đáng kể các thông số về độ bền như độ chịu nén hay độ cứng

Tính hai mặt

2.2.6 Cơ sở lý thuyết về quá trình ép

Băng giấy và chăn được ép trong khe của hai trục quay Thường trục nằm trên sẽ là trục chịu tải trọng cơ học (thường là bằng hệ thống kích khí) để tạo nên

áp suất cần thiết trong khe ép Áp suất trong khe ép là tổng của các tải trọng cơ học và trọng lượng của trục tính trên một đơn vị chiều dài của bề mặt tiếp xúc trong khe ép Giá trị ép cực đại phụ thuộc nhiều thôn số như áp suất, đường kính trục, độ cứng trục và một số tính chất của chăn ép

Trong khe ép, một mặt của băng giấy sẽ tiếp xúc với trục bóng và cứng, thường là trục chế tạo bằng đá granit hay đá nhân tạo, nhưng hay được sử dụng vẫn là trục kim loại có phủ lớp cao su cứng Trục tiếp xúc với chăn thì được phủ lớp vật liệu đàn hồi để “làm mềm” khe ép như trong trường hợp ép những loại giấy định lượng cao Hoặc dùng lớp phủ cứng để ép những loại giấy có định lượng thấp (để có được khe ép hẹp)

Vì các trục ép có khuynh hướng bị võng xuống khi chịu tác động của lực

cơ học nên cần phải tìm cách đội cong trục lên để có được sự thay đổi áp suất đồng đều trong vùng tiếp xúc Có hai loại phổ biến: trục ép mềm, loại trục đầu tiên sử dụng hệ thống đội với áp suất tạo ra từ dầu Hệ thống đội hoạt động nhờ thủy lực Phần lớn người ta hay sử dụng áp suất thủy lực để tạo ra sự biến dạng giữa bề mặt của trục và một phần trục cố định Khi có sự tác động của áp suất đồng đều trên toàn khe ép, băng giấy sẽ có được độ ẩm đồng đều trước khi vào buồng sấy

Khảo sát chế độ nghiền trong sản xuất giấy (IB82V,58)

Thu thập thông số và phân tích ảnh hưởng của thùng đầu, lưới, các thiết bị dưới lưới và bộ phận ép

3.2 Phương pháp nghiên cứu

Trong thời gian thực tập, tôi tiến hành khảo sát thực tế và thu thập các số liệu cần thiết cho đề tài:

Để khảo sát qui trình sản xuất của dây chuyền giấy in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2 chúng tôi đã tiến hành như sau:

− Chúng tôi tiến hành xem xét, quan sát tuyến đi của bột từ bể thủy lực đến lúc lên máy xeo và đến lúc thành phẩm theo đúng trình tự sơ đồ dây chuyền sản xuất giấy (IB82V,58) mà nhà máy giấy Bình An đã cung cấp cho chúng tôi

− Trong quá trình thực tập, chúng tôi cũng thực hiện việc lấy số liệu về nhiệt

độ của các lô sấy bằng các nhiệt kế chuyên dụng của nhà máy

Để tìm hiểu phần bột dùng để sản xuất giấy in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2 chúng tôi đã tiến hành như sau:

− Chúng tôi tiến hành tìm hiểu tên, nơi sản xuất các loại bột tham gia vào quá trình sản xuất giấy in báo tại nhà máy, thực hiện tại phòng kỹ thuật kết hợp với khảo sát tại kho dự trữ bột của nhà máy giấy Bình An

− Ngoài ra chúng tôi tiến hành tìm hiểu tỉ lệ phối trộn các loại bột tham gia vào quá trình sản xuất giấy in báo theo tiêu chuẩn của nhà máy, thực hiện tại phòng điều khiển của khâu chuẩn bị bột của nhà máy

Để xác định hóa chất – phụ gia dùng để sản xuất giấy in báo có độ trắng

820ISO, định lượng 58g/m2 chúng tôi đã tiến hành như sau:

− Chúng tôi tiến hành tìm hiểu tên, xuất xứ của các loại hóa chất tham gia vào quá trình sản xuất giấy in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2 tại nhà máy, thực hiện tại phòng kỹ thuật kết hợp với khảo sát tại các kho dự trữ hóa chất

− Số liệu về lượng dùng hóa chất chuẩn bị bột và công đoạn xeo giấy thu thập tại phòng điều khiển chuẩn bị bột cho máy giấy 4

− Thu thập các thông số kỹ thuật về các hóa chất sử dụng trong sản xuất giấy

in báo độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2, thực hiện tại phòng kỹ thuật của nhà máy

Để thu thập các thông số về chế độ nghiền trong việc sản xuất giấy in báo

độ trắng 820ISO, định lượng 58g/m2 chúng tôi tiến hành như sau:

− Chúng tôi tiến hành tìm hiểu số lượng tuyến nghiền, độ nghiền 0SR theo quy định của nhà máy, thực hiện tại phòng chuẩn bị bột

− Về việc khảo sát thực tế, chúng tôi lấy số liệu trung bình về độ nghiền 0SR của 1 ca, sau đó so sánh với số liệu cho phép của nhà máy, từ đó ta có nhận xét, thực hiện tại phòng chuẩn bị bột

Để tìm hiểu ảnh hưởng của thùng đầu, lưới, các bộ phận dưới lưới và bộ phận ép đến băng giấy ở phần ướt chúng tôi tiến hành như sau:

− Chúng tôi tiến hành tìm hiểu các thông số kỹ thuật, chức năng, nhiệm vụ

từ đó phân tích những yếu tố, trường hợp làm giấy có tạo hình không đẹp

CHƯƠNG 4

KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

4.1 Khảo sát công nghệ phần ướt giấy in báo tại nhà máy giấy Bình An

Sơ đồ dây truyền sản xuất giấy in báo độ trắng 820ISO (máy giấy MG4) (phụ luc I)

Máy M4 hiện đang sản xuất giấy in báo.Dây chuyền được chia thành 2 tuyến: Hardwood & Softwood

Tuyến hardwood (sơ đồ xem phụ lục II)

- Bột được đưa vào thủy lực <101E-001> đánh tơi, sau đó huyền phù được bơm <101P-001> đưa đến bể chứa <101T-101>

- Tiếp theo, huyền phù được bơm <101P-101> chuyển tới máy lọc cát η cao:

- Phần xấu được loại bỏ

- Phần tốt sẽ đi đến máy đánh tơi <101E-107>

- Bột khi ra khỏi máy đánh tơi sẽ được chuyển vào bể <101T-102> Tại đây huyền phù bột được bơm <101P-102> chuyển đi nghiền tại 3 máy nghiền liên tục

- Bột sau nghiền được chứa tại bể <101T-103> Tiếp theo, huyền phù theo bơm <101P-103> đến bể phối trộn

Tuyến softwood (sơ đồ xem phụ lục II)

- Bột được đưa vào thủy lực <101E-002> đánh tơi, sau đó huyền phù được bơm <101P-002> đưa đến bể chứa <101T-201>

- Tiếp theo, huyền phù được bơm <101P-201> chuyển tới máy lọc cát η cao:

- Phần xấu được loại bỏ

- Phần tốt sẽ đi đến máy đánh tơi <101E-207>

- Bột khi ra khỏi máy đánh tơi sẽ được chuyển vào bể <101T-202> Tại đây huyền phù bột được bơm <101P-202> chuyển đi nghiền tại 3 máy nghiền liên tục

- Bột sau nghiền được chứa tại bể <101T-203> Tiếp theo, huyền phù theo bơm <101P-203> đến bể phối trộn

Tại bể phối trộn, chất cầm màu và tinh bột được thêm vào tại giai đoạn này Sau khi phối trộn tốt, huyền phù được đưa đến bể máy, từ bể máy đưa đến thùng điều tiết Tại thùng điều tiết, keo AKD và chất tăng cường ướt được cấp vào

Sau đó, huyền phù được bơm quạt đưa đến lọc cát 3 cấp để loại tạp chất nhẹ:

- Tại lọc cát cấp 1: phần bột tốt sẽ đi đến sàng áp lực, phần thải sẽ đi vào lọc cấp 2

- Tại lọc cấp 2: phần bột tốt sẽ trở lại lọc cát cấp 1, phần thải sẽ đi vào lọc cát cấp 3

- Tại lọc cấp 3: phần bột tốt sẽ trở lại lọc cấp 2, phần thải sẽ loại bỏ

Phần bột tốt khi bơm qua sàng áp lực thì chất độn và chất bảo lưu 1 sẽ được cấp vào tại đây, mục đích tạo được sự khuấy trộn tốt

Khi ra khỏi sàng áp lực,dòng huyền phù sẽ được phối trộn với chất bảo lưu

2 trước khi đưa tới thùng đầu để đưa lên lưới Băng giấy trên lưới tiếp theo qua bộ phận ép, sấy, cán láng và cuộn lại

4.2 Xác định tỷ lệ phối trộn nguyên liệu

Nhà máy hiện đang sử dụng bột sớ ngắn của Uruway, Canada, USA và của nhà máy Tân Mai, bột sớ dài của USA Ngoài ra còn sử dụng thêm giấy lề

50%-55%

Với mỗi loại giấy có tỷ lệ phối trộn khác nhau.Tỷ lệ phối trộn của giấy in báo độ trắng 820ISO (xem phụ lục III) Nhà máy giấy Bình An sử dụng những loại bột:

NBKP90: Bột gỗ lá kim sản xuất bằng phương pháp Kraft tẩy trắng

900ISO Bột gỗ này cho xơ sợi xenlulo có độ dài lớn và chất lượng cao, độ bền cơ

lý cao nhất do xơ sợi ít bị tổn thương trong quá trình nấu, thành tế bào dày hơn hẳn so với bột krart từ gỗ lá rộng Do xơ dài nên trong quá trình xeo giấy dễ bị kết bông tạo nên đám mây vì vậy phải phối trộn bột xơ ngắn vào bột xơ dài để bột được phân phối đều khi xeo Bột xơ ngắn sẽ lấp đầy các khoảng trống giữa các xơ dài

LBKP90: Bột tẩy trắng gỗ lá rộng sản xuất bằng phương pháp Kraft

900ISO Bột gỗ này cho xơ sợi có kích thước ngắn hơn, độ bền cơ học thấp hơn gỗ

lá kim mà chủ yếu là độ bền kéo đứt và độ bền gấp.Vì vậy phải phối trộn bột gỗ lá rộng với bột gỗ lá kim để sản xuất giấy nhằm tăng độ bền cơ lý của giấy ở trạng thái ướt, tránh hiện tượng đứt giấy khi xeo và tăng độ bền cho giấy ở trạng thái khô sau khi xeo

CTMP70: Bột hoá nhiệt cơ 700ISO, chiều dài xơ sợi ngắn vì xơ sợi bị gãy, dập, vụn trong quá trình nghiền sản xuất bột Vì xơ ngắn nên độ thoát nước của

bột này thấp hơn độ thoát nước của bột sản xuất theo phương pháp Kraft Bột này cho giấy có độ đục cao, tính chất in tốt, giá rẻ nhưng giấy kém bền và dễ hồi màu

vì lượng lignin còn nhiều trong bột

Mỗi loại bột có tính chất, công dụng khác nhau nên phối trộn các loại bột theo một

tỷ lệ sao cho đạt được chất lượng sản phẩm theo yêu cầu mà vẫn giảm được chi phí sản phẩm Đối với giấy in báo có độ trắng 820ISO, nếu ta chỉ dùng bột có độ trắng 900ISO để sản xuất giấy thì chi phí sẽ rất cao, để giảm giá thành sản phẩm nhà máy đã sử dụng thêm bột TCMP có độ trắng 700ISO Nhưng do bột này có độ trắng thấp hơn độ trắng giấy cần sản xuất nên muốn đạt yêu cầu về độ trắng thì phải sử dụng thêm hóa chất (chất màu, chất cảm quang, chất độn) để tăng độ trắng

Công dụng: lấp đầy các khoảng trống giữa các xơ sợi bột làm tăng độ trắng,

độ đục, độ nhẵn cho giấy và giảm chi phí do giá thành CaCO3 rẻ hơn xơ sợi

Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật của chất độn CaCO3

Xuất xứ: Gia Định độ trắng của GCC 96,150ISO

Điểm cho vào: trước sàng áp lực

Mức dùng: 18% Nếu mức dùng quá cao thì độ bền cơ lý giảm do những hạt chất độn nằm giữa các xơ sợi cản trở các xơ sợi xích lại gần nhau, giảm số liên kết giữa các xơ sợi, sự mài mòn của chất độn làm giảm mạnh độ chịu gấp của tờ giấy.Tỷ lệ chất độn cao thì khả năng thấm hút nước của giấy tăng làm giấy bị thấm

mực qua mặt bên kia, lượng chất độn dư trên bề mặt giấy sẽ bị bong ra làm tăng

độ bụi của giấy

Kích thước hạt trung bình là 2,34μm và hạt mịn lọt qua sàng 325 mesh là 99,99%, giữ lại chỉ có 0,01% CaCO3 có hạt càng nhỏ thì độ phân tán trên lưới càng tốt

4.3.2 Keo AKD

Công dụng: Keo AKD làm tăng tính kỵ nước cho giấy đặc biệt khi sử dụng

ở môi trường kiềm tính AKD được sử dụng rộng rãi cho bao bì chứa chất lỏng, giấy in mực phun và nhiều loại giấy bìa AKD đặc biệt thích hợp cho sản phẩm yêu cầu tính kháng nước trong một thời gian dài

Đặc điểm: Điều chế keo AKD: Keo AKD là sản phẩm hữu cơ có chứa vòng lacton được tổng hợp từ những phản ứng sau:

Hình 4.1 phản ứng điều chế keo AKD

Cấu tạo AKD gồm 2 phần: 1 phần là mạch Hydrocarbon làm cho nó có tính

kỵ nước, 1 phần là vòng lactone chứa nhóm carbonyl làm cho keo AKD có thể tham gia phản ứng với các nhóm OH của xenlulo nhờ đó mà keo được giữ lại trên

bề mặt xơ sợi

Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật keo AKD

Hàm lượng rắn 14,5-15% Sấy ở 1300C trong 4h

Độ nhớt 20-30 CP Brookfield đo tại 250C

Mục đích: Cho giấy tính không thấm nước và không bị nhòe khi gặp mực viết gốc nước

Mức dùng: 11-12kg/tấn Những phân tử keo AKD không tham gia phản ứng với xơ sợi thì hầu như không có hiệu quả chống thấm cho giấy, vì vậy không nên cho keo AKD vào bột quá nhiều sẽ dẫn tới hiện tượng dính giấy vào lưới, mền, bố và lô sấy

Điểm cho: level box, AKD phải được gia vào bột trước chất độn vì chất độn làm tiêu tốn nhiều thêm lượng keo AKD do tăng thêm diện tích bề mặt mà keo AKD cần phải bao phủ Phần keo AKD bao phủ chất độn sẽ không tham gia phản ứng gì nên không có hiệu quả chống thấm Để keo AKD được giữ lại trên bề mặt xơ sợi thì phải sử dụng tinh bột cation

4.3.3 Các loại màu

Màu tím: Cartarent violet

Màu xanh: Cartarent blue

Công dụng: làm tăng độ trắng cho giấy

Màu làm tăng trắng, tạo ánh màu cho tờ giấy

Cartarent Violet: màu tím, nồng độ 7%

Mức dùng: 2 lít ở hồ bột NBKP90 + LBKP90 và 3 lít ở hồ bột cơ

Cartarent Violet: nồng độ 20% bơm online để tinh chỉnh độ trắng của giấy Cartarent Blue: màu xanh, nồng độ 2%

Mức dùng: 1 lít hồ bột NBKP90 +LBKP90

Bảng 4.4 Tính chất hóa lý của màu tím và màu xanh

1 Thành phần Các chất hoạt động, MEG, nước

Ồn định trong môi trường axit

Ổn định trong môi trường bazơ

4 Màu

Tím xanh, trong

Màu xanh lá cây pha xanh da trời, trong

Công dụng: làm tăng độ trắng cho giấy và giảm sắc vàng của nhiều loại bột

được tẩy ở mức độ vừa phải

Bảng 4.5 Tính chất hóa lý của chất tăng trắng OBA

1 Ngoại quan Chất lỏng trong suốt màu nâu vàng

2 Đặc điểm hóa học Dẫn xuất stilbene anion

Tên sản phẩm:Leucophor AP liquid, do clariant sản xuất

Chất cảm quang: OBA-SUPPER TiN2, lecoupho

Mức dùng: 4 lít /hồ quậy bột hard wood

Mục đích: OBA hấp thụ tia tử ngoại và phản xả lại ánh sáng hơi xanh làm

cho tờ giấy trắng hơn

4.3.5 Tinh bột Cation

Công dụng:

- Tăng độ bảo lưu các xơ sợi ngắn, chất độn, hóa chất phụ gia, cải thiện lực liên kết giữa xơ sợi và chất độn

- Tăng độ bền cơ lý của tờ giấy, cải thiện độ thoát nước

- Cải thiện sự tạo hình tờ giấy: mặt giấy không bị bong, láng mịn

Bảng 4.6 Thông số kỹ thuật của tinh bột cation

Xuất xứ: tinh bột cation TAP-GD của công ty hóa chất Gia Định

Mức dùng: 8,5kg/tấn giấy.ở tỷ lệ sử dụng này cho hiệu quả bảo lưu tinh bột cation cao nhất, nếu tỷ lệ sử dụng quá cao thì dẫn đến sự quá dư điện tích dương làm giảm độ bảo lưu của tinh bột cation và làm giảm hiệu quả sử dụng của các chất bảo lưu

Mục đích: Để tăng độ bền của giấy là chính và giúp cho sự bảo lưu các thành phần trong hổn hợp bột giấy, tăng khả năng thoát nước của dòng bột trên máy xeo

Điểm cho: Tinh bột được cho vào bể phối trộn vì tinh bột cation còn có tác dụng cải tiến sự bảo lưu của keo AKD rất nhiều nên gia trước keo AKD để tăng hiệu quả chống thấm của keo vì tinh bột cation làm tăng sự dính bám của keo AKD lên bề mặt xơ sợi

Mức dùng tinh bột Cation phụ thuộc vào thành phần bột, xơ sợi bột ngắn thì lượng keo cần dùng nhiều hơn do diện tích bề mặt cần keo bao phủ tăng