TỔNG QUAN
Lịch sử vấn đề nghiên cứu
1.1.1.Lịch sử phát triển của ngành giấy
Giấy, một sản phẩm quan trọng của nền văn minh nhân loại, có lịch sử phát triển kéo dài hàng nghìn năm Từ thời cổ đại, người Ai Cập đã sáng tạo ra giấy từ sợi cây papyrus, loại cây mọc bên bờ sông Nile.
Phương pháp sản xuất giấy ban đầu khá đơn giản, bao gồm việc nghiền ướt các nguyên liệu từ sợi thực vật như gỗ, tre, nứa thành bột nhão, sau đó trải ra thành lớp mỏng và sấy khô để các sợi liên kết với nhau tạo thành tờ giấy Phát minh này của người Trung Hoa đã được phổ biến đến các nước Hồi giáo ở Trung Á vào giữa thế kỷ thứ 8, và sau đó quy trình sản xuất giấy du nhập vào châu Âu Đến thế kỷ 14, các xưởng sản xuất giấy đã xuất hiện ở Tây Ban Nha, Italia, Pháp và Đức, với nguyên liệu chủ yếu là bông và vải lanh vụn, sản xuất theo phương pháp thủ công.
Theo sử sách, tờ giấy đầu tiên xuất hiện vào năm 1085 tại một xưởng ở Toledo, Tây Ban Nha Đến cuối thế kỷ XI, nghề làm giấy được truyền sang Pháp, và vào đầu thế kỷ XII, kỹ thuật làm giấy bắt đầu được cải tiến với các hình bóng mờ Kỹ thuật này sau đó lan rộng sang Italia, Palestine và Syria trong cuộc thập tự chinh Đến thế kỷ XIV, giấy đã được sản xuất tại Đức, và vào đầu thế kỷ XVI, Thụy Điển cũng bắt đầu sản xuất giấy Đến thế kỷ XVIII, Hà Lan đã áp dụng dao trong quá trình xé tơi giấy, gọi máy này là máy nghiền.
Hà Lan Trong lúc đó cũng có rất nhiều thiết bị đƣợc phát minh vào năm
1494 Cuộn giấy đầu tiên ở nhà máy giấy Thụy Điện đƣợc sản xuất tại Kliippan vào năm 1799, năm 1808, chiếc máy xeo đầu tiên đƣợc ông Rober
Vào năm 1840, người Đức tên là Keller đã phát minh ra các thớ sợi để sản xuất giấy bằng cách mài gỗ trên đá, và những vấn đề thực tiễn đã được đồng nghiệp của ông, Votte, giải quyết Đến năm 1859, Đức đã sử dụng hai máy mài gỗ cho đến thế kỷ XX, và năm 1860, bột giấy được sản xuất bằng phương pháp hóa học Ngày nay, giấy được sản xuất trên các máy móc khổng lồ và đắt tiền Tại Việt Nam, giấy đã xuất hiện cách đây 1000 năm, với nhiều nhà máy giấy ra đời, tiêu biểu như nhà máy giấy Bãi Bằng, Việt Trì và Thái Nguyên.
Lịch sử sản xuất giấy từ giấy phế liệu
Việc sử dụng xơ sợi tái sinh trong ngành công nghiệp giấy và bìa carton đã được triển khai hiệu quả từ những năm 60 của thế kỷ XX Sự phát triển này không chỉ giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên mà còn góp phần bảo vệ môi trường.
Kể từ năm 1980, mức tiêu thụ nguyên liệu xơ sợi tái sinh đã tăng trung bình 6% mỗi năm Chi phí thấp, công nghệ sản xuất đơn giản và ít gây ô nhiễm môi trường là những yếu tố chính thúc đẩy việc gia tăng tỷ lệ sử dụng loại nguyên liệu này trong ngành sản xuất giấy.
Bao bì và bìa cát tông cũ (OCC) hiện đang trở thành nguồn cung cấp xơ sợi quan trọng nhất trên thế giới và tại Việt Nam, nhờ vào nhu cầu gia tăng trong ngành công nghiệp bao bì và sử dụng giấy Trong khi nguyên liệu sản xuất giấy như gỗ, tre, nứa có giá thành cao và gây ô nhiễm, OCC lại là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho ngành công nghiệp giấy toàn cầu OCC được thu hồi và tái chế nhiều nhất trong số các sản phẩm giấy đã qua sử dụng Tại Việt Nam, mặc dù chưa có thống kê cụ thể, khối lượng OCC trong ngành công nghiệp giấy đã tăng nhanh trong những năm gần đây, với hơn 70% trong tổng số 373.400 tấn bột giấy từ giấy và các tông đã qua sử dụng vào năm 2003.
1.1.3.Thực trạng của nghành giấy Việt Nam
Các doanh nghiệp sản xuất giấy trong nước đang đối mặt với thách thức lớn là giảm chi phí sản xuất và hạ giá thành sản phẩm để nâng cao sức cạnh tranh so với các mặt hàng nhập khẩu tương tự.
Trong quý 4 năm 2008, sản xuất giấy trong nước chỉ đạt 43% so với quý 3, với lượng giấy tồn kho tại các nhà máy lên tới 150 nghìn tấn Đặc biệt, trong tháng 12-2008, sản lượng giấy chỉ đạt 31 nghìn tấn, tương đương 24% so với cùng kỳ năm 2007 và chỉ đạt 24% công suất Nhiều doanh nghiệp nhỏ đã phải ngừng sản xuất, trong khi các doanh nghiệp lớn chỉ hoạt động ở mức từ 30% đến 40% công suất.
Từ đầu năm 2008, thị trường giấy toàn cầu đã trải qua nhiều biến động về giá, với mức tăng vọt chưa từng thấy trong nhiều năm Tuy nhiên, kể từ tháng 6-2008, giá giấy và giá bột đã bắt đầu giảm.
Từ tháng 7-2008 đến nay, giá bột giấy đã giảm từ 35 đến 50%, trong khi giá hộp các-tông cũ giảm mạnh từ 240 USD/tấn xuống còn 70 USD/tấn Nhiều dây chuyền sản xuất bột giấy và nhà máy giấy trên toàn cầu đã phải đóng cửa, dẫn đến lượng giấy và bột tồn kho đạt kỷ lục khoảng 70 triệu tấn, trong đó Trung Quốc chiếm gần 20 triệu tấn Các thị trường lớn về sản xuất và tiêu thụ giấy đều gặp khó khăn Tại Việt Nam, Bộ Tài chính đã quyết định rút ngắn lộ trình thực hiện cam kết WTO về thuế suất nhập khẩu giấy, dẫn đến việc giảm thuế nhập khẩu các loại giấy từ ASEAN, có loại giảm tới 12% từ ngày 1-9-2008 Điều này đã khiến lượng giấy nhập khẩu vào thị trường trong nước tăng đột biến, chiếm tới 70% tổng lượng giấy.
Trong sáu tháng cuối năm 2008, sản xuất giấy chỉ đạt 75% so với nửa đầu năm Cụ thể, sản lượng giấy từ tháng 8 đến tháng 11 lần lượt giảm xuống còn 90%, 69%, 55% và 31% so với tháng 7-2008.
12 chỉ bằng 26% so với tháng 7-2008
Từ cuối năm 2007, nhiều cơ sở sản xuất giấy quy mô nhỏ đã phải đóng cửa, và tình trạng này càng trở nên nghiêm trọng vào nửa cuối năm 2008 với nhiều nhà máy ngừng hoạt động vĩnh viễn hoặc tạm thời Hầu hết các nhà máy còn lại đều giảm sản lượng từ 50 đến 60%, dẫn đến hơn 25 nghìn lao động trong ngành giấy mất việc Dự báo cho năm 2009 cho thấy sản xuất giấy trong nước sẽ tiếp tục giảm, trong khi giấy nhập khẩu sẽ chiếm ưu thế hơn so với giấy nội địa.
1.1.4 Xu hướng phát triển của sản xuất giấy từ OCC
Năm 2009, ngành giấy đặt mục tiêu lớn là tiết kiệm chi phí sản xuất để sản phẩm giấy nội địa có thể cạnh tranh với hàng nhập khẩu, nhằm thoát khỏi tình trạng bị động khi hàng ngoại tràn vào, đẩy các doanh nghiệp sản xuất giấy trong nước vào thế bất lợi Trong bối cảnh này, việc tiết kiệm nguyên liệu trở thành vấn đề cấp bách, và sử dụng giấy xơ sợi tái sinh làm nguyên liệu cho sản xuất bột giấy là giải pháp hiệu quả giúp giảm đáng kể chi phí nguyên liệu.
Bảng 01: So sánh giá của OCC và bột giấy từ gỗ mềm không tẩy
Kraft gỗ mềm không tẩy
Sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu đang phát triển mạnh mẽ trên toàn cầu nhờ vào nguồn nguyên liệu giá rẻ, hiệu suất thu hồi xơ sợi cao và không gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, chất lượng xơ sợi từ OCC giảm sau mỗi lần tái sinh, đặc biệt về độ bền nén, độ bền xé và khả năng thoát nước, khiến sản phẩm không đạt yêu cầu chất lượng Đồng thời, năng lực sản xuất bột giấy tẩy trắng hiện tại không đáp ứng đủ nhu cầu thị trường, và việc đầu tư xây dựng nhà máy mới tốn kém và mất nhiều thời gian Do đó, các doanh nghiệp sản xuất giấy và các tông trong nước đang chú trọng đến việc đầu tư vào dây chuyền tẩy trắng xơ sợi tái sinh từ OCC.
Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá thực trạng sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu tại nhà máy giấy Việt Trì - Phú Thọ cho thấy những ưu điểm và nhược điểm trong công nghệ sản xuất giấy Từ đó, bài viết đề xuất các ý kiến nhằm cải tiến quy trình công nghệ, nâng cao chất lượng bột giấy và gia tăng lợi ích kinh tế cho nhà máy.
Nội dung nghiên cứu
-Tìm hiểu về công ty giấy Việt Trì:
-Tìm hiểu, nghiên cứu dây chuyên công nghệ sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu ở công ty
+Tìm hiểu về đặc điểm nguyên liệu
+Tìm hiểu về máy móc thiết bị trong dây truyền
+Tìm hiểu về công nghệ sản xuất
-Đánh giá chất lƣợng nguyên liệu
-Đánh giá thực trạng công nghệ sản xuất tại nhà máy
-Đề xuất ý kiến cải tiến dây chuyền công nghệ sản xuất.
Phương pháp nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu Phương pháp ngiên cứu
1 Tổng quan cơ sở lý thuyết Tƣ duy, kế thừa, đọc tài kiệu
2.Khảo sát thực tế Quan sát, phỏng vấn, PRA
3.Phân tích đánh giá Chuyên gia, tƣ duy
4.Đề xuất ý kiến Chuyên gia, tƣ duy phân tích, kế thừa
CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Khái niệm và quy trình cơ bản của sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu
Sản xuất bột giấy là quá trình sử dụng phương pháp hóa học, cơ học hoặc kết hợp cả hai để chuyển đổi xơ sợi thực vật thành bột Tại công ty cổ phần giấy Việt Trì, quy trình sản xuất giấy từ giấy phế liệu chủ yếu sử dụng nguyên liệu OCC (Old Corrugated Containers) với công nghệ phân tách và làm sạch xơ theo phương pháp cơ học, hạn chế sử dụng hóa chất Các bước chính trong quy trình bao gồm đánh tơi thủy lực, sàng chọn và lọc cát sơ bộ, nghiền, sàng tinh và lọc cát tinh trước khi sản xuất thành phẩm trên máy xeo Ngoài ra, còn có một số công đoạn phụ trợ khác trong quá trình sản xuất bột giấy từ OCC.
Nguyên liệu trong sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất bột giấy tại đây là giấy phế liệu, bao gồm nhiều loại khác nhau Hiện nay, các loại nguyên liệu từ phế liệu thông dụng bao gồm nhiều dạng phong phú.
- OCC (Old Corrugated Containers –Cát tông sóng đã qua sử dụng)
- HWS (Hard White Sarving – Biên trắng)
- OB (Old Book – Sách cũ )
- OP ( Old paper - Giấy loại)
- ONP (Old News paper – Tạp chí cũ)
Bao bì hòm, hộp cũ đã qua sử dụng (OCC - Old Corrugated Containers) là nguồn cung cấp xơ, sợi tái sinh quan trọng nhất OCC nổi bật với hiệu suất thu hồi xơ sợi cao hơn so với các loại giấy phế liệu khác.
Bảng 02: Hiệu suất thu hồi sơ xợi trong các loại giấy phế liệu
Loại giấy phế liệu Hiệu suất xơ, xợi thu hồi (% )
OCC, giấy bao gói 90 - 95 giấy vẽ, đồ hoạ 65 - 85 giấy vệ sinh 60 -75 giấy đặc chủng 70 - 95
Bột khử mực thương phẩm ( không chứa bột cỏ học)
Bột khử mực thương phẩm ( có chứa bột cơ học)
Việc sản xuất bột giấy từ OCC mang lại lợi ích kinh tế lớn, không chỉ cho nhà máy giấy Việt Trì mà còn cho nhiều nhà máy giấy khác.
2.2.2 Nguồn gốc, đặc điểm và cách bảo quản nguyên liệu
- OCC có hai loại: Loại thu mua từ trong nước (OCC nội) và loại nhập từ
Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc, Bắc Âu ( OCC ngoại ) Nhìn chung OCC nhập từ
Mỹ có có hiệu suất thu hồi xơ sợi cao hơn OCC trong nước
Nguyên liệu được thu mua từ người tiêu dùng và các cửa hàng, sau đó được tổng hợp và vận chuyển về công ty sản xuất Đối với các nhà máy sản xuất quy mô lớn, nguyên liệu có thể được nhập khẩu từ nước ngoài.
Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc,…
Giấy bao gói, bao bì hồm hộp (Corrugate Containers) là loại vật liệu bao gói được chế tạo từ tông sóng, bao gồm các lớp giấy phẳng và tông sóng, mang lại khả năng bảo vệ sản phẩm hiệu quả và thân thiện với môi trường.
Tuỳ thuộc vào cấu trúc tấm có thể phân các tông sóng thành một số loại
-Các tông sóng một lớp phẳng ( single face corrugated),
-Các tông sóng một lớp ( single wall corrugated),
-Các tông sóng hai lớp ( double wall corrugated),
-Các tông sóng ba lớp (triple wall corrugated)
Các tông phẳng một lớp phẳng bao gồm lớp giấy hoặc tông phẳng gắn với lớp sóng, giúp tăng cường độ vững chắc của kết cấu lớp sóng, đồng thời hạn chế tình trạng giãn và bẹp sóng.
Các tông sóng một lớp được hình thành bằng cách gắn hai lớp giấy hoặc các tông phẳng vào hai bên của lớp sóng, mang lại độ bền cao hơn so với các tông sóng một lớp phẳng.
Các tông sóng hai lớp là loại sản phẩm bao gồm ba lớp phẳng và hai lớp sóng đƣợc kết dính với nhau tạo thành vật liệu rất bền
Các tông sóng ba lớp, bao gồm bốn lớp phẳng và ba lớp sóng, là vật liệu lý tưởng cho sản xuất bao bì với yêu cầu cao về độ vững chắc và độ bền cơ học.
Giấy loại chưa sử dụng hoặc ít sử dụng thường được sản xuất từ bột sunphát gỗ mềm hiệu suất cao cho lớp phẳng và bột bán hoá gỗ cứng cho các lớp sóng Trị số kappa của bột giấy lớp phẳng dao động từ 40 đến 70, trong khi bột lớp sóng có trị số từ 70 đến 120 Chất lượng của các tông sóng thay đổi tùy thuộc vào đặc thù địa lý của khu vực sản xuất giấy Ở Châu Âu và Châu Mỹ, bột krafa gỗ mềm không tẩy trắng chiếm tỷ lệ cao trong các tông sóng, trong khi ở Châu Á, tỷ lệ sơ xợi dài từ gỗ mềm là không đáng kể, thay vào đó là hỗn hợp xơ sợi từ gỗ mềm và gỗ cứng, bao gồm cả nguyên liệu tái chế và phi gỗ như tre, nứa, bã mía, và rơm rạ.
Bao bì hòm hộp không chỉ sử dụng tông sóng làm nguyên liệu chính mà còn bao gồm nhiều vật liệu khác như đinh gim, dây đai, nhãn mác và mực in.
Bảng 03: Bảng so sánh về các thành phần chính trong OCC Châu Á và Châu Mỹ:
Chiều dài xơ sợi(%) hiệu suất thu hồi(%) Châu Á(TB),
Châu Mỹ có chiều dài trung bình và hiệu suất thu hồi OCC lớn nhất, vượt trội so với các mẫu OCC ở Châu Á Để nâng cao giá trị sử dụng của OCC, các nhà máy hiện đang áp dụng công nghệ phân tách xơ sợi dài và ngắn Xơ sợi dài sau khi phân tách thường được sử dụng trong sản xuất giấy và các tông lớp mặt, trong khi xơ sợi ngắn được dùng để sản xuất lớp sóng cho các tông sóng lớp đế và lớp đệm cho các tông nhiều lớp.
Nguyên liệu sau khi vận chuyển về cơ sở sản xuất cần được lưu trữ ở các bãi chứa khô ráo và thoáng mát Việc này giúp tránh ẩm mốc và ngăn ngừa đất cát lẫn vào, từ đó đơn giản hóa quá trình làm sạch sau này.
- Do nguyên liệu là giấy phế liệu nên bãi để nguyên liệu phải có mái che đề
Nguyên liệu dễ cháy cần được lưu trữ xa khu vực có nguy cơ cháy nổ Xung quanh khu vực kho nguyên liệu phải có biển cấm lửa để đảm bảo an toàn.
2.3.2 Dây chuyền công nghệ sản xuất bột giấy bao gói từ OCC
2.3.2.1: Quy trình sản xuất bột giấy tái chế:
Khái quát, một quy trình xử lý giấy loại bao gồm:
*Sàng sợi hay phân loại sợi
*Tinh chế bột bằng cyclon thủy lực
*Khử mực bằng tuyển nổi
*Rửa - Loại mực và một số tạp chất
*Phân tán và xé tơi bột
*Tẩy trắng bột khử mực
*Phối trộn và tồn trữ
Ngoài ra, việc lựa chọn các công nghệ xử lý đƣợc dựa vào các tính chất tạp chất, nhƣ:
*Quá trình sàng: các thông số cần quan tâm là cỡ hạt, hình dạng hạt và độ biến dạng
*Quá trình rửa: các thông số cần quan tâm là kích thước và hình dạng hạt (mực và tạp chất các loại)
*Ly tâm: các thông số cần quan tâm là tỉ trọng, kích thước và hình dạng hạt (mực và tạp chất các loại)
*Tuyển nổi: các thông số cần quan tâm là tính chất bề mặt và kích cỡ hạt mực
Bảng 04: Chức năng của các giai đoạn công nghệ chính
Giai đoạn công nghệ Độ sạch quang học
Giảm mảnh vụn và chất kết dính
Hàm lƣợng tro Đánh tơi
Hệ thống làm sạch sơ bộ
Tách và phân tán các phần tử mực in
Tiết kiệm tính năng sàng
Sàng sơ bộ bằng hệ thống làm sạch sơ bộ Độ tro tăng lên bởi nước công nghệ
Lọc cát thô Các tạp chất nặng
Sàng lỗ nồng độ trung bình
Tuyển nổi I Tăng độ trắng
Giảm tạp chất kết dính
Giảm hàm lƣợng tro Lọc cát nồng độ cao
Tách bụi Loại cát và mảnh
Sàng khe nồng độ thấp
Loại tạp chất kết dính bằng sàng khe tinh
Phân tán Phân tán mực in Phân tán tạp chất kết dính Tẩy trắng (ôxy hóa)
Tăng độ trắng của xơ sợi
Tuyển nổi II Độ trắng/ độ bụi, mực in dƣ đã phân tán
Giảm tạp chất kết dính
Giảm hàm lƣợng tro Tẩy trắng (khử) Độ trắng/màu
2.3.2.2 Các công đoạn chính trong quá trình sản xuất bột giấy từ OCC
-Tạo huyền phù xơ sợi đồng đều
Có 2 loại thiết bị nghiền thủy lực:
Hình01: Máy nghiền dạng nằm ngang
Hình 02: Máy nghiền dạng đứng
*Công đoạn lọc làm sạch
-Hoạt động theo nguyên lý li tâm
-Loại bỏ các loại tạp chất: đinh, ghim, cát, sạn,…
Có 2 loại lọc làm sạch:
Do lượng thải nhiều, nên hệ thống lọc cát thường được bố trí thành nhiều công đoạn
+Nếu 2 cấp: Cấp 1 chiếm 85-90% thiết bị
+Nếu 3 cấp: Cấp 1 chiếm 75-80% thiết bị
Hình03 : Cấu tạo 1 cấp của thiết bị lọc cát nồng độ thấp
Hình 04: Mô hình chuyển động của dòng huyền phù bột trong lọc cát HDC
Hình 05: Thiết bị lọc cát
-Đƣợc bố trí sau công đoạn lọc cát
-Có nhiệm vụ loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn
Có các loại thiết bị sàng là:
-Sàng áp lực (cả hướng tâm và ly tâm)
+ Để tăng tính hiệu quả và giảm tổn thất của hệ thống, hệ thống sàng thường được bố trí thành nhiều cấp Thường bố trí thành 3 cấp:
Hình0 6: Sơ đồ bố trí hệ thống sàng
Trong dây chuyền, thường bố trí 2 hệ thống sàng:
Có thể kết hợp vai trò của hệ thống sàng nhiều cấp trong 1 sàng: One screen
* Công đoạn phân ly sợi: Sử dụng sàng phân ly sợi để phân tách sợi ngắn và sợi dài
Hình 07: Sàng phân cấp sợi
Bột hợp cách quay lại thiết bị lọc 2
Bột không hợp cách Bột vào
Seri sàng phân cấp sợi giúp chọn lọc hiệu quả sợi ngắn và sợi dài trong quy trình sản xuất bột giấy Sợi ngắn và dài được sử dụng để chế tạo các loại giấy khác nhau, và qua phân cấp sợi, bột sợi dài được xử lý khử sơ trước khi trộn lẫn với sợi ngắn để nâng cao chất lượng bột Sản phẩm được chế tạo từ thép dày không gỉ, với tất cả linh kiện tiếp xúc với bột cũng làm từ vật liệu này Kỹ thuật chống xoắn bện sợi được áp dụng vào rotor, giúp ngăn chặn tình trạng xoắn bện của sợi dài và vật mềm Thiết bị này không chỉ giảm chi phí đầu tư mà còn cải thiện chất lượng bột nguyên liệu, với đặc điểm là lượng thông qua lớn, phạm vi ứng dụng rộng rãi, độ bền cao và kết cấu tinh giản.
Bột nguyên liệu được đưa vào sàng theo đường thẳng, trong khi dòng tràn đi vào sàng Sự chênh lệch áp lực giữa bên trong và bên ngoài sàng trống, cùng với tốc độ quay cao của rotor, giúp các sợi ngắn trong bột đi qua mắt lưới sàng và thoát ra bên ngoài Các sợi dài được giữ lại trong sàng trống nhờ áp lực và phiến lá rotor, sau đó được đẩy ra ngoài theo đường dành riêng cho sợi dài Tạp chất nặng trong sàng được thải ra qua đường riêng biệt.
Bảng 05: Thông số công nghệ của sàng
(tấn / ngày) 110~280 170~410 250~620 330~800 Áp lực vào bột : Mpa 0.15~0.35
Công suất động cơ: kw 75~95 90~110 132~160 160~220
* Sàng phân ly sợi dùng cho công đoạn xử lý những tạp chất nhẹ :
Hình 08: Sàng phân ly sợi
NỘI DUNG VÀ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Tổng quan về công ty giấy Việt Trì
Nhà máy giấy Việt Trì, hiện là công ty cổ phần giấy Việt Trì, được khởi công xây dựng vào năm 1958 với sự đầu tư từ Trung Quốc Nằm ở vị trí thuận lợi gần quốc lộ 2 và sông, nhà máy có diện tích lớn và được quy hoạch khoa học phục vụ sản xuất công nghiệp Chính thức đi vào hoạt động từ ngày 19-5-1961, nhà máy ban đầu sản xuất chủ yếu giấy in và giấy viết, nhưng hiện nay đã chuyển đổi sang sản xuất giấy từ giấy phế liệu.
3.1.2.Cơ cấu tổ chức của nhà máy:
-Nhà máy gồm 3 xí nghiệp
+ Xí nghiệp một: Chuyên sản xuất giấy viết, giấy bìa, giấy vẽ Cuối năm
2008 do nhà máy không có hệ thống xử lý chất thải nên xí nghiệp này dừng hoặt động
+ Xí nghiệp 2: Vừa đầu tƣ xây dựng năm 1998, và chính thức đi vào hoặt động năm 2002 Chuyên sản xuất giấy bao gói
+Xí nghiệp 3: Cung cấp hơi và cung cấp nước cho sản xuất
Các phòng ban trong nhà máy bao gồm: Phòng Tổ chức Hành chính, Phòng Tài chính Kinh doanh, Phòng Đầu tư, Phòng Kế hoạch Tài vụ, Phòng Tài chính Kế toán, Tổ Bảo vệ, và Trường Mầm non phục vụ con em cán bộ, công nhân viên.
- Cơ cấu nhân lực: Tổng số cán bộ công nhân viên chức trong nhà máy là 712 người
3.1.3 Tình hình sản xuất và phát triển của nhà máy giấy Việt Trì giai đoạn chủ yếu sau đây:
Ngày 19-5-1961 ra đời tờ giấy đầy tiên đúng vào ngày sinh nhật lần thứ 71 của Bác Hồ trên máy xeo dài khổ rộng 2,6m, công suất 9000tấn / năm Tổng công suất của nhà máy là 18000 tấn / năm, diện tích của nhà máy là 18 ha Dây chuyền của nhà máy gồm cắt nứa, tẩy , nấu, nghiền, xeo dài, xeo tròn Năm 1963 đƣa dây chuyền thu hồi sút vào hoặt động Từ năm 1961 đến 1965 nhà máy đã sản xuất đƣợc 41000 tấn, riêng năm 1965 đạt cao nhất 12000 tấn giấy Sản phẩm bao gồm giấy viết, giấy in, giấy vẽ kỹ thuật,đáp ứng nhu cấu miên Bắc và xuất khẩu sang một số nước xã hội chủ nghĩa và Châu Phi.
Vào năm 1966, xưởng thu hồi kiềm bị bom tấn công và hoàn toàn hư hỏng Đến năm 1967, xưởng nấu bột giấy cũng bị trúng bom, gây hư hại nặng nề cho ba nồi nấu đứng và hệ thống tẩy rửa ba giai đoạn Ngoài ra, xưởng xeo cũng chịu thiệt hại do bom, với tổ sấy số 4 của máy xeo 2 và tổ sấy số 3 của máy xeo 1 bị hư hỏng, cùng với hai máy ép quang và bốn máy nghiền.
Năm 1967, Việt Nam nỗ lực sản xuất thêm "1000 tấn giấy lên đường chống Mỹ" Trong giai đoạn 1967-1968, 10 máy xeo vệ tinh với công suất 50 tấn/năm và 4 máy xeo tròn 300 tấn/năm được lắp đặt tại hai địa điểm F1 (Tây Cốc - Phú Thọ) và F2 (Văn Chấn - Sơn La) Tuy nhiên, vào năm 1968, xưởng điện bị trúng bom trong bối cảnh Mỹ tiến hành cuộc chiến tranh khốc liệt tại Việt Nam.
Từ năm 1968 đến 1972, nhà máy tiếp tục bị tấn công nhưng vẫn duy trì hoạt động sản xuất và chiến đấu dưới sự chỉ huy của Giám đốc Phạm Văn Trị, người đứng đầu trung đoàn tự vệ và đã thành lập nhiều cơ sở giấy vệ tinh Trong giai đoạn 1961-1972, khoảng 1.150 cán bộ đã ra chiến trường Nhà máy giấy Việt Trì cùng các nhà máy khác trong khu vực bị tàn phá liên tục, dẫn đến hư hại nghiêm trọng về cơ sở vật chất Vào thời điểm này, nhà máy gần như bị tê liệt và không thể hoạt động.
Năm 1973 khôi phục tạm để sản xuất ( tẩy, rửa, nghiền,máy chạy xeo 2,
Năm 1973, nhà máy xeo 2 bắt đầu sản xuất giấy trở lại, với sản lượng hàng năm đạt từ 5000-5500 tấn trong giai đoạn 1976-1980 Năm 1981, nhà máy khôi phục máy xeo 1 và lắp đặt dây chuyền nấu mới với 3 nồi cầu 25m3/nồi Các năm tiếp theo, nhà máy lắp máy xeo tròn với công suất 1.000 tấn/năm và xây dựng nhà tẩy trắng 3 giai đoạn Từ 1976 đến 1982, nhà máy giữ vai trò chủ tịch nhóm sản phẩm giấy miền Bắc, góp phần xây dựng nhiều nhà máy nhỏ ở địa phương Đây là thời kỳ nhà máy nỗ lực khắc phục hậu quả chiến tranh và phục hồi sản xuất, mặc dù gặp nhiều khó khăn.
Thời kỳ chuyển đổi từ nền kinh tế bao cấp sang nền kinh tế thị trường đa dạng tại Việt Nam đã gặp nhiều thách thức Các công ty đối mặt với khó khăn khi sản phẩm sản xuất không đáp ứng được nhu cầu thị trường, chủ yếu do thiết bị và máy móc lạc hậu.
Năm 1996, công ty đã chuyển đổi máy xeo 1 thành máy xeo tròn nhiều lưới và lắp đặt 6 máy nghiền đĩa thay thế cho máy nghiền côn Trong giai đoạn này, sự gia tăng của giấy nhập khẩu đã gây ra nhiều khó khăn cho công ty trong việc tiêu thụ sản phẩm, do phải cạnh tranh về giá cả và chất lượng với các sản phẩm ngoại nhập.
Trong suốt 98 năm hoạt động, Công ty Giấy Việt Trì đã ghi nhận sự tăng trưởng liên tục về sản lượng và doanh thu, tạo dựng niềm tin và uy tín vững chắc trong ngành Được sự hỗ trợ từ Tổng Công ty Giấy Việt Nam và Bộ Công nghiệp, công ty đã được chính phủ phê duyệt dự án đầu tư xây dựng dây chuyền sản xuất giấy bao gói công nghiệp cao cấp với công suất 25.000 tấn/năm, đồng thời thực hiện cải tạo nâng cấp máy xeo 2 Năm 2000, sản lượng của công ty đạt 11.633 tấn.
Thông số kỹ thuật nhƣ sau:
- Khổ rộng tại cuộn : 2700mm
- Khổ rộng sau cắt : 2600mm
Vào tháng 10 năm 2001, công ty giấy Việt Trì đã tách nhà máy giấy thành hai đơn vị: Nhà máy giấy số 1 với dây chuyền sản xuất cũ và Nhà máy giấy số 2 với dây chuyền mới Năm 2001, sản lượng của dây chuyền mới đạt 15.350 tấn, và năm 2002 đạt 21.000 tấn, tổng cộng sản lượng từ 2001 đến 2002 là 209.835 tấn Trong những năm gần đây, sản phẩm giấy đã đáp ứng yêu cầu đơn đặt hàng và đạt tiêu chuẩn chất lượng ISO 9001-2000 Từ năm 2002 đến 2005, dây chuyền mới đã được đưa vào sản xuất ổn định với sản lượng từ 30.000 đến 40.000 tấn mỗi năm.
Hiện nay, nhà máy chủ yếu sản xuất dây chuyền hai còn dây chuyền một đã ngừng hoặt động.
Khảo sát quá trình sản xuất bột giấy tại công ty giấy Việt Trì
3.2.1 Nguyên liệu : Ở công ty sử dụng các loại nguyên liệu sau :
-OCC (Old Corrugated Containers – Cáttông sóng đã qua sử dụng )
- HWS (Hard White Sarving – Biên trắng)
- OB (Old Book - Sách cũ )
Nguyên liệu không đƣợc bảo quản trong kho có mái che mà đƣợc sếp ngoài trời chờ đƣa vào sản xuất
Nguyên liệu được vận chuyển đến công ty qua đường bộ nhờ vị trí thuận lợi bên cạnh quốc lộ, giúp quá trình vận chuyển dễ dàng hơn Tuy nhiên, việc di chuyển nguyên liệu trong bãi chứa chủ yếu diễn ra thủ công, sử dụng xe kéo hoặc được thực hiện trực tiếp bởi công nhân.
Bảng 06: Bảng thống kê chi tiết về thành phần nguyên liệu
Chủng loại Đặc tích Nguồn gốc Trữ lƣợng
OCC - OCC có màu nâu,cứng, độ bền nén và độ bền xé cao
- Có thành phần xơ sợi phức tạp, nhiều loại tạp chất: Đinh
-Thu mua từ các cơ sở mua bán phế liệu trong nước và đƣợc vận chuyển về công ty bằng đường
- Hiệu suất thu hồi xơ sợi rất cao
-Màu trắng, xơ sợi có độ bền tương đối cao
-Hiệu suất thu hồi cao(80-85%)
-Thu mua từ các cơ sở mua bán phế liệu trong nước và đƣợc vận chuyển về công ty bằng đường bộ
-Lẫn tạp chất nhƣ đinh gim, cát sỏi
-Hiệu suất thu hồi xơ sợi thấp(60- 70%)
-Thu mua từ các cơ sở mua bán phế liệu trong nước và đƣợc vận chuyển về công ty bằng đường bộ
Nguyên liệu đƣa vào nấu đƣợc đánh giá qua một số tiêu chuẩn sau:
Bảng 07: Chỉ tiêu đánh giá chất lượng nguyên liệu
Nguyên liệu Tạp chất (%) Độ ẩm(%)
3.2.2 Quy trình công nghệ: Điều tiết bột
Nghiền bột Phân tán bột
Lọc cát nồng độ thấp
Phân ly bột Sàng trống
Lọc cát nồng độ cao Đánh tơi thuỷ lực
3.2.2.1 Công đoạn đánh tơi : Sử dụng máy đánh tơi thủy lực
Mục đích của quá trình đánh tơi trong sản xuất bột tái sinh là chuyển hóa nguyên liệu ban đầu thành các sợi riêng biệt với mức độ cao nhất để tạo ra dung dịch huyền phù có thể bơm được Nguyên liệu, cụ thể là bìa cát tông, được vận chuyển vào máy đánh tơi thủy lực qua băng tải, nơi chúng được xử lý thành sợi và lọc bỏ một số tạp chất không qua lưới.
Máy đánh tơi thủy lực được cấu tạo từ các bộ phận chính như dao bay, dao đế, lưới sàng và thân máy Thân máy có hình trụ với một gờ nổi dọc theo đường sinh, giúp tăng cường khả năng va đập thủy lực, nâng cao hiệu quả hoạt động của máy.
+ Dao bay: Nằm ở giữa; có khả năng quay;
+ Dao đế: gồm 2 dao đế nằm hai bên cố định trên các mảnh dao bay và dao đế có các rãnh khía
+ Thủy lực: Là dạng đứng
- Các thông số công nghệ:
+ Máy đánh tơi thuỷ lực:
Công suất động cơ: 150kw
Đường kính mắt sàng: mm
Vận tốc cánh khuấy: 15mm/giây
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống bắt đầu bằng việc cấp nước vào thùng đánh tơi, nơi mà dao bay được truyền động bởi mô tơ và quay Dung dịch bột sẽ bị chà xát với mặt dao và ép xuống mặt sàng, trong khi dòng bột quay theo chiều dao va đập với tấm gờ, làm tăng khả năng đánh tơi nguyên liệu Bột hợp cách có kích thước nhỏ sẽ chui qua mặt sàng và được bơm vào bể chứa, trong khi bột không hợp cách có kích thước lớn sẽ được rút qua hộp thải về sàng trống hoặc thải ra ngoài qua van xả đáy.
Hình 18: Máy đánh tơi thuỷ lực
- Mục đích : Làm sạch bột hoạt động theo nguyên lý li tâm Để loại bỏ các loại tạp chất: Đinh, ghim, cát , sạn , bột ni lông…
+ Ở công ty sử dụng 2 thiết bị lọc cát : lọc cát nồng độ cao (HDC),
Và lọc cát nồng độ thấp(LDC)
HDC là bột được sử dụng để lọc với nồng độ 5%, tương đương với nồng độ bột trong máy đánh tơi thủy lực Chức năng chính của HDC là loại bỏ các tạp chất rắn có khối lượng và kích thước lớn, bao gồm cả đinh ghim Kích thước của thân máy có đường kính 0 cm.
+LCD:Lọc cát nồng độ thấp : Lọc cát sạn có kích thước nhỏ và có khối lƣợng nhỏ ( Khối lƣợng riêng nhỏ hơn khối lƣợng riêng của bột ).
Lọc cát nồng độ thấp của công ty được thiết kế với ba cấp lọc, mỗi cấp đảm nhận một vai trò quan trọng trong quá trình lọc Lượng thải dưới côn ở mỗi cấp chiếm khoảng 10% khối lượng bột đưa vào lọc, đảm bảo hiệu quả tối ưu trong việc xử lý và lọc cát.
+Lọc cát nồng độ thấp người ta pha loãng để vào sàng Nồng độ bột ở lọc cát nồng độ thấp nằm trong khoảng 0,8 đến 1,2
Lọc cát nồng độ thấp và lọc cát nồng độ cao có nhiều điểm tương đồng, nhưng lọc cát nồng độ thấp thường có nhiều cấp lọc, dẫn đến cấu tạo phức tạp hơn.
+ Cấu tạo của thiết bị lọc cát nồng độ cao:
Thân : Hình trụ , ở phía trên có lỗ giải phóng bột hợp cách , phía bên trái thân có lỗ cho bột vào, và phía dưới có lỗ tháo cặn
Hình 19: Sơ đồ 1 cấp lọc cát nồng độ thấp ở nhà máy
Bột tốt thiết bị lọc 1 sang sàng, bột xấu của thiết bị lọc 1 thì sang thiết bị lọc 2
Bột tốt thiết bị lọc 2 sang sàng, bột xấu của thiết bị lọc 2 thì sang thiết bị lọc 3
Bột tốt thiết bị lọc 3 sang sàng, bột xấu của thiết bị lọc 3 thì thải ra ngoài
+ Nồng độ bột: Lọc cát nồng độ cao có nồng độ bột là 5%, lọc cát nồng độ thấp có nông độ từ 0,8 đến 1,2
+Công suất động cơ: 75kw
Hoạt động của thiết bị lọc CYCLON dựa trên nguyên lý ly tâm, cho phép bột đi vào theo hướng tiếp tuyến với thành thiết bị Dưới tác động của lực ly tâm, bột tạo thành dòng xoáy bên trong, trong khi chất thải nặng hơn sẽ bị văng ra phía thành và rơi xuống đáy để được thải ra ngoài Bột hợp cách sau đó sẽ được sử dụng tiếp.
Hình20: Nguyên lý lọc cát cyclon
Quá trình sàng lọc nhằm loại bỏ tạp chất dựa trên tiêu chí hình dạng, kích thước và độ biến dạng của chúng Những tạp chất không thể được loại bỏ trong công đoạn lọc cát sẽ được xử lý và loại bỏ ở giai đoạn sàng.
Trong giây chuyền của nhà máy bố trí 2 sàng:
+ Sàng thô: Dùng để loại bỏ các tạp chất thô, có kích thước lớn.Với sàng thô nhà máy sử dụng sàng trống
+ Sàng tinh: Lắp đặt sau sàng thô dùng để loại bỏ các tạp chất có kích thước bé Với sàng tinh ở nhà máy sử dụng sàng khe
-Cấu tạo sàng khe: Gồm có các bộ phận sau:
+Công suất dộng cơ: 75kw
+Đường kính mắt sàng = 2,5mm
+Áp lực bột vào: 4kg/cm 2
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống sàng lọc bột là khi bột được đưa vào trong lồng sàng theo phương tiếp tuyến với vỏ sàng, cánh gạt quay tạo ra lực ly tâm giúp ép bột sát vào mặt trong của lồng sàng Những hạt bột có kích thước nhỏ sẽ lọt qua khe sàng và được dẫn ra ngoài, trong khi đó, bột không hợp cách với kích thước lớn sẽ được giữ lại trong lồng sàng và được thải ra ngoài qua ống thải.
- Mục đích: Đánh tơi sợi tạo huyền phù sơ sợi đồng đều Thiết bị nghiền mà công ty sử dụng là dạng nằm ngang
-Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền
+Ảnh hưởng của áp lực nghiền –Png ( kg/cm 2 )
+Ảnh hưởng của nhiệt độ nghiền
+Ảnh hưởng của nồng độ bột
-Ảnh hưởng của quá trình nghiền đến tính chất của giấy
+Độ bền kéo: Độ bền kéo phụ thuộc vào lực liên kết( O…H) và lực đan dệt vật lý
+Độ bền xé: Độ bền xé do độ bền nguyên thủy và đan dệt của xơ sợi quyết định
+Độ bền bục: Chịu ảnh hưởng bởi độ bền kéo và độ bền xé
- Cấu tạo: Ở công ty sử dụng máy nghiền đĩa
Gồm có dao bay nắm ở giữa có thể quay đƣợc và 2 dao đế nằm 2 bên cố định không chuyển động quay đƣợc
+Dao đế có thể di động dọc theo trục máy nghiền để điều chỉnh áp lực nghiền bằng các hệ bơm dầu thuỷ lực
+Dao bay đƣợc gắn với một mô tơ truyền động
Trên các mảnh dao bay và giao đế có các rãnh khía không hướng tâm, nhằm mục đích ngăn chặn bột bay ra ngoài khi có lực ly tâm Các rãnh này giúp bột tràn qua các khe, từ đó tăng cường khả năng chà sát và nghiền bột hiệu quả hơn.
+ Công suất động cơ: 45kw
+Áp suất nghiền: 4kg/cm 2
Nguyên tắc hoạt động của máy nghiền là bột được đưa vào từ hai phía và cấp vào từ tâm Trong quá trình hoạt động, bột di chuyển từ tâm dao bay, chà xát qua các khe giữa dao bay và dao đế, sau đó thoát ra ngoài qua thân vỏ Tại nhà máy, có hai máy nghiền hoạt động theo cấu trúc mắc nối tiếp và song song, cho phép linh hoạt trong việc vận hành.
Hình 22: Máy nghiền bột ở nhà máy
Mục tiêu chính là ổn định lưu lượng dòng bột vào thiết bị lọc cát nồng độ thấp Hòm điều tiết được cấu tạo với vỏ hòm hình trụ và vách chảy tràn phía trong thân, giúp điều chỉnh hiệu quả dòng chảy.
Nguyên tắc hoạt động của máy điều tiết là dòng bột được đưa vào ngăn A và dòng bột ra cũng lấy từ ngăn A Bột thừa sẽ tràn qua ngăn B và trở lại bể chứa.
Hình 23: Thùng điều tiết ở nhà máy
3.2.2.6.Công đoạn phân ly bột
-Mục đích: Phân loại bột hợp cách và bột không hợp cách
-Cấu tạo: Hình côn, nằm ngang, phía trong có mặt sàng và và một mô tơ guồng quay để tạo ra lực ly tâm
Nguyên tắc hoạt động của hệ thống là dung dịch bột đi vào đầu côn bé theo phương tiếp tuyến, trong khi bột hợp cách (bột có khối lượng lớn nhất) sẽ thoát ra ở phía bên kia của côn bé Ngược lại, bột không hợp cách (bột có khối lượng nhỏ) sẽ bị dồn về phía côn lớn Các vật có khối lượng và kích thước nhỏ sẽ được thải ra ngoài qua mặt sàng, trong khi những vật có khối lượng nhỏ nhưng kích thước lớn sẽ được thải qua ống thải.
-Mục tiêu: Làm giảm nồng độ bột để chuyển sang máy phân tán Ở công ty sử dụng máy cô đạc có cấu tạo :
- Cấu tạo gồm có lô lưới quay( mắt lưới 30 mm) và lô cao su ở phía trên áp sát vào lô lưới
+Năng lực sản xuất: 90 tấn / ngày
+Công suất động cơ: 15kw
+Nồng độ bột sau cô đặc: 6 - 8 %
+Đường kính mắt lưới: 0mm