CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY THEO PHƯƠNG PHÁP NHIỆT CƠ

CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY THEO PHƯƠNG PHÁP NHIỆT CƠ

Tr-ờng đại học bách khoa hà nộiViện khoa học và công nghệ môi tr-ờng

Hà Nội, 10-2008

Mục lục

Mục lục 2

Mở đầu 3

1 Giới thiệu chung 4

1.1 Lịch sử của giấy và ngành sản xuất giấy 4

1.2 Tình hình sản xuất giấy trên thế giới 5

1.3 Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam 7

1.4 Sơ l-ợc về các công nghệ chủ yếu trong sản xuất giấy 11

2 Sản xuất giấy bằng ph-ơng pháp nhiệt cơ 13

2.1 Đặc thù của công nghệ sản xuất giấy bằng ph-ơng pháp nhiệt cơ 13

2.2Quy trình sản xuất giấy bằng ph-ơng pháp nhiệt cơ 18

2.3 Ưu nh-ợc điểm của sản xuất giấy theo ph-ơng pháp nhiệt cơ 20

3 Vấn đề về sử dụng nguyên vật liệu trong sản xuất giấy 21

3.1 Nguyên vật liệu 21

3.2 Sử dụng năng l-ợng trong sản xuất giấy 22

4 Vấn đề môi tr-ờng trong sản xuất giấy theo ph-ơng pháp nhiệt cơ 22

4.1 N-ớc thải 24

4.2 Khí thải 26

4.3 Chất thải rắn 26

5 Xử lý ô nhiễm 27

6 Kết luận 29

7 Tài liệu tham khảo 30

Mở đầu

Trong nền kinh tế quốc dân, các ngành sản xuất đều có vai trò vô cùng quantrọng Mỗi ngành sản xuất sẽ đem lại của cải vật chất phục vụ đời sống con ng-ờibằng những sản phẩm khác nhau từ những cách thức khác nhau Hầu hết các ngànhsản xuất đều tác động ảnh h-ởng tới môi tr-ờng Sản xuất tạo ra vật chất nh-ngcũng đồng thời thải vào môi tr-ờng các chất thải độc hại gây tổn hại cho con ng-ời.Sản xuất là bắt buộc Vì không sản xuất thì sẽ không có những thứ ta cần để duy trìcuộc sống Vậy, vấn đề là phải làm sao sản xuất mà không gây ô nhiễm hoặc giảmthiểu ô nhiễm tới mức không nguy hại cho con ng-ời và các loài sinh vật

Môn học Các quá trình sản xuất cơ bản nghiên cứu về các công nghệ sảnxuất cơ bản và chủ yếu trong công nghiệp và trong đời sống Chủ yếu là nghiên cứu,tìm hiểu về các công nghệ, các công đoạn sản xuất, các chất thải phát sinh trongtừng công đoạn để rồi tìm ra những ph-ơng pháp sơ bộ để xử lý ô nhiễm Đối vớibài tiểu luận, nhóm sinh viên lớp công nghệ môi tr-ờng bao gồm 4 thành viên:Nguyễn Hữu Sang (nhóm tr-ởng), D-ơng Văn Bộ, Đặng Tuấn Anh, Tạ QuangTuyên H-ng nhận đ-ợc đề tài: công nghệ sản xuất giấy bằng ph-ơng pháp nhiệt cơ Trong quá trình thực hiện đề tài này, các thành viên trong nhóm đã thảo luận,nghiên cứu, tìm hiểu và đã cố gắng trình bày hoàn thiện nhanh nhất có thể Bài báocáo chuyên đề này gồm có 5 phần chính Bạn Đặng Tuấn Anh phụ trách viết phầngiới thiệu chung bao gồm các nội dung sơ l-ợc về giấy và ngành sản xuất giấy cũngnh- tình hình sản xuất hiện nay ở Việt Nam và trên thế giới Nội dung sơ l-ợc vềcác công nghệ sản xuất giấy cơ bản cũng đ-ợc trình bày ở phần này Bạn Tạ QuangTuyên H-ng viết phần Vấn đề môi tr-ờng và Xử lý ô nhiễm Bạn D-ơng Văn Bộthực hiện về vấn đề sử dụng nguyên liệu và năng l-ợng Nhóm tr-ởng Nguyễn HữuSang viết phần chính của Nội dung công nghệ, chỉnh sửa phần Xử lý ô nhiễm vàtoàn bộ lời mở đầu và kết luận của bài báo cáo chuyên đề Với ph-ơng châm họchỏi là chính nên bài báo cáo chắc hẳn khó có thể tránh khỏi những sai sót Rấtmong nhận đ-ợc sự ủng hộ và đóng góp ý kiến từ phía thầy cô và các bạn sinh viêntrong lớp Em xin chân thành cảm ơn!

Nhóm sinh viên thực hiện

1.1 Giới thiệu chung:

1.1 Lịch sử của giấy và ngành sản xuất giấy:

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàngnghìn năm Từ thời cổ đại, ng-ời Ai Cập đã biết làm ra giấy từ sợi của cây papyrusmọc bên bờ sông Nile

Giấy cói cổ từ Ai Cập

Xuất xứ của giấy là từ Trung Quốc Giấy là một vật liệu từ các xơ dài từ vài

mm đến vài cm, th-ờng có nguồn gốc thực vật đ-ợc tạo thành mảng l-ới bởi lựcliên kết hidro không có chất kết dính Loại giấy quan trọng là giấy viết, bên cạnh đógiấy đ-ợc sử dụng làm bao bì, giấy vệ sinh, giấy ăn, giấy trang trí và còn phục vụnhiều mục đích khác Ngay từ những năm tr-ớc Công nguyên, giấy đã đ-ợc pháttriển rộng khắp tại Trung Quốc Thế kỉ II đã có khăn giấy Tờ báo Bắc Kinh pháthành số đầu tiên vào năm 363, thế kỉ VI đã có giấy vệ sinh phục vụ cho triều đình

và hoàng gia Dần dần, giấy đ-ợc lan rộng ra khắp trên toàn thế giới Đầu tiên là thếgiới ả Rập, sau đó nhanh chóng phổ biến ở châu Âu

Ban đầu, ph-ơng pháp sản xuất giấy còn rất thô sơ và đơn giản: ng-ời tanghiền -ớt các nguyên liệu thực vật (nh- tre, gỗ, nứa…) thành bột nhão rồi trải rathành lớp mỏng rồi sấy khô Nhờ cách này các sợi thực vật sẽ liên kết với nhau tạothành tờ giấy Nhiều thế kỉ trôi qua, mãi đến thế kỉ VIII phát minh này của ng-ờiTrung Hoa mới đ-ợc du nhập vào Trung á, tiếp đó là châu Âu Đến thế kỉ XV, cáchsản xuất này đã xuất hiện ở Tây Ban Nha, Italia, Pháp và Đức Khi đó giấy đ-ợc sảnxuất thủ công với nguyên liệu chủ yếu là bông và vải lanh vụn

Đầu thế kỉ XIX, sản xuất giấy đ-ợc cơ giới hóa ngày càng nhiều, năng suấtlao động tăng nhanh khiến nhu cầu về vải vụn cũng tăng nhanh Bên cạnh đó, nhucầu về giấy và nguyên liệu sản xuất giấy cũng liên tục tăng khi nhà máy in đ-ợc

phát minh ra vào thế kỉ XV Đặc biệt là vào thời điểm nhà máy giấy xuất hiện,ng-ời ta đã nghiên cứu dùng gỗ làm nguyên liệu thay cho vải vụn Năm 1840 ở

Đức, ng-ời ta đã phát triển ph-ơng pháp nghiền gỗ thành bột giấy bằng các thiết bịnghiền cơ học Năm 1866, nhà hóa học ng-ời Mỹ Benjamin Tigh đã phát minh raquy trình sản xuất bột giấy bằng ph-ơng pháp hóa học sử dụng Na2CO3 để sản xuấtbột giấy Năm 1880, nhà hóa học Đức Carl F.Dahl phát minh ra ph-ơng pháp sảnxuất bột giấy bằng Na2CO3 và NaOH Kể từ đó, gỗ trở thành nguyên liệu sản xuấtchính

Thành phần chính của giấy là cellulose Để tách cellulose ng-ời ta phải băm

gỗ thành các mẩu vụn rồi nghiền -ớt các mẩu vụn này thành bột nhão Bột giấy

đ-ợc rót qua sàng bằng l-ới kim loại, n-ớc sẽ chảy đi còn các sợi cellulose sẽ liênkết với nhau thành tấm giấy thô Tấm giấy thô này đ-ợc đ-a qua nhiều trục lăn đểsấy khô, ép phẳng và xử lý hoàn thiện cho thích hợp với nhu cầu sử dụng Chẳnghạn nh- giấy viết đ-ợc tẩm chất chống thấm n-ớc để không bị nhòe khi ta viết

Quy trình sản xuất bột giấy bằng ph-ơng pháp nghiền cơ học là quy trình cóhiệu quả thu hồi cellulose cao nh-ng tiêu tốn nhiều năng l-ợng và không loại bỏ hếtlignin khiến chất l-ợng giấy không cao Vì vậy quy trình này đ-ợc dùng chủ yếu là

để sản xuất giấy in báo, khăn giấy, giấy gói hoặc các loại giấy chất l-ợng thấpkhác Trong sản xuất ngày nay, quy trình Kraft đ-ợc áp dụng phổ biến nhất Tuyhiệu suất thu hồi cellulose ở quy trình này không cao bằng nghiền cơ học nh-ng nócho phép loại bỏ lignin khá triệt để nên giấy có độ bền t-ơng đối cao

Sự phát triển của giấy và ngành sản xuất giấy là cực nhanh vì nó có tầm ảnhh-ởng quan trọng đối với đời sống xã hội cũng nh- sự phát triển của nhân loại gắnliền với văn hóa đọc, viết, tiền giấy…

1.2 Tình hình sản xuất giấy trên thế giới:

Sản xuất giấy và bìa trên toàn cầu tiếp tục tăng trong năm 2006 và đạt 382triệu tấn (năm 2005 là 366 triệu tấn), theo RISI Annual Review of Global Pup &Paper Statistics 2007 Sản xuất bột giấy năm 2006 tăng 1,9% và đạt 192 triệu tấn(so với năm 2005 là 189 triệu tấn) Năm 2006, Mỹ vẫn là n-ớc đứng đầu trong sảnxuất và tiêu dùng giấy, xếp thứ hai và thứ ba là Trung Quốc và Nhật Bản TrungQuốc tiếp tục củng cố vị trí của mình khi sản xuất giấy và bìa tăng tr-ởng nhiềunhất với mức độ tăng tr-ởng là 16% Trong khi các n-ớc lớn khác trong sản xuất

giấy nh- Phần Lan và Canada thì sản l-ợng lại giảm xuống do bãi công và đóng cửacác cơ sở sản xuất Riêng châu á sản l-ợng năm 2006 đã tăng thêm 12 triệu tấn sovới năm 2005.

Bảng 1: Sản l-ợng bột giấy trên thế giới năm 2005 và 2006

Bắc Mỹ 62.189 61.352 16.090 15.324 216 216 78.495 76.892C.Âu 33.380 34.774 15.423 15.983 665 675 49.468 51.432Châu á 13.701 13.985 1.701 1.808 18.570 20.173 33.972 35.966Mỹ

Bảng 2: Tình hình xuất nhập khẩu và sử dụng giấy tái chế theo vùng lãnh thổ

Bảng 3: Sản l-ợng giấy toàn cầu theo chủng loại

Loại giấy In báo In & viết Tissue Bao bì Bìa Tổng

2005 10.615 33.487 8.007 44.834 16.341 129.210Châu á 2006 11.445 41.871 8.564 49.339 17.956 140.794

2005 12.981 39.613 6.754 27.375 13.869 109.730Châu Âu 2006 13.571 40.493 6.830 28.517 14.366 113.243

2005 12.662 28.936 7.446 33.999 14.820 102.168Bắc Mỹ 2006 11.863 28.784 7.549 34.893 14.879 102.243

Đơn vị: nghìn tấn

Theo đánh giá hàng năm về số liệu thống kê giấy và bột giấy thế giới năm 2008,sản l-ợng giấy và bao bì toàn cầu năm 2007 tiếp tục tăng và đạt trên 394 triệu tấn,tăng 3% so với 382 triệu tấn của năm 2006 Sản l-ợng bột giấy cũng tăng nh-ng chỉtăng ở mức 1% so với năm 2006 (từ 190 triệu tấn lên 192 triệu tấn)

1.3 Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam:

Đặc tr-ng của ngành sản xuất giấy ở Việt Nam là quy mô nhỏ (về sản l-ợng

và đầu t-), công nghệ sản xuất lạc hậu hoặc ch-a làm chủ đ-ợc công nghệ, mất cân

đối nămg lực sản xuất bột giấy, gây ô nhiễm môi tr-ờng ở khu vực sản xuất và vùnglân cận…

a, Quy mô sản xuất nhỏ nh-ng tốc độ tăng tr-ởng cao:

ở việt Nam, giấy cũng xuất hiện khá sớm do ảnh h-ởng của nền văn hóa từTrung Hoa Ngày nay, ngành công nghiệp sản xuất giấy của Việt Nam dù quy môvẫn còn quá nhỏ bé so với khu vực và thế giới dẫu rằng nó vẫn có một vị trí quan

trọng trong nền kinh tế quốc dân Năm 1995, ngành công nghiệp giấy Việt Nam(CNGVN) đạt giá trị 572 tỉ VNĐ, chiếm 2,34% tổng giá trị công nghiệp của cản-ớc và đứng vào hàng thứ 10 trong ngành công nghiệp CNGVN bao gồm 1408 cơ

sở sản xuất, trong đó có 42 cơ sở quốc doanh (của trung -ơng và địa ph-ơng), 39 cơ

sở thuộc kinh tế tập thể, 38 xí nghiệp t- nhân và phần còn lại (hơn 1269 cơ sở) làcác hộ lao động thủ công cá thể Tổng công suất sản xuất bột giấy và giấy củaCNGVN t-ơng ứng là 200.000 tấn/năm và 400.000 tấn/năm Theo thống kê củaHiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng tr-ởng cao và liên tục trongnhững năm vừa qua Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng tr-ởng bình quân là16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001 và 2002) đạt 20%/năm Dự báo tốc độ tăngtr-ởng của 5 năm tiếp theo là 28%/năm

Với tốc độ tăng tr-ởng cao nh- vậy, cùng với việc gia tăng sản phẩm giấynhập khẩu, đã giúp định suất giấy tiêu thụ trên đầu ng-ời của Việt Nam tăng từ3,5kg/ng-ời/năm trong năm 1995 lên 7,7 kg/ng-ời/ trong năm 2000, 11,4 kg/ng-ờitrong năm 2002 và khoảng 16 kg/ng-ời trong năm 2005 Để đáp ứng đ-ợc mức độtăng tr-ởng trên, ngành giấy Việt Nam đã có chiến l-ợc phát triển từ nay đến 2010,

đến năm 2010, sản l-ợng giấy sản xuất trong n-ớc sẽ đạt tới 1,38 triệu tấn giấy/năm(trong đó có khoảng 56% là nhóm giấy công nghiệp bao bì và 25% là nhóm giấy vệsinh) và 600.000 tấn bột giấy

Đặc tr-ng của ngành giấy Việt Nam là quy mô nhỏ Tính đến năm 2004, toànngành giấy có trên 300 nhà máy sản xuất giấy và bột giấy nh-ng phần lớn chỉ cóquy mô từ 1000 đến 20.000 tấn/năm Chỉ có khoảng 20 nhà máy là có quy mô trên20.000 tấn/năm (trong đó có 4 doanh nghiệp là có quy mô trên 50.000 tấn/năm Cácnhà máy có quy mô nhỏ chủ yếu do t- nhân đầu t-, công nghệ sản xuất lạc hậu dẫn

đến năng suất lao động thấp và chất l-ợng giấy thành phẩm không cao đồng thờicòn gây ô nhiễm nặng cho môi tr-ờng xung quanh Tiếp đến là do việc mất cân đốitrong đầu t-: do đầu t- sản xuất bột giấy cần vốn lớn (suất đầu t- còn lớn hơn nhàmáy điện), hiệu quả thấp, thời gian thu hồi vốn kéo dài (th-ờng là trên 20 năm) vànhiều rủi ro nên các nhà máy chủ yếu đầu t- vào khâu sản xuất giấy (sản l-ợng giấytăng từ 350.000 tấn lên 750.000 tấn trong khi sản l-ợng bột giấy chỉ tăng từ 94.000tấn lên 175.000 tấn), tổng kim ngạch nhập khẩu các loại bột giấy lên đến khoảng 97triệu USD Bên cạnh đó là chủng loại giấy và chất l-ợng sản phẩm ch-a đáp ứng

đ-ợc nhu cầu của ng-ời tiêu dùng, quy mô vùng nguyên liệu thì nhỏ và năng suấttrồng rừng còn thấp…

Công nghiệp giấy thực chất là ngành sản xuất đa ngành và tổng hợp, sử dụngmột l-ợng khá lớn nguyên liệu đầu vào (nguyên liệu từ rừng, các hóa chất cơ bản,nhiên liệu, năng l-ợng, n-ớc…) so với khối l-ợng sản phẩm đã tạo ra (tỉ lệ bìnhquân vào khoảng 10/1) Quá trình sản xuất bột và giấy đã sinh ra một l-ợng rất lớncác chất thải ở dạng rắn, lỏng (n-ớc thải) và khí Tùy thuộc vào công nghệ màl-ợng n-ớc tiêu hao trong quá trình sản xuất giấy vào khoảng 100-500 m3/tấn sảnphẩm ảnh h-ởng của nấu bột và sản xuất giấy tới môi tr-ờng chủ yếu ở hai giai

đoạn: nấu bột giấy và tẩy trắng bột giấy Quá trình nấu bột giấy (bằng ph-ơng phápsunfit hay sunfat) đều thải ra các hợp chất (ở dạng lỏng) chứa l-u huỳnh, đồng thờithải ra khí SO2, H2S, các mercaptan, các sunfua… Quá trình tẩy trắng bột giấy gây

ô nhiễm môi tr-ờng nhiều nhất vì có sử dụng clo và các hợp chất của nó hypoclorit, clo đioxit Để tẩy trắng 1 tấn bột giấy cần tới 100 kg clo và các hợp chấtcủa nó (trong đó có tới 50% là clo phân tử) Về mặt công nghệ sản xuất, trong quátrình tẩy trắng bột giấy, đ-a vào bao nhiêu clo thì thải ra từng ấy Hiện nay trên thếgiới cũng ch-a có công nghệ tái sử dụng clo trong khâu tẩy trắng bột giấy

nh-Nói chung, do quy mô nhỏ, sản xuất phân tán nên CNGVN ch-a gây ranhững vấn đề nghiêm trọng trên diện rộng Tuy nhiên do hầu hết các cơ sở ít hoặckhông có đầu t- cho xử lý chất thải (mà tr-ớc hết là n-ớc thải) nên vấn đề ô nhiễmcục bộ ở địa ph-ơng lại hay xảy ra; n-ớc thải đều không đạt các tiêu chuẩn quy

định về môi tr-ờng Qua khảo sát cho thấy cả 3 công ty giấy lớn nhất Việt Nam(Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai) mặc dù ba công nghệ sản xuất t-ơng đối hiện đại và

có đầu t- cho công trình xử lý n-ớc thải nh-ng các chỉ tiêu SS (chất rắn lơ lửng),BOD5, COD của n-ớc thải vẫn cao gấp vài lần so với tiêu chuẩn cho phép, ở các nhàmáy còn lại các chỉ tiêu SS, BOD5, COD còn cao gấp chục lần, hàng chục lần, thậmchí hàng trăm lần so với tiêu chuẩn cho phép

b, Mất cân đối năng lực sản xuất bột giấy:

Hiện tại, trong thời kỳ hội nhập với nền kinh tế thế giới, ngành giấy của ViệtNam đang gặp phải những khó khăn, thách thức về chủ động nguồn bột giấy, vềquy mô, trình độ công nghệ và các vấn đề về xử lý môi tr-ờng cũng nh- sức ép từphía nguồn giấy nhập khẩu với mức thuế suất thấp Nhất là các vấn đề về nguồn

nguyên liệu Giá bột giấy liên tục tăng, bình quân trên 120 USD/tấn so với tr-ớc.Những doanh nghiệp nào có thể chủ động đ-ợc bột giấy có khả năng sẽ lãi to, trong

đó hàng đầu là công ty giấy Bãi Bằng Hiện nay, đơn vị này hầu nh- chủ động hoàntoàn nguyên liệu sản xuất giấy in, giấy viết Kế đến, giấy Tân Mai có dây chuyềnsản xuất bột DIP (sản xuất bột giấy từ giấy in báo cũ có khử mực) nên cũng chủ

động đ-ợc nguồn bột giấy in báo Thêm vào đó, Tân Mai cũng đ-a nguyên liệu bộtkeo tai t-ợng vào thay thế bột gỗ thông, góp phần giảm giá thành sản phẩm, tăngkhả năng cạnh tranh đối với mặt hàng giấy khi thuế nhập khẩu giấy in báo từ cácn-ớc trong khu vực giảm từ 40% vào năm 2003 xuống còn 5% trong năm nay.Công ty giấy Sài Gòn cũng có dây chuyền sản xuất bột giấy từ giấy phế liệu nêncũng chủ động đ-ợc nguồn bột cho sản xuất giấy carton và giấy vệ sinh Một sốdoanh nghiệp có vốn đầu t- n-ớc ngoài cũng có những dây chuyền sản xuất bột từgiấy phế liệu giúp tăng khả năng cạnh tranh Tuy nhiên năng lực sản xuất của cáccông ty này vẫn ch-a đủ lớn để cung ứng cho sản xuất nên vẫn còn phải nhập khẩuthêm bột giấy Trong khi đó thì đa phần các nhà máy giấy khác mới chỉ ở b-ớc đầut- hoặc không chủ động đ-ợc nguồn bột giấy đều rơi vào tình trạng căng thẳng, sảnphẩm tạo ra có giá thành cao, nếu bán ra thị tr-ờng thì sẽ thua lỗ nặng Cũng bởi dongành giấy Việt Nam ch-a đầu t- đ-ợc một nhà máy sản xuất bột giấy lớn nào

đáng kể để cung cấp cho toàn ngành nên phần lớn các doanh nghiệp phải nhập khẩudẫn đến việc phụ thuộc Mỗi năm nhập khẩu khoảng 130.000 - 135.000 tấn bộtgiấy

c, Ch-a làm chủ đ-ợc công nghệ:

Hiệp hội giấy Việt Nam cho biết, riêng nhu cầu nhập khẩu giấy bao bì côngnghiệp, giấy tráng phấn chiếm 36,84% (175.000 tấn), giấy làm lớp mặt carton sóngchiếm 18,69%, giấy làm carton chiếm 29,27%, giấy duplex (một mặt trắng hoặc haimặt trắng) chiếm 5,7%, giấy làm bao xi măng chiếm 9,5% Nh- vậy, nhu cầu giấytráng phấn là rất lớn Vừa qua, các công ty Giấy Việt Trì, công ty giấy Bình An,công ty giấy Hải Phòng đã đầu t- vào sản xuất giấy tráng phấn Đây đ-ợc xem làb-ớc đi đúng h-ớng nhằm đáp ứng nhu cầu tiêu dùng trong n-ớc Tuy nhiên, hầuhết các mặt hàng giấy tráng phấn ch-a đ-ợc sản xuất ổn định, sản phẩm làm rach-a đáp ứng đ-ợc nhu cầu trong n-ớc là một tổn thất lớn Ngoài dự án của công tyGiấy Hải Phòng mới đ-a vào hoạt động nên ch-a có đánh giá chuẩn xác, còn lại hai

dự án giấy của công ty giấy Việt Trì và Bình An đã trở thành một gánh nặng tàichính do thiết bị đầu t- không hiệu quả, không khai thác đ-ợc hết năng lực đầu t-.

Theo nhận xét của các chuyên gia, nguyên nhân chủ yếu là do các doanhnghiệp ch-a làm chủ đ-ợc công nghệ, ch-a có kinh nghiệm sản xuất mặt hàng này

và thị tr-ờng ch-a ổn định Đối với mặt hàng giấy in và giấy viết, trong những nămqua giấy Bãi Bằng, Tân Mai, Đồng Nai đã chủ động đ-ợc công nghệ sản xuất Tuynhiên, có nhiều dự án đầu t- của t- nhân sản xuất mặt hàng này mới chỉ chú trọngthiết bị mà ch-a làm chủ đ-ợc công nghệ khiến sản phẩm làm ra không tiêu thụ

đ-ợc Đến nay nhiều doanh nghiệp đứng tr-ớc nguy cơ phá sản vì không trả đ-ợc

nợ và gây ô nhiễm môi tr-ờng nghiêm trọng

1.3 Sơ l-ợc về các công nghệ chủ yếu trong sản xuất giấy:

a, Sản xuất giấy tr-ớc khi công nghiệp hóa:

Giấy có thể đ-ợc sản xuất thủ công hay bằng máy không phụ thuộc vào sợidùng làm nguyên liệu Thành phần chính của giấy là các sợi cellulose Tr-ớc tiên,tinh bột, nhựa cây và các thành phần khác của cây đ-ợc tách ra khỏi cellulose Saukhi tách ra, cellulose đ-ợc pha loãng trong n-ớc và giã thành sợi Khi chế bột này(khoảng 95%) lên một cái rây, phần lớn n-ớc chảy thoát đi Rây phải đ-ợc lắc đều,các sợi sẽ nằm chồng lên nhau và tạo thành một tấm giấy Nếu trên l-ới rây có làmsẵn hình mẫu, sợi sẽ nằm chồng ở các chỗ đó ít hơn và khi soi tấm giấy tr-ớc ánhsáng có thể nhận thấy đ-ợc chìm trên giấy

Ban đầu giấy chỉ đ-ợc sản xuất bằng các ph-ơng pháp thủ công đơn giản.Cho đến nửa sau thế kỉ XIX các sợi cellulose cần dùng đ-ợc ng-ời làm giấy thul-ợm từ các quần áo cũ làm từ sợi lanh Những ng-ời thu mua và buôn bán quần áo

cũ là những ng-ời cung cấp nguyên liệu cho các x-ởng xay giấy Có thời gian quần

áo cũ hiếm đến mức độ đã bị cấm xuất khẩu và ng-ời ta đã dùng đến vũ lực để ngănchặn việc này Trong các x-ởng xay giấy, giẻ đ-ợc cắt thành mảnh vụn, đôi khi

đ-ợc rửa sạch và làm cho mục nát và sau đó đ-ợc đ-a vào máy giã thành sợi Máygiã hoạt động bằng sức n-ớc

Ng-ời thợ làm giấy múc tờ giấy từ bột giấy loãng này bằng một cái rây thấp,làm bằng đồng hình chữ nhật có l-ới rất tinh, thành rây có thể tháo ra đ-ợc Sau đómột ng-ời thợ khác ép tờ giấy từ rây lên trên một tấm nỉ trong khi thợ làm giấy múc

tờ kế tiếp Sau khi ép xong các tờ giấy đ-ợc treo lên để phơi khô Giấy đ-ợc ép

thêm lần nữa, vuốt phẳng rồi đóng gói Nếu là giấy viết thì đ-ợc nhúng keo, ép rồimới phơi khô.

Thợ làm giấy

Máy Hà Lan (một phát minh của các thợ làm giấy ở Hà Lan vào năm 1670)

là b-ớc đột phá kỹ thuật hiện đại Đấy là một máy sản xuất ra bột giấy không còndùng giẻ cũ làm nguyên liệu ban đầu để sản xuất giấy nữa mà phần lớn là từ cácdây thừng, dây cáp và l-ới đánh cá Các vật liệu cứng này tr-ớc tiên đ-ợc cắt nhỏtrong một máy giã có một ít búa đập và nhiều dao nhọn rồi đ-ợc đ-a vào một máyxay để tiếp tục cắt nhỏ đi

Đến khoảng năm 1850 trở đi máy mài gỗ đ-ợc đ-a và sử dụng, mở ra khảnăng sản xuất giấy tầm cỡ công nghiệp từ nguyên liệu gỗ rẻ tiền

Máy mài gỗ trong viện bảo tàng công nghiệp Alte Dombach tại Bergisch Gladbach (Đức)

Vào khoảng năm 1879 chỉ ở Đức thôi đã có khoảng 340 x-ởng mài gỗ vậy Loại bột gỗ mài dùng làm giấy này còn chứa chất lignin sẽ làm giấy bị ố vàng

nh-sau một thời gian Friedrich Gottlob Keller (1816 - 1895) là ng-ời phát minh ra loạibột này.

b, Sản xuất giấy trong công nghiệp:

Ngày nay, giấy đ-ợc sản xuất trên các dây chuyền sản xuất hiện đại Dựa vào

đó mà ng-ời ta chia làm ba ph-ơng pháp: sản xuất trên máy xeo dài, sản xuất trênmáy xeo tròn và sản xuất trên máy nhiều l-ới

L-ợc đồ sản xuất giấy trong công nghiệp

Các công nghệ này chỉ khác nhau về cách chế tạo bột Vì vậy ta có baph-ơng pháp sản xuất giấy đi từ bột cơ, bột hóa và bột cơ hóa

Máy sản xuất giấy

 Sản xuất giấy đi từ ph-ơng pháp bột cơ học:

Trong sản xuất bột cơ có các ph-ơng pháp là bột mài cơ, bột hóa cơ, bộtnhiệt cơ và bột nghiền

Bột gỗ mài trắng: đ-ợc mài từ gỗ đã đ-ợc bóc vỏ trong các máy mài gỗ Bột gỗ mài nâu: hình thành khi các cuống cây đ-ợc thấm -ớt trong các nồi

nấu tr-ớc khi mài

Bột nhiệt cơ: đ-ợc sản xuất từ phế liệu gỗ đ-ợc băm nhỏ và vỏ bào của các

x-ởng c-a Theo ph-ơng thức TMP (thermo-mechanical pulp) hay bột nhiệt cơ,

chúng đ-ợc làm thấm -ớt ở 1300C Các liên kết lignin nhờ vậy mà yếu đi Sau đón-ớc đ-ợc thêm vào và các miếng gỗ này đ-ợc nghiền trong các nhà máy nghiền.Nếu hóa chất đ-ợc sử dụng thêm vào trong lúc thấm -ớt thì ph-ơng pháp này đ-ợcgọi là ph-ơng pháp CTMP (chemo-thermo-mechanical pulp) hay bột hóa nhiệt cơ.

Nói chung, bột đ-ợc sản xuất từ gỗ mềm Quá trình sản xuất bột có thể làmkhô đ-ợc hơn 95% nh-ng đòi hỏi l-ợng lớn năng l-ợng Bột cơ tạo nên giấy có độ

đục cao, không bền, dễ đổi màu nếu để d-ới nhiều ánh sáng Mặc dù không bềnnh-ng có một số loại gỗ cứng cá biệt có màu sáng đ-ợc trộn với gỗ mềm để cảithiện một số đặc tính nh- mong muốn Mới đây sự ứng dụng và phát triển kết hợpcủa các quá trình cơ, nhiệt hóa để sản xuất bột giấy đã cho phép công nghiệp khaithác chắc chắn nguồn gỗ cứng nh- cây lá rụng, cây bạch đàn cho các sản phẩmt-ơng đối chắc chắn, bột từ các sợi ngắn có thể sử dụng thích hợp trong nhiều loại

đồ dùng bằng giấy

 Sản xuất giấy theo ph-ơng pháp bột hóa:

Trong sản xuất bột hóa, các dăm gỗ đ-ợc nấu với những hóa chất thích hợptrong dung dịch ở nhiệt độ cao và áp suất cao Mục đích để làm giảm và phân hủylignin, là chất làm cho giấy đen và không bền, và lấy hầu hết cellulose vàhemicellulose là những hợp chất chủ yếu tạo nên giấy mà không làm ảnh h-ởng đếnxơ sợi Thực tế, ph-ơng pháp này rất thành công trong việc tách lignin ra khỏi bộtgiấy Tuy nhiên nó cũng làm giảm và phân hủy phần nào cellulose vàhemicellulose Cho nên sản l-ợng bột giấy t-ơng đối thấp hơn so với ph-ơng phápcơ học Các mảnh gỗ đ-ợc xử lý hóa học bằng cách nấu Sau khi nấu khoảng 12 đến

15 tiếng các sợi đ-ợc tách ra khỏi các thành phần cứng đi cùng với cellulose

Tùy theo hóa chất đ-ợc nấu mà ng-ời ta phân biệt ra các ph-ơng pháp: kiềm,sunfit và sunfat Phần lignin còn sót lại sau khi nấu sẽ làm cho bột giấy có màuvàng hay nâu Vì thế phải rửa sạch và tẩy bột giấy Bột giấy sunfat so với bột giấysunfit thì dài hơn và bền hơn và mềm mại hơn Vì thế mà nó chủ yếu đ-ợc sử dụng

để làm giấy in và giấy viết có độ trắng cao Bột giấy sunfit đa số đ-ợc dùng để sảnxuất các loại giấy vệ sinh mềm

 Sản xuất giấy đi từ bột cơ hóa:

Ph-ơng pháp cơ hóa là ph-ơng pháp kết hợp giữa ph-ơng pháp cơ học và hóahọc Về căn bản, dăm gỗ một phần đ-ợc làm mềm hoặc nấu với hóa chất, phần cònlại sau đó đ-ợc thực hiện bằng cơ học, thông th-ờng là nghiền Nói đúng ra, bất kỳquá trình sản xuất cơ học nào cũng đ-ợc bổ trợ bởi xử lý hóa học của dăm gỗ tr-ớchay trong quá trình nghiền Hiệu suất bột th-ờng nằm trong khoảng từ 55 - 85%tùy thuộc vào mức độ xử lý hóa chất Trên thực tế nếu mức độ xử lý hóa chất nhẹnhàng thì hàm l-ợng lignin trong bột còn cao, bột thiên về cơ học nhiều hơn Loạibột có hiệu suất trên 85% có thể đ-ợc coi là bột cơ bán hóa Loại có mức thu hồibột nhỏ hơn gọi là bột hiệu suất cao (high yield) Khâu nấu chỉ khử đ-ợc một phầnnhỏ lignin, gỗ mảnh vẫn nguyên dạng nên buộc phải dùng máy nghiền mới có thể

đánh tơi thành bột Năng l-ợng dùng cho đánh tơi nhiều hay ít phụ thuôc vào mức

độ khử lignin cao hay thấp

 Ph-ơng pháp organocell:

Ph-ơng pháp organocell là ph-ơng pháp sản xuất bột giấy không có l-uhuỳnh và vì thế mà thân thiện với môi tr-ờng hơn Các mảnh gỗ đ-ợc nấu với hỗn