TIỂU LUẬN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY Đề tài Phân tích làm rõ về cơ chế, điều kiện của dây chuyền công nghệ quá trình khử mực in

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN KỸ THUẬT HÓA HỌC - o0o TIỂU LUẬN HỌC PHẦN CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY- CH4457 Đề tài: Phân tích làm rõ chế, điều kiện dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực in Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Phan Huy Hoàng Sinh viên: Nguyễn Bá Lâm 20180789 Đào Thị Huệ 20180748 Nguyễn Minh Hòa 20180731 Lương Mai Hiền 20180715 Nguyễn Thị Trang 20180974 Nguyễn Thị Ngọc Mai 20180847 Lê Thị Hảo 20170708 HÀ NỘI - 2021 MỤC LỤ  LỜI MỞ ĐẦU  PHẦN NỘI DUNG I TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ GIẤY 1.Tổng quan ngành giấy 2.Tổng quan ngành giấy tái chế 2.1.Tổng quan ngành giấy tái chế giới 2.2 Tổng quan ngành giấy tái chế Việt Nam Nguyên liệu dùng giấy tái chế Các yếu tố ảnh hưởng trình khử mực 4.1 Chất lượng giấy loại 4.2 Kiểm soát chất lượng giấy loại .9 4.3 Các nguồn giấy loại ( giấy thu hồi ) Dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực .10 5.1 Nguyên lý chung khử mực giấy loại .10 5.1.1 Vai trò NaOH 11 5.1.2 Vai trò chất hoạt động bề mặt 12 5.1.3 Vai trò Na2SiO3 15 5.1.4 Vai trò H2O2 16 5.2 Các phương pháp De-inking kết hợp 16 5.2.1 Tẩy mực tuyển 17 5.2.2 Tẩy mực rửa: 17 5.2.3 Tẩy mực hóa chất 18 II PHÂN TÍCH, LÀM RÕ CƠ CHẾ, ĐIỀU KIỆN DÂY CHUYỂN CÔNG NGHỆ 19 Thuyết minh dây chuyền công nghệ DIP 19 1.1 Cơng đoạn nghiền phối trộn hóa chất tách mực .19 1.2 Công đoạn tách cát sơ tuyển tách mực .20 Thiết bị dây chuyền công nghệ DIP 23 2.1 Thiết bị công đoạn nghiền phối trộn hóa chất tách mực .23 2.1.1 Máy nghiền thủy lực nồng độ cao 23 2.1.2 Máy nghiền thứ cấp .24 2.1.3 Máy sàng bột 25 2.2 Thiết bị công đoạn tách cát sơ tuyển mực in .26 (9) 2.2.1 Tuyển 26  KẾT LUẬN 28 TÀI LIỆU THAM KHẢO 28 Danh mục hình vẽ Hình 1: Thu gom sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy theo khu vực năm 2017 (triệu tấn) Hình 2: Thu gom sử dụng giấy thu hồi để sản xuất giấy Việt Nam (nghìn tấn) Hình 3: Mô tả thiết bị tẩy mực bọt 17 Hình 4: Nguyên lý phương pháp tẩy mực rửa 18 Hình 7: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực .19 Hình 8: Sơ đồ quy trình khử mực tuyển 22 Hình 9: Máy nghiền thủy lực nồng độ cao .23 Hình 10: Máy nghiền thứ cấp 24 Hình 11: Máy sàng bột 25 Hình 13: Tuyển Honshu 26 Hình 14: Tuyển Ecocell 27  LỜI MỞ ĐẦU Đối với sinh viên nghành Kỹ thuật hóa học nói chung sinh viên thuộc chuyên ngành Công nghệ Polyme& Compozit chuyên ngành Công nghệ sản xuất giấy giấy nói riêng, học tập tìm hiểu mơn học Công nghệ sản xuất giấy thật đem lại cho chúng em, không tảng kiến thức cần thiết, vững sở chuyên ngành , bên cạnh củng cố cho chúng em lối tư tự tìm hiểu đề tài nghiên cứu Trong tiểu luận chúng em- nhóm nhận nghiên cứu tìm hiểu đề tài “Phân tích làm rõ chế, điều kiện dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực in (De-inking)” Đây đề tài nghiên cứu hay giúp chúng em thu lượm nhiều kiến thức thú vị bổ ích Q trình khử mực in Công nghệ sản xuất giấy Chúng em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phan Huy Hồng tận tình giảng dạy, giúp đỡ truyền đạt kiến thức quý báu mơn Cơng nghệ sản xuất giấy để nhóm em hồn thành tiểu luận Đồng thời chúng em muốn gửi lời cảm ơn sâu sắc tới Viện Kỹ thuật hóa học trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đưa môn học Côn nghệ sản xuất Giaays vào chương trình đào tạo giúp chúng em có thêm kiến thức nòng cốt cho chuyên ngành Trong trình làm Tiểu luận cịn có nhiều thiếu xót lỗi sai, kính mong ý kiến đóng góp từ Thầy bạn sinh viện để tiểu luận hoàn thiện Chúng em xin chân thành cảm ơn!  PHẦN NỘI DUNG I TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ GIẤY 1.Tổng quan ngành giấy Lịch sử hình thành phát triển ngành cơng nghiệp giấy nói chung: Năm 105 sau Công nguyên coi năm mà nghề làm giấy phát minh Vào năm đó, ghi chép lịch sử cho thấy việc phát minh giấy Ts’ai Lun, quan chức Triều đình, báo cáo với Hồng đế Trung Quốc.(1) Từ khoảng kỷ thứ giấy viết khơng phổ biến Trung Quốc mà cịn xuất nhiều Nhật Bản Đặc biệt vào cuối kỷ thứ 7, giao tranh Samarcande, người Trung Quốc bị thua bí làm giấy người Trung Quốc bị lộ Kỹ thuật làm giấy nhanh chóng lan truyền sang nước Ả rập, Tây Ban Nha Từ kỹ thuật sản xuất giấy lan truyền khắp giới ngày có nhiều cải tiến nâng cao chất lượng sản lượng giấy (2) Ở Việt Nam, theo nghiên cứu lịch sử, từ kỉ thứ III người Việt Giao Châu biết dùng vỏ mật hương làm thành thứ giấy bán tốt, gọi mật hương Sau nhiều loại giấy khác làm vỏ dó, rêu biển, từ vỏ trầm, … Kỹ nghệ làm giấy nước ta gắn liền với nhu cầu xã hội liên tục phát triển qua thời Ngô, Lý, Trần, Lê, Nguyễn Giấy đồng hành với phát triển văn hóa dân tộc, góp phần tạo nên “Chiếu dời đô”, kỳ thi chọn nhân tài đất nước, tranh Đơng Hồ, … Tình hình sản xuất giấy Quy hoạch phát triển ngành giấy Việt Nam: Ngày giấy trở thành nhu cầu thiếu, thân lĩnh vực hoạt động người Theo báo cáo UNECE/FAO năm 2011, giới có khoảng 6000 nhà máy sản xuất bột giấy bán thành phẩm xơ sợi, với tổng sản lượng trung bình năm 2006-2010 đạt 220 triệu tấn/năm, hàng ngàn doanh nghiệp, sở sản xuất vừa nhỏ đáp ứng nhu cầu ngày tăng giấy sản phẩm từ giấy Ngành giấy ngành hình thành từ sớm Việt Nam, khoảng năm 284 Từ giai đoạn đến đầu kỷ XX, giấy làm phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã Tùy theo mục đích sử dụng khác sản phâm giấy chia thành nhóm:  Nhóm 1: Giấy dùng cho in, viết (giấy in báo, giấy in viết…)  Nhóm 2: Giấy dùng cơng nghiệp (giấy bao bì, giấy chứa chất lỏng)  Nhóm 3: Giấy dùng gia đình (giấy ăn, giấy vệ sinh…)  Nhóm 4: Giấy dùng cho văn phịng (giấy fax, giấy in hóa đơn…) Hiện Việt Nam sản xuất loại sản phẩm giấy in, giấy in báo, giấy bao bì công nghiệp thông thường, giấy vàng mã, giấy vệ sinh chất lượng thấp, giấy tissue chất lượng trung bình… cịn loại giấy tông kỹ thuật giấy kỹ thuật điện-điện tử, giấy sản xuất thuốc lá, giấy in tiền, giấy in tài liệu bảo mật chưa sản xuất 2.Tổng quan ngành giấy tái chế 2.1.Tổng quan ngành giấy tái chế giới Giấy tái chể (giấy thu hồi) ngun liệu đóng vai trị quan trọng ngành công nghiệp giấy nước phát triển nhờ tỷ lệ thu gom nội địa cao Tỷ lệ thu gom Bắc Mỹ đạt tỷ lệ 70%, khối EU đạt tỷ lệ 73%, Nhật Bản đạt tỷ lệ 81,3%; khu vực châu Á tỷ lệ thu gom đạt 52,5%, mức trung bình giới 59% Xuất giấy tái chế (giấy thu hồi) chủ yếu đến từ Bắc Mỹ, EU, Nhật Bản Khối EU thùa cung giấy tái chế 8,6 triệu tấn/năm, Bắc Mỹ thừa cung 20,5 triệu tấn/năm; châu Á thiếu cung 31 triệu tấn/năm, Mỹ Latin thiếu cung 0,8 triệu tấn/năm Hình 1: Thu gom sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy theo khu vực năm 2017 (triệu tấn) 2.2 Tổng quan ngành giấy tái chế Việt Nam Giấy qua sử dụng ngun liệu để phát triển ngành cơng nghiệp giấy nước.Giấy thu hồi có vai trị quan trọng nguyên liệu thay sản xuất giấy Việt Nam Tỷ lệ sử dụng giấy thu hồi làm nguyên liệu sản xuất giấy loại đạt tỷ lệ đến 87%, sử dụng sản xuất giấy bao bì đạt tỷ lệ đến 98% Hoạt động thu gom giấy thu hồi phát triển mạnh đạt đuợc tỷ lệ 43% Tuy nhiên tăng trưởng mạnh sản xuất hai năm gần đây, đặc biệt giấy bao bì dẫn đến tỷ lệ thu gom nước khơng theo kịp Kết hợp với hoạt động thu gom mang tính tự phát, manh mún, lạc hậu nên chưa mang lại hiệu cao Xu hướng cung- cầu giấy thu hồi Việt Nam: nhu cầu sử dụng để sản xuất giấy tăng khoảng 35%/năm, dự kiến đến năm 2025 nhu cầu sử dụng lên đến 13,2 triệu (năm 2018 sử dụng 3,7 triệu tấn) Hình 2: Thu gom sử dụng giấy thu hồi để sản xuất giấy Việt Nam (nghìn tấn) Tuy vậy, Ở Việt Nam, tỉ lệ giấy sử dụng thu hồi so với tổng lượng giấy tiêu dùng mức khoảng 25%, thấp so với nước khu vực Các sở sản xuất quy mơ lớn có tâm lý chuộng mua giấy thu hồi nhập nhắm tới hiệu cao thời gian chi phí có hóa đơn giá trị gia tăng nhập hàng Trong đó, cách hợp thức hóa chi phí sản xuất việc mua giấy loại thu gom nước phức tạp, rối rắm khiến công tác thu hồi giấy nước khơng có tiến triển Ngun liệu dùng giấy tái chế Những loại giấy sử dụng quy trình tái chế kể đến: - Giấy carton cứng từ thùng/bìa cứng cũ: Loại giấy có lớp giấy nối với lớp lốt bên thường có dạng xù có rãnh - Giấy báo, tạp chí cũ: Đây loại giấy mà qua trình tái chế giấy trở thành nhiều vật dụng hữu ích - Sổ trắng: Tiêu đề giấy trắng không bóng, in khơng in, đánh máy, viết chép giấy máy - Sổ màu: Giấy màu khơng bóng, in khơng in - Giấy trắng - Danh bạ điện thoại: Danh bạ điện thoại qua sử dụng - Chất thải văn phòng phân loại: Các loại giấy tờ thu thập từ văn phòng tổ chức, giấy note, tập sách, tờ rơi, trắng/pastel giấy viết, giấy máy tính trắng hay nhiều sọc, tiêu đề thư phong bì,…(3) Các yếu tố ảnh hưởng trình khử mực 4.1 Chất lượng giấy loại Chất lượng bột giấy có ảnh hưởng lớn tới chất lượng bột khử mực (bột DIP) Nhiều nhà máy họ khẳng định họ đạt yêu cầu chất lượng giấy đầu vào yêu cầu sau chất lượng sản phẩm coi giải Trên sở đa xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt xác định xác định nơi kiểm sốt chúng để đảm bảo chất lượng bột giấy đạt yêu cầu Chất lượng giấy loại xác định dựa vào yếu tố sau: +) Độ sạch: Là số lượng tạp chất bẩn có giấy loại Các nhà máy sản xuất bột khử mực có hệ thống để thải loại tạp chất bẩn khác việc thải hết 100% chất bẩn chưa nhà máy làm Thống kê cho thấy nguyên liệu nhiều chất bẩn chúng giữ lại bột thành phẩm nhiều Do việc loại bỏ chất bẩn nguồn cấp ban đầu cách hữu hiệu +) Độ đồng đều: Đây phạm vi xác định thành phần ổn định nguyên liệu Nếu chúng tập hợp số chủng giấy tỷ lệ chúng phải giữ ổn định Rõ ràng việc cung cấp nguyên liệu đồng xưởng sản xuất có nhiều hội tốt để đạt cơng nghệ ổn định chất lượng bột đạt ổn định +) Chất lượng xơ sợi: Loại xơ sợi có giấy loại (bột hóa, bột cơ, bột tẩy trắng, bột khơng tẩy, sớ ngắn, sớ dài định loại giấy sản xuất Cả yếu tố sử dụng để phân chia giấy loại thành chủng loại khác định giá chúng sở để cân đối yêu cầu chất lượng giá Việc cung cấp ổn định giấy loại với số lượng định yếu tố giới hạn cần nhà sản xuất xem tới 4.2 Kiểm sốt chất lượng giấy loại Vì chất lượng giấy loại có mối quan hệ ảnh hưởng đến vận hành dây chuyền sản xuất chất lượng bột khử mực Do đó, cần phải có hệ thống kiểm sốt chất lượng tốt Điều đặc biệt phải xây dựng yêu cầu đặc tính kỹ thuật cách chi tiết cho giấy loại bao gồm: Các loại giấy, phân phối tỷ lệ, vật liệu không chấp nhận, hạn chế chất bẩn , hàm lượng ẩm giấy loại, độ tuổi giấy loại, phương pháp đóng bành, kích cỡ bành Hệ thống lý chất lượng cần xác định : phương thức thải loại tạp chất, yêu cầu cần thiết, phương thức giao hàng 4.3 Các nguồn giấy loại ( giấy thu hồi ) Các nguồn giấy thu hồi : nguồn gốc từ hộ gia đình, cơng nghiệp in ấn, nguồn công nghiệp khác Giấy từ hộ gia đình chủ yếu giấy báo hay lượng nhỏ giấy tạp chí Ở số quốc gia loại giấy dùng để sản xuất lớp độn cho giấy thùng carton Bột khử mực từ nguyên liệu ban đầu giấy báo hay tạp chí,…thường dùng để sản xuất giây in, hay giấy tissue có định hướng thấp pha trộn bột có độ trắng cao để sản xuất giấy in, giấy viết loại thấy bao gói Trong cơng thức nguyên liệu người ta thường dùng 30% tạp chí 70% giấy báo Giây văn phịng chủ yếu giấy in, giấy viết với hàm lượng bột hóa cao Người ta dùng bột từ nguyên liệu thay cho bột hóa sản xuất loại giấy in, giấy viết, giấy tissue, với chất lượng cao qua tẩy trắng để sản xuất loại bao gói trắng Giấy từ nguồn cơng nghiệp khác thường giấy bao gói có độ bền tốt thường tái sử dụng để sản xuất loại giấy bao khơng địi hỏi phải khử mực Phân loại giấy thu hồi: Tùy theo xuất xứ mà giấy thu hồi phân loại sau: +) Giấy thu hồi : lề giấy, giấy hỏng thu lại từ sản xuất bao bì, giấy văn phịng, giấy viết, loại giấy không cần qua công đọa làm mà cần qua công đoạn đánh tơi +) Giấy thu hồi từ nhà máy in : bị thải in sai hạn sử dung, loại cần qua công đoạn khử mực +) Giấy thu hồi từ nguồn khác : thành phần đa dạng, độ không đồng nên cần qua cơng đoạn làm hồn chỉnh Khi thành bột giấy thường sử dụng để sản xuất lớp loại giấy caron Ngoài ra, phân loại theo đặc thù giấy sử dụng: Na2SiO3 có vai trị làm chất đẹm ổn định pH dung dịch khoảng pH=1011 N2SiO3 thay phần NaOH tạo nên tổng kiềm hữu hiệu tẩy mực Nếu sử dụng riêng NaOH, tốc độ nghiền bột tách mực tăng nhanh, NaOH làm cho bột bị sẫm màu lập tức, đặc biệt giấy loại có nhiều bột học Trong trường hợp Na2SiO3 thường cho vào bể nghiền bột để làm giảm sẫm màu kiềm cho phép trình nghiền giấy loại thành bột thực khoảng pH thấp so với dùng riêng NaOH Các thí nghiệm cho thấy với tổng kiềm, sử dụng Na2SiO3 thành phần nhiều thường cho độ trắng cao so với dùng NaOH nhiều độ trắng thường tỉ lệ thuận với mức dùng Na2SiO3 Sự có mặt Na2SiO3 ức chế xẫm màu lignin giấy cách hiệu  Hỗ trợ chất tẩy hydrogen peroxit: Do đặc tính thân thiện mơi trường nên hydrogen peroxit (H 2O2) sử dụng rộng rãi lĩnh vực tẩy trắng Để trở nên hoạt tính, peroxit phải phân ly để tạo thành dạng ion perhydroxyl Sự phân ly tốt đạt trọng khoảng pH= 9.5-11 Natri silicat tạo dung dịch đệm có pH ổn định cho q trình phân ly H2O2 dung dịch dễ bị phân hủy kim loại nặng, kim loại có vai trị xúc tác phản ứng phân hủy H 2O2 Natri silicat có khả tạo phức hấp phụ cô lập kim loại nên làm giảm khả peroxit bị phân hủy  Vai trò giải đoạn tuyển nổi: Natri silicat dung dịch thực đẩy động tụ hạtnhỏ thành hạt lớn phù hợp cho tuyển Ngoài natri silicat hoạt động chất phân tán, tạo khả giữ hạt mực mảnh tạp chất khác lơ lửng dung dịch nhiều phần tái bám bẩn trở lại xơ sợi bột giấy 15 Một vai trò quant rọng natri silicat tuyển điều tiết vai trị ion Ca2+, hợp phần quan trong tuyển Ion Ca 2+ có mặt ban dầu bể quậy gây bất lượi cho trình khử mực tạo kết tủa, lại cân thiết cho giai đoạn sau (tun nổi) xà phịng canxi tác nhân tọa bọt, liên kết hạt mực nhỏ làm cho chứng có tính kị nước Vì gia đoạn đầu cần hạn chế ảnh hưởng ion canxi nhứng giai đoạn tuyển lại cần phát huy cai trò chúng Natri silicat khoảng pH cao ban đầu khử mực tạo phức, cô lập phần ion canxi làm giảm tác động xấu chúng đến q trình hydrat hóa lơi kéo hạt mực mơi trường nước Khi dịng bột tới thiết bị tuyển xảy biến đổi hóa học: nồng độ bột bị pha loãng 10 lần, pH giảm đến giá trị khoảng 8,5 Dưới điều kiện natri silicat giải phóng canxi làm tăng lương ion canxi tự tạo xà phịng canxi chơ q trình tuyển 5.1.4 Vai trò H2O2 H2O2 đưa vào bể tẩy có tác dụng tẩy trắng làm giảm tượng đen bột môi tường kiềm Tuy nhiên, hoạt động peroxit bị ảnh hưởng hàm lượng kim loại nặng dung dịch, chúng xúc tác phản ứng phân hủy peroxit Chất ổn định thành phần có chứa silicat sử dụng để làm giảm phần tác nhân Tuy nhiên, để tăng cường hoạt tính tẩy peroxit cần tăng thêm chất tạo phức EDTA 5.2 Các phương pháp De-inking kết hợp Như trình bày phần trên, mảnh mực khô, chất keo khô mực tạp chất khác sau tách loại khỏi bột cách kết hợp rửa, tuyển nổi, … Phần bên trình bày phương pháp kết hợp 5.2.1 Tẩy mực tuyển (Floatation Deinking) (7) Phương pháp tẩy mực bọt sử dụng dựa phương pháp tương tự từ ngành công nghiệp sản xuất mỏ từ năm 1960 Phương pháp sử dụng chủ yếu nước châu Âu để sản xuất giấy tái chế 16 Nguyên lý phương pháp: Nhiệt độ trình thơng thường từ 45-55 oC Khí thổi vào bể chứa bột giấy tái chế Mực theo bọt khí lên bề mặt hình thành lớp bọt khí dày gạt bỏ Thơng thường, hệ thống sử dụng có 3, thiết bị liên tục Phương pháp dùng chủ yếu để tách mực in với kích thước lớn 10 µm Hình 3: Mơ tả thiết bị tẩy mực bọt 5.2.2 Tẩy mực rửa (Washing Deinking) (8) Phương pháp tẩy mực rửa q trình khơng loại bỏ mực mà cịn loại bỏ thành phần không mong muốn khác Phương pháp thường sử dụng để xử lý bột giấy sản xuất giấy tissue; ngồi ra, cịn sử dụng cho sản xuất bột giấy tái chế có chất lượng cao từ giấy văn phòng Nguyên lý phương pháp: Các chất trợ phân tán (thường chất hoạt động bề mặt) thêm vào để rửa mực in Sau phần bột giấy giấy tách nước trở nên dày hơn, thành phần hỗn hợp ban đầu có kích thước nhỏ 30 µm bao gồm mực, chất khoáng rắn, hạt keo loại bỏ Sau trình lọc, lọc lại sợi giấy loại bỏ thành phần dư thừa giấy tái chế trước khi đến cơng đoạn 17 Hình 4: Nguyên lý phương pháp tẩy mực rửa 5.2.3 Tẩy mực hóa chất Nguyên lý phương pháp: Tẩy mực hóa chất sử dụng loại hóa chất đặc trưng với tác dụng phá hủy chất màu mực Phương pháp giúp làm trắng bột giấy tái chế Các hóa chất thường sử dụng phương pháp trình bày kỹ phần 18 II PHÂN TÍCH, LÀM RÕ CƠ CHẾ, ĐIỀU KIỆN DÂY CHUYỂN CƠNG NGHỆ Hình 7: Sơ đồ dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực Thuyết minh dây chuyền công nghệ DIP 1.1 Cơng đoạn nghiền phối trộn hóa chất tách mực  Mục đích: Nghiền nhỏ giấy thành bột mịn phá vỡ liên kết hạt mực sợi giấy  Nguyên lý: Nguyên liệu vào đưa lên sàn cân điện tử định lượng qua băng chuyền vào máy nghiền nồng độ cao (mỗi mẻ khoảng tấn) 19 Các loại hóa chất tẩy mực NaOH, NA 2SiO3, H2O2 (từ thùng chứa) hóa chất tuyển (từ thùng chứa) bơm sang thùng lường Lượng hóa chất đưa vào tẩy mực tuyển định lượng qua vạch chia mức chất lỏng thùng lường Mở van đáy thùng để hóa chất vào máy nghiền Nước nóng từ bể chứa bơm vào máy nghiền Tại máy nghiền tác dụng đồng thời hóa chất, nước nóng cánh khuấy quay mạnh mảnh giấy mủn ra, bị xé nhỏ đánh tơi Dịch bột từ máy nghiền thô hợp với nước từ bể máy nghiền qua bơm đưa sang máy nghiền thứ cấp Tại bột tiếp tục nghiền thêm tác dụng hóa chất khử mực, mối liên kết mực in xơ sợi bị lỏng đi, trở nên bền vững đồng thời hạt mực trở nên kị nước, bị xé nhỏ bị tách khỏi sơ sợi tác dụng dao trình nghiền thủy lực Tại máy nghiền có lưới chắn, bột hợp cách qua tạp chất (nilon, kim loại, đá vụn, ) không qua lưới, định kì tháo thải bỏ đáy Bột qua máy nghiền bơm, bơm qua sàng thô giai đoạn Bột hợp cách qua sàng thô đưa tới bể máy nghiền chuẩn bị sang công đoạn Bột không hợp cách đưa xuống bể bột thải giai đoạn sau bơm qua sàng thơ giai đoạn 2, bột hợp cách chuyền vào bể máy nghiền, bột không hợp cách chuyển xuống bể sàng thải để tiếp tục tách bột từ bể bơm, bơm qua máy sàng bột thải, bột thu hồi tuần hoàn lại bể bột giai đoạn Nước lọc từ bể chứa qua bơm đến dịng vào máy nghiền, máy sàng thơ bể chứa để rửa pha loàng bột trước đến bể máy nghiền 1.2 Công đoạn tách cát sơ tuyển tách mực Mục đích cơng đoạn tách sơ cát, tạp chất rắn tách mực khỏi bột  Tách cát sơ bộ: 20 Dịch bột từ bể máy nghiền bơm, bơm qua cyclon tách cát nồng độ cao, để tách cát sơ bộ, tạp chất nặng Bột sau đưa vào bể tuyển Bột từ bề bơm, bơm qua bể tuyển Ecocell tuyển Honshu  Tuyển tách mực: Tuyển trình sử dụng chất hoạt động bề mặt chất làm ướt để tách khoáng chất cách có chọn lọc từ bùn quặng Phương pháp ứng dụng đời sống, đặc biệt cơng nghiệp hóa chất nhằm tách quặng/mỏ quặng sunfit, cacbonat oxit Tuyển dựa theo phương pháp tuyển ứng dụng cơng nghiệp khai khống thập niên 1960 Sử dụng nguyên lý bám dính hạt vật chất vào bong bóng khí để loại bỏ mực in chất phụ gia giấy loại chất độn, hạt mang màu Nhiệt độ trình khoảng 45-55 Nồng độ bột khoảng 0.8-1.5% Các cơng đoạn q trình tuyển sau:  Giai đoạn tách mực khỏi xơ sợi  Giai đoạn loại bỏ mực khỏi xơ sợi trình tuyển Giai đoạn tách mực khỏi xơ sợi: Mực in in vào bề mặt xơ sợi (tờ giấy) nhiều phương pháp: in offset, gravure, UV-Curing, letter press, flexo Đầu tiên phải tách hạt mực in với hạt phụ gia khỏi bề mặt xơ sợi Được tiến hành máy nghiền thủy lực có bổ sung số hóa chất khử mực NaOH (sodium hydroxide), Na2CO3 (sodium silicate), H2O2 (Hydrogen peroxide), chất hoạt động bề mặt (surfactant) Dưới tác dụng hóa chất lực liên kết mực in xơ sợi bị yếu đi, bền vững đồng thời hạt mực trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ tách khỏi xơ sợi tác dụng dao trình nghiền thủy lực Giai đoạn loại bỏ mực khỏi xơ sợi trình tuyển nổi: Sau mực hạt phụ gia tách khỏi bề mặt xơ sợi, chúng bị loại bỏ để thu xơ sợi "sạch" để sản xuất giấy Như trình bày trên, phương pháp tuyển dùng bọt khí để loại bỏ hạt mực hạt phụ gia.Do tác dụng hóa chất đặc biệt có mặt ion canxi mang điện dương + nước, phân tử xà phòng kết hợp với ion 21 Canxi tạo hạt vật chất nhỏ mang điện tích dương, qua dễ dàng đính với hạt mực (điện âm, hầu hết loại mực in thường dùng có tính kỵ nước).Các cụm mực nhỏ đính vào bong bóng khí nhờ tính kỵ nước chất hoạt động bề mặt chuỗi hydrocacbon (gồm phần kỵ nước háo nước ví dụ axit béo: stearic acid) Các bong bóng khí di chuyển lên bề mặt huyền phù tạo thành lớp xà phòng dễ dàng loại bỏ khỏi huyền phù bột Hình 8: Sơ đồ quy trình khử mực tuyển Tại bể tuyển bọt khí sục từ lên liên tục (tạo bơm sục khí tuần hồn Ecocell cánh khuấy) Các hạt mực kết hợp với chất tuyển trở nên kị nước bám dính vào bọt khí lên lớp bề mặt chảy tràn Dịch bột qua bể tuyển tách thành phần: lớp chứa bọt mực in lớp bột tách mực Bột tách mực đưa trực tiếp qua bể lọc, sau xuống lọc cát Bọt mực in gom vào bể bọt, sau qua bơm, bơm sang máy lọc đĩa Bột qua máy lọc đĩa đưa tiếp sang máy rửa rơi, thu hồi vào bể lọc 22 Thiết bị dây chuyền công nghệ DIP 2.1 Thiết bị công đoạn nghiền phối trộn hóa chất tách mực 2.1.1 Máy nghiền thủy lực nồng độ cao Hình 9: Máy nghiền thủy lực nồng độ cao  Chức năng: Đánh tơi, xé nhỏ giấy loại đưa vào thành bột, phối trộn với hóa chất nước nóng thực phản ứng khử mực  Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Máy bao gồm thùng chứa hình trụ tích 35m 2, phía có cửa đưa giấy loại vào cửa quan sát đối diện nhau, đường ống cấp nước nóng, hóa chất nước pha loãng Giữa thân máy cánh khuấy trộn đánh tơi truyền động từ motor điện qua dây curoa Cửa xả nằm cạnh bên sát với đáy máy Nước nóng hóa chất bơm vào bể máy, máy hoạt động cánh 23 khuấy quay với tốc độ lớn xé nhỏ mảnh giấy trộn bột với hóa chất 2.1.2 Máy nghiền thứ cấp Hình 10: Máy nghiền thứ cấp  Chức năng: Máy thiết kế để tiếp tục nghiền bột sau nghiền sơ cấp nhằm tăng độ nghiền đồng thời tích hợp sàng loại bỏ tạp chất có kích thước lớn khỏi dịng bột, tránh gây tắc sàng giai đoạn  Cấu tạo nguyên lý hoạt động: Máy gồm có phận nghiền cánh khuấy lớn kim loại đặt theo phương dọc chuyển động quay xé nhỏ bột giấy, chuyển động nhờ roto điện qua dây curoa Một mặt kim loại có lỗ trịn, đường kính lỗ 3-6 mm đặt phía sau 24 cánh khuấy bột hợp cách qua, phần không hợp cách mảnh kim loại, nylon có kích thước lớn lỗ sàng bị giữ lại trôi xuống tháo định kì qua cửa xả đáy Bột sau qua máy tăng thêm độ nghiền loại bỏ tạp chất có kích thước lớn 2.1.3 Máy sàng bột Hình 11: Máy sàng bột Hình 12: Cánh gạt  Chức năng: Máy thiết kế để sàng bột nồng độ cao nhằm tách loại tạp chất có kích thước nhỏ lọt qua khe sàng máy nghiền bột thứ cấp, tạp chất mảnh vụn nylon, kim loại, gỗ, giấy bóng kính,  Cấu tạo vào nguyên lý hoạt động: Máy gồm lồng sàng hình trụ với mắt sàng dạng lỗ hay dạng khe Dòng bột áp lực bơm cấp vào bên lồng sàng bên lồng qua mắt sàng Như có tượng bột bám vào mắt lưới lồng sàng lên làm tăng trở lực bít sàng Để khắc phục vấn đề đặt thêm cánh gạt lồng sàng Các cánh gạt quay tròn liên tục nhờ roto điện gạt 25 sát lớp bên lồng sàng để giải phóng lớp bột bám lưới, cho dịng bột qua Bột không qua lưới rơi xuống qua cửa xả đáy 2.2 Thiết bị công đoạn tách cát sơ tuyển mực in (9) 2.2.1 Tuyển Hình 13: Tuyển Honshu Tuyển Honshu kĩ thuật tuyển cổ điển Nguyên lý sử dụng cánh khuấy lớn đặt lòng bể chứa bột, bọc xung quanh trục cánh khuấy ống trụ thơng khí với khơng khí bên ngồi trời phía mặt thống bể Khi cánh khuấy quay lớp bột xung quanh cánh khuấy bị ép ngồi hình thành vùng chân khơng tâm cánh khuấy hút khơng khí vào dọc theo trục cánh khuấy Khơng khí tác dụng khuấy trộn mạnh phân tán nhỏ vào dung dịch bột tạo thành bóng lên keo theo hạt mực bột Khi lớp không bị hút vào phân tán dung dịch lên vùng chân khơng lại hình thành, q trình hút khơng khí từ mặt thống tới phân tán khơng khí vào dung dịch diễn liên tục trình tuyển Lớp bọt khí lẫn mực in lên lấy liên tục qua cánh gạt quay trịn phía mặt dung dịch Bột sau tuyển tách mực lấy cạnh bên bể 26 Hình 14: Tuyển Ecocell Tuyển Ecocell công nghệ tuyển đại khử mực tái chế giấy phát triển từ năm 1996 Ưu điểm hoạt động liên tục, tuyển hiệu quả, công suất lớn tiêu tốn lượng thấp, khơng bị bít, tắc lỗ thơng khí Thiết bị thiết kế thành nhiều ngăn tuyển nối tiếp thơng nhau, dịng bột từ ngăn qua ngăn qua hai đường: cửa thông đáy bơm Ecocell hút bột từ cell trước, phối trộn khơng khí qua bơm cell sau Với thiết kế trình tuyển diễn nhiều lần qua cell nên tăng hiệu tuyển Khơng khí áp suất khí phối trộn với dung dịch bột theo nguyên lý giống bơm tuye 27  KẾT LUẬN Thông qua q trình tìm hiểu để hồn thành tiểu luận đề tài “ Phân tích làm rõ chế, điều kiện dây chuyền Cơng nghệ q trình khử mực in ( De-inking)”, nhóm chúng em hiểu kỹ nguyên liệu,điều kiện, chế hoạt động số phương pháp dây chuyền Công nghệ q trình khử mực in ( De-inking) Cơng nghệ khử mực giấy De-inking sử dụng phổ biến rộng rãi ngày tồn giới nói chung Việt Nam nói riêng với mục đích nhằm loại bỏ hạt mực chấy phụ gia khác chất độn , hạt mang màu trình tráng phủ khỏi thành phần sơ xợi Từ điểm mạnh hạn chế Công nghệ De-inking tìm hiểu tiểu luận, chúng em hy vọng phát triển Công nghệ ngày tiên tiến đại tương lai không xa đem đến bước phát triển cho ngành Cơng nghệ Giấy Việt Nam nói riêng tồn giới nói chung TÀI LIỆU THAM KHẢO (1) "New Evidence suggests longer paper making history in China" World Archeological Congress August 2006 Archived from the original on 2016-01-13 Retrieved 2010-07-08 (2) Needham, Joseph (1986) Science and Civilization in China: Volume 4, Part p 184 (3) Borchardt, J K., Miller, J D., & Azevedo, M A D (1998) Office paper deinking Current Opinion in Colloid & Interface Science, 3(4), 360–367 (4) Borchardt, J K (1994) Mechanistic insights into de-inking Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 88(1), 13–25 (5) Bajpai, P (2014) Chemicals Used in Deinking and Their Function Recycling and Deinking of Recovered Paper, 121–137 (6) Borchardt, J K (1997) The use of surfactants in de-inking paper for paper recycling Current Opinion in Colloid & Interface Science, 2(4), 402–408 28 (7) Kemper, M (1999) State-of-the-art and new technologies in flotation deinking International Journal of Mineral Processing, 56(1-4), 317–333 (8) Economides, D G., Vlyssides, A G., Simonetis, S I., & Philippakopoulou, T L (1998) Reuse of effluent from a wastepaper wash-deinking process Environmental Pollution, 103(2-3), 229–237 (9) Bloom, F., & Heindel, T J (1997) Mathematical modelling of the flotation deinking process Mathematical and Computer Modelling, 25(5), 13–58 29 ... hiểu đề tài ? ?Phân tích làm rõ chế, điều kiện dây chuyền cơng nghệ q trình khử mực in (De-inking)” Đây đề tài nghiên cứu hay giúp chúng em thu lượm nhiều kiến thức thú vị bổ ích Q trình khử mực in. .. tiểu luận đề tài “ Phân tích làm rõ chế, điều kiện dây chuyền Cơng nghệ q trình khử mực in ( De-inking)”, nhóm chúng em hiểu kỹ nguyên liệu ,điều kiện, chế hoạt động số phương pháp dây chuyền Công. .. màu mực Phương pháp giúp làm trắng bột giấy tái chế Các hóa chất thường sử dụng phương pháp trình bày kỹ phần 18 II PHÂN TÍCH, LÀM RÕ CƠ CHẾ, ĐIỀU KIỆN DÂY CHUYỂN CƠNG NGHỆ Hình 7: Sơ đồ dây chuyền