BO CONG THUONG
TONG CONGTY GIAY VIET NAM
CÔNG'TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIÁY VẢ XENLUYLÔ
E4 I-CREICILE
- BAo CAO
DE TAI CAP BO NAM 2012
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẦY IN CÓ SỬ'
DỤNG BỘT GIÁY KHỦ MỰC TỪ GIẦY LOẠI VĂN PHÒNG
Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNGTHƯƠNG
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIÁY VẢ XENLUYLÔ
Chủ nhiên đểtài: LÊTHỊ QUỲNHHOA
Kỹ sư công nghệ giấy
Trang 2MỤC LỤC TT Nội dung Trang MỞ ĐẦU 1
Phan I TONG QUAN VE SAN XUAT GIAY IN, GIAY VIẾT CỎ SỬ
DUNG BOTGIAY KHU MUC TU GIAY LOAIVAN PHONG 3
lạ, —_ | Tình hình sử đụng bột giấy tái chế từ giấy loại trên thế giới và 3 ở Việt Nam
xạ, _ | Quế trình sản xuất giấy im có sử đụng bột khử mực từ giấy loại 5 văn phòng
1.2.1 | Nguyên Hộu và tính chất giấy in 5
1.2.2 | Các hóa chất phụ gia sử đụng trong quá trình sẵn xuất giay in 8 1.2.1 | Sử đụng bột khử trực tắt giấy loại văn phòng sản xuất giấy in 12
Phan il | DOITUGNG VA PHUONG PHAP NGHIEN CỬU 18
2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 18
2.1.1 | Đối rụng nghiên cứu 18
2.1.2 — | Hóa chất 18
2.1.4 Thiết bị nghiên cin 18
32 — | Phương pháp nghiên cứu 19
2.2.1 | Môtä phương pháp nghiên cứu 19
2.2.2 | Xác định các chỉ tiêu chat lượng của giấy 19
Phân HI | KẾT QUÁ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 21
ạạ — | Bide sat chất lượng bột khử mực của một số nhà máy sản xuất | „¡ bột tái chế trên thị trường Việt Nam
s3 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiền bật khử mực từ giấy loại 3g
văn phòng trong quá trình sản xuất giấy in
3S Nghiên cứu tỉ lệ phối trộn bật khử mực từ giấy loại văn phòng ” với bột giấy hóa học tây trắng nguyên thủy đề sản xuất giấy im
Nghiên cứu mức đùng hóa chất phụ gia trong sản xuất giấy in
34 trong sản xuất giấy in có sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại | 26 văn phòng
Trang 3
34.1 | Ảnh hưởng của mức đùng CaCO; 26
342 | Ảnh hưởng của mức đừng trợ bảo hen 28
3.443 | Ảnh hưởng của mức đừng 1KD 30
Thiết lập quy trình công nghệ sản xuất giấy in đạt tiêu chuẩn
35 cấp B ( theo TCVN 6886 : 2001) sử dụng bột giấy khử mực từ | 31 giấy loại văn phòng
Phan IV KET LUAN 33
TÀI LIỆU THAM KHẢO 34
Trang 4
MỞ ĐẦU
Hiện nay, bột giấy tái chế là nguồn nguyên liệu thay thế quan trọng trong
công nghiệp sản xuất giấy Giấy tái chế gồm hai loại chính là hòm hộp cũ cho sản xuất hòm hộp cacton và khử mực giấy báo cũ và giấy loại văn phòng sử dụng cho sản xuất giấy in báo, giấy vệ sinh hay giấy in, giấy viết Sử dụng bột giấy tái chế từ giấy loại hiệu quả sẽ giúp tiết kiệm chỉ phí hoá chất, vận hành và giảm thiểu được ảnh hưởng xấu tới môi trường do việc khai thác rừng và quá trình nấu và tẩy trắng bột giấy gây ra
Thông thường, bột giấy tái chế thu được sau quá trình khử mực giấy loại được sử dụng trong sản xuất các loại giấy như: giấy in báo, giấy vệ sinh và các lớp
lột của giấy eactong duplex véi ti sir dung ty thuậc chủng loại và yên cầu về chất
lượng giấy Hiện nay, trên thế giới đã có một số nghiên cứu [5, 6] chỉ ra rằng có khả năng sử dụng bột giấy sau khử mực từ giấy loại văn phòng để sản xuất các loại giầy
có chất lượng cao hơn như giấy in, giấy viết và giấy in tạp chí
in theo TCVN có 3 loại là cấp A, cấp B và cấp C Giấy in giấy hóa học tẩy trắng là 100% và độ trắng trên 88% ISO Giấy in cấp B chỉ yêu cầu hàm lượng bột giấy hóa học tẩy trắng trên 70% và độ trắng trên 78% ISO, như vậy có thể thay thế bột giấy hóa học tẩy trắng bằng một
Ở Việt Nam, gid
cấp A có hàm lượng
phan bột giấy khử mực Sản phẩm giấy in cấp B thường được sử dụng cho in sách
giáo khoa, truyện tranh chiếm tỉ lệ hàng năm khá lớn ở Việt Nam, vì vậy trong
sản xuất giấy in có thể tận dụng lượng đáng kể bột giấy khử mực từ giấy loại văn
phòng Chính vì vậy, Công ty TNHH - Viện công ng!
“Nghiên cứu qip trình công nghệ sẵn xuất giấy in có sử đụng bột giáp giấy và Xenluylo đã đề xuất đề tài
khử trực từ giấy loại văn phòng ” nhằm đưa ra một hướng sử dụng bột giấy tái chế
có hiệu quả, phù hợp với tình hình sản xuất và nhu cầu sử dụng hiện nay
Nội dung nghiên cứu của để tài gồm có:
- Đánh giá chất lượng bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng sản xuất trong
nước: Công ty giấy Tissue Sông Đuống, công ty CP giấy Bãi Bằng, công ty cổ phần
Diana
Trang 5- Nghiên cứu mức dùng hóa chất phụ gia trong sản xuất giấy in có sử dụng
bột giấy khử mực
Trang 6PHANI
TONG QUAN VE SAN XUAT GIAY IN CO SU DUNG BOT GIAY KHU MUC TU GIAY LOAI VAN PHONG
1.1 Tình hình sử dụng bột tái chế từ giấy loại văn phòng trên thế giới và Việt Nam Hiện nay, tái chế giấy loại và các sản phẩm từ giấy đang được các nhà máy và bột giấy và giấy hết sức quan tâm Do ý thức bảo vệ môi trường đã được cải thiệ những quy định cÍ
Việt Nam đang nỗ lực thu hồi và tái chế ít nhất 40 % tất cả các sản phẩm giấy đã
qua sử dụng Ví dụ như Nhật Bản, Hoa Kỳ, Trung Quốc đã sử dụng đến 61%; 62%
và 65% lượng bột tái chế từ giấy loại Các quốc gia trong khu vực Đông Nam Á như
Indonexia, Malaixia, Philippi
Âu, đây cũng là một vấn đề được chú trọng và thực hi
Điển hình ở Đức, gần 100% giấy bao gói
hiệu quả đạt 70% Ở Phần Lan đã thu hồi được 75% giấy loại và 53% trong số đó
được sử dụng có hiệu quả Các quốc gia khác như Pháp, Bỉ, Thuy Điển cũng có mức chế trong sản xuất, ngành công nghiệp giấy thế giới cũng như ở có mức sử dụng giấy loại lên đến 60% Ở Châu t cách nghiêm ngặt
độ thu hồi giấy loại lên đến 75% Sử dụng bột giấy loại hiệu quả sẽ giúp tiết kiệm
chỉ phí hoá chất, vận hành và giảm thiểu được ảnh hưởng xấu tới môi trường đo việc
khai thác rừng và quá trình nấu bột gây ra
Trang 7Trên thế giới, sử dụng giấy thu hồi cho sản xuất đã tăng 3% trong giai đoạn 2005 — 2010 do giá bột giấy tăng liên tục Châu A là nơi sử dụng giấy thu hồi nhỉ: nhất, chiếm gần 40% so với toàn thế giới Lượng giấy thu hỗi và tỉ lệ sử dụng giấy
thu hồi cho sản xuất giấy trong thời gian gần đây đã được thống kê trong bảng 1111
Ngoài lượng lớn giấy bao bì và cactong cũ thì giấy loại văn phòng, giấy báo cũ (ONP) và giấy tạp chí cũ cũng được thu hồi đáng kể Năm 2010, tỉ lệ thu gom giấy loại văn phòng và giấy báo loại ONP trên thế giới đạt 67,8% Dự kiến đến năm 2015, con số này sẽ đạt 69%, cung cấp nguồn nguyên liệu đáng kể cho sản xuất
giấy
Thông thường, bột giấy tái chế thu được sau quá trình khử mực giấy loại được sử dụng trong sản xuất các loại giấy như: giấy in báo, giấy vệ sinh, giấy in và giấy viết, các lớp lót của giấy cactong duplex Đối với giấy in báo, lượng bột khử
mực từ giấy in báo loại được sử dụng chiếm từ 40 ~ 100% Lượng bột khử mực từ
+ là 10 — 50%, trong
sản xuất giấy vệ sinh là 20 — 100% Giấy bao gói tái sử dụng 5- 40% bột giấy khử
giấy loại văn phòng sử đụng trong sản xuất giấy in và giấy
mực Đặc biệt bột giấy khử mực đùng trong lớp lót của giấy caetong duplex có thể lên đến 100% [6] Theo xu hướng chung trên thế giới, Việt Nam cũng rất quan tâm đến vấn dé
sử dụng giấy loại Hiện nay,
26,09 % nhu cầu sản xuất giấy, còn lại là bột giấy nhập khẩu chiếm 9,92 % và bột
sản xuất từ giấy loại tái chế chiếm 63,99 % Tuy nhiên, lượng giấy thu hồi ở Việt
+ giấy sản xuất trong nước chỉ đáp ứng được khoảng
Nam mới chỉ đạt 27 % trong năm 2010 Mức độ thu hồi, sử dụng giấy loại trong sản
ất giấy ở Việt Nam được chỉ ra trong bảng 1.2 [1] Bằng 1.2 Giấy loại thu hỗi qua các nim 6 Vist Nam (tin) Chỉ tiêu 2005 2006 2007 2008 2009 2010 Tiêu dùng giấy thu hôi | 546 310 | 629 118 | 771 928 | 767 696 | 880 420 | 1 003 955 Thu gømtrangnước |411370 | 433 546 | 507 490 | 500 953 | 663 456 | 734 212 Nhập khẩu 134940 |195 572 |264 438 | 266 743 | 216 946 | 269 743 Tỷ lệ thu hi, 31,0 28,0 27,0 [25,1 [30,0 [32,0
Trang 8chỉ tăng thêm khoảng 1 % và đạt khoảng 35 % Để nâng cao hiệu quả sản xuất giấy, chủ động nguồn bột nhiều công ty đã đầu tư vào các dây chuyền khử mực như công ty cỗ phần giấy Sài Gòn 20 tấn/ngày; công ty cỗ phần giấy Trúc Bạch 6000 tắn/năm; công ty Newtoyo 60 tấn/ngày; công ty giấy Tissue Sông Đuống 20 000 tấn/năm; công ty cổ phần giấy Diana công suất 25 000 tấn/năm, công ty cd phan giấy Bãi Bằng công suất 50 000 tấn/năm nhằm cung cấp bột giấy cho đây chuyển sản xuất
trong công ty Tuy nhiên, do chất lượng bột khử mực chưa cao và sự mắt cân đối
giữa đây chuyền khử mực và đây chuyển sản xuất giấy nên các dây chuyền khử mực
chưa hoạt động hết công suất, lượng bột khử mực không được sử dụng hết trong sản xuất của nhà máy đã được đưa ra thị trường Chính vì vậy, đã có một số nghiên cứu
nhằm mở rộng phạm vi sử dụng bột khử mực từ giấy loại văn phòng, trong đó có hướng bổ sung thay thế một phần bột hóa học nguyên thủy bằng bột tái chế trong quá trình sản xuất giấy in Điều này cũng giúp các công ty có hướng điều chỉnh dây
chuyển công nghệ sản xuất bột khử mực có chất lượng phù hợp cho sản xuất giấy in 1⁄2 Quá trình sản xuất giấy in có sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng 1.2.1 Nguyên liêu và tính chất của giấy in n hợp của bột giấy hóa hóa học tẩy trắng, hoặc Giấy in được làm từ bột áng với các loại bột giấy tẩy trắng khác như bột giấy cơ học, bột gii học tẩy trắng v có định lượng thấp yêu học với tỉ lệ phụ thuộc vào sản phẩm cuối Giấy in đặc bị: cầu có độ đục, độ bền cơ lý cao, độ thấm hút mực tốt để có thể in trên trên các máy in có tốc độ cao 12.11, Độ đực Độ đục của giấy phản ánh khả năng nhìn từ phía bên này không thấy được hình ảnh, chữ: i
giấy viết, giấy photocopy, giấy làm phong bì ở phía mặt bên kia của tờ giấy Các loại giấy cần có độ đục cao là gị
Độ đục của giấy phụ thuộc vào bản chất các loại bột sử dụng để sản xuất giấy
Về bản chất, xenluylo là polyme không màu và trong suốt, xơ sợi thực vật có màu nâu
trắng hay màu nâu tối là do có chứa lignin, nhựa và các chất khác Muốn để tăng độ
đục, các chất độn vô cơ và phẩm màu thường được sử dụng Thông thường, nếu sự
Trang 9
lục của giấy càng cao Hệ số khúc xạ của xơ sợi xenluylo, nước, không khí và
thiệu trong bảng 13
một số chất độn vô cơ và gia keo hữu cơ được g
Bằng 1.3 Hệ số khúc xụ của một số nguyên liệu, phụ gia thông đựng trong ngành: giấy STT Nguyên vật liệu Hệ số khúc xạ 1 |Xenulo 133 2 | Không khí 1,00 3 |Nước 133 4 | Tinh bật 133 $ | Caolanh 156 6 | Canxi cacbonat 156 7 | Ban sunphat 165 $ |OxtKem 2,01 9 | Oxit Titan 255 Từ bảng 1.3 cho thá
oxit titan Không khí e6 hi
do đó các túi khí có trong giấy sẽ làm tăng độ đục của giấy vì sự có mặt của chúng làm ấy có khả năng độ đục cao nhấ
ố khúc xạ ánh sáng thấp hơn nhiều so với xơ sợi xenluylo, sử dụng chất độn là
giảm tính đồng nhất quang học của môi trường Do đặc tính này nên trong quá trình sản
xuất một số loại giấy có độ trong suốt cao thường được ngâm tẩm với một hóa chất dầu
mỡ có hệ số khúc xạ gần với xenluylo nhằm loại bỏ hết không khí xuất hiện trong quá trình sản xuất giấy Ngược lại, các loại giấy có yêu cầu cao về độ đục thường được sản xuất với độ chặt tương đối thấp, nhằm giữ lại các túi khí trong giấy Các chất độn thông ố khúc xạ tương tự như xenluylo nhưng thực tế thì canxi cacbonat cũng như các chất độn khác có tác dụng dụng và có tính kinh tế cao như canxi eacbonat và cao lanh có
làm tăng độ đục cho giấy, bởi vì sự có mặt của các hạt canxi cacbonat sẽ làm tăng sự
hình thành các túi khí trong giấy
ghiền bột cũng là một yếu tố công nghệ có ảnh hưởng quan trọng đến độ
đục của giấy, các loại giấy trong suốt thường được nghiền đến độ nghiền rất cao ( 70 — 80 "SR), trong khi giấy có yêu cầu cao về độ đục thường được nghiền ở độ nghiền thấp
hơn
Trang 10Tính chất in là khái niệm tương đố của giấy Thông thường các kĩ thu:
của giấy, mặt khác ngay cả khi đã xác định được một kĩ thuật in cụ thể thì các tính chất
khác của giấy in cũng không thể biểu thị bằng một vài chỉ tiêu chất lượng nào đó Một
ông, liên quan đến nhiều chỉ tiêu chất lượng
in khác nhau có yêu cầu khác nhau về chất lượng
số chỉ tiêu chất lượng của giấy có ảnh hưởng đến các tính chất in mà không phụ thuộc
vào lĩ thuật ïn là:
*Đạ đẳng đầu của tờ giấy
Độ đồng đều của tờ giấy là chỉ tiêu quan trọng cho phép đảm bảo đạt được chất
lượng in cao (các nét in sắc nét, đồng đều, liên tục) Độ đồng đều của giấy liên quan đến quá trình hình thành giấy trên lưới xeo và chủng loại bột giấy sử dụng Sử dụng nhiều bột sợi ngắn sẽ làm tăng độ đồng đều của tờ giấy
*Khả năng bắt mực in của giấy
Kha ning bắt mực in của giấy là cần thiết, nhất là trong quá trình in nhiều màu Ở đây mực có màu sắc khác nhau được in, lớp mực in này nằm trên lớp mực in kia để
nhận được độ sắc nét, độ sáng bóng nhất định mà không bị nhòe Để tăng khả năng bắt
i i ắ lượng thể tích tương đối thấp)
và có sức hút của các mao dẫn cao Giấy được sản xuất từ các loại bột giấy hiệu suất
cao hay bột giấy khử mực thường đáp ứng tốt được các chỉ tiêu này *Độ nhẫn của giấy
Độ nhẫn của giấy là một chỉ tiêu chất lượng cần thiết đối với tất cả các kĩ thuật in Độ nhẫn của giấy ảnh hưởng đến mật độ in và màu in Một tờ giấy có mật độ in cao và phạm vi màu rộng có yêu cầu *Độ đục Để đảm bảo chất lượng in, nhất là in màu, giấy phải có độ đục cao (> 859%) Bột
giấy suất cao từ gỗ lá rộng, bột sản xuất từ rơm rạ và bột khử mực từ giấy loại do
trong thành phần có chứa những chất không phải xenluylo cao, xơ sợi ngắn, vì vậy làm tăng sự không đồng nhất về hướng của các tỉa khúc xạ Sử dụng các loại bột này làm nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy thì sẽ cho giấy có độ đục cao
1.2.1.3 Độ bằn cơ lý của giấy
Độ bền cơ lý của giấy biễu thị khả năng của giấy chịu được các lực tác dụng từ
Trang 11
kéo và độ bền xé Đây là hai chỉ tiêu quan trọng giúp cho giấy không bị đứt, rách khi giấy đi qua máy in tốc độ cao và tạo ra độ bền trong quá trình sử dụng các ấn phẩm sau
này
Độ bền kéo phụ thuộc nhiều nhất vào liên kết giữa các xơ sợi, tiếp đó là độ bền
của bản thân xơ sợi và chiều đài xơ sợi Do
„ trong giai đoạn đầu của quá trình
nghiền, độ bền kéo của giấy tăng khi tăng độ nghiền của bột giấy, vì khi đó xơ sợi được
chỗi hóa nhiều hơn, làm tăng lực liên kết giữa các xơ sợi Độ bền kéo của giấy đạt cực đại khi độ nghiền đạt giá trị tùy thuộc vào từng loại bột giấy, sau đó nếu tiếp tục nghiền thì xơ sợi sẽ bị phá hủy và cắt ngắn rõ rệt, do vậy độ bền kéo sẽ giảm
ộ bền xé của giấy phụ thuộc chủ yếu vào chiều dài xơ sợi và khả năng chịu
giãn của giấy Giấy làm từ bột xơ sợi dài thường có độ chịu xé cao hơn giấy làm từ bột
xơ sợi ngắn Nếu giấy làm từ hỗn hợp bột có cả sợi ngắn và sợi dài thì khi tăng tỉ lệ bột
sợi đài sẽ làm tăng độ bền xé của giấy Xơ sợi xenluylo gỗ mềm có chiều đài cao hơn xenluylo xơ sợi gỗ cứng Do đó nếu trong thành phần nguyên liệu có bổ sung thêm một
phần xơ sợi xenluylo gỗ mềm thì sẽ làm tăng độ bền xé của giấy Khi tăng độ nghiền
bột, lúc mới nghiền thì độ bền xén tăng một chút, nhưng nếu tiếp tục tăng độ nghiền thì độ bền xé của giấy lại giảm, vì khi đó xơ sợi bị cất ngắn
Thực tế sản xuất cho én xé còn phụ thuộc vào điều kiện công nghệ
trong quá trình sấy giấy Khi độ
ấy đạt độ khô 60 — 85 % thì không nên kéo chăn giấy
quá căng, vì sẽ làm giảm khả năng chịu eo giãn của giấy và kết quả là làm cho độ bền xé của giấy giảm
1.2.2 Các hóa chất phụ gia sử đựng trong quá trình sản xuất giấy in [10, 11Ƒ
Trong quá trình sản xuất giấy in, ngoài nguyên liệu cơ bản là bột giấy, một số hóa chất còn được cho thêm vào trong huyền phù bột giấy trước khi xeo nhằm tăng cường một số chỉ tiêu chất lượng của giấy hoặc giúp sản phẩm giấy có được những tính chất đặc biệt mà bột giấy không mang lại cho giấy Các chất phụ gia thường được phân loại theo tác dụng của chúng thành những nhóm chất sau đây:
i Chất chẳng thẩm:
Hầu hết các loại giấy (trừ giấy vệ sinh và một số loại giấy đặc biệt khác) đều cần mang tính chất thấm nước ở một mức độ nhất định Ngày nay, với xu hướng xeo giấy trong môi trường trung tính và kiểm do những ưu điểm vượt trội so với xeo giấy trong môi trường axit (như có thể sử dụng chất độn CaCO; thay cho cao lanh để làm tăng độ
Trang 12trắng của giấy, máy móc thiết bị làm việc trong môi trường trung tính và kiểm yếu ít bị ăn mòn hơn trong môi trường axit ) mà chất chống thim ankyl keten dimer (AKD)
được sử dụng phổ biến hơn cả
Đối với các loại giấy in, việc sử dụng một tỉ lệ hợp lý chất chống thấm sẽ giúp giấy có tính chất in tốt Tùy từng phương pháp in khác nhau sẽ yêu cầu giấy có mức độ chống thấm khác nhau Giấy có
thời gian ngắn là đã bn định độ ẩm của giấy, dé ding dt được độ mềm mại, dễ trung
chống thấm thấp mang tính hiếu nước, chỉ cẩn một hòa điện (nếu trong quá trình in tốc độ cao đễ phát sinh sự tích điện) Loại giấy này có thể sử dụng cho cả hai trường hợp mực in gốc nước và mực in gốc đầu, nghĩa là có thể
in theo phương pháp in lõm (mực in gốc nước) hoặc phương pháp in nổi (mực in gốc
dầu) Nhược điểm của loại giấy này là biến dạng khi gặp ẩm nên không dùng
có độ gia keo chống thấm cao thì
trong phương pháp in offset Đối với các loại gi
giấy mang tính kị nước, giấy ít bị biến đạng khi gặp ẩm, khả năng bắt mực in gốc nước kém nhưng khả năng bắt mực in gốc dầu tốt Vì vậy, loại giấy này thích hợp với
phuong phép in offset và in mực lito (mực in gốc dầu) Tuy nhiên loại giấy này mắt nhiều thời gian để én định độ âm trước khi in, lâu đạt được độ mềm mại, khó khử nh điện khi in
Đối với giấy in cấp B (TCVN), mức chống thấm thể hiện qua độ hút nước
Cobbạn (gám”), yêu cầu không nhỏ hơn 27 gim” Do vậy, tùy nguyên liệu đầu vào mà có
quá trình nghiên cứu sử dụng tỉ lệ chất chống thấm phù hợp
1.2.2.2 Chat don
Chất độn là những chất đạng bột mịn, màu trắng, không tan trong nước Ching
thường là những khoáng chất có trong tự nhiên như bột đá vôi (CaCO;), cao lanh (Al;O;.SiO;), bột tale hoặc bột nhân tạo như bột tiandioxit (TiO;), bột đá vôi kết tủa
(PCC), bột đá nghiền Công dụng của chất độn là làm tăng độ trắng, độ đục và độ nhẫn
của tờ giấy, giảm sự biến dạng của giấy nếu gặp nước
Các nghiên cứu về ảnh hưởng của chất độn lên tính chất in của giấy cho thấy:
những hạt chất độn do có kích thước nhỏ nên lấp vào khoảng trống giữa các xơ sợi, làm tăng số lượng nhưng lại giảm kích thước lỗ mao dẫn, kết quả là làm tăng được khả năng thấm hút mực in Sự có mặt của chất độn còn làm giảm hiện tượng ngả vàng của giấy
có sử dụng bột cơ đo lớp chất độn có tác dụng ngăn cản ánh sáng và nhiệt dẫn tới sự hồi
Trang 13
ột đá nhẹ) là chất
trắng cao, không
Trong số các chất độn thì canxicacbonat kết tủa (PCC hay độn phổ biến nhất cho các loại gi
bị ngả vàng, độ bên với thời gian cao hơn hẳn so với sử dụng chát độn bột cao lanh và
Wyin vì nó giúp giấy có độ đục và
giá thành vừa phải
ấy ïn với những yêu cầu về
ï lệ sử dụng chất độn tùy thuộc vào chủng loại ộ
trắng, độ nhẫn, khả năng bắt mực in và độ bền cơ lý của giấy Tỉ lệ dùng chất độn trong giấy thể hiện qua độ tro của giấy Độ tro của giấy in cao cấp thường nằm trong khoảng 18 — 30%, giấy in offset là 10 — 15 %, giấy mỏng in từ điển là 25 - 35 % Thông thường trong sản xuất giấy luôn hướng đến sử dụng một lượng chất độn hợp lý nhất để vừa có thể tăng khả năng bắt mực in của giấy mà lại có thể giảm giá thành sản xuất
1.2.2.3 Chất tăng độ bần khô
Chất tăng độ bền khô là những chất làm tăng độ bền cơ lý của giấy khi tắm giấy ở trạng thái khô Những chất thường được dùng để làm tăng độ bền khô cho giấy là:
- _ Tỉnh bột nguyên thủy, tinh bét cation
-_ Chất kết đính có nguồn gốc thực vật
+ Carboxy metyl xenluylo (CMC)
- Métsé keo ting bén khé 1a polyme téng hop
Trong các chất làm tăng độ bền khô trên thì nh bột cation là loại chất được sử dụng rộng rãi nhất trong thực tế Đó là đo hiệu quả làm tăng độ bền khô và tính cạnh tranh về giá cao so với các chất khác Tỉ lệ sử dụng tỉnh bột eation so với bột giấy khô
tuyệt đối đao động trong khoảng 0,2 — 2,5 % tùy theo yêu cầu mức độ tăng độ bền khô của giấy Khi trong thành phần của giấy có chất độn thì lượng dùng tỉnh bột phải tăng
lên do một phần tĩnh bột cation hấp thụ lên trên bề mặt chất độn Tuy nhiên không nên
tăng mức dùng tỉnh bột cation lên quá 2,5% vì đễ dẫn đến sự dư điện tích đương, làm giảm hiệu quả của các chất trợ bảo lưu Thông thường tỉ lệ sử dụng tỉnh bột từ 1 — 1,5
% so với bột giấy khô tuyệt đối cho hiệu quả bảo lưu tỉnh bột cao nhất
Tỉnh bột cation sử dụng để gia keo nội bộ thì làm tăng độ bền của giấy nhiều
it vì diện tích tiếp xúc của xơ sợi với keo tỉnh
hơn so với khi sử dụng nó để gia keo bề
bật cation trong gia keo nội bộ lớn hơn nhiều so với khi gia keo bề mặt
1 Chất trợ bdo lui
Trang 14
Sự bảo lưu là sự giữ lại các hạt mịn như xơ sợi mịn, các hạt chất độn, các hạt
keo chống thấm trên tấm giấy trong quá trình thoát nước của huyền phù bột khi đi qua
bộ phận lưới của máy xeo Đối với một quá trình xeo giấy, sự bảo lưu tốt hay xấu được biểu thị bằng độ bảo lưu của các hạt mịn trong quá trình xeo
áo lưu được tính bằng tỉ lệ phần trăm về khối lượng của các hạt mịn còn giữ
lại trong giấy đối với tổng khối lượng những hạt mịn này có trong dong
lên máy xeo Độ bảo lưu càng cao thì quá trình xeo đó càng hoàn thiện vì giữ lại được
nhiều hạt mịn trong quá trình xeo Như vậy thì vừa nâng cao chất lượng giấy, vừa tiết
kiệm hóa chất và ít gây ô nhiễm cho môi trường Độ bảo lưu thường tính riêng cho thành phần một hạt mịn nào đó có trong dòng bột, vi dụ như độ bảo lưu các xơ sợi min,
độ bảo lưu các chất độn, độ bảo lưu của chất keo chống thấm
Dé tăng hiệu quả độ bảo lưu nói chung của giấy in, trong quá trình sản xuất sử
dụng chất trợ bảo lưu Chất trợ bảo lưu là các hóa chất khi tham gia vào bột giấy có khả
năng làm tăng độ bảo lưu của các hạt mịn có trong tấm giấy Chất trợ bảo lưu thông dụng nhất trong quá trình xeo giấy là phèn nhôm và polyme cation tự nhiên hay tổng hợp Ngày nay người ta tìm ra được nhiều chất trợ bảo lưu có thể dùng một mình hoặc
dùng kết hợp hai hay nhiều hóa chất với nhau để đạt được hiệu quả bảo lưu cao trong
quá trình xeo giấy
1.2.2.5, Chất bắt tap chat anion
Trong đòng bột thường có tạp chat anion, vi dụ như các phân tử nhựa cây, các ion CT .Trong bột cơ, bột tái chế và bột thu hồi thi tap chat anion chiếm số lượng
đáng kể Sự có mặt của các anion này làm tiêu tốn thêm một lượng cation polyme dùng
làm trợ bảo lưu, làm giảm hiệu quả sử dụng của chất trợ bảo lưu Các nghiên cứu đều cho thấy, nếu bột được phối trộn trước với các cation có mật độ điện tích đương cao
như phèn nhôm thì có thể giảm thiểu được tác hại của các anion tạp chất đối với quá trình sử dụng chất trợ bảo lưu Vì những chat cation nay khi tham gia vào dòng bột sẽ
kết hợp trước với tạp chất anion, tạo điều kiện cho chất bảo lưu sử dụng sau sẽ kết hợp tốt hơn với các anion không phải là tạp chất như các hạt chất độn và xơ sợi mịn, tăng cường hiệu quả sử dụng của chất trợ bảo lưu
Ngoài các hóa chất trên, một số hóa chất khác như chất tăng trắng quang học, phẩm màu cũng được sử dụng để tạo cho giấy những chỉ tiêu ngoại quan theo yêu cầu của khách hàng
Trang 151.2.1 Sử đụng bột kinh mực từ giấy loại văn phòng trong sẵn xuất giấy in 1.2.3.1 Quá trình khuả trực giấy văn phòng
Khử mực giấy loại nói chung và khử mực giấy loại văn phòng nói riêng tùy vào nguyên liệu và yêu câu về bột thành phẩm mà có thể sử dụng các phương pháp
khử mực khác nhau Nhìn chung, quá trình khử mực được tiến hành qua nhiều công đoạn như đánh tơi, ngâm ủ, làm sạch, khử mực, tẩy trắng Công đoạn khử mực có
thể tiến hành bằng các phương pháp sau:[3]
- Phương pháp rửa: Cơ chế hoạt động chủ yếu dựa vào kích cỡ hạt mực Hiệu
quả đối với hạt mực có kích thước nhỏ hơn 15m và mức loại mực đạt 94 ~ 98%,
các tính chất eơ lý của bột thu hồi cao nhưng hiệu suất thấp, chỉ đạt 70 — 75% Trong quá trình này sẽ có sự bám đính trở lại của các hạt mực Do đó để hỗ trợ quá trình khử mực người ta dùng các chất hoạt động bề mặt để tách các hạt mực ra khỏi xơ
sợi và phân tán chúng Trong trường hợp này dùng các chất háo nước Phương pháp
này chỉ áp dụng ở các nhà máy có năng suất đầu tư và chỉ phí thấp
- Phương pháp tuyển nổi: Hiệu quả đối với hạt mực có kích thước khoảng 15
- 150um Mức loại mực đạt 80 ~ 97% Tính chất bột sau khử mực cao, hiệu suất từ
75 — 97% Trong quá trình này cần tránh hiện tượng các hạt mực lắng đọng lại xơ
sợi bằng cách cho thêm các chất ky nước để tạo hiện tượng keo tụ, sục khí sinh ra
các bọt khí trong quá trình tuyển nổi Phương pháp này áp dụng cho các nhà máy có năng suất lớn và chỉ phí đầu tư cao, thông thường có sự kết hợp với phương pháp
trên để đạt hiệu quả khử mực cao nhất
Quá trình khử mực giấy loại văn phòng thường tiến hành kết hợp cả hai phương pháp rửa và tuyển nỗi, trong đó quá trình tuyển nổi được chú trọng hơn do
+ kiệm lượng nước tiêu thụ cho cả quá trình Công nghệ khử mực hiện nay ngày càng được
loại bỏ được nhiều tạp chất, tận thu được cả xơ sợi vụn và chất độn mà lại
cải tiến, chú trọng nhiều vào cải thiện hiệu quả của quá trình tuyển nổi vì đây là giai
đoạn quan trọng, quyết định hiệu suất và tính chất của bột giấy sau khử mực Cơ chế
tuyển nổi được mình họa ở sơ đồ sau:
Trang 16chat waar Tính ty muốc Tinkwaanase
Hình 1.1 Cơ chế khử nưực bằng phương pháp tuyen nỗi
Các hóa chất chính được sử dụng trong quá trình khử mực được trình bày trong bảng 1.4 Bằng 1.4 Hóa chất sử đựng trong quá trình khử mực Hoá chất Tác dụng NaOH Trương nở xơ sợi, hỗ trợ phân tách mực in khỏi xơ sợi
Na;SiO; Đệm pH, phân tán và ôn định H;O; H;O; Tẩy trăng và phá vỡ liên kết mực
Chất hoạt động bề mặt Thu gom mực trong quá trình tuyển nỗi
Tác nhân chelat hóa
(DTPA) Hạn chế sự phân huỷ H;O; đo các kim loại chuyển tiếp Polyme Kể bông bùn từ nước trăng trong quá trình cô đặc và tuyển nỗi
Tuỳ thuộc tính chất giấy loại và yêu cầu bột thành phẩm mà mức đùng một số
hoá chất chính trong quá trình khử mực là NaOH: 0,6- 1,5%; Na;8iO;: 1,0 — 3,0%; H;O;: 06 ~ 1,5%; pH từ 9,5 — 12, điển hình nằm trong khoảng 10 - 11 Với mục đích nâng cao hiệu quả khử mực, một số tác nhân sinh học đã được sử dụng để thúc
Trang 17
thì cần có quá trình nghiên cứu thử nghiệm trước khi đưa ra được phương pháp và
quy trình khử mực thích hợp để hiệu suất và tính chất bột thu được là cao nhất.[7]
of
xHẤt giấy in
Tính chất và ứng đụng bột khử rực từ giấy loại văn phòng trong sản Bột thu được sau quá trình khử mực giấy loại văn phòng thường có độ trắng trong khoảng 75 — 87 %ISO tùy thuộc tính chất và chất lượng của nguyên liệu giấy
loại ban đầu cũng như chế độ công nghệ của đây chuyển khử mực Do trong thành phan của giấy loại văn phòng chứa phần lớn bột hóa học tẩy trắng (> 70%) nên các
tính chất cơ lý tương đối cao (chiều dài đứt > 3000 m, độ bền xé > 2,0 mNmỶ⁄g ) Hi bột Nếu như trong quá trình sản xuất bột giấy khử mực cho sản xuất giấy vệ sinh
suất bột sau khử mực phụ thuộc phần lớn vào mục đích sử dụng cuối cùng của
cần phải loại bỏ hết các chất độn để đảm bảo chất lượng giấy thì trong sản xuất giấy
in, bảo lưu một phần chất độn lại rất cần thiết để cải thiện tính chất quang học và độ
nhẫn của giấy, tiết kiệm phụ gia trong quá trình sản xuất Bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng đã qua xử lý hóa chất như oxy, kiểm và peoxit khiếm xơ sợi trương
nở và quá trình nghiền trở nên đễ dàng hơn Đã có nghiên cứu [13] chỉ ra ở cùng
một độ nghiền, bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng (với thành phần chủ yếu là
70% bột hóa học tẩy trắng và 30% bột cơ và bán hóa) có thể có chỉ số kéo cao hơn
đáng kể so với bột giấy hóa học tẩy trắng sản xuất từ gỗ cứng và gỗ mềm (Minh họa ở hình 1.3) ao 70 so Nm/r] s0 B00 700 600 500 400-300 200 1 CSF [mL)
“Se Recyeleehoer—— NHwK =O- SSWE
Hình 1.2 Ảnh hưởng của độ nghiên tối chỉ số kéo của bột khử mực từ giấy loại văn
Trang 18
Tuy nhiên, điều đáng chú ý khi sử dụng bột giấy tái chế từ giấy loại văn
phòng là độ bụi có trong bột Thông thường bột khử mực từ giấy loại văn phòng có
độ bụi (bao gồm cả điện tích hạt mực và các tạp chất khác) > 1700mm /m” [4], Sự có mặt của các hạt mực này làm giảm độ trắng của giấy và ảnh hưởng đến tính chất quang học cũng như tính thẩm mỹ của sản phẩm giấy Hình 1.4 chỉ ra mối quan hệ giữa độ bụi và độ trắng của giấy là phi tuyến tính Trong quá trình sản xuất giấy, nếu độ trắng của giấy yêu cầu càng cao thì độ bụi ảnh hưởng càng lớn Nếu như 0,1%
bụi trong giấy in làm giảm 16 % độ trắng của giấy báo thì có thể làm giảm 35 % độ trắng của giấy làm từ bột giấy hóa học DO trang Iso [%] 100 Giấy trang g 1,000 2,000 3,000 4,000 Mật độ mực [ppm]
Hình 1.3 Ảnh hưởng của độ bụi tối độ trắng của giấy in báo và giấy làm từ bột giấy hóa học
Hình 1.5 cũng chỉ ra sự giảm độ trắng của giấy cũng chịu ảnh hưởng của kích
thước hạt mực Nhiều hạt mực nhỏ có khả năng hấp thụ ánh sáng nhiều hơn so với
một hạt mực lớn
Tuy nhiên hạt mực lớn ảnh hưởng nhiều tới sự đồng nhất của bột giấy khử mực, nếu lớn đến mức có thể nhìn thấy được bằng mắt thường sẽ ảnh hưởng tới sản phẩm cuối cùng Ngoài ra, độ bụi này cũng gây ảnh hưởng tới quá trình vận hành máy móc trong quá trình sản xuất giấy Một số nghiên cứu [12] đã chỉ ra mực in còn
lại trong bột sau quá trình khử mực có thể gây ra hiện tượng đóng cặn ở thiết bị và
Trang 19
xuất giấy, làm giảm hiệu quả của quá trình sản xuất và giấy sản xuất ra kém chất lượng hơn Độ trắng leo [%] 3/4 lượng mực thêm vào [ứnh theo: khối lượng) an ' 1G i06 «7.000 16,000 Hình 1.4 Ảnh hưởng của kích tuước hại mục tới độ trắng bot giấy Mặc dù đi
bụi có trong bột giấy sau khử mực gây ảnh hưởng xấu tới quá trình vận hành cũng như tính chất của sản phẩm giấy, nhưng không có cách nào có thể loại bỏ hoàn toàn lượng bụi này Nếu cố gắng giảm độ bụi thì thường phải tăng hóa chất sử dụng trong quá trình tuyển nổi và tẩy, làm giảm độ bền và hiệu suất của bột cũng như làm tăng chỉ phí sản xuất, ô nhiễm môi trường Do vậy, thông thường bột giấy sau khử mực chủ yếu sử dụng để sản xuất giấy có chất lượng thấp và không
yêu cầu cao về ng như giấy in báo, giấy vệ sinh, cactong Muốn sử dụng cho các loại giấy có chất lượng và cần yêu cầu cao hơn về độ trắng và độ bụi thì cần phải có quá trình nghiên cứu quá trình chuẩn bị bột cũng như tỉ lệ phối trộn với bột giấy hóa học tẩy trắng và phụ gia phù hợp nhằm hạn chế ảnh hưởng của độ bụi có trong bột giấy sau khử mực lên sản phẩm cuối cùng
Một trong những sản phẩm có thể sử dụng một phần bột giấy sau khử mực từ giấy loại văn phòng là giấy in cấp B (TCVN) do yêu cầu chất lượng không quá cao và hàm lượng bột giấy hóa học tẩy trắng chỉ cần > 70% Loại giấy này có thể được dùng để sản xuất các mặt hàng giấy thường được dùng thường xuyên, không cần bảo quản lâu và có sản lượng tiêu thụ tương đối lớn Sử dụng một phần bột giấy khử
mực từ giấy loại văn phòng vừa giúp tiết kiệm chỉ phí nguyên liệu sản xuất, tận
dụng một phần chất độn sẵn có, hạ giá thành sản phẩm, hạn chế được ô nhiễm môi
Trang 20loại đầu vào Bên cạnh đó, trong quá trình sản xuất mặt hàng giấy in ngoài bột giấy
còn sử dụng nhiều loại loại hóa chất phụ gia, nên để có sản phẩm chất lượng đạt yêu cầu thì cần có một quá trình nghiên cứu cụ thể về tỉ lệ sử đụng bột và các loại hóa
chất phụ gia đó, từ đó đưa ra khuyến cáo cho các nhà sản xuất trong nước Nết luận và định hướng nghiÊn cứu
- Hiện nay ở trong nước, giấy in thường được sản xuất từ nguyên liệu bột BHKP,
bột BSKP và bột cơ học tẩy trắng Giá nguyên liệu bột trên thường biến động và có
xu hướng tăng Hơn nữa giá thành bột BSKP thường cao bột BHKP và bột cơ học
tẩy trắng, cao hơn nhiều so với
- Bột khử mực từ giấy loại có độ trắng và các tính chất cơ lý tương đối cao, bột giấy dễ nghiền hơn so với bột hóa học tẩy trắng nguyên thủy Bột khử mực từ giấy loại
văn phòng chủ yếu có thành phần là bột hóa học, bột cơ học và chất độn Vì vậy
trong quá trình sản xuất giấy in có sử dụng một phần bột khử mực sẽ tận dụng chất độn, không phải sử dụng bột cơ học tẩy trắng
- Với mục tiêu sản xuất giấy in đạt tiêu chuẩn phù hợp cho sản xuất giấy in sách
giáo khoa, truyện tranh, .và giảm chỉ phí sản xuất, đề tài tập trung nghiên cứu sản xuất giấy in từ bột BHKP và bột khử mực từ giấy loại văn phòng Các yếu tố công
nghệ được nghiên cứu là độ nghiền bột khử mực, tỉ lệ phối trộn bột giấy và chế độ gia phối phụ liệu Chất lượng giấy thu được đạt yêu cầu về độ trắng, độ đục và độ bền cơ lý cũng như giảm được chỉ phí sản xuất sẽ được lựa chọn
Trang 21PHAN I
ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu
Trong để tài này, đối tượng được lựa chọn để nghiên cứu là bột giấy khử mực từ
giấy loại văn phòng của công ty giấy Tissue Sông Đuống và công ty cổ phần Diana Bột hóa học tẩy trắng nguyên thủy được lựa chọn để phối trộn trong quá trình sản xuất giấy in là bột giấy tây trắng từ gỗ cứng nhập khẩu có một số tính chất như sau:
Bằng 2.1 Tính chất bột giấy hóa học tây trằng tì gỗ cứng Nguyên lậu | Be trếng tờ sẽ cá ⁄ Bot hoa học tây trắng từ gỗ cứng Tinh chat , m Dé tring, % ISO 87,0 Độ đục, % 792 Chiều đài đút, m 6960 Chỉ số độ bên xé, mNm'/g 6,70 *Bật được nghiền đến độ nghiền 38 °SE và xeo mẫu định lượng TOg/m trước khi xác định độ bên cơ lý 2.1.2 Hóa chất *Tinh bét cation
*Keo chéng thim AKD
*Canxi cacbonat nghiền
Trang 222.1.3 Thiết bị
- Máy nghiền bột kiểu Hà Lan dung tích 4,5 lít (Công suất động cơ 5,5 kW,vòng quay
động cơ 960 vòng /phút, đường kính 16 dao 190mm)
- Máy đo độ nghiền Kothen, hãng PTI của Áo sản xuất - Máy xeo Rapid — Kothen, hing PTI của Áo sản xuất
- Cân điện tử Melter độ chính xác + 0,0001 của Thụy Sĩ
- Các thiết bị đo tính chất cơ lý của giấy
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Mô tả phương pháp nghiên cứu Quá trình nghần bột
Bột giấy hóa học sợi ngắn nguyên thủy và bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng được nghiền riêng đến độ nghiền yêu cầu trước khi phối trộn
Quá trình phối trộn
Hén hợp bột giấy hóa học sợi ngắn nguyên thủy và bột khử mực từ giấy loại văn phòng được phối trộn theo các tỉ lệ nghiên cứu Các phụ gia được phối trộn vào
huyền phù bột theo thứ tự là: tỉnh bột - AKD ~ CaCOs ~ Pereol
Xeo giấy mẫu thí nghiệm
Huyền phù bột giấy và phụ gia sau khi phối trộn đều được xeo thành mẫu giá thí nghiệm với định lượng 70 gám” trên máy xeo Rapid để xác định tính chất cơ lý và
xeo mẫu định lượng 200 gám” để ước lượng độ bụi
3.2.2 Xác định các chỉ tiêu chất lượng của giấy
Mẫu giấy thí nghiệm được bảo quản trong điều kiện tiêu chuẩn và được xác định các tính chất cơ lý tại phòng thí nghiệm hoá lý - Viện công nghiệp Giấy và Xenluylo theo các tiêu chuẩn sau:
- Xác định độ tro : TCVN 1864 : 2001 - Xác định độ đục : TCVN 6728 : 2007 - Xác định độ trắng : TCVN 1865-1 : 2011
Trang 23- Xée định định lượng : TCVN 1270 : 2008 - Xác định độ bền kéo : TCVN 1862-2 : 2011 - Xác định độ bền xé : TCVN 3229 : 2007 - Xác định độ hút nước Cobb : TCVN 6726 : 2007 -Xác định độ bụi : TAPPI T213 82 ~ 2003
Độ bụi của tờ giấy được xác định theo tiêu chuẩn ngành 24 TCN 82 - 2003
đã được xây dựng tương thích với phương pháp tiêu chuẩn TAPPI T213 om-89 và
được biểu thị qua điện tích các hạt bụi (mực) trên bề mặt giấy (mmỶ ), trên diện tích
đo 1mỶ,
Trang 24PHAN IIL
KET QUA VA THAO LUAN
3.1 Khảo sát chất lượng bột khử mực của một số nhà máy sản xuất bột tái chế
trên thị trường Việt Nam
ột khử mực từ giấy loại văn phòng của công ty Cổ phần giấy Diana va Céng
ty giấy Tissue Sông Đuống được bảo quản trong túi mlon kín ở 4'C và được xác
định độ trắng, các tính chất cơ lý và độ bụi trước khi nghiên cứu Kết quả thể hiện ở bảng 3.1 Bang 3.1 Tinh chất bột sau khử mực từ giấy loại văn phòng Nguyên liệu | Bột Diana Bột Tissue Tính chất Sông Đuống Độ trắng, % ISO 80,9 80,7 Độ nghiên ban đầu, "SR 14 19 Độ tro,% 21 Sự Độ đục, % 843 86,7 Chiều đài đút, m 2520 3120 Chỉ số xé, mNm”g 793 426 Độ bụi, mm /m 2340 2370 -Trong đó số hạt có điện tích > 0,5mm” 18 12
*Bật được đánh tơi, xeo mẫu định lượng 70 gÁn đễ xác định tính chất cơ lý và xeo mẫu định
lượng 200 giun” đề xác định diện tích hạt mục
Kết quả phân tích tính chất bột cho thấy, bột khử mực của công ty Diana có độ trắng là 80,9 %ISO, cao hơn bột khử mực của công ty giấy Tissue Sông Đuống (80,7 %ISO) không đáng kể Độ đục của bột khử mực Tissue Sông Đuống cao hon
2,3% so với độ đục của bột giấy Diana Bột Diana có chiều đài đứt thấp hơn nhưng lại có chỉ số xé cao hơn nhiễu bột Tissue Sông Đuống là đo có chiếm nhiều tỉ lệ xơ
sợi đài Độ nghiền ban đầu của bột giấy khử mực Tissue Sông Dudng 14 19 "SR, cao
hơn so với độ nghiền ban đầu của bột khử mực Diana, như vậy trong quá trình
nghiền có thể tiết kiệm được một phần năng lượng để đạt được độ nghiền yêu cầu
Trang 25
Bật của công ty Diana có độ tro là 2,5% do trong day chuyén có giai đoạn lo
chất độn trước khi khử mực, bột sản xuất ra đảm bảo yêu cầu cho sản xuất giấy vệ
sinh Bột Tissue Sông Đuống có độ tro là 5,7 %, cao hơn nhiều so với công ty
Diana, thich hợp để sản xuất giấy in hơn do bảo lưu nhiều chất độn Mặc di bột khử mực Tissue Sông Đuống có tổng điện tích hạt mực nhiều hơn so với bột khử mực
Diana nhưng không đáng kẻ, số hạt mực có điện tích trên 0,5 mm’ it hon, chưa kể
đến trong quá trình phối trộn sản xuất còn nhiều giai đoạn làm sạch (sàng, lọc cát )
cũng như quá trình nghiền có thể giảm được độ bụi, cải thiện tính chất bột Như vậy, bột Tissue Sông Đuống được lựa chọn để phối trộn với bột hóa học tẩy trắng cho
các nghiên cứu tiếp theo
3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiền bột khử mực từ giấy loại văn phòng trong quá trình sản xuất giay in
Nghiền bột giấy là công đoạn quan trọng không thể thiếu trong quá trình sản xuất giấy Trong quá trình nghiền các xơ sợi sẽ được tách rời nhau, phân tơ chỗi hóa
và trở nên mềm mại, đồng nhất tạo sự liên kết tốt hơn khi hình thành tờ giấy, làm
tăng tính chất cơ lý của giấy
Đối với bột giầy khử mực từ giấy loại văn phòng, quá trình nghiền không chỉ
giúp cải thiện tính chất bột mà còn có thể làm giảm đáng kể độ bụi của bột Trong
quá trình nghiền, các hạt mực bị nghiền nhỏ và giảm tích, làm giảm số lượng
các hạt mực có điện tích > 0,5mm” Chính vì vậy đề tài tiến hành nghiên cứu ảnh
hưởng của độ nghiền tới tính chất bột, từ đó lựa chọn được độ nghiền phù hợp nhất
để đảm bảo quá trình sản xuất giấy in đạt chất lượng theo yêu cầu
Bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng của công ty giấy Tissue Sông
Đuống được nghiền tới các độ nghiền 35, 40, 45, 50 "SE và xác định độ trắng, các tính chất cơ lý và độ bụi Kết quả thể hiện ở bảng 3.2
Trang 26Chiều đài đứt, m 3120 4380 4600 4920 4950 Chỉ số xé, mNm”7g 426 | 3/69 | 343 | 327 | 312 '8Độ đục, % Hình 3.1 Ảnh hưởng của độ nghiên tôi độ đục của bột giấy khi trực từ giấy loại văn phòng 14 2 + 10 | 8 —#—Sẻ lượng hạt mực có | diện tịch >0,8mm2 8 —E—Dộ bụi x 0,001, | mm2/m2 | 2 m——xzmwm op 0 20 40 60 Hình 3.2 Ảnh hưởng của độ nghiền tối độ bụi và số lượng hạt mực có điện tích > 0,5iunt
Tuy nhiên khi tăng độ nghiền thì chỉ số xé có xu hướng giảm do xơ sợi bị cất
ngắn và độ đục tiếp tục giảm mạnh (Eình 3.1) Ở độ nghiền 45°SR độ trắng bột đạt
Trang 2780,1%ISO, độ đục là 82,3%, độ bui 1a 2208mm/m? véi sé hạt có diện tích trên
0,5mmỶ là 3 hạt Nếu tiếp tục tăng in thì các chỉ số trên không thay đổi đáng
kể, tốn chỉ phí cho quá trình nghiền Như vậy, độ nghiền bột khử mực ở 45"%R là
phù hợp để sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo Điều này hoàn toàn phù hợp với
các nghiên cứu trên thế giới
3.3 Nghiên cứu tỉ lệ phối trộn bột khử mực từ giấy loại văn phòng với bột giấy hóa học tay trắng nguyên thủy để sản xuất giấy In
Trên thực tế, bột sau khử mực từ giấy loại có giá thành rẻ hơn so với các loại
bột hóa học tẩy tắng nguyên thủy, nên vì lí đo kinh tế trong sản xuất cần tận dụng tối đa nguồn nguyên liệu này Tuy nhiên, nếu sử dụng quá nhiều lượng nguyên liệu này thì sẽ không đáp ứng được yêu cầu về tính chất của giấy in do diện tích hạt bụi có
trong bột còn cao và tính chất cơ lý của bột khử mực thấp Vì vậy, đề tài tiến hành
nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn bột hóa học tẩy trắng nguyên thủy và bột
khử mực từ gi
trình sản xuất giấy in Bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng của công ty giấy loại văn phòng, nhằm tìm ra tỉ lệ phối trộn phù hợp nhất cho quá
Tissue Sông Đuống được nghiền đến độ nghiền 45 "SR Bột giấy hóa học tẩy trắng được nghiền đến 40°SR Theo các kết quả nghiên cứu và thực tế sản xuất [5, 6], để
tài lựa chọn mức dùng các hóa chất phụ gia như sau:
- Mức dùng CaCO¿: 15%
- Mức dùng tỉnh bột: 1%
- Mức dùng AKD : 1%
- Mite diing Pereol: 0,02%
Đề tài tiến hành nghiên cứu các tỉ lệ phối trộn bột giấy hóa học sợi ngắn
nguyên thủy và bột khử mực như sau:5/95; 10/90; 15/85; 20/80; 25/75; 30/70;
35/65; 40/60; 45/55; 50/50 (theo phần trăm khối lượng)
Bột giấy sau khi phối trộn phụ gia thì xeo mẫu định lượng 70g/m” để xác
định độ trắng, các tính chất cơ lý và xeo mẫu định lượng 200g/m” để ước lượng độ bụi Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.3
Trang 28Băng 3.3 Ảnh hưởng của ti ip phoi tron bột hóa học tây trắng nguyên thậy và bột
DIP tới tính chất giáp
Mẫu Tỉ lệ phối trộn bột DIP/bột hóa học tây trắng, % Chỉ tiêu 5/95 | 10/90 | 15/85 | 20/80 | 25/85 | 30/70 | 35/65 | 40/60 | 45/55 | 50/50 BO tring, % ISO 86,2 | 85,6 | 85,0 | 84,5 | 83,7 | 82,8 | 82,6 | 81,3 | 81,0 | 80,1 Độ bụi, mm /m” 106 | 112 | 137 | 149 | 157 | 188 | 196 | 203 | 250 | 276 -Trong đó, s hạt ó| 0 | 0 | 0 |0 | oO |1 1 J3 |3 1242 diện tích > 0,5mmẺ
Kết quả thí nghiệm cho thấy khi tăng tỉ lệ phối trộn bột DIP thì độ trắng mẫu
giấy giảm dần, độ bụi tăng và ở tỉ lệ 30/70 bắt đầu xuất hiện hạt mực có diện tích > 0,5 mm’ 7000 6000 5009 es 4000 Chiều dài đứt m 3000 —this6 kéo 11000, 2000 1000 0 0 5 10 15
Hình 1.1 Ảnh hưởng của t lộ phối trộn bột tối tính chất cơ [ý của giấp
Hình 3.3 và 3.4 cho thấy, khi tăng tỷ lệ bột khử mực từ 5% đến 20% độ dục tăng từ 84.3 % đến 88,0% Nếu tiếp tục tăng tỷ lệ bột DIP lên 25 % thì độ đục có
tăng nhưng chỉ số xé và chiều dài đứt đều tiếp tục giảm mạnh Khi tăng tỉ lệ bột khử
mực thì độ tro tăng Tuy nhiên nếu tăng tỉ lệ bột khử mực quá 20% thì độ bụi tăng
cao và xuất hiện hạt mực có điện tích > 0,5mm”
Trang 2980 — DO dye, % 16 tro x10, %
0 ? 4 6 8 10 2
Hinh 3.4 Anh hivéng cia ti ip phoi ton t64 a6 duc vù độ tro của giấy
Do vậy đề tài lựa chọn tỉ lệ phối trộn bột DIP/Bột hóa tẩy trắng là 20/80 cho
các nghiên cứu tiếp theo Tuy nhiên đây chỉ là chế độ phối trộn đối với mẫu bật khử
mực của công ty giấy Tissue Sông Đuống Quá trình thí nghiệm cho thấy các tỉ lệ phối trộn khác cũng đảm bảo tính chất cơ lý của giấy in cấp B, chỉ có độ bụi không
đạt yêu cầu Như vậy, nếu có sự điều chỉnh trong quá trình khử mực, nâng cao chất
lượng bột khử mực với độ bụi thấp hơn thì tỉ lệ bột khử mực được sử dụng có thể sẽ
cao hơn
3.4 Nghiên cứu mức dùng hóa chất phụ gia trong sản xuất giấy in trong sản xuất giấy in có sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng
3.41 Ảnh hưởng của mức đừng CaCÓ;
Từ các nghiên cứu ở phần trên, để tài tiếp tục hành nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chất độn CaCO; lên một số chỉ tiêu chất lượng của giấy có sử
Trang 31Hình 1.6 Ảnh hưởng của mức đừng CaCO; tối tính chất cơ {ý của giấy
Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi thay đổi mức đùng CaCO; từ 10 -25% thì độ trắng và diện tích hạt mực không thay đổi hoặc thay đổi rất nhỏ (trong khoảng 83,2 — 84,5% ISO), chiều đài đứt và chiều dài xé giảm dần (chiều đài đứt giảm từ 3330 xuống còn 5020m và chỉ số xé giảm từ 5,51 xuống còn 4,87 mNm”⁄g) Tuy
nhiên độ đục, độ tro vi dj Cobb, tăng mạnh Ở mức dùng CaCO; là 10% thì
là 83,4%, độ tro là 9,2% và độ Cobban là 25,0 gím” Tiếp tục tăng mức dùng CaCO; thì các chỉ số trên đều tăng và ở mức dùng CaCO; là 13% thì độ đục tăng lên 88,0%,
độ tro đạt 11,39% và độ Cobban là 28,7% Nếu tiếp tục tăng mức đùng CaCO; lên
20% và 25% thì tính chất cơ lý giảm nhanh, độ thấm hút tăng cao gây khó khăn cho
quá trình in sau này Bên cạnh đó, khi tăng CaCO; lên cao thì độ bảo lưu chất độn sẽ i quá trình sản xuất Do vậy đề tài lựa chọn mức dùng CaCO; là 15% cho các nghiên cứu tiếp theo đục
giảm, tăng hàm lượng chất rắn trong nước trắng gây ảnh hưởng 3.42 Ảnh hưởng của mức đùng trợ bảo lưa
Mục đích của nghiên cứu này là đưa ra mức dùng trợ bảo lưu thích hợp nhằm
nâng cao độ bảo lưu xơ sợi mịn, các hạt chất độn và các chất gia keo khác trong quá
Trang 32Bang 3.5 Ảnh luưưởng của mức đừng trợ bảo lau tối tính chất giấy 000 0/01 002 003 Hình 3.7 Ảnh hưởng của mức đừng trợ bảo lưu tối độ đục và độ tro của mẫu giấy
Kết quả thí nghiệm cho thấy, khi không dùng chất trợ bảo lưu thì độ đục của
mẫu giấy là 84,2%, không đạt yêu cầu của để tài 85%) Kết quả này có thể giải
thích là do trong huyền phủ bột có chứa nhiều bột khử mực là loại bột tái chế có Độ tro x10, g/m2 Mau Mire ding percol, % Chỉ tiêu 0,00 | 001 | 0,02 | 003 | 0,04 DO tang, % ISO 941 | 847 | s43 | 846 | 843 Chiếu đài đứt, m 3370 | 5240 | 5210 | 5160 | 3140 Chỉ số xé, mNm”/g 337 | 523 | 331 | 517 | 5,02 DO Cobb, git 26,0 | 265 | 287 | 295 | 301 Độ bụi, mm in 146 | 146 | 149 | 150 | 168 Trong đó số hạt mực có điện tích >0,5mmÊ 0 0 0 0 0 40 m Đồ đục, %
hàm lượng xơ sợi mịn cao Trong quá trình xeo, xơ sợi mịn bị thoát theo nước trắng
Trang 33giảm tính đẳng hướng của các tia khúc xạ, vì vậy khi hàm lượng xơ sợi mịn trên
giấy giảm thì độ đục của giấy đạt được không cao Khi tăng tỉ lệ trợ bảo lưu từ
0,01% đến 0,03 % thì hầu hết các chỉ tiêu đều tăng, độ tro tăng đáng kể và đạt
12,4%, nhưng tính chất cơ lý bắt đầu có xu hướng giảm Khi tăng đến 0,04 % thì
diện tích hạt mực tăng đáng kể, độ tro và độ hút nước tăng không nhiều Do đó để tài lựa chọn mức dùng chất trợ bảo lưu là 0,03 % cho các nghiên cứu tiếp theo
3.43 Anh hwong ctu mise ding AKD
Do AKD chịu ảnh hưởng mức dùng chất độn có trong quá trình phố
nên để tài tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của mức đùng AKD tới tính chất
Quy trình thí nghiệm được tiền hành như sau:
- Til phéi trộn bột DIP/Bột hóa: 20/80
-_ Độ nghiền bột DIP 45 °SR
- Mite ding Tinh bat: 1%
- Mite ding AKD : thay đổi 0,5; 0,8;1,0;1.2;1,5; 2,0%
-_ Mức dùng CaCO;: 20%
+ Mite ding trợ bảo lưu: 0,03 %
Kết quả thu được thể hiện ở bảng 3.6
Trang 34Kết quả thí nghiệm cho thấy mức dùng AKD hầu như không có ảnh hưởng đến tính chất cơ lý và độ bui của giấy
60
—®— Độ Cobb60,g/m2
95 06 10 12 18
Hình 1.8 Ảnh hưởng của mức đừng AKD tối độ hú nước của giấp
Tuy nhiên, khi tăng mức dùng AKD từ 0,5 % đến 0,8 % độ Cobban giảm từ
35,2 g/m” xuống còn 32,1 g/m” Nếu tiếp tục tăng mức dùng AKD lên 1,0% thì
Cobbgn tiếp tục giảm từ xuống còn 29,59%, vẫn đạt tiêu chuẩn giấy cấp B Nếu tiếp tục tăng mức dùng AKD thi dé Cobb 4: gidm cén 26,1 g/m “khong đạt yêu cầu dé
ra Do đó, đề tài lựa chọn mức ding AKD là 1,0% cho quá trình sản xuất giấy in
3.5 Thiết lập quy trình công nghệ sản xuất giấy in đạt tiêu chuẩn cấp B ( theo 'TCVN 6886 : 2001) sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng
Từ các kết quả nghiên cứu ở trên, đề tài tiến hành thiết lập quy trình sản xuất giấy in đạt tiêu chuẩn cấp B TCVN có sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại văn
phòng như sau
Quú trình nghiên bot
Bột hóa học tẩy trắng nguyên thủy và bột khử mực từ giấy loại văn phòng được nghiền riêng tới độ nghiền 40°5R và 45°SR
Quá trình chuận bị bôi
Bột hóa học tẩy trắng và bột khử mực từ giấy loại văn phòng sau khi nghiền
được phối trộn với tỉ lệ DIP/Bột hóa là 20/80 (phần trăm về khối lượng)
Trang 35
Quá gia phối phụ gia,
Thứ tự gia phối phụ gia là Tỉnh bột~ AKD ~ CaCO; ~ Pereol, mức dùng là: + Mite ding Tinh bat:
- Mite ding AKD : -_ Mức dùng CaCO;: -_ Mức đùng Percol: 1% 1,0% 15% 0,03 %
Hén hợp huyền phù bột và hóa chất được xeo mẫu và xác định độ trắng, độ bụi, diện tích hạt mực, độ tro, độ Cobb và cá tính chất cơ lý Kết quả được thể hiện ở bảng 3.7
Bảng 3.7 Tính chất của giấy in có sử đụng 20% bột giấy sau khi: mực từ: giấy loại văn phòng
Chỉ tiêu Tiêu chuẩn giấy cấp B (TCVN) | Giá trị
Độ trắng, % ISO, không nhỏ hơn 78 84,6 Độ đục, %, không nhỏ hơn 85 89,7 Chiều đài đút, m, không nhỏ hơn -_ Chiều đọc 3200 3160 -_ Chiều ngang 1800 Chỉ số xé, mNm ⁄g, không nhỏ hơn -_ Chiều đọc 42 317 -_ Chiều ngang 46
Độ Cobb, g/m’, không nhỏ hơn 27 29,5
Độ tro, %, không nhỏ hơn 10 124
Độ bụi, mm ym 0,1 —0,5 mm”: không quá300 hạt | 150 > 0,5 mm’: không được phép có (*) 0
C9 Theo chuẩn TOTU 0004 — 80
Kết quả thí nghiệm cho thé
toàn đạt yêu cầu đề ra của đề tài, độ trắng thu được tương đối cao là 82,3 %ISO,
giấy được sản xuất theo quy trình trên hoàn
đục là 89,5% Các chỉ tiêu khác như chỉ số xé là 5,17 mNm”⁄s, chiều đài đút là 5160 m, cao hơn nhiều so với tiêu chuẩn giấy cấp B Với tỉ lệ bột sử dụng như trên,
Trang 36quá 300 hạt có diện tích 0,5mm” ) và không có hạt mực nào có diện tích lớn hơn 0,5 2à âu cần đề mm”, vừa đạt yêu cầu đề ra PHAN IV KET LUAN
1 Đề tài đã xác định được tính chất của một số loại bột khử mực từ giấy loại văn
phòng trên thị trường hiện nay gồm bột khử mực từ giấy loại văn phòng của công ty giấy CP Diana và công ty giấy Tissue Sông Đuống
2 Xác định được tỉ lệ phối trộn bột DIP/bột hóa trong sản xuất giấy in là 20/80
3 Dé tai da nghiên cứu mức dùng hóa chất phụ gia và thiết lập được quy trình công nghệ sản xuất giấy in đạt tiêu chuẩn cấp B theo TCVN 6886:2001 có sử dụng bột giấy khử mực từ giấy loại văn phòng Kết quả như sau:
- Til§ phéi trộn bột DIP/Bộthóa: 20/80
-_ Độ nghiễn bột: B6t khiy mye 45 "SR ; Bot héa 40°SR - Mite ding Tinh bat: 1%
- Mite ding AKD : 1,0% -_ Mức dùng CaCO;: 15% + Mite ding Pereol: 0,03 %
Trang 37TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Tài liệu đo Hiệp hội giấy và Bột giấy cung cấp
2 Tiêu chuẩn TOCT 9094 - 89
3 Lê Thị Quỳnh Hoa, 2009, Nghiên cứu quá trình khử mực giấy in báo và tạp
chí loại theo phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học, Đề
tài cấp bộ - Bộ Công thương
4 Nguyễn Việt, 2008, Nghiên cứu quá trình khử mực giá
phương pháp xử lý kết hợp giữa tác nhân sinh học và hóa học, Đề tài cấp bộ - ty loại văn phòng theo Bộ Công thương
5 Law, K.N., 1996, Progress in Paper Recycling
6 Smook, G.a., Handbook for Pulp and Paper Technologist, TAPP] PRESS, Atlanta 2003
7 Christiance Ackermann, Lothar Gottsching, Heikki Pakarinen., Papermaking potential of recycled fiber
8 Sub — Study No 15 of IED Study: Towards a Sustainable Paper Cycle, IED, London, 1996, 185pp; Anon Towards a Sustainable Paper Cycle, Intemational Institute of Enviroment and Development (IED), 2006, 321pp
9.Webb, L., Pulp Paper International 36 (11): 39 (2004)
10 Johan Gullichsen and Hannu Paulapuro, Papermaking Chemistry, Book 4, Published in cooperation with the Finish Paper Engineers’ Association and TAPPI
11 Hannu Paulapuro, Hensiki University of Technology, Book 18, Published in
cooperation with the Finish Paper Engineers’ Association and TAPPI
12 Selder, H., Das Papier 51 (9) : (1997)
Trang 3813 Farrand, J.A., McCrory $.J., and Forsman, D.L., Secondary fiber plant operations does influence paper machine performance, TAPPI 1995 Papermakers Conference Proceeding, TAPPI PRESS, Atlanta, p.327