TỔNG QUAN QUÁ TRÌNH TÁI CHẾ GIẤY
Tổng quan ngành giấy tái chế thế giới
Giấy tái chế (giấy thu hồi) đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp giấy của các nước phát triển, nhờ tỷ lệ thu gom nội địa cao Cụ thể, Bắc Mỹ có tỷ lệ thu gom đạt 70%, Liên minh châu Âu đạt 73%, và Nhật Bản đạt 81,3% Trong khi đó, khu vực châu Á chỉ đạt tỷ lệ thu gom 52,5%, thấp hơn mức trung bình toàn cầu là 59%.
Xuất khẩu 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 và sử dụng giấy tái chế để sản xuất giấy theo
Tổng quan ngành giấy tái chế ở Việt Nam
Giấy đã qua sử dụng đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp giấy Việt Nam, là nguyên liệu chính không thể thay thế Tỷ lệ sử dụng giấy thu hồi trong sản xuất giấy đạt tới 87%, trong khi đó, tỷ lệ này trong sản xuất giấy bao bì lên đến 98%.
Hoạt động thu gom giấy thu hồi đã đạt tỷ lệ 43%, nhưng sự tăng trưởng mạnh mẽ trong sản xuất giấy, đặc biệt là giấy bao bì, đã khiến tỷ lệ thu gom trong nước không theo kịp Hơn nữa, hoạt động thu gom hiện nay còn mang tính tự phát và manh mún, dẫn đến hiệu quả chưa cao.
Xu hướng cung-cầu giấy thu hồi tại Việt Nam đang gia tăng mạnh mẽ, với nhu cầu sử dụng để sản xuất giấy tăng khoảng 35% mỗi năm Dự báo đến năm 2025, nhu cầu này sẽ đạt 13,2 triệu tấn, so với 3,7 triệu tấn vào năm 2018.
Hình 2: Thu gom và sử dụng giấy thu hồi để sản xuất giấy của Việt Nam (nghìn tấn)
Tại Việt Nam, tỷ lệ giấy đã sử dụng được thu hồi chỉ đạt khoảng 25% tổng lượng giấy tiêu dùng, thấp hơn nhiều so với các nước trong khu vực Các cơ sở sản xuất lớn thường ưa chuộng mua giấy thu hồi nhập khẩu do hiệu quả về thời gian và chi phí, cùng với việc có hóa đơn giá trị gia tăng Ngược lại, quy trình hợp thức hóa chi phí sản xuất khi mua giấy loại thu gom trong nước lại phức tạp và rối rắm, dẫn đến việc thu hồi giấy trong nước không có tiến triển đáng kể.
Nguyên liệu dùng trong giấy tái chế
Những loại giấy có thể sử dụng trong quy trình tái chế có thể kể đến:
Giấy carton cứng được sản xuất từ các thùng và bìa cứng cũ, bao gồm nhiều lớp giấy được kết nối với nhau bằng một lớp lót bên trong, thường có kết cấu xù hoặc có rãnh.
- Giấy báo, tạp chí cũ: Đây là loại giấy mà qua quá trình tái chế giấy sẽ trở thành rất nhiều những vật dụng hữu ích
- Sổ cái trắng: Tiêu đề giấy trắng không bóng, in hoặc không in, được đánh máy, viết và sao chép giấy máy
- Sổ cái màu: Giấy màu không bóng, in hoặc không in đều được
- Danh bạ điện thoại: Danh bạ điện thoại mới hoặc đã qua sử dụng
Chất thải văn phòng bao gồm nhiều loại giấy tờ được thu thập từ các văn phòng và tổ chức, như giấy note, tập sách, tờ rơi, bản sao trắng/pastel, giấy viết, giấy máy tính trắng hay nhiều sọc, tiêu đề thư và phong bì.
Các yếu tố ảnh hưởng quá trình khử mực
Chất lượng bột giấy đóng vai trò quan trọng trong việc sản xuất bột khử mực (bột DIP) Nhiều nhà máy khẳng định rằng việc đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng giấy đầu vào sẽ giúp giải quyết mọi yêu cầu về chất lượng sản phẩm sau đó Do đó, họ đã xây dựng các tiêu chuẩn chất lượng nghiêm ngặt và xác định những điểm có thể kiểm soát để đảm bảo bột giấy đạt yêu cầu chất lượng.
Chất lượng giấy loại được xác định dựa vào 3 yếu tố sau:
Độ sạch của giấy loại được xác định bởi số lượng tạp chất bẩn có trong đó Các nhà máy sản xuất bột khử mực có các hệ thống khác nhau để loại bỏ tạp chất, nhưng chưa có nhà máy nào đạt được mức độ loại bỏ 100% chất bẩn Thống kê cho thấy, nguyên liệu có nhiều tạp chất sẽ giữ lại nhiều hơn trong bột thành phẩm Vì vậy, việc loại bỏ chất bẩn ngay từ nguồn cấp ban đầu là phương pháp hiệu quả nhất.
Độ đồng đều của nguyên liệu là yếu tố quan trọng để xác định thành phần ổn định Khi nguyên liệu được tập hợp từ nhiều loại giấy khác nhau, tỷ lệ giữa các chủng loại này cần phải được duy trì một cách ổn định để đảm bảo chất lượng sản phẩm.
Cung cấp nguyên liệu đồng đều là yếu tố quan trọng giúp xưởng sản xuất đạt được công nghệ ổn định, từ đó nâng cao chất lượng bột một cách nhất quán.
Chất lượng xơ sợi trong giấy, bao gồm bột hóa, bột cơ, bột tẩy trắng và bột không tẩy, cùng với độ dài của sợi (ngắn hay dài), sẽ quyết định loại giấy được sản xuất.
Cả 3 yếu tố này sử dụng để phân chia giấy loại thành các chủng loại khác nhau cũng như quyết định giá cả của chúng và là cơ sở để cân đối giữa yêu cầu về chất lượng và giá cả Việc cung cấp ổn định giấy loại với một số lượng nhất định cũng là một yếu tố giới hạn cần được nhà sản xuất xem tới.
4.2 Kiểm soát chất lượng giấy loại
Chất lượng giấy loại ảnh hưởng trực tiếp đến quy trình sản xuất và chất lượng bột khử mực, do đó, việc thiết lập một hệ thống kiểm soát chất lượng hiệu quả là rất cần thiết Cần xây dựng các yêu cầu kỹ thuật chi tiết cho giấy loại, bao gồm các loại giấy, tỷ lệ phân phối, vật liệu không chấp nhận, hạn chế chất bẩn, hàm lượng ẩm, độ tuổi giấy và phương pháp đóng bành cũng như kích cỡ bành.
Hệ thống quả lý chất lượng cũng cần xác định : các phương thức thải loại tạp chất, các yêu cầu cần thiết, các phương thức giao hàng.
4.3 Các nguồn giấy loại ( giấy thu hồi )
Các nguồn giấy thu hồi : nguồn gốc chính từ các hộ gia đình, công nghiệp in ấn, các nguồn công nghiệp khác.
Giấy từ hộ gia đình chủ yếu bao gồm giấy báo và một lượng nhỏ giấy tạp chí Tại một số quốc gia, loại giấy này được sử dụng để sản xuất lớp độn cho giấy thùng carton.
Bột khử mực được sản xuất từ các nguyên liệu như giấy báo và tạp chí, thường được sử dụng để chế tạo giấy in và giấy tissue với định hướng thấp Ngoài ra, bột này cũng có thể được pha trộn với các loại bột có độ trắng cao hơn nhằm sản xuất giấy in, giấy viết, hoặc các loại giấy bao gói khác.
Trong công thức nguyên liệu hiện nay người ta thường dùng 30% tạp chí và 70% giấy báo.
Giấy văn phòng chủ yếu là loại giấy in và giấy viết với hàm lượng bột hóa cao, được sản xuất từ nguyên liệu bột hóa Loại bột này không chỉ thay thế cho bột hóa trong sản xuất giấy in, giấy viết và giấy tissue mà còn có thể qua quá trình tẩy trắng để tạo ra các loại bao bì trắng chất lượng cao hơn.
Giấy từ nguồn công nghiệp thường là giấy bao gói có độ bền cao, được tái sử dụng để sản xuất các loại giấy bao không cần khử mực.
Phân loại giấy thu hồi:
Tùy theo xuất xứ mà giấy thu hồi được phân loại như sau:
Giấy thu hồi sạch là loại giấy được thu hồi từ các lề giấy, giấy hỏng trong quá trình sản xuất bao bì, giấy văn phòng và giấy viết Loại giấy này không cần qua quá trình làm sạch mà chỉ cần trải qua công đoạn đánh tơi để tái sử dụng hiệu quả.
+) Giấy thu hồi từ các nhà máy in : bị thải do in sai hoặc quá hạn sử dung, loại này cũng sạch nhưng cần qua công đoạn khử mực.
Giấy thu hồi từ nhiều nguồn khác nhau có thành phần đa dạng và độ sạch không đồng đều, vì vậy cần trải qua quy trình làm sạch hoàn chỉnh Sau khi được xử lý, bột giấy thường được sử dụng để sản xuất lớp giữa của các loại giấy carton.
Ngoài ra, phân loại theo đặc thù giấy sử dụng:
+) OMG: giấy tạp chí hoặc catalogue có tráng phủ bề mặt ( trừ PE).
Dây chuyền công nghệ quá trình khử mực
5.1 Nguyên lý chung của khử mực giấy loại (4)
Công nghệ khử mực giấy loại bao gồm ba quá trình chính: tách mực, rửa và tẩy Quá trình tách mực diễn ra thông qua sự trương nở của xơ sợi khi đánh tơi, kết hợp với tác động ma sát và suy yếu các liên kết hóa học Các hóa chất, nhiệt độ và lực cơ học được sử dụng để loại bỏ mực in khỏi xơ sợi giấy, phân tán chúng trong dung dịch nước Sau đó, các mảnh mực khô, chất keo và tạp chất khác được tách ra khỏi bột giấy thông qua các phương pháp rửa, tuyển nổi và phân tán Trong các giai đoạn này, sự tương tác giữa các hạt và hóa học bề mặt đóng vai trò quan trọng.
Màng mực in – bề mặt sơ sợi (tách mực)
Hạt mực –hạt mực ( phân tán, kết tụ)
Hạt mực – sơ sợi (tái kết tụ)
Hạt mực – hạt thu gom ( tuyển nổi)
Hạt mực – bóng khí (tuyển nổi)
Sơ sợi, chất độn – bóng khí (tuyển nổi) Qui trình hiện nay sử dụng bốn loại hóa chất kết hợp để khử mực là XL-200,
NaOH, Na2SiO3 và H2O2 là những hóa chất quan trọng trong quá trình tách mực khỏi giấy Chúng giúp phá vỡ liên kết giữa mực và sợi giấy, loại bỏ mực khỏi dung dịch bột và tẩy trắng bột giấy Mỗi hóa chất có vai trò riêng, nhưng chúng hỗ trợ lẫn nhau để tối ưu hóa hiệu quả của quá trình tách mực.
Dưới tác động của NaOH và nhiệt độ, giấy mùn sẽ dễ dàng được đánh tơi hơn Môi trường kiềm làm cho dầu lanh và nhựa alkyd trong mực bị xà phòng hóa một phần, tạo ra đầu ưa nước - COONa Khi đó, lớp màng hạt mực bị hydrat hóa, khiến hạt mực trở nên ưa nước và dễ dàng tách khỏi xơ sợi Thành phần gốc dầu khoáng không bị xà phòng hóa sẽ được thấm ướt bởi chất hoạt động bề mặt Dung dịch kiềm (NaOH) làm cho xenluloza trương nở, giúp các màng mực in dễ dàng tách khỏi thớ sợi hơn.
Khi tăng kiềm, hiệu quả xà phòng hóa dầu và nhựa alkyd trong hạt mực sẽ cải thiện, đồng thời làm tăng mức độ trương nở của xơ sợi Tuy nhiên, nếu độ pH quá cao, đặc biệt là đối với bột cơ, sẽ dẫn đến hiện tượng đen bột và giảm độ trắng Độ pH cũng ảnh hưởng đến kích thước bọt trong quá trình tuyển nổi; với pH cao (pH > 11), các bọt khí sẽ quá nhỏ, gây thất thoát lượng xơ sợi lớn Do đó, pH thích hợp cho tuyển nổi là từ 10 đến 11.
5.1.2 Vai trò của các chất hoạt động bề mặt (6)
Vai trò của chất hoạt động bề mặt:
Dung dịch nước có sức căng bề mặt lớn, khiến nó không thể thấm ướt bề mặt hạt mực không phân cực Để nước thấm vào bề mặt dung dịch, cần có các phần tử chất hoạt động bề mặt, trong đó một đầu ưa nước và một đầu kị nước Đầu kị nước bám vào các phân tử dầu và nhựa trong mực, trong khi đầu ưa nước hướng ra môi trường Khi đó, lực liên kết giữa mực và sợi nhỏ hơn lực kéo hút của nước lên hạt mực thông qua cầu nối là các phân tử chất hoạt động bề mặt.
Hiện tượng thấm ướt hạt mực xảy ra do hai quá trình chính: xà phòng hóa dầu và nhựa alkyd của hạt mực bởi NaOH, cùng với sự tương tác của chất HĐBM Sự trương nở xơ sợi dưới tác động của nước nóng và môi trường kiềm, kết hợp với khuấy trộn trong bể nghiền, góp phần thúc đẩy nhanh chóng quá trình giải phóng hạt mực khỏi xơ sợi.
Khi hạt mực được tách khỏi xơ sợi, chúng phân tán trong nước dưới dạng huyền phù và nhũ tương, dẫn đến các quá trình xảy ra trong môi trường này.
Phân rã hạt mực thành các hạt nhỏ hơn.
Các hạt mực tập hợp lại thành các hạt lớn hơn.
Để tách mực khỏi dung dịch bột, cần hạn chế sự tái bám dính của các hạt mực lên bề mặt xơ sợi và phân tán chúng thành các hạt nhỏ, vì hạt nhỏ khó bám dính vào bóng trong quá trình tuyển nổi Nếu không tách ra, các hạt mực nhỏ sẽ tạo bụi mực lẫn trong giấy thành phẩm Tính chất bề mặt của hạt mực ảnh hưởng đến hiệu quả khử mực: hạt mực ưa nước phù hợp với phương pháp rửa, trong khi phương pháp tuyển nổi yêu cầu hạt mực phải có tính kỵ nước Tuy nhiên, sau khi tách khỏi xơ sợi, các hạt mực thường ưa nước và có kích thước nhỏ (< 10 µm), trong khi kích thước tối ưu cho tuyển nổi là khoảng 10-100 µm Các hạt mực nhỏ khó nổi do thiếu động năng, trong khi hạt lớn dễ bị tách ra do trọng lượng vượt quá lực liên kết và lực nổi của bóng khí.
Chất HĐBM có khả năng ngăn chặn sự tái bám của mực lên xơ sợi, đồng thời gom các hạt mực nhỏ thành hạt lớn, tạo ra tính kị nước giúp dễ dàng tách ra bằng phương pháp tuyển nổi Cơ chế tác động của chất HĐBM được giải thích qua sự tương tác tĩnh điện giữa các phần tử mang điện trong dung dịch và tính ưa nước, kị nước của các gốc hóa học.
Chất kết tụ thường dùng trong tuyển nổi là axit béo tổng hợp, trong dung dịch kiềm xảy ra các phản ứng sau đây
R-COONa + Ca(OH)2 (R-COO)2Na +2 NaOH (2) Ở các phản ứng thứ hai phân tử xà phòng tạo ra kết hợp Ion Ca2+ trong dung dịch tạo nên xà phòng Canxi là các hạt mang điện tích dương có một đầu kih nước là gôc Hydrocacbon Các hạt mực sau khi bị hdrar hóa ( nhờ quá trình thấm ướt bằng NaOH và chất HĐBM) mang điện tích âm Các hạt mực mang điện âm này sẽ định với xà phòng Canxi mang điện dương trong dung dịch, sau đó tiếp tục định với các hạt mực khác tạo ra các cụm mực nhỏ kỵ nước Do tính kị nước của mình nên các cụm mực nhỏ này dễ dạng định vào các bóng khí nhỏ khi sục khí vào dung dịch Bản thân các bóng khi nhỏ tạo ra trong dung dịch mang điện tích âm, các hạt mực cũng mang điện tích âm nên chúng có lực đẩy tĩnh điện với nhau Tuy nhiên, khi hấp thụ xà phòng Canxi mang điện tích dương các hạt mực sẽ bị trung hòa điện tích, vì vậy có khả năng bám vào bóng khí.
Khi hạt mực tách ra khỏi xơ sợi, bề mặt xơ sợi sẽ hình thành một lớp hydrat hóa ưa nước Sự hấp thụ xà phòng Canxi khiến các hạt mực trở nên kị nước, dẫn đến khó khăn trong việc bám dính trở lại bề mặt xơ sợi.
Chất HĐBM có khả năng thu gom các hạt mực nhỏ, ngăn chặn sự tái bám của chúng lên bề mặt xơ sợi Đồng thời, chất này còn tạo ra tính kị nước cho các hạt mực, giúp chúng dễ dàng định hình vào bóng khí trong quá trình tuyển nổi.
Vai trò làm chất tạo bọt:
Chúc năng tạo bọt của chất tuyển nổi phải đảm bảo các yếu tố sau:
- Kích thước bọt ổn định và phù hợp
- Mật độ bọt ổn định
- Thời gian sống của bọt phải bền.
Chất hoạt tính bề mặt không mang điện được sử dụng phổ biến trong quá trình khử mực tuyển nổi nhờ vào khả năng tạo bọt hiệu quả và tính ổn định khi tiếp xúc với nước cứng.
5.1.3 Vai trò của Na2SiO3
Chất đệm ổn định pH:
Na2SiO3 có vai trò làm chất đẹm ổn định pH của dung dịch trong khoảng pH-
11 N2SiO3 thay thế một phần NaOH tạo nên tổng kiềm hữu hiệu trong tẩy mực Nếu sử dụng riêng NaOH, tốc độ nghiền bột và tách mực sẽ tăng nhanh, nhưng NaOH cũng làm cho bột bị sẫm màu ngay lập tức, đặc biệt khi trong giấy loại có nhiều bột cơ học Trong trường hợp đó Na2SiO3 thường được cho vào trong bể nghiền bột để làm giảm sự sẫm màu do kiềm này và nó cũng cho phép các quá trình nghiền giấy loại thành bột được thực hiện trong khoảng pH thấp hơn so với dùng riêng NaOH.
Nghiên cứu cho thấy rằng khi sử dụng Na2SiO3 với tổng kiềm không đổi, độ trắng của giấy cao hơn so với việc sử dụng NaOH nhiều hơn Đặc biệt, độ trắng có xu hướng tăng theo lượng Na2SiO3 được sử dụng Hơn nữa, Na2SiO3 có khả năng ức chế hiệu quả sự xẫm màu của lignin trong quá trình sản xuất giấy.
Hỗ trợ chất tẩy hydrogen peroxit:
PHÂN TÍCH, LÀM RÕ CƠ CHẾ, ĐIỀU KIỆN DÂY CHUYỂN CÔNG NGHỆ
Thuyết minh dây chuyền công nghệ DIP
1.1 Công đoạn nghiền và phối trộn hóa chất tách mực
Nghiền nhỏ giấy thành bột mịn và phá vỡ liên kết giữa các hạt mực và sợi giấy.
Nguyên liệu vào được đưa lên sàn cân điện tử định lượng rồi qua băng chuyền vào máy nghiền nồng độ cao (mỗi mẻ khoảng 6 tấn)
Các loại hóa chất tẩy mực như NaOH, NA2SiO3 và H2O2, cùng với hóa chất tuyển nổi, được bơm từ các thùng chứa vào thùng lường Lượng hóa chất sử dụng cho quá trình tẩy mực và tuyển nổi được định lượng chính xác thông qua vạch chia mức chất lỏng trong thùng lường.
Mở van dưới đáy thùng để cho hóa chất chảy vào máy nghiền Nước nóng từ bể chứa được bơm vào máy nghiền, nơi hóa chất và nước nóng kết hợp với cánh khuấy quay mạnh, giúp các mảnh giấy bị mủn ra, xé nhỏ và đánh tơi hiệu quả.
Bột từ máy nghiền thô được hòa trộn với nước từ bể máy nghiền và được bơm sang máy nghiền thứ cấp Tại đây, bột tiếp tục được nghiền với sự tác động của các hóa chất khử mực, làm lỏng liên kết giữa mực in và sợi, khiến chúng trở nên kém bền vững Các hạt mực trở nên kị nước, bị xé nhỏ và tách ra khỏi sợi nhờ vào các dao trong quá trình nghiền thủy lực Tại máy nghiền có lưới chắn, bột hợp cách sẽ được lọc qua, trong khi tạp chất như nilon, kim loại và đá vụn sẽ không qua lưới và được định kỳ tháo ra để thải bỏ.
Bột sau khi đi qua máy nghiền sẽ được bơm qua sàng thô giai đoạn 1 Bột hợp cách sẽ được chuyển đến bể máy nghiền để chuẩn bị cho công đoạn tiếp theo, trong khi bột không hợp cách sẽ được đưa xuống bể bột thải giai đoạn 1 Sau đó, bột không hợp cách sẽ được bơm qua sàng thô giai đoạn 2 Bột hợp cách tiếp tục được chuyển vào bể máy nghiền, trong khi bột không hợp cách sẽ chuyển xuống bể sàng thải để tách tiếp Cuối cùng, bột từ bể này sẽ được bơm qua máy sàng bột thải để thu được sản phẩm cuối.
Nước lọc được bơm từ bể chứa đến các dòng vào của máy nghiền, máy sàng thô và bể chứa, nhằm rửa và pha loãng bột trước khi chuyển đến bể máy nghiền.
1.2 Công đoạn tách cát sơ bộ và tuyển nổi tách mực
Mục đích của công đoạn này là tách sơ bộ cát, các tạp chất rắn và tách mực ra khỏi bột.
Bột từ bể máy nghiền được bơm qua cyclon để tách cát và tạp chất nặng, sau đó chuyển vào bể tuyển nổi Tại đây, bột tiếp tục được xử lý qua các bể tuyển nổi Ecocell và Honshu.
Tuyển nổi là quá trình sử dụng chất hoạt động bề mặt để tách chọn lọc khoáng chất từ bùn quặng, chủ yếu trong ngành công nghiệp hóa chất Phương pháp này được áp dụng để tách quặng sunfit, cacbonat và oxit, dựa trên nguyên lý bám dính của các hạt vào bong bóng khí Công nghệ tuyển nổi đã được phát triển từ thập niên 1960 trong ngành khai khoáng Quá trình diễn ra ở nhiệt độ khoảng 45-55 ℃ với nồng độ bột từ 0.8-1.5%.
Các công đoạn chính trong quá trình tuyển nổi như sau:
Giai đoạn tách mực ra khỏi xơ sợi.
Giai đoạn loại bỏ mực ra khỏi xơ sợi trong quá trình tuyển nổi.
Giai đoạn tách mực ra khỏi xơ sợi là quá trình quan trọng trong sản xuất giấy, nơi mực in được áp dụng lên bề mặt xơ sợi thông qua các phương pháp như in offset, gravure, UV-Curing, letter press và flexo Để tách các hạt mực và phụ gia khỏi xơ sợi, máy nghiền thủy lực được sử dụng với các hóa chất khử mực như NaOH, Na2CO3, H2O2 và các chất hoạt động bề mặt Các hóa chất này làm yếu lực liên kết giữa mực in và xơ sợi, khiến các hạt mực trở nên kỵ nước, bị xé nhỏ và dễ dàng tách ra dưới tác động của các dao trong quá trình nghiền.
Trong quá trình tuyển nổi, mực và các hạt phụ gia được tách ra khỏi xơ sợi để thu được xơ sợi "sạch" phục vụ sản xuất giấy Phương pháp này sử dụng bọt khí để loại bỏ các hạt mực, nhờ vào sự tác động của hóa chất và các ion canxi dương trong nước Các phân tử xà phòng kết hợp với ion canxi tạo ra các hạt nhỏ mang điện tích dương, dễ dàng kết dính với hạt mực mang điện âm Các cụm mực nhỏ này bám vào bọt khí nhờ tính kỵ nước của các chất hoạt động bề mặt, như axit béo stearic Cuối cùng, các bọt khí này nổi lên bề mặt huyền phù, tạo thành lớp xà phòng dễ dàng loại bỏ.
Hình 8: Sơ đồ quy trình khử mực tuyển nổi
Tại bể tuyển nổi, bọt khí liên tục được sục lên từ dưới nhờ các bơm sục khí tuần hoàn Ecocell hoặc cánh khuấy Các hạt mực kết hợp với chất tuyển nổi trở nên kị nước, bám dính vào bọt khí và nổi lên bề mặt Dịch bột được tách thành hai phần: lớp trên chứa bọt mực in và lớp dưới là bột đã tách mực Bột đã tách mực được chuyển trực tiếp qua bể lọc và sau đó xuống lọc cát Bọt mực in được thu gom vào bể bọt, sau đó được bơm sang máy lọc đĩa Cuối cùng, bột qua máy lọc đĩa được đưa tiếp sang máy rửa rơi để thu hồi và vào bể lọc.
Thiết bị trong dây chuyền công nghệ DIP
2.1 Thiết bị công đoạn nghiền và 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 các hóa chất và nước nóng thực hiện phản ứng khử mực
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Máy được thiết kế với thùng chứa hình trụ có thể tích 35m², bao gồm cửa đưa giấy loại vào và cửa quan sát đối diện nhau Hệ thống ống dẫn nước nóng, hóa chất và nước pha loãng được trang bị để phục vụ quá trình hoạt động Cánh khuấy trộn và đánh tơi nằm ở giữa thân máy, được điều khiển bởi motor điện thông qua dây curoa Cửa xả nằm ở cạnh bên gần đáy máy, cho phép nước nóng và hóa chất được bơm vào bể máy Khi máy hoạt động, cánh khuấy quay với tốc độ cao, giúp xé nhỏ các mảnh giấy và trộn đều với hóa chất.
Hình 10: Máy nghiền thứ cấp
Máy được thiết kế để tiếp tục quá trình nghiền bột sau giai đoạn nghiền sơ cấp, giúp tăng cường độ mịn của bột Đồng thời, máy cũng tích hợp sàng lọc để loại bỏ các tạp chất lớn, ngăn ngừa tình trạng tắc nghẽn trong các giai đoạn nghiền tiếp theo.
Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
Máy nghiền bao gồm một cánh khuấy lớn bằng kim loại hoạt động theo phương dọc, giúp xé nhỏ bột giấy nhờ vào động cơ điện qua dây curoa Ở mặt sau của cánh khuấy có lỗ tròn với đường kính 3-6 mm cho phép bột hợp cách đi qua, trong khi các tạp chất lớn hơn như kim loại và nylon sẽ bị giữ lại và được tháo định kỳ qua cửa xả đáy Quá trình nghiền này không chỉ làm tăng độ mịn của bột mà còn loại bỏ các tạp chất có kích thước lớn.
Hình 11: Máy sàng bột Hình 12: Cánh gạt
Máy được thiết kế để sàng bột với nồng độ cao, giúp tách các tạp chất nhỏ như nylon, kim loại, gỗ và giấy bóng kính, mà có thể lọt qua khe sàng của máy nghiền bột thứ cấp.
Cấu tạo vào nguyên lý hoạt động:
Máy có lồng sàng hình trụ với mắt sàng dạng lỗ hoặc khe, cho phép bột dưới áp lực từ bơm vào bên trong và thoát ra ngoài qua các mắt sàng Tuy nhiên, hiện tượng bột bám vào mắt lưới gây tăng trở lực và tắc nghẽn sàng Để khắc phục, máy được trang bị cánh gạt quay tròn nhờ roto điện, giúp gạt lớp bột bám trên lưới, cho phép dòng bột tiếp theo đi qua Bột không qua lưới sẽ rơi xuống và được xả qua cửa đáy.
2.2 Thiết bị công đoạn tách cát sơ bộ và tuyển nổi mực in (9)
Tuyển nổi Honshu là một trong những kĩ thuật tuyển nổi cổ điển nhất.
Nguyên lý hoạt động của hệ thống là sử dụng cánh khuấy lớn trong bể chứa bột, với một ống trụ thông khí bên ngoài Khi cánh khuấy quay, bột xung quanh bị ép ra ngoài, tạo ra vùng chân không ở trung tâm, hút không khí vào dọc theo trục Không khí này được phân tán mạnh mẽ trong dung dịch bột, hình thành các bóng khí nổi lên cùng với hạt mực Quá trình này diễn ra liên tục, khiến lớp bọt khí lẫn mực in nổi lên trên được thu gom qua cánh gạt quay tròn Cuối cùng, bột sau khi tuyển nổi sẽ được lấy ra từ cạnh bên của bể.
Tuyển nổi Ecocell là công nghệ tiên tiến nhất trong khử mực tái chế giấy, được phát triển từ năm 1996 Công nghệ này nổi bật với khả năng hoạt động liên tục, hiệu quả trong tuyển nổi, công suất lớn và tiêu thụ năng lượng thấp, đồng thời không gặp vấn đề về tắc nghẽn lỗ thông khí.
Thiết bị tuyển nổi được cấu trúc với nhiều ngăn nối tiếp, cho phép dòng bột di chuyển qua các ngăn thông qua cửa thông dưới đáy và bơm Ecocell Quá trình này giúp phối trộn không khí với bột, tối ưu hóa hiệu quả tuyển nổi Nhờ thiết kế này, quá trình tuyển nổi diễn ra nhiều lần, nâng cao hiệu suất hoạt động Không khí ở áp suất khí quyển được kết hợp với dung dịch bột theo nguyên lý tương tự như bơm tuye.