tiểu luận tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất giấy tissue

Theo báo cáo của UNECE/FAO năm 2011, trên thế giới có khoảng 6000 nhà máy sản xuất bột giấy và các bán thành phẩm xơ sợi, với tổng sản lượng trung bình các năm 2006 - 2010 đạt trên dưới

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN KĨ THUẬT HÓA HỌC

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ POLYME-COMPOSITE & GIẤY

_○O○ _

TIỂU LUẬN: TÌM HIỂU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

SẢN XUẤT GIẤY TISSUE

MỤC LỤC

1

DANH MỤC HÌNH 3

DANH MỤC BẢNG 3

MỞ ĐẦU 4

NỘI DUNG 5

I TỔNG QUAN NGÀNH GIẤY 5

I.1 Lịch sử hình thành và phát triển ngành công nghiệp giấy nói chung 5

I.1.1 Lịch sử hình thành 5

I.1.2 Tình hình phát triền hiện nay 6

I.2 Tình hình sản xuất giấy và quy hoạch phát triển của ngành giấy ở Việt Nam 8

I.3 Lịch sử phát triển của giấy Tissue 10

I.3.1 Lịch sử 10

I.3.2 Khái quát về quấy Tissue 11

I.4 Thị trường giấy Tissue 12

II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY TISSUE 13

II.1 Đặc điểm giấy tissue 13

II.2 Nguyên liệu sản xuất 17

II.3 Dây chuyền công nghệ sản xuất 21

II.3.1 Sơ đồ khối & thuyết minh quy trình sản xuất giấy tissue 21

II.3.2 Sơ đồ khối & thuyết minh quy trình xử lý nước thải sản xuất giấy 37

III ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG NGÀNH GIẤY VIỆT NAM 40

III.1 Thực trạng của ngành công nghiệp giấy Việt Nam 40

III.3.1 Quy mô ngành công nghiệp giấy Việt Nam 40

III.3.2 Cơ hội ngành công nghiệp giấy Việt Nam 43

III.3 Thách thức của ngành công nghiệp giấy Việt Nam 46

III.2 Thực trạng ngành công nghiệp giấy Tissue 47

III.2.1 Quy mô ngành công nghiệp giấy 47

III.2.2 Thách thức và cơ hội 49

KẾT LUẬN 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

DANH MỤC HÌNH

Hình 1: Tổng mức tiêu thụ giấy trên thế giới theo sản phẩm năm 2020 7

Hình 2: Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm của ngành CN Giấy Việt Nam năm 2019 8

Hình 3: Sơ đồ khối quy trình chuẩn bị bột giấy 22

Hình 4: Sơ đồ khối quy trình hình thành và hoàn thiện tờ giấy 23

Hình 5: Cấu tạo máy nghiền thủy lực làm việc gián đoạn (ảnh 1) 24

Hình 6: Cấu tạo máy nghiền thủy lực làm việc gián đoạn (ảnh 2) 24

Hình 7: Mô phỏng quá trình nghiền xơ sợi 25

Hình 8: Sơ đồ hòm điều tiết 28

Hình 9: Nguyên lý hoạt động của thiết bị lọc cát 29

Hình 10: Sơ đồ lọc cát hình côn 3 cấp 30

Hình 11: Cấu tạo thiết bị sàng tinh 31

Hình 12: Các loại sàng tinh 31

Hình 13: Hòm phun bột sử dụng nguyên lý hình côn 32

Hình 14: Hòm hút chân không 34

Hình 15: Cơ cấu sấy giấy ở bộ phận sấy 36

Hình 16: Sơ đồ khối quy trình xử lý nước thải sản xuất giấy 38

Hình 17: Quy mô công nghiệp giấy Việt Nam (Đơn vị: Triệu tấn) [8] [9] 41

Hình 18: Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm ngành CN giấy Việt Nam 42

Hình 19: Quy mô giấy bao bì của Việt Nam đến năm 2018 [10] 42

Hình 20: Thu gom và sử dụng phế liệu giấy để sản xuất giấy của VN 45

Hình 21: Tỷ lệ thu gom giấy tái chế của các nước trên thế giới 47

Hình 22: Tiêu dùng giấy Tissue trên thế giới năm 2018 48

Hình 23: Tiêu dùng giấy Tissue ở Tây Âu (2013-2018) 49

Hình 24: Tiêu thụ giấy Tissue toàn cầu năm 2018, kg/người 50

DANH MỤC BẢNG Bảng 1: Phân loại sản phẩm giấy tissue theo mục đích sử dụng 11

Bảng 2: Các chỉ tiêu cơ lý của giấy tissue 15

Bảng 3: Các chỉ tiêu hóa học của giấy tissue 16

Bảng 4: Các chỉ tiêu vi sinh của giấy tissue 17

Bảng 5: Giá trị xuất khẩu dăm gỗ của Việt Nam đến hết tháng 4 năm 2019 [9] 44

MỞ ĐẦU

Ngành giấy là một trong những ngành được hình thành từ rất sớm tại Việt Nam, khoảng năm 284 Từ giai đoạn này đến đầu thế kỷ 20, giấy được làm bằng phương pháp thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã…Nguyên liệu chính

để sản xuất bột giấy là sợi xenluloza có hai nguồn chính là từ gỗ và phi gỗ Bên cạnh đó giấy đang được tái chế lại, và giấy phế phẩm đang ngày càng trở thành nguồn nguyên liệu chủ yếu trong sản xuất giấy

Cùng với sự phát triển của xã hội, các loại giấy cũng được phát triển ngày một phong phú với những tính năng khác nhau phục vụ cho sản xuất và đời sống Hiện nay, ngoài chức năng ghi chép lưu giữ thông tin ban đầu, còn có các loại giấy dùng cho tính năng bao gói, lau chùi vệ sinh, trang trí, Trong đó, giấy tissue đã trở thành sự hiện hữu quen thuộc trong mọi gia đình Giấy tissue được hiểu là loại giấy mỏng, mềm, nhẹ thường được sử dụng cho mục đích vệ sinh nhà ở, nơi công cộng Nó được sản xuất ra với mục đích giải quyết nhu cầu vệ sinh của con người chỉ được ra đời vào cuối thế kỷ 14 ở Trung Hoa Khi

ấy, giấy vệ sinh được bán theo bản Còn ở Mỹ, vào năm 1857, một thương gia người Mỹ tạo ra loại giấy sợi thô và bán theo tập Và mãi đến năm 1890, một công ty mới đưa ra sản phẩm giấy vệ sinh dạng cuộn Ngày nay, để phục vụ nhu cầu sử dụng khác nhau, giấy tissue được sản xuất và đóng gói dưới dạng cuộn, tờ với nhiều kích thước Ngoài ra giấy tissue còn được dập nổi hay in hoa văn để tăng tính thẩm mỹ

Bên cạnh đó chúng ta có thể thấy được trong thời kỳ đại dịch Covid mọi nền kinh tế rơi vào tình trạng khủng hoảng, khó khăn chồng chất khó khăn nhưng giấy tissue lại được người tiêu dùng mua về tích trữ, lượng tiêu thụ giấy tissue tăng mạnh Trong các gia đình hiện nay giấy tissue như một vật dụng thiết yếu đặc biệt là giấy toilet Chính vì thế tiềm năng phát triển của ngành giấy nói chung và giấy tissue nói riêng ngày càng lớn mạnh Vì vậy nhóm em lựa chọn đề tài “tìm hiểu quy trình công nghệ sản xuất giấy tissue” cho đề tài tiểu luận của nhóm

Năm 105, một người đàn ông người Trung Quốc tên Thái Luân đã nghĩ ra cách làm giấy tờ từ giẻ rách và lưới đánh cá cũ Ông cho nghiền nát giẻ rách, lưới đánh cá và tráng thành tờ mỏng Các nhà khảo cổ học đã tìm ra những loại giấy cổ nhất, xuất hiện vào khoảng thế kỷ thứ nhất sau công nguyên Đó là nhưng tấm vải sáng màu, dai mịn, có thể viết mực nước lên và cuộn lại gọn nhẹ

Giữa thế kỷ thứ VII, giấy đã xuất hiện rất nhiều ở Nhật Bản Người Nhật không chỉ dùng giấy để viết mà còn để trang trí tường, vẽ tranh, gấp hoa Trong đó, phải kể đến

“Origami” (nghệ thuật gấp hình từ giấy) rất nổi tiếng trong văn hóa của người Nhật cũng

ra đời từ thời gian này

Cuối thế kỷ thứ VII, trong một cuộc giao tranh ở Samarcande, người Trung Quốc

bị thua và bí quyết làm giấy bị lộ Kỹ thuật làm giấy nhanh chóng lan truyền sang các nước

Ả rập, Tây Ban Nha Từ đây, kỹ thuật sản xuất giấy lan truyền khắp thế giới và ngày càng

có nhiều cải tiến nâng cao chất lượng và sản lượng giấy

Tại Paris, một người làm công cho một hãng giấy đã chế tạo ra một máy sản xuất giấy hàng loạt Loại máy này cần sử dụng đến bột của những loại gỗ có thớ dài Dần dần bột được nghiền từ gỗ thớ dài được sử dụng để sản xuất giấy ngày càng phổ biến Đặc biệt đến khi ngành in ra đời là lúc ngành giấy phát triển vượt bậc Các nhà máy giấy lần lượt xuất hiện, bắt đầu kỷ nguyên công nghiệp hóa sản xuất giấy

Năm 1250, nhà máy giấy tại Ý ra đời

Năm 1348, xuất hiện các nhà máy giấy tại Pháp và nhiều nơi khác

Năm 1445, người Đức phát minh ra máy in với công nghệ in hàng loạt đã tạo động lực cho ngành giấy in phát triển nhanh chóng và mạnh mẽ

Năm 1798: Nicholas-Louis Robert (Pháp) được nhận patent cho phát minh về máy xeo giấy liên tục đầu tiên

Năm 1803-1807: Anh em nhà Fourdrinier nhận patent cho máy xeo liên tục cải tiến (máy xeo dài) từ thiết kế của Donkin (Anh)

Năm 1809: John Dickinson (Anh) nhận patent về máy xeo tròn

Năm 1817: Máy xeo tròn đầu tiên ở Mỹ

Năm 1827: Máy xeo dài (hay được gọi là máy xeo Fourdrinier) đầu tiên ở Mỹ Năm 1840: Phát triển của phương pháp sản xuất bột mài tại Đức

Năm 1854: Bột giấy lần đầu tiên được sản xuất từ gỗ bằng phương pháp sođa (Anh) Năm 1867: Benjamin Tilghman (Mỹ) nhận patent cho phương pháp sulfit Năm 1870: Triển khai công nghiệp đầu tiên quá trình sản xuất bột mài

Năm 1874: Triển khai công nghiệp đầu tiên quá trình sản xuất bột sulfit

Năm 1884: Phát minh của Carl Dahl (Đức) về phương pháp sulfat [1]

I.1.2 Tình hình phát triền hiện nay

Ngày nay, giấy đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu, xuất hiện trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người Từ chỗ ban đầu chỉ là những mảnh thô làm từ vỏ cây, đến nay chủng loại giấy đã lên đến con số hàng trăm, từ chỗ chỉ là những phiên bản quý hiếm trong đời sống, đến nay giấy đã trở thành sản phẩm quen thuộc của mỗi người, với mức sử dụng giấy bình quân đầu người trên thế giới đã đạt trên 50kg Cùng với việc mở rộng dạng nguyên liệu, sản phẩm là sự phát triển không ngừng của kỹ thuật, công nghệ, trang thiết bị sản xuất giấy

Theo báo cáo của UNECE/FAO năm 2011, trên thế giới có khoảng 6000 nhà máy sản xuất bột giấy và các bán thành phẩm xơ sợi, với tổng sản lượng trung bình các năm 2006 -

2010 đạt trên dưới 220 triệu tấn/năm; 8880 nhà máy sản xuất giấy và carton các loại, với sản lượng trung bình 350 triệu tấn/năm; hàng ngàn doanh nghiệp, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về giấy và các sản phẩm từ giấy Dự báo đến năm

2020, sản lượng giấy trên thế giới có thể đạt trên 500 triệu Cơ cấu tổng mức tiêu thụ trên thế giới theo sản phẩm được mô tả qua Hình 1, có thể thấy mức tiêu thụ giấy bao bì chiếm

tỷ trọng lớn nhất đến 54%, theo sau là giấy in viết, giấy tisuse và các loại giấy khác

Hình 1: Tổng mức tiêu thụ giấy trên thế giới theo sản phẩm năm 2020

Hiện nay, các vùng trọng điểm của công nghiệp bột giấy và giấy thế giới được tập trung ở Bắc Mỹ (Mỹ và Canada), Tây Âu, Đông Âu, Mỹ Latinh, Trung Quốc, Nhật Bản Nam Á Trong đó vai trò chủ đạo thuộc về các tập đoàn lớn đa quốc gia, như International Paper (Mỹ), Stora Enso và UMP (Phần Lan), Svenska Cellulosa Aktebolaget (Thụy Điển), Nippong Paper và Oji Paper (Nhật Bản), Nine Dragons Paper và Lee & Man Paper (Hồng Kong), Sappi (Nam Phi) , Abitibi Bowater và Domtar (Canada), Hansol (Hàn Quốc), Asia Pulp and Paper (Indonesia), [2]

Dịch COVID-19 tác động khiến hàng loạt công ty phải làm việc từ xa, thay đổi đáng

kể công việc và lối sống của người dân Điều này đã ảnh hưởng đáng kể nhất đến tiêu dùng giấy in, viết, gây ra sụt giảm đáng kể lợi nhuận tại các công ty sản xuất giấy, bìa Đặc biệt với đề xuất tạo ra một “doanh nghiệp truyền thông kỹ thuật số” nhằm tạo điều kiện chuyển

đổi các công việc hành chính, giáo dục và y tế sang các nền tảng trực tuyến có thể đẩy nhanh hơn nữa sự sụt giảm nhu cầu trong việc sử dụng giấy in, viết Việc thắt chặt ngân sách tiếp thị của các công ty cũng khiến tỷ lệ quảng cáo xuống dốc Trong khi đó, nhu cầu

tờ rơi, in ấn thương mại và tạp chí giảm do các sự kiện và lịch phát hành các ấn phẩm bị hủy bỏ hoặc lùi lại khiến tiêu thụ giấy có tráng phủ cũng nằm chung xu hướng Cấu trúc sản phẩm của ngành công nghiệp giấy cũng sẽ phải đối mặt với áp lực to lớn để điều chỉnh

I.2 Tình hình sản xuất giấy và quy hoạch phát triển của ngành giấy ở Việt Nam

Giấy bao bì chiếm tỷ trọng lớn nhất trong cơ cấu ngành giấy của Việt Nam, đứng thứ hai là các nhóm giấy in và giấy viết, xếp sau đó lần lượt là giấy tissue, giấy vàng mã và giấy báo Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm của ngành công nghiệp giấy Việt Nam năm 2019 được các loại giấy được mô tả qua Hình 2

Hình 2: Cơ cấu sản xuất theo sản phẩm của ngành CN Giấy Việt Nam năm 2019

Giai đoạn 2018 - 2019: Theo số liệu tổng hợp chung của Hiệp hội Giấy và Bột giấy

Việt Nam (VPPA) thị trường giấy Việt Nam đạt được những con số ấn tượng trong năm 2019; tiêu dùng giấy toàn ngành ước tính đạt 5.432 triệu tấn, tăng trưởng 9,8%, xuất khẩu giấy đạt sản lượng 1,0 triệu tấn, tăng trưởng 23,6%, nhập khẩu đạt sản lượng 2,02 triệu tấn, giảm 29% so với cùng kỳ năm 2018 Đầu tư FDI vào ngành giấy Việt Nam đã tăng rất nhanh trong 2 năm 2018, 2019 và hiện chiếm tới gần 50% sản lượng giấy các loại của Việt

Nam, tập trung chủ yếu vào các loại giấy bao bì thông thường (giấy lớp mặt và lớp sóng) với nhiều lợi thế vượt trội và đang gây nên hiện tượng cung vượt cầu đối với loại giấy này, nhưng xu hướng vẫn tiếp tục được đầu tư mạnh, tạo áp lực rất lớn cho các doanh nghiệp Việt Nam [3]

Năm 2022: Dự kiến đến năm 2022, khi các dự án đã được cấp phép đi vào hoạt

động, sản lượng của các doanh nghiệp FDI sẽ chiếm trên 60% sản lượng cả nước Điều này tạo ra áp lực vô cùng lớn cho các doanh nghiệp Việt Nam để có thể tiếp tục tồn tại và phát triển Nhiều khả năng thị trường sẽ chịu sự chi phối mạnh của các doanh nghiệp FD

Giai đoạn 2020 - 2025: Quy hoạch phát triển nghành công nghiệp giấy Việt Nam

đến năm 2020, có xét đến năm 2025 Ngày 18/11/2014, Bộ trưởng Vũ Huy Hoàng đã ký Quyết định số 10508/QĐ-BCT phê duyệt Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam đến năm 2020, có xét đến năm 2025 Theo đó, Quy hoạch phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam đến năm 2020, có xét đến năm 2025 với các nội dung: Phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam theo hướng bền vững gắn với nhiệm vụ bảo vệ môi trường Áp dụng công nghệ tiên tiến để nâng cao chất lượng sản phẩm, giảm tiêu hao nguyên vật liệu, năng lượng, nâng cao năng lực cạnh tranh của doanh nghiệp và sản phẩm, tập trung xây dựng một số thương hiệu quốc gia với sản phẩm giấy và bột giấy để cạnh tranh hiệu quả trong tiến trình hội nhập kinh tế; Huy động mọi nguồn lực từ mọi thành phần kinh tế dưới mọi hình thức để đẩy mạnh sản xuất đáp ứng nhu cầu ngày càng cao và

đa dạng của xã hội

Mục tiêu:

Nhằm xây dựng các khu công nghiệp tập trung tại các tỉnh, thành phố có ngành công nghiệp phát triển, đồng thời quy hoạch lại các nhà máy đã có và các nhà máy xây dựng mới, tạo điều kiện xây dựng hệ thống xử lý chất thải tập trung với công suất lớn, công nghệ

và thiết bị hiện đại đáp ứng yêu cầu về bảo vệ môi trường

Nhằm xây dựng các tập đoàn sản xuất đủ mạnh, có tiềm năng tài chính, nhà máy có công suất lớn và chất lượng sản phẩm cao, đủ sức cạnh tranh trên thị trường, trong khu vực

và thế giới, tăng khả năng xuất khẩu các sản phẩm của ngành giấy Việt Nam ra thị trường thế giới

Nhằm xây dựng được vùng rừng nguyên liệu nhằm chủ động cung cấp đủ, ổn định nguồn nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất bột giấy theo quy hoạch phát triển ngành giấy, v.v [4]

I.3 Lịch sử phát triển của giấy Tissue

I.3.1 Lịch sử

Giấy tissue (cụ thể là giấy vệ sinh toa lét) ngày càng trở nên quen thuộc trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta Lịch sử hình thành của giấy vệ sinh đã có cách đây hàng trăm năm

Thế kỷ XIV, giấy vệ sinh xuất hiện lần đầu tiên tại Trung Quốc dưới dạng khổ lớn 0.6x0.9m

Cuối thế kỷ XIX, người Mỹ bắt đầu chuyển sang dùng giấy báo, giấy viết bỏ đi Nói cách khác, các loại giấy sách báo, tạp chí, giấy lịch chính là tiền thân của giấy vệ sinh Năm 1857, giấy vệ sinh như chúng ta thấy hiện nay được Joseph Gayetty sản xuất lần đầu và bán rộng rãi tại Mỹ như một sản phẩm dùng trong y tế

Năm 1879, Công ty Giấy Scott của anh em Edward và Clarence Scott bắt đầu bán giấy vệ sinh dạng cuộn (không đục lỗ)

Năm 1885, giấy cuộn đục lỗ có mặt trên thị trường nhờ Công ty Giấy gói đục lỗ Albany (Albany Perforated Wrapping Paper Company) Giấy vệ sinh sản xuất thời kì này thường chứa nhiều vụn sạn nhỏ (gỗ, bụi )

Năm 1935, công ty Northern Tissue mới quảng cáo về loại giấy vệ sinh không có vụn

Năm 1942, giấy vệ sinh 2 lớp được sản xuất tại nhà máy giấy St Andrew tại Vương quốc Anh

Từ đó cho đến nay, giấy tissue đã trải qua hàng loạt các cải tiến nhỏ khác cả về hình thức và chất lượng (mẫu mã, mùi hương, thậm chí là cả hình vẽ trang trí) lẫn các phương thức sản xuất [5]

I.3.2 Khái quát về quấy Tissue

Giấy tissue chỉ tất cả các loại giấy dùng với mục đích vệ sinh ở nhà, nơi công cộng, nhà máy mỏng nhẹ có khả năng thấm hút chất lỏng tốt Giấy tissue có thể được làm từ bột giấy tái chế và có các tính chất quan trọng như: độ thấm hút, định lượng, độ dày, thể tích riêng, độ trắng, tính co dãn Tùy theo mục đích sử dụng, các sản phẩm của giấy tissue được chia làm 2 nhóm sản phẩm chính:

Bảng 1: Phân loại sản phẩm giấy tissue theo mục đích sử dụng

Giấy lau công

Khăn giấy gấp

Giấy lau mặt

thấm dầu

Tã dùng 1 lần

I.4 Thị trường giấy Tissue

Về tiêu dùng, giấy tissue năm 2019 ước tính đạt 181000 tấn và tăng trưởng 10,4 %

so với cùng kỳ năm 2018

Nhập khẩu, đạt 39000 tấn, tăng trưởng đến 77,3 % so với cùng kỳ năm 2018 Thị trường cung ứng chính giấy tissue cho Việt Nam chủ yếu đến từ Trung Quốc và Indonesia, chiếm tỷ trọng lần lượt là 54 % và 38 %, các quốc gia khác 8 %

Xuất khẩu, đạt sản lượng 67000 tấn, tăng trưởng 19,6% so với cùng kỳ năm 2018 Trong đó các thị trường xuất khẩu chính giấy tissue của Việt Nam, là Malaysia chiếm tỷ trọng 25 %, kế đến là Mỹ chiếm tỷ trọng 15 %, Úc 14 %, tiếp theo New Zeland 7%, Campuchia 5 %, Mexico 5 %, Nhật Bản và Lào 4 % [6]

Các cơ sở sản xuất giấy tại Việt Nam:

Công Ty Cổ Phần Thương Mại Và Sản Xuất Giấy Tissue Việt Nam: là đơn vị

đứng đầu trong việc sản xuất và kinh doanh các sản phẩm khăn giấy ăn, giấy vệ sinh Với dây chuyên và quy trình sản xuất được quản lý chặt chẽ, Tissue luôn đảm bảo sản phẩm tới tay người tiêu dùng với chất lượng tốt nhất mang thương hiệu Cat Luxury

Công ty TNHH Tissue Linh An: được thành lập theo Giấy chứng nhận đăng ký

kinh doanh số 0106480331 do Sở kế hoạch và đầu tư Thành phố Hà Nội cấp, với năng lực sản xuất 12000 tấn giấy/năm Hiện nay Tissue Linh An là một trong các nhà sản xuất

và phân phối lớn tại miền Bắc đối với các sản phẩm chủ yếu sau: Sản xuất phôi giấy Tissue cao cấp với các định lượng từ 10g/m đến 21g/m , khổ giấy đa dạng từ 1m95 trở xuống và 2 2sản xuất giấy vệ sinh cao cấp dùng trong các cơ quan, gia đình, khách sạn, nhà hàng với các sản phẩm như: Giấy vệ sinh thông thường, giấy vệ sinh cuộn lớn

Công ty giấy Tissue Suông Đuống: thành lập từ năm 1959 với tên gọi ban đầu

"Nhà máy Gỗ Cầu Đuống" như là một biểu tượng của tình hữu nghị giữa hai nước Việt Nam - Tiệp Khắc, trải qua nhiều thăng trầm trong chiến tranh cũng như sự biến động của nền kinh tế, Nhà máy Gỗ Cầu Đuống - Công ty Giấy Tissue Sông Đuống đã đứng vững và phát triển với các sản phẩm gỗ dán và giấy tissue nổi tiếng về chất lượng, tiếp tục vững bước trên con đường chinh phục thị trường trong nước và vươn xa hơn trên thế giới

II CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY TISSUE

II.1 Đặc điểm giấy tissue

Ở đây, chúng ta quan tâm đến 3 loại sản phẩm giấy tissue chính là giấy vệ sinh toilet, giấy lau nhà bếp và giấy ăn

a Giấy vệ sinh (toilet paper)

Chiều cao cuộn: 90 - 100 mm

Đường kính cuộn: 100 - 120 mm

Lõi: không lõi hoặc có lõi

Đường kính lõi: 38- 50 mm

Tính chất đặc trưng

Độ mềm mại: có độ xốp (bulk), độ mềm bề mặt (smoothness) không được quá cứng

mà phải mềm mịn như miếng vải

Độ bền khô: Cần đảm bảo độ bền khô khi sử dụng, có nhiều lớp để tránh bục khi sử dụng,

Độ bền ướt: Không được quá 10% độ bền khô (tránh tắc thiết bị vệ sinh)

b Giấy vệ sinh nhà bếp (kitchen rolls)

Nguyên liệu: bột nguyên thủy, bột khử mực, hỗn hợp

Định lượng: 18 - 22 g/m 2

Màu sắc: trắng hoặc có màu

Đơn vị sản phẩm: cuộn

Cấu tạo: 2 hoặc 3 lớp (giữa các lớp không dính với nhau hoặc dập nổi)

Chiều cao cuộn: 225 – 260 mm

Độ bền khô và độ bền ướt: đảm bảo yêu cầu sử dụng

c Giấy ăn (Napkin)

5 Hàm lượng formaldehyt (mg/dm)

TCVN 8308:2010 (EN 1541:2001)

6 Hàm lượng chì (Pb) (mg/dm

2)

TCVN 10093:2013 (EN 12498:2005)

7 Hàm lượng cadimi (Cd) (mg/dm

2)

TCVN 10093:2013 (EN 12498:2005)

8 Hàm lượng thủy ngân (Hg) (mg/dm

2)

TCVN 10092:2013 (EN 12497:2005)

Bảng 4: Các chỉ tiêu vi sinh của giấy tissue

TT Tên chỉ tiêu

Mức quy định

Gia công khăn giấy

Gia công giấy

vệ sinh

Phương pháp thử

1 Tổng số vi khuẩn hiếu khí (CFU/g)

II.2 Nguyên liệu sản xuất

Trên thị trường, giấy vệ sinh được làm từ hai chất liệu giấy chủ yếu: giấy nguyên sinh

(hay còn gọi là bột giấy nguyên chất) và bột giấy tái chế:

Bột nguyên sinh là loại bột được sản xuất từ gỗ keo được nhập về nhà máy Bao gồm loại bột thớ ngắn, thớ dài và thớ trung Bột thương phẩm này thường được dùng để sản xuất các giấy vệ sinh cao cấp như khăn mặt, khăn ăn, giấy y tế,.… Tiêu chuẩn của

nguyên liệu đầu vào sẽ phải đáp ứng được những tiêu chí như sau: độ trắng từ 87% – 88% theo tiêu chuẩn ISO; độ ẩm đạt 10%, Sản xuất giấy vệ sinh từ bột giấy nguyên sinh thì giá thành sẽ cao hơn loại giấy làm từ bột tái chế nhưng sử dụng rất tiết kiệm và an toàn Bởi

vì loại giấy này mềm, mịn, trắng và dai, không chứa các tạp chất gây hại

Bột tái sinh là loại bột có nguồn gốc trong nước (chiếm khoảng 30% – 40%) hoặc ngoài nước Chúng chủ yếu là những loại hồ sơ, tạp chí, sách báo Đối với loại giấy sản xuất từ nguồn bột giấy tái chế thường có màu đen, mủn, nhiều bụi, mặt giấy khô ráp, có nhiều chấm bẩn màu đen, đỏ Tất nhiên loại nào có giá thành thấp hơn so với giấy từ nguyên liệu bột giấy nguyên sinh Vì tính ứng dụng thực tế nhiều nên hằng ngày trên thế giới có lượng giấy khổng lồ được sản xuất ra Nhưng kèm theo đó chính là những hậu quả ảnh hưởng đến môi trường bởi nguyên liệu tạo ra giấy chính là bột gỗ mà muốn có bột gỗ thì phải chặt cây Chính vì nhận ra điều đó nên mọi người đã tìm ra những phương pháp khác

để tạo ra giấy và làm giảm ảnh hưởng đến mối trường Chính lẽ đó mà cụm từ “giấy tái

chế” ra đời Tất nhiên để tạo ra giấy thì nguồn nguyên liệu tốt nhất vẫn là bột gỗ, nhưng

song song với nó thì những sản phẩm giấy sau khi đã sử dụng cũng chính là một nguồn nguyên liệu tuyệt vời để tạo ra giấy mới Vì vậy mà người ta đã tìm ra được những phương pháp để tái chế lại giấy đã sử dụng để tiết kiệm hơn nhiều

Ưu điểm của việc tái chế giấy

Tái chế giấy giúp tiết kiệm chi phí

Theo thống kê, trung bình cứ một tấn giấy được tái chế lại, chúng ta có thể tiết kiệm:

24 cây rừng

Gần 4000 kWh điện đủ dùng cho cả một căn nhà 3 phòng ngủ trong 1 năm

605 lít dầu thô

Lượng Oxy đủ cho 12 người thở trong một năm

39084 lit nước đủ cho 875 lần tắm, mỗi lần 5 phút, đủ để sử dụng cho 3000 lần dội toilet

Hạn chế một lượng khí CO tương đương với lượng khí thải của 1 chiếc ô tô trong 2

6 tuần (giảm 95% lượng khí thải ô nhiễm so với quá trình sản xuất 01 tấn giấy từ gỗ)

Ngoài ra, việc sử dụng giấy tái chế sẽ tiết kiệm một khoản chi phí, nhân lực cho các doanh nghiệp và xã hội, chưa kể đến môi trường được bảo vệ tốt hơn Theo số liệu từ paperbag.org, các nước Châu Âu là đã đi đầu trên thế giới trong lĩnh vực giấy tái chế:

Tỷ lệ tái chế giấy các quốc gia châu Âu là 71,5%

Cứ mỗi giây, 2 tấn giấy được tái chế

59 triệu tấn giấy được tái chế mỗi năm

Bảo tồn cây rừng tự nhiên

Để đáp ứng được nguồn nguyên liệu sản xuất giấy, các khu rừng tự nhiên đã lần lượt

bị chặt phá và đốn hạ Khi nhu cầu tăng quá cao, con người phải trồng rừng mới, phát triển thành các khu rừng sản xuất Nhưng các khu rừng phục vụ sản xuất tuy lớn nhanh nhưng vẫn không cung cấp được một nơi sống hoang dã và bảo tồn tính đa dạng sinh học như rừng tự nhiên

Bởi vậy việc tái chế giấy sẽ hạn chế việc sử dụng gỗ rừng, giúp bảo vệ hệ sinh thái tự nhiên với những lợi ích cụ thể như sau:

Giảm áp lực chuyển đổi rừng tự nhiên và các khu vực như đầm lầy thành rừng sản xuất

Giữ gìn, hạn chế việc khai thác rừng

Giúp giữ gìn toàn bộ giá trị mà hệ thống sinh thái rừng cung cấp

Giảm lượng khí thải CO2

Trong khi những cây non sẽ hấp thụ khí CO2 nhanh hơn thì những cây già có khả năng tồn trữ khí này nhiều hơn Nếu thực hiện tái chế giấy đồng nghĩa việc số lượng cây ,

già lấy gỗ giảm, điều này sẽ giúp lượng CO2 tồn trữ trong cây nhiều hơn và làm giảm lượng khí nhà kính trong khí quyển Nếu giấy không được tái chế mà bị vùi lấp và phân hủy thì sẽ tạo thành lượng khí metan gây hiệu ứng nhà kính, ảnh hưởng đến môi trường

Làm giảm lượng chất thải rắn

Giấy có thể được tái chế tới 6 lần trước khi chôn lấp hay vứt bỏ, lượng chất thải rắn cũng vì thế mà giảm đáng kể so với giấy chỉ được sử dụng một lần Một tờ giấy A4 có thể được tái chế thành giấy đa năng đóng nhiều vai trò khác nhau như hộp giấy, bao gói thực

phẩm, thùng carton Đồng thời, không cần tốn thêm diện tích để xử lý những bãi rác giấy

mà sẽ thay thế để trồng cây, gia tăng bảo vệ đất và nguồn nước

Giảm lượng nước thải, cải thiện chất lượng nước

Bởi vì giai đoạn sản xuất bột giấy cần rất nhiều nước nên số lượng giấy càng nhiều thì cần lượng nước càng lớn Bên cạnh đó, lượng nước thải ra ngoài khi sản xuất bột giấy nguyên chất cũng nhiều hơn hẳn so với tái chế giấy, chưa kể đến nước thải chứa nhiều độc

tố hơn Do đó, nếu tái chế giấy, chúng ta sẽ góp phần bảo vệ môi trường sống cho hệ sinh thái dưới nước

Không sử dụng các loại bột giấy để sản xuất khăn giấy và giấy vệ sinh từ các loại giấy có nguồn gốc sau:

- Giấy và cáctông đã qua sử dụng để chứa dầu, nhớt, mỡ, hóa chất, thực phẩm

- Giấy và các tông đã qua sử dụng có thành phần hợp chất chống cháy (hợp chất polybrominated diphenyl ether)

- PBDE, hợp chất Polybrominated biphenyl - PBB, các hợp chất gốc phthalate)

- Giấy và cáctông đã bị cháy một phần

- Giấy và cáctông có nguồn gốc là rác thải y tế

Ở Châu Âu và châu Mỹ người ta còn sử dụng cây lúa mỹ và lúa mạch đen để lấy sợi,

ở Bắc Phi một số loại cỏ, tại Nhật cho tới ngày nay rơm từ cây lúa vẫn được sử dụng và

ở Ấn Độ là cây tre Việc dùng giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy hiện là phương hướng đang phát triển của công nghiệp giấy Việc sử dụng giấy phế liệu làm bột giấy chỉ cần đánh tơi và nghiền với thời gian ngắn hơn sử dụng gỗ (28 phút so với 45 phút); góp phần giải quyết các vấn đề về môi trường Tuy nhiên bột giấy loại này có độ bụi cao - trên 10 hạt với kích thước 0.4mm²/1m

Lựa chọn nguyên liệu

Trong cùng 1 loại sản phẩm, tuỳ thuộc mức độ chất lượng mà chúng ta chọn nguyên liệu phù hợp:

Công thức chung: “Loại sản phẩm tissue >>> tính chất yêu cầu >>> nguyên liệu phù hợp”

Bột tái chế: hay dùng cho các loại giấy giá rẻ, chất lượng trung bình

Giấy chất lượng càng cao thì càng ít dùng bột tái chế

BEK, SBHK, SBSK, NBSK, bột tre: phù hợp sản xuất giấy chất lượng cao

Ở độ nghiền thấp, SBHK, bột tre cho giấy có độ hấp thụ nước cao

Ở độ nghiền cao, SBSK, NBSK, bột tre phù hợp ản xuất giấy có độ hấp thụ nước cao và độ bền tốt

BEK, acacia, NBHK phù hợp sản xuất giấy cao cấp cần độ mềm mại cao

II.3 Dây chuyền công nghệ sản xuất

II.3.1 Sơ đồ khối & thuyết minh quy trình sản xuất giấy tissue

Giấy tissue có thể được sản xuất từ bột giấy nguyên thủy, bột giấy tái sinh (bột giấy tái chế) hoặc hỗn hợp cả hai

Hình 3: Sơ đồ khối quy trình chuẩn bị bột giấy

Hình 4: Sơ đồ khối quy trình hình thành và hoàn thiện tờ giấy

Thuyết minh

Quá trình chuẩn bị bột giấy

Với nguyên liệu đầu vào từ bột giấy, không phải xử lý gỗ, thì quy trình sản xuất giấy

sẽ bắt đầu từ khâu máy giấy:

Bước 1: Pha loãng bột với nước, khuấy trộn liên tục để hỗn hợp thành dạng bùn Bước 2: Thêm hóa chất, phụ gia, chất tẩy trắng… để ra sản phẩm giấy như yêu cầu Bước 3: Xeo giấy

Bước 4: Xấy khô giấy để ra thành phẩm thô

Bước 5: Tráng phủ, ép, cán mỏng và cắt để tạo ra sản phẩm hoàn chỉnh

Nghiền thủy lực

Đầu tiên, bột giấy ở dạng tấm, kiện được băng tải đưa vào bể nghiền thủy lực Ở đây xảy ra quá trình trương nở xơ sợi, dưới tác dụng của cánh khuấy các xơ sợi sẽ phân tán vào trong nước tạo thành huyền phù bột đi vào các thiết bị tiếp theo trong dây chuyền Bột đi vào có độ khô từ 88 – 92%, huyền phù bột thu được có nồng độ trong khoảng 6 – 18% Máy nghiền thủy lực làm việc theo mẻ, tùy thuộc vào từng loại bột và cấu tạo của bể nghiền thì sẽ có nồng độ bột thích hợp

Hình 5: Cấu tạo máy nghiền thủy lực

làm việc gián đoạn (ảnh 1)

Hình 6: Cấu tạo máy nghiền thủy lực làm việc gián đoạn (ảnh 2)

1) Dao đánh tơi

2) Lưới sang

3) Gờ va đập

4) Động cơ 5) Cửa bột ra 6) Cửa thải tạp chất nặng

Máy nghiền thủy lực hoạt động dựa vào sự chuyển động của rotor tạo ra tác động cơ học giữa các tấm bột giấy với nhau và tác động thủy lực Để tăng khả năng đánh tơi, thiết

kế bể đáy và thành bể hình trụ có gắn các tấm gờ để tạo sự va đập làm tơi bột dễ dàng hơn

Nghiền bột giấy

Sau khi bột đi ra khỏi máy nghiền thủy lực và được đưa về bể chứa bột sau nghiền thủy lực, bột được đưa sang hệ thống nghiền Đây là khâu quan trọng trong công đoạn chuẩn bị bột, nó có vai trò quyết định đến một số tính chất của giấy Khi quá trình nghiền bột diễn ra, xơ sợi chịu tác động của lực cơ học thông qua dao nghiền, tác động thủy lực

và tác động giữa các xơ sợi để tạo ra các tính chất cơ lý phù hợp với yêu cầu sản xuất cho

tờ giấy

Cơ chế của quá trình nghiền:

Hình 7: Mô phỏng quá trình nghiền xơ sợi

(Stator: dao đế, Rotor: dao bay)

Thông thường máy nghiền có cấu tạo gồm 2 đĩa dao: dao bay (rotor) và dao đế (stator), trên các đĩa dao có lắp các lưỡi dao Xơ sợi đi vào máy nghiền xảy ra quá trình nghiền được mô tả trong hình

Đầu tiên, các bó xơ sợi tập hợp lại trên lưỡi dao nghiền Trong suốt quá trình nghiền, nồng độ bột được giữ ổn định ở mức 3 – 5% và bó xơ sợi chứa chủ yếu là nước Khi lưỡi dao bay đi đến gần dao đế, các bó xơ sợi bị ép lại và bị va đập rất mạnh Điều này dẫn đến nước trong xơ sợi bị ép ra ngoài, đồng thời các xơ sợi ngắn bị tách khỏi bó xơ sợi và chui qua các khe giữa các lưỡi dao Xơ sợi dài còn lại trong các bó sợi bị ép giữa 2 lưỡi dao kim loại và bị nghiền

Khi các bó xơ sợi chịu tác động cơ học từ lưỡi dao và lực ma sợi giữa các xơ sợi thì các xơ sợi dần tách ra khỏi nhau Giai đoạn này tiếp tục cho đến khi lưỡi dao bay di chuyển đến phần gần cuối của dao đế Các bó xơ sợi vẫn bị ép giữa bề mặt ngang của các thanh dao đến khi phần cuối của dao bay đã vượt qua phần cuối cùng của dao đế Sau khi 2 loại lưỡi dao tách ra khỏi nhau, xơ sợi thoát ra khỏi bề mặt nghiền và hút nước trở lại, kết thúc quá trình nghiền

Khi dao bay chuyển động qua dao đế, có nhiều xoáy nước chảy vào trong rãnh dao, đây là hiện tượng chủ yếu gây ra việc các bó xơ sợi bám lên góc dao trong quá trình bám

xơ sợi Xơ sợi sau quá trình nghiền đã có sự biến đổi về cơ học để trở nên phù hợp với yêu cầu mong muốn về giấy thành phẩm và tăng độ đồng đều cho tờ giấy

Quá trình trương nở của xơ sợi:

Xảy ra theo 2 giai đoạn:

Giai đoạn đầu tiên là tạo lớp vỏ solvat, làm yếu liên kết giữa các phân tử cellulose Khi lớp vỏ solvat được hình thành, về mặt hóa lý đây là một quá trình tỏa nhiệt ΔH <0, ΔS giảm Giai đoạn này năng lượng được giải phóng ra Xơ sợi bột giấy tiếp tục bị tác dụng đến lúc lực liên kết giảm nhanh, một số phân tử ở ngoài bị tách ra như pentozan tạo lớp màng keo trên bề mặt cellulose làm cho độ nhớt dung dịch tăng lên

Giai đoạn đầu diễn ra đến một lúc nào đó, một vài liên kết giữa các phân tử cellulose

bị gãy đứt, tạo các nhóm –OH tự do trên bề mặ xơ sợi Một nhóm –OH tự do có thể liên

kết với 6 – 8 phân tử H O, làm đường kính của bó sợi tăng lên Hiện tượng đó chính là sự 2trương nở của xơ sợi

Mức độ trương của các loại xơ sợi có sự khác nhau Độ trương phụ thuộc vào độ kết tinh và phương thức sắp xếp sợi Các xơ sợi có độ sắp xếp định hướng cao thì quá trình trương trong nước theo hướng dọc sợi thường rất nhỏ Những sợi không định hướng, hoặc định hướng thấp thì sự trương xảy ra mạnh hơn Chính vì vậy, quá trình nghiền có tác dụng phá vỡ sự sắp xếp có định hướng, tạo điều kiện cho quá trình trương nở xảy ra

Tác dụng của nghiền đến xơ sợi:

Bột giấy sau khi đi qua hệ thống nghiền thì đã có sự thay đổi để tạo tính chất xơ sợi phù hợp yêu cầu sản phẩm Về mặt vật lý, xơ sợi xảy ra các hiện tượng phân tơ, chổi hóa, cắt ngắn Về mặt hóa học, quá trình nghiền giúp tạo ra các nhóm –OH tự do trên bề mặt xơ sợi Càng nhiều nhóm –OH tự do thì xuất hiện càng nhiều liên kết hydro trên bề mặt xơ sợi Điều này giúp hình thành độ bền của tờ giấy sau quá trình sấy Trong quá trình sấy, nước bốc hơi kéo các xơ sợi lại gần nhau, tạo liên kết giữa các xơ sợi Độ bền của liên kết này chính là độ bền chủ yếu của tờ giấy

Pha loãng bột

Bột giấy sau khi nghiền có nồng độ cao (3 – 4%), các xơ sợi co cụm lại với nhau, đặc biệt là xơ sợi dài Để đảm bảo tờ giấy hình thành đều đặn, đảm bảo chất lượng tốt cần pha loãng huyền phù bột đến nồng độ nhất định, từ 1% ÷ 1,3% trước khi đưa lên lưới và phù hợp với các thiết bị của công đoạn lọc cát – sàng tinh tiếp theo Nước dùng để pha loãng bột là nước trắng tuần hoàn lại (nước trắng được lấy từ bộ phận thoát nước trên lưới xeo) Với dây chuyền sản xuất năng suất lớn, lượng huyền phù bột nhiều, cần phải sử dụng bơm quạt để bơm bột vào hòm điều tiết Sơ đồ hòm điều tiết được thể hiện dưới đây

Hình 8: Sơ đồ hòm điều tiết