NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CHO GIẤY CARTON

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** NGUYỄN THỊ NGỌC NỮ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CHO GIẤY CARTON LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH CÔNG NGHỆ GIẤY VÀ BỘT GIẤY Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 07 /201 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH **************** NGUYỄN THỊ NGỌC NỮ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CHO GIẤY CARTON Ngành: Công Nghệ Giấy Và Bột Giấy LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng dẫn: TS HOÀNG THỊ THANH HƯƠNG Thành Phố Hồ Chí Minh Tháng 07 /2011 i LỜI CẢM TẠ Để hồn thành tốt đề tài hơm tơi xin chân thành cảm ơn: Tồn thể thầy trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy cô khoa Lâm Nghiệp môn Công Nghệ Giấy Và Bột Giấy giảng dạy truyền đạt kiến thức thật cần thiết năm tháng theo học trường Tơi xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Hồng Thị Thanh Hương – Giáo viên hướng dẫn, người trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tận tình cho tơi suốt thời gian thưc đề tài Ban giám đốc Công Ty Cổ Phần Giấy An Bình tạo điều kiện tốt khảo sát nhà máy, phép sử dụng phòng kiểm tra chất lượng phần bột phần giấy để tiến hành thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản – giấy bột giấy giúp tơi tiến hành thí nghiệm thành công Cảm ơn cha mẹ, người sinh thành nuôi dưỡng đến ngày hôm nay, tạo kiện tốt tinh thần vật chất để học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp Cảm ơn anh chị em gia đình quan tâm tạo điều kiện tốt để thực đề tài Tập thể lớp Công Nghệ Giấy Và Bột Giấy bạn bè động viên, giúp đỡ thời gian học tập làm luận văn tốt nghiệp trường Trân trọng cảm ơn Nguyễn Thị Ngọc Nữ ii TÓM TẮT Đề tài: “ Nghiên cứu số thông số công nghệ giảm khả cháy cho giấy carton” Thời gian thực hiện: 21/02/2011 đến 21/07/2011 Địa điểm: Phòng thí nghiệm Trung tâm nghiên cứu chế biến lâm sản – giấy bột giấy – trường Đại Học Nơng Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh Luận văn đưa phương pháp sản xuất giấy carton chậm cháy, hóa chất sử dụng gây độc hại với môi trường người Với loại hóa chất dùng thí nghiệm: H3BO3 40%, Na2B4O7.10H2O 40%, (NH4)2HPO4 20% Thí nghiệm bố trí theo phương pháp qui hoạch thực nghiệm Kết đạt được: - Hàm hồi quy tương quan dạng mã hoá: YTgCHM = 20,85607+ 0,68987X1 + 0,67026X2 − 2,31911X12 − 1,53444X22 YDB = 2,969794 − 0,08550X1 + 0,12085X2 − 0,12264X12 − 0,17294X22 - Hàm hồi quy tương quan dạng thực: YTgCHM = −231,089 + 2,92091C + 3,749692A − 0,09276C2 − 0,01534A2 YDB= −24,2323 + 0,130077C + 0,427161A − 0,00491C2 − 0,00173A2 Giá trị tối ưu thơng số cơng nghệ nồng độ hố chất định lượng sau: - Nồng độ hoá chất: 15% - Định lượng: 120g/m2 Giá trị tối ưu tiêu thời gian cháy hết mẫu độ bục (kPa.m2/g) sau: - Thời gian cháy hết mẫu: 20,92096(s) - Độ bền: 2,96132(kPa.m2/g) iii MỤC LỤC Trang LỜI CẢM TẠ ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT vii DANH MỤC CÁC BẢNG ix DANH MỤC CÁC HÌNH, BIỂU ĐỒ, SƠ ĐỒ xi Chương MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Ý nghĩa khoa học - thực tiễn 1.2.1 Ý nghĩa khoa học 1.2.2 Ý nghĩa thực tiễn 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu Chương TỔNG QUAN 2.1 Tình hình nghiên cứu chống cháy 2.1.1 Trên giới 2.1.2 Ở Việt Nam 2.2 Giấy carton 2.2.1 Khái niệm 2.2.2 Phân loại giấy carton 2.2.3 Ưu điểm việc sản xuất giấy carton 2.3 Cơ sở lí thuyết q trình nghiên cứu 2.3.1 Bốn dạng hình thái cháy 2.3.2 Quá trình cháy giấy 2.3.3 Các chất chống cháy phụ gia chống cháy 12 2.3.3.1 Phân loại chất chống cháy chế 13 iv 2.3.3.2 Các chất phụ gia 15 2.3.4 Phân tích chế chống cháy giấy .16 2.3.4.1 Cơ chế vật lý 16 2.3.4.2 Cơ chế hóa học 17 Chương NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Mục tiêu - Mục đích 19 3.1.1 Mục tiêu 19 3.1.2 Mục đích 19 3.2 Nội dung nghiên cứu 19 3.3 Phương pháp nghiên cứu 19 3.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 20 3.3.2 Phương pháp quy hoạch thực nghiệm .20 3.3.2.1 Phương pháp nghiên cứu thăm dò 20 3.3.2.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm xử lý chống cháy cho giấy carton .23 3.3.3 Phương pháp xử lý số liệu .28 3.3.4 Các phương pháp công nghệ xử lý chống cháy cho giấy .29 3.3.4.1 Phương pháp gia hóa chất trực tiếp vào dòng bột 29 3.3.4.2 Tráng phủ chất chống cháy bề mặt giấy .29 3.3.4.3 Gia hóa chất trực tiếp vào dòng bột tráng phủ thêm lớp chất chống cháy bề mặt giấy 31 3.3.5 Các tiêu đánh giá khả chống cháy 31 3.3.6 Các phương pháp kiểm tra khả chống cháy 31 3.4 Vật liệu thí nghiệm 32 3.4.1 Hóa chất .32 3.4.2 Giấy handsheet 36 3.4.3 Thiết bị dụng cụ thí nghiệm 36 3.5 Thí nghiệm xác định thơng số cơng nghệ 38 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 40 4.1 Kết nghiên cứu .40 v 4.1.1 Các thông số mẫu đối chứng .40 4.1.2 Kết nghiên cứu thăm dò 44 4.1.3 Kết nghiên cứu thực nghiệm .48 4.1.3.1.Xây dựng phương trình tương quan dạng mã hóa 48 4.1.3.2 Chuyển mơ hình dạng thực 54 4.2 Xác định thông số tối ưu 54 4.2.1 Xác định thơng số tối ưu hóa hàm mục tiêu 54 4.2.2 Xác định thơng số tối ưu hóa hàm đa mục tiêu 55 4.3 Nhận xét – đánh giá kết nghiên cứu .58 4.4 Kết giá trị thông số công nghệ 59 4.5 Đề xuất quy trình sản xuất giấy carton chậm cháy .59 Chương KẾT LUẬN – ĐẾ NGHỊ 64 5.1 Kết luận 64 5.2 Đề nghị .65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 PHỤ LỤC 68  vi DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT OCC (Old Corrugated Container) : Giấy bao bì hộp carton cũ SR (Schopper Reigler) : Độ nghiền TPHCM : Thành Phố Hồ Chí Minh Handsheet : Tờ giấy xeo tay TCVN : Tiêu chuẩn Việt Nam CP : Cổ phần TNHH : Trách nhiệm hữu hạn BC (Bbefore Christ) : Trước công nguyên CFS (Center Fire Statistics) : Trung tâm thống kê vụ cháy giới CTIF (International Association of Fire and Rescue Services) : Hiệp hội quốc tế vụ cháy cứu hộ OECD (the Organisation for Economic Co-operation and Development) : Tổ chức hợp tác kinh tế phát triển SCAN (Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee): Hội đồng kiểm tra bột giấy, giấy carton Bắc Âu THPC : Tetra (hydroxymethyl) phosphonium chloride PVC : Nhựa polyvinylclorua US : Mỹ PCCC : Phòng cháy chữa cháy X : Halogen R : Gốc hữu (hydrocacbon, phenyl,…) RX : Chất chống cháy hữu có chứa halogen RP : Chất chống cháy hữu có chứa phốt RPX : Chất chống cháy hữu có chứa halogen phốt P-N : Chất chống cháy có chứa phốt Nito vii BKD : Bột khô tuyệt đối TN : Thí nghiệm KQ : Kết DD : Dung dịch STT : Số thứ tự TTTN : Thứ tự thí nghiệm SLLL : Số lần lặp lại M : Kim loại viii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1: Một số tiêu chuẩn chất lượng sản phẩm công ty: Bảng 3.1 Hóa chất thăm dò tráng phủ 21 Bảng 3.2: Hóa chất thăm dò .22 Bảng 3.3 Dự kiến thông số đầu vào đầu sau: 26 Bảng 3.4: Các phương pháp tráng phủ 30 Bảng 3.5 hạng mục đo đạc khả chống cháy 32 Bảng 3.6 Một số chất chống cháy 33 Bảng 3.7: Các thiết bị thí nghiệm .36 Bảng 3.8 Các mức bước thay đổi thơng số thí nghiệm 39 Bảng 3.9 Ma trận thí nghiệm xử lý chống cháy cho giấy carton 39 Bảng 4.1: Các kí hiệu thường gặp: 40 Bảng 4.2: Các thông số mẫu giấy làm từ bột sản xuất giấy medium 41 Bảng 4.3: Các thông số mẫu giấy làm từ bột sản xuất lớp mặt giấy white top 42 Bảng 4.4: Các thông số mẫu giấy làm từ bột sản xuất lớp mặt giấy white top có gia chất chống cháy Al(OH)3 với A = 120 (g/m2) 43 Bảng 4.5: Các thông số mẫu giấy làm từ bột sản xuất lớp mặt giấy white top có gia chất chống cháy Sb2O3 với A = 120 (g/m2) 44 Bảng 4.6: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức 45 Bảng 4.7: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức 45 Bảng 4.8: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức 46 Bảng 4.9: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức 46 Bảng 4.10: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức .47 Bảng 4.11: Kết thí nghiệm tiêu thăm dò cơng thức .47 Bảng 4.12: Bảng giá trị thực nghiệm yếu tố đầu 48 Bảng 4.13: Bảng giá trị Ti hàm Y1 .49 Bảng 4.14: Bảng kết thời gain cháy hết mẫu lý thuyết (YTgCHM) .51 Bảng 4.15: Bảng giá trị Ti hàm Y2 .52 ix 37 Hexachlorocyclopenta- Polyme styren dienyl-dibromocyclooctane 38 Dibromochlordene Polyme styren [4,7-Methano-1H-indene, 1,2-dibromo-4,5,6,7,8,8hexachloro-2,3,3a,4,7,7ahexahydro] Chất chống cháy phốt phát hữu 39 Tris(1-aziridinyl)phosphine oxide Coton, sợi polyester Chất chống cháy phốt phát hữu có chứa halogen 40 Ethylene bis[tris Phụ gia chống cháy (2-yanoethyl)phosphonium] bromide cho nhựa chịu nhiệt, vải 41 Tetrakis(2-chloromethyl) Nhựa methylene diphosphate 42 Tris(2,3-dichloro-1-propyl) phosphate Phụ gia chống cháy cho nhựa 43 Tris(2,4,6-tribromophenyl) phosphate Nhựa chịu nhiệt 44 Bis(1,3-dichloro-2-propyl)- (3-chloro- Polyolefins 2,2- dibromomethylpropyl) phosphate 45 Tris(dichloropropyl) phosphite Dệt may 46 Tris-(2-chloroethyl)- phosphite Dệt may 47 Ethylene-bis[bis polyurethane (2-chloroethyl)phosphate] 48 tetra (hydroxymethyl) phosphonium cloride Nhựa, giấy PHỤ LỤC Phân tích thống kê hàm Y1 SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,98498938 R Square 0,970204079 Adjusted R Square 0,950340132 Standard Error 0,463774343 Observations 11 ANOVA Significance df SS MS F F Regression 42,02144379 10,5053609 48,8425 0,000103446 Residual 1,290519845 0,21508664 Total 10 43,31196364 Standard Intercept X1 X2 P- Lower Upper Lower Upper value 95% 95% 95.0% 95.0% Coefficients Error t Stat 20,8560 0,2677 77,8917 6685 57063 524 3E-10 8892 448 889 448 0,6898 0,1642 4,2011 0,0056 0,2880 1,0916 0,2880 1,0916 77385 13441 0182 61572 932 6157 932 0,6702 0,1642 4,0816 0,0064 0,2684 1,0720 0,2684 1,0720 6905 13441 9421 53237 8486 5324 8486 20,2008 21,5112 20,2008 21,5112 X12 X22 -2,3191 0,1959 11,8352 2,2E- -2,7985 -1,8396 -2,7985 -1,8396 1251 49373 638 05 83354 4167 8335 417 -1,5344 0,1959 -1,0549 -2,0139 -1,0549 4373 9373 7289 1457 729 -7,8308 0,0002 -2,0139 1729 14575 PHỤ LỤC Phân tích thống kê hàm Y2 SUMMARY OUTPUT Regression Statistics Multiple R 0,979371347 R Square 0,959168236 Adjusted R Square 0,93194706 Standard Error 0,051535625 Observations 11 ANOVA Significance df SS MS F F Regression 0,374337203 0,093584301 35,23610557 0,000263965 Residual 0,015935524 0,002655921 Total 10 0,390272727 Standard Coefficients Intercept X1 X2 X12 X22 Error t Stat Lower Upper Lower Upper P-value 95% 95% 95.0% 95.0% 6,8156 2,8969 3,0425 2,8969 3,0425 9E-11 89265 9889 89265 9889 2,9697 0,0297 99,8124 94077 53754 1668 -0,0855 0,0182 -4,6857 04376 47759 46703 75715 55033 53718 55033 53718 0,1208 0,0182 6,6232 0,0005 0,0762 0,1655 0,0762 0,1655 59557 47759 5487 70811 089 10214 089 10214 -0,1226 0,0217 -5,6327 48487 74325 11255 -0,1729 0,0217 -7,9427 47768 74325 38315 0,0033 -0,1301 -0,0408 -0,1301 -0,0408 0,0013 -0,1759 -0,0693 -0,1759 -0,0693 40006 28342 68633 28342 68633 0,0002 -0,2262 -0,1196 -0,2262 -0,1196 11734 27623 67913 27623 67913 PHỤ LỤC Tối ưu hóa hàm Y1 Target Cell (Max) Original Cell Name Value Final Value $P$83 Y1 20,85606685 20,98056813 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $N$83 X1 0,148737342 $O$83 X2 0,218407804 Cell Value Formula Constraints Cell Name Status Slack Not $N$83 X1 0,148737342 $N$83=- $O$83 X2 0,218407804 1,41 Not Binding 1,558737342 Not Binding 1,628407804 PHỤ LỤC Tối ưu hóa hàm Y2 Target Cell (Max) Original Cell Name Value Final Value $O$85 Y2 2,969794077 3,005811222 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $M$85 X1 -0,348574927 $N$85 X2 0,349410569 Cell Value Formula Constraints Cell Name $M$85 X1 Status Slack Not 0,348574927 $M$85=- $N$85 X2 0,349410569 1,41 Binding 1,060589431 Not Binding 1,061425073 Not Binding 1,759410569 PHỤ LỤC Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,1 Target Cell (Max) Original Cell Name Value Final Value $J$2 dl yc1 0,988622391 0,997788782 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value - $H$2 dl x1 0,233517692 $I$2 dl x2 0,333198196 Cell Value Formula Constraints Cell Name $H$2 dl x1 Status Slack Not 0,233517692 $H$2=-1,41 Binding 1,743198196 PHỤ LỤC 10 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,2 Target Cell (Max) Original Cell $J$16 Name Value dl yc2 0,989227213 Final Value 0,9965497 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$16 dl x1 -0,147768722 $I$16 dl x2 0,317819789 Cell Value Formula Constraints Cell Name $H$16 dl x1 Status Slack Not 0,147768722 $H$16=-1,41 Binding 1,727819789 PHỤ LỤC 11 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,3 Target Cell (Max) Original Cell $J$30 Name Value dl yc3 0,691612298 Final Value 0,697741355 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$30 dl x1 -0,081394405 $I$30 dl x2 0,303211483 Cell Value Formula Constraints Cell Name $H$30 dl x1 Status Slack Not 0,081394405 $H$30=-1,41 Binding 1,713211483 PHỤ LỤC 12 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,4 Target Cell (Max) Original Cell $J$44 Name Value dl yc4 0,990436857 Final Value 0,995831171 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$44 dl x1 -0,028495775 $I$44 dl x2 0,289319717 Cell Value Formula Constraints Cell Name $H$44 dl x1 Status Slack Not 0,028495775 $H$44=-1,41 Binding 1,699319717 PHỤ LỤC 13 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,5 Target Cell (Max) Original Cell $J$58 Name Value dl yc5 0,418338788 Final Value 0,423335413 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$58 dl x1 0,014653612 $I$58 dl x2 0,276090288 Cell Value Formula Constraints Cell Name Status Slack Not $H$58 dl x1 0,014653612 $H$58=-1,41 Binding 1,686090288 PHỤ LỤC 14 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,6 Target Cell (Max) Original Cell Name Value Final Value $J$72 dl yc6 0,9916465 0,996501464 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$72 dl x1 0,050521302 $I$72 dl x2 0,2634778 Cell Value Formula Constraints Cell Name Status Slack Not $H$72 dl x1 0,050521302 $H$72=-1,41 Binding 1,6734778 PHỤ LỤC 15 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,7 Target Cell (Max) Original Cell $J$86 Name Value dl yc7 0,992251322 Final Value 0,997164485 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$86 dl x1 0,080807141 $I$86 dl x2 0,251440073 Cell Value Formula Constraints Cell Name Status Slack Not $H$86 dl x1 0,080807141 $H$86=-1,41 Binding 1,661440073 PHỤ LỤC 16 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,8 Target Cell (Max) Original Cell $J$100 Name Value Final Value dl yc8 0,992856144 0,997987122 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$100 dl x1 0,106720021 $I$100 0,239938708 dl x2 Constraints Cell Name Cell Value Formula Status Slack Not $H$100 dl x1 0,106720021 $H$100=-1,41 Binding 1,649938708 PHỤ LỤC 17 Tối ưu hóa hàm Yc với α = 0,9 Target Cell (Max) Original Cell $J$114 Name Value dl yc9 0,993460966 Final Value 0,998939723 Adjustable Cells Original Cell Name Value Final Value $H$114 dl x1 0,129143287 $I$114 dl x2 0,228938645 Cell Value Formula Constraints Cell Name Status Slack Not $H$114 dl x1 0,129143287 $H$114=-1,41 Binding 1,638938645 ... CHÍ MINH **************** NGUYỄN THỊ NGỌC NỮ NGHIÊN CỨU MỘT SỐ THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ GIẢM KHẢ NĂNG CHÁY CHO GIẤY CARTON Ngành: Công Nghệ Giấy Và Bột Giấy LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Người hướng... 3.2 Nội dung nghiên cứu - Khảo sát giấy carton hoàn thành sản phẩm liên quan đến vấn đề cháy - Xác định hóa chất chống cháy cho giấy carton - Xác định thông số công nghệ xử lý giấy carton ( lượng... Phạm vi nghiên cứu Trong phạm vi đề tài xác định số thông số công nghệ lựa chọn công nghệ sản xuất giấy chậm cháy Để đánh giá cách hoàn thiện hiệu sử dụng chất chống cháy trình sản xuất giấy carton