TỔNG QUAN
Tổng quan về nhà máy giấy Tân Mai
Công ty giấy Tân Mai nằm trên diện tích 171.616m², với 25.000m² dành cho xây dựng và giao thông, 135.138m² cho sân bãi và công trình phúc lợi, cùng 11.470m² cho khu vực môi sinh Địa hình bằng phẳng, vuông vắn, công ty cách quốc lộ 15 khoảng 700m về hướng Đông Bắc, cách trung tâm thành phố Biên Hòa 2 km về phía Đông Bắc, và cách TP Hồ Chí Minh khoảng 30 km, với ga xe lửa gần nhất cách 3 km.
Phía Bắc giáp công ty chế biến gỗ Tân Mai
Phía Tây giáp khu cư xá công ty
Phía Nam giáp sông Đồng Nai
Phía Đông giáp phường Tân Mai
2.1.2 Cơ cấu các loại sản phẩm
• Giấy photocopy độ trắng 95 % ISO (COPY 95)
• Giấy photocopy độ trắng 90 % ISO ( COPY 90)
• Giấy viết độ trắng 95 % ISO ( GV 95)
• Giấy viết độ trắng 90 % ISO ( GV 90)
• Giấy in độ trắng 90 % ISO ( GI 90)
• Giấy in độ trắng 82 % ISO ( GI 82)
• Giấy in độ trắng 80 % ISO ( GI 80)
• Giấy in báo độ trắng 58 % ISO ( IB 58)
Với sự đổi mới và đa dạng của máy móc thiết bị, đội ngũ lãnh đạo và kỹ sư dày dạn kinh nghiệm cùng với công nhân kỹ thuật lành nghề đã tạo ra những sản phẩm không chỉ đẹp về mẫu mã mà còn đạt chất lượng cao Sản phẩm của chúng tôi được các doanh nghiệp như Hòa Bình, Thịnh Phát, Vĩnh Tiến, báo Sài Gòn Giải phóng và người tiêu dùng tin tưởng.
Nhà máy hiện có 2 phân xưởng sản xuất bột và 3 máy sản xuất giấy Cụ thể, có 1 phân xưởng chuyên sản xuất bột DIP, 1 phân xưởng sản xuất bột CTMP, 2 máy xeo chuyên sản xuất giấy in, giấy viết, giấy photocopy, và 1 máy xeo chuyên sản xuất giấy in báo.
Phân xưởng bột CTMP chuyên sản xuất bột có độ trắng 65 % ISO, 70 % ISO, 75 % ISO, 80 % ISO Năng suất khoảng 140 tấn bột KTĐ/ngày
Phân xưởng bột DIP chuyên sản xuất bột khử mực có độ trắng từ 55 % ISO đến 60 % ISO Năng suất khoảng 70 tấn bột KTĐ/ngày
Máy xeo 1,2 là thiết bị chuyên dụng để sản xuất các loại giấy in, giấy viết và giấy photocopy, hoạt động với tốc độ từ 75 đến 170 m/phút và có công suất lên tới 12.000 tấn mỗi năm.
Máy xeo 3 là máy xeo lưới đôi chuyên sản xuất các loại giấy in báo với tốc độ khoảng
520 – 540 m/phút và công suất khoảng 60000 tấn/năm
Công suất sản xuất giấy của toàn nhà máy đạt khoảng 84000 tấn/năm.
Giới thiệu về giấy in
Giấy in là loại giấy được sử dụng cho nhiều mục đích như tạp chí, báo, catalog, sách, in thương mại và giấy photocopy Chúng được phân thành hai nhóm chính: giấy chứa chủ yếu bột cơ và giấy chứa chủ yếu bột hóa.
2.2.2 Yêu cầu cơ bản của giấy in Đối với giấy in cần có hai yêu cầu cơ bản là: khả năng chạy máy khi in và khả năng in ấn
Để đảm bảo hiệu suất in ấn tối ưu, các nhà sản xuất giấy cần chú trọng đến nhiều tính chất quan trọng, bao gồm độ bền cơ lý, độ bền bề mặt, sự ổn định kích thước, độ cứng, tính tĩnh điện và khả năng cong của giấy trong quá trình in.
Để đảm bảo chất lượng in ấn, giấy in cần có bề mặt với độ nhám phù hợp, khả năng hấp thụ mực tốt và các đặc tính quang học thích hợp.
2.2.3 Một số tính chất của giấy in
2.2.3.1 Độ bền cơ lý Độ bền cơ lý của giấy biểu thị khả năng chịu đựng những lực tác dụng từ bên ngoài lên giấy, là tính chất quan trọng nhất đối với hầu hết các loại giấy Đối với giấy
Giấy in và giấy viết cần có độ bền cơ lý trung bình để đảm bảo không bị đứt khi in trên máy in cao tốc Độ bền cơ lý của giấy in được thể hiện qua các chỉ số như độ chịu kéo, chiều dài đứt, chỉ số xé và độ bền bề mặt.
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền cơ lý của giấy bao gồm nguyên liệu bột giấy, hóa chất phụ gia, quy trình chuẩn bị bột giấy trước khi xeo và quá trình xeo giấy Những yếu tố này đóng vai trò quan trọng trong việc xác định chất lượng và độ bền của sản phẩm giấy cuối cùng.
Tính chất thấm hút của giấy thể hiện khả năng hấp thụ và nhả ẩm trong các điều kiện môi trường khác nhau Khi giấy được đặt trong môi trường ẩm ướt, nó sẽ hút ẩm từ không khí, dẫn đến tăng độ ẩm của giấy Ngược lại, trong môi trường khô, giấy có khả năng nhả ẩm, làm giảm độ ẩm của nó.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất thấm hút của giấy: thành phần bột giấy, hóa chất phụ gia, quá trình sản xuất giấy
Tính chất quang học của giấy bao gồm: độ trắng, độ đục, độ thấu sáng, độ trong suốt của giấy
Độ trắng của giấy được xác định bởi tỷ lệ giữa cường độ ánh sáng phản xạ và ánh sáng chiếu tới; khi cường độ ánh sáng phản xạ tăng lên, độ trắng của giấy cũng sẽ cao hơn.
Độ đục của giấy được xác định khi không thể nhìn thấy hình ảnh ở mặt bên kia khi quan sát từ một bên Mức độ tán xạ của ánh sáng là yếu tố chính ảnh hưởng đến độ đục này.
- Độ trong suốt của giấy đối lập với độ đục của giấy
- Độ thấu sáng của giấy là khả năng cho ánh sáng đi qua Tia khúc xạ càng lớn thì độ thấu sáng của giấy càng cao
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất quang học của giấy: thành phần bột giấy, hóa chất phụ gia, quá trình chuẩn bị bột giấy trước khi xeo.
Giới thiệu về sự bảo lưu
2.3.1 Các khái niệm về sự bảo lưu và chất bảo lưu
Sự bảo lưu là quá trình giữ lại các hạt mịn như xơ sợi, hạt chất độn và hạt keo chống thấm trên bề mặt giấy trong khi huyền phù bột thoát nước.
Độ bảo lưu trong quá trình xeo giấy được xác định qua tỷ lệ phần trăm khối lượng của các hạt mịn còn lại trong giấy so với tổng khối lượng hạt mịn trong dòng bột trước khi xeo Độ bảo lưu cao cho thấy quá trình xeo hiệu quả, giữ lại nhiều chất phụ gia cần thiết, giúp nước thoát ra từ máy xeo trong hơn, từ đó nâng cao chất lượng giấy, tiết kiệm hóa chất và giảm ô nhiễm môi trường Độ bảo lưu thường được tính riêng cho từng thành phần hạt mịn như chất độn, chất keo chống thấm, và tinh bột.
Chất bảo lưu là hóa chất được thêm vào bột giấy nhằm tăng cường khả năng giữ lại các hạt mịn trong sản phẩm giấy Phèn nhôm và các cation polyme tự nhiên hoặc tổng hợp là những chất bảo lưu phổ biến nhất trong quy trình sản xuất giấy.
2.3.2 Các chất bảo lưu phổ biến
2.3.2.1 Chất vô cơ Đó là phèn nhôm Al2(SO4)3, được sử dụng với hàm lượng 0,5 – 3 %, ở pH axit ( khoảng 4,5) Lưu ý vì môi trường axit, cần tránh sử dụng với hệ chất độn CaCO3 Do tương tác tĩnh điện giữa ion Al 3+ và sợi, điện tích âm của bề mặt giảm và các sợi sẽ tiếp xúc với nhau Hệ bảo lưu này cho keo tụ kiểu “ miếng vá” trong những máy xeo tốc độ thấp
2.3.2.2 Chất hữu cơ thiên nhiên
Tinh bột và xenlulô có cấu trúc tương tự, nhưng khác nhau ở cấu hình liên kết glucozit Trong xenlulô, liên kết giữa nguyên tử cacbon C1 và oxygen nằm trong cùng mặt phẳng với vòng glucô (liên kết β), trong khi đó, tinh bột có liên kết này theo chiều vuông góc với mặt phẳng vòng glucô (liên kết α) Do đó, phân tử polyme tinh bột có xu hướng cuộn lại theo hình xoắn ốc.
Tinh bột là một loại carbohydrate cao phân tử, được cấu thành từ các đơn vị D-glucozơ liên kết với nhau qua các liên kết α-glucozit Công thức phân tử gần đúng của tinh bột là (C6H10O5)n, trong đó n biểu thị số lượng đơn vị glucozơ trong phân tử.
Tinh bột, có giá trị từ vài trăm đến khoảng mười nghìn, là một hợp chất dạng hạt màu trắng được tạo thành từ hai loại polymer chính là amilozơ và amilopectin Amilozơ là một polymer mạch thẳng, bao gồm các đơn vị D-glucozơ liên kết với nhau thông qua liên kết α-1,4-glucozit.
Hình 2.1 Một phần cấu trúc của Amilozơ
Amilopectin là polyme mạch nhánh, ngoài chuỗi glucozơ thông thường còn có những chuỗi nhánh liên kết với chuỗi chính bằng liên kết α- 1,6-glucozit
Tinh bột cationic, với điện tích dương được tạo ra từ các monome hoặc polyme hoạt tính như amin bậc ba, là loại tinh bột được sử dụng phổ biến nhất trong ngành công nghiệp giấy Các chất như dietylamin etyl clorua hydroclorua và epoxypropyl trimetyl amonium clorua thường được áp dụng để tăng cường tính năng của tinh bột cationic.
Tinh bột đã được chuyển hóa chứa khoảng 0,1 – 0,4% nitơ, với mức độ ion hóa tương đương độ thế khoảng 0,02, cho thấy có hai nhóm ion cho 100 đơn vị glucô Độ cation hóa này giúp cải thiện độ phân tán và độ hòa tan của tinh bột, làm giảm lực kết dính giữa các hạt Nghiên cứu cho thấy tinh bột cationic hấp phụ bất thuận nghịch trên sợi xenlulô, với sự hấp phụ tăng lên khi điện tích bề mặt và hàm lượng nhóm COOH của sợi tăng Tinh bột cationic chủ yếu hấp phụ vào các thành phần mịn trong huyền phù bột giấy, và nếu quá trình hấp phụ này trở nên quan trọng, có thể dẫn đến việc điện tích bề mặt hạt mịn đổi dấu, làm giảm khả năng bảo lưu trong quá trình định hình tờ giấy Điều này cũng tương tự khi sử dụng tinh bột biến tính làm chất trợ bảo lưu, đặc biệt trong các máy xeo tốc độ cao với hệ thống lực cắt lớn, vì nó rất nhạy cảm với tác động cơ học.
2.3.2.3 Các polyme tan trong nước
Polyacrylamid không ion, đồng trùng hợp acryamid – axit acrylic và polyethylenimin là những loại polymer phổ biến Những polymer này có khả năng tan trong nước hoặc tạo ra sự phân tán bền trong nước Chúng có trọng lượng phân tử đa dạng và chứa các nhóm phân cực, cho phép hình thành liên kết hydro với sợi cellulose.
PAM được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp giấy Polyme này được minh họa ở hình sau:
- Loại non-ionic được tổng hợp từ acrylamid với chất khơi mào theo cơ chế tự do
Hình 2.3 Loại polyacrylamid không mang điện tích
- Loại PAM ion (với nhóm R = nhóm mang điện tích) là polyme đồng trùng hợp của acrylamid và những monome vinyl cationic hoặc anionic
Hình 2.4 Loại polyacrylamid mang điện tích
PAM cationic được tạo ra thông qua quá trình trùng hợp acrylamid và các dẫn xuất cationic của axit acrylic Nhóm este của axit acrylic hoặc axit metacrylic và dialkylaminoetanid, chẳng hạn như dimetylaminoetylmetacrylat (với R1, R2 = CH3, R3 = H trong môi trường axit), là những thành phần quan trọng Bên cạnh đó, các monome khác cũng bao gồm este của amonium bậc bốn với metylclorua hoặc dimetylsunfat (với R1 = H, R2, R3 = CH3, X = Cl).
Amide cationic được chuẩn bị từ axit acrylic hay metacrylic để đưa vào mạch nhóm điện tích dương
Khả năng tăng ng lượng phân tử của nó Ảnh hưởng bảo lưu này cao Để thuận tiện về mặt th
PAM anionic là những polyme đồng trùng hợp của axit acrylic hay acrylat natri
Polyacrylamid anionic có độ bảo lưu phụ thuộc vào trọng lượng phân tử, với trọng lượng phân tử càng lớn thì độ bảo lưu càng cao Các polyme này thường được cung cấp dưới dạng bột rắn hoặc nhũ nước trong dầu Sản phẩm rắn được tạo ra thông qua quá trình trùng hợp trong môi trường nước hoặc trong pha nước của hệ nhũ tương nước trong dầu.
Môi hữu cơ sẽ được chưng tách ra khỏi hỗn hợp phản ứng, trong khi dạng nhũ tương trong dầu được trùng hợp bằng cách hòa tan các monome trong pha nước của nhũ W/O Ngoài ra, hệ thống còn sử dụng thêm các tác chất thấm ướt để cải thiện quá trình này.
Polyme này, được sản xuất từ etylenimin (aziriđin), đã được sử dụng trong nhiều năm để cải thiện quá trình thoát Hiệu quả của PEI tăng cao khi có sự hiện diện của nước Mạch phân tử của polyme có cấu trúc nhánh, được hình thành từ phản ứng ngưng của một amin và một chất tạo liên kết ngang ngắn Polyme này phản ứng cộng mở vòng trong dung dịch nước có sự xúc tác của axit.
CH CH H CH 2 CH 2 N CH 2 n
Hình 2.7 Phản ứng tổng hợp PEI
Sản phẩm không có chứa monome dư và giống như trường hợp PAM, tính hi
PEI (Polyethyleneimine) có trọng lượng phân tử n/4, với cấu trúc chứa nhóm amin bậc 1, 2 và 3 theo tỉ lệ 1:2:1 Trên thị trường, PEI có trọng lượng phân tử cao thường được cung cấp dưới dạng dung dịch nước có độ kiềm cao, với nồng độ từ 30-50%, bao gồm polyme, nước và một lượng nhỏ chất khơi mào còn lại.
Giới thiệu về sự thoát nước
2.4.1 Các khái niệm về sự thoát n
Sự thoát nước là quá trình quan trọng trong việc tạo hình tờ giấy, diễn ra ngay trước khi hộp hút chân không Trong giai đoạn này, huyền phù bột chuyển từ trạng thái phân tán hỗn loạn sang một cấu trúc mạng, nơi mà độ linh động của sợi được giảm thiểu.
Sự thoát nước chia làm hai loại:
- Sự thoát nước cơ học: là sự th ới xeo như trục đỡ, tấm chặn, dao gạt, hộp hút chân không
Sự thoát nước hóa học liên quan đến ụ gia trong phần ướt máy xeo, với độ thoát nước biểu thị mức độ bộ phận lưới Khi độ bảo lưu các hạt mịn cao, khả năng thoát nước của dòng bột cũng nhanh hơn Điều này xảy ra vì các chất bảo lưu giúp các hạt mịn đông tụ lại, tạo ra kích thước lớn hơn và giữ lại nhiều hơn trên lưới xeo Khi giảm bớt các hạt mịn riêng lẻ, độ thoát nước của dòng bột cải thiện, tương tự như bột giấy thô dễ thoát nước hơn so với bột giấy đã nghiền mịn.
2.4.2 Cơ chế tăng độ thoát nước khi sử
Các hạt mịn và xơ sợi được keo tụ với polymer sẽ không còn tự do chui vào khe hở của đệm sợi, giúp nước chảy dễ dàng hơn qua đệm sợi trên máy xeo Cơ chế này phụ thuộc vào tính chất của polymer, đặc biệt là trọng lượng phân tử của nó.
Polymer có trọng lượng phân tử thấp có xu hướng hấp phụ trên bề mặt các hạt mịn, nhờ vào bề mặt riêng lớn của chúng, dẫn đến hiện tượng keo tụ các hạt mịn vào bề mặt xơ sợi, từ đó mở rộng cấu trúc mạng và tăng tốc độ thoát nước Tính tối ưu của các polymer này là khả năng cô kết các hạt mịn mà không tạo ra khối tủa lớn Ngược lại, polymer có trọng lượng phân tử lớn thường tạo ra khối tủa sợi - hạt mịn và sợi - sợi, làm giảm hiệu quả thoát nước Điện tích của polymer ảnh hưởng lớn đến tính năng trợ thoát nước; các polymer anionic cần có điện tích dương từ phèn nhôm để tăng cường hiệu quả Trong khi đó, polymer điện ly cationic có khả năng liên kết các hạt mịn và sợi, tạo ra cấu trúc mạng mở hơn thông qua cơ chế bắc cầu.
Lượng khí trong huyền phù ảnh hưởng đến khả năng thoát khí vào thùng đầu, thể hiện qua sự hình thành bọt Sự hiện diện của bọt có thể cản trở quá trình thoát nước, vì khi khí bị giữ lại trong các ống mao quản của đệm giấy, nước sẽ khó thoát qua đệm này hơn.
2.4.3 Ý nghĩa của việc tăng độ thoát
Thoát nước hóa học hiệu quả là yếu tố quan trọng giúp cải thiện tốc độ chạy của máy Việc này không chỉ giảm nồng độ bột trong thùng đầu, mà còn hỗ trợ quá trình tạo hình trên máy xeo Hơn nữa, giảm độ chân không cần thiết trên các chi tiết hút nước sẽ giảm thiểu sự tiếp xúc giữa lưới và hộp chân không, từ đó làm giảm hao mòn lưới Độ bền của giấy cũng được cải thiện nhờ vào khả năng thực hiện quá trình nghiền sâu hơn Cuối cùng, việc giảm độ chân không còn giúp hạn chế vết lưới trên bề mặt giấy.
NỘI DUNG VÀ PH P NGHIÊN CỨU
3.1 Nội d i trộn chất bảo lưu để đạt hiệu quả bảo lưu các thành phần mịn, ch hưởng của sự bảo lưu đến độ đục, độ nhám, độ bền xé và chiều d uả bảo lưu của hai hệ bảo lưu: hệ bảo lưu một thành phần (polym ứu ngày 04/03/2009 đến ngày 29/05/2009
3.2.2 rung Tâm Nghiên Cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy và Bột Gi ng thí nghiệm của nhà máy giấy Tân Mai, phường Thống Nhất – Thành phố Bi cứu tài, hóa chất được sử dụng làm chất bảo lưu là EKA
PL 151 một hợp chất cao phân tử khối lượng phân tử lớn mang điện tích dư ng ƯƠNG PHÁ ung nghiên cứu
- Nghiên cứu tỉ lệ phố ất độn cao nhất
- Nghiên cứu ảnh ài đứt của giấy
- So sánh hiệu q e cation) và hệ bảo lưu vi hạt
3.2 Thời gian và địa điểm nghiên c
3.2.1 Thời gian nghiên cứu Đề tài được thực hiện từ Địa điểm nghiên cứu
Phòng thí nghiệm của T ấy
Phò ên Hòa – Tỉnh Đồng Nai
3.3 Hóa chất và thiết bị nghiên
Trong khuôn khổ của đề
0, NP 882 và chất độn CaCO3
EKA PL 1510 là một loại polyacrylamide, được sử dụng làm chất bảo lưu theo cơ chế bắc cầu trong hệ một thành phần hoặc như một phần của hệ vi hạt Đặc tính của EKA PL 1510 được trình bày chi tiết trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Các đặc tính của EKA PL 1510 Đặc tính EKA PL 1510
Hình dạng Dạng hạt nhỏ, màu trắng sáng
Thành phần Polyacrylamide khối lượng phân tử lớn, tích điện dương trung bình
0,25 – 1 Kg/tấn bột, pha loãng với nước để đạt được nồng độ 0,3 –
Bảo quản Bảo quản nơi khô ráo, nhiệt độ từ 0 – 35 0 C Thời gian bảo quản là
24 tháng kể từ ngày sản xuất
NP882 là các vi hạt anionic được sử dụng làm chất bảo lưu trong hệ bảo
Hóa chất lưu vi hạt Đặc tính của NP882 được thể hiện trong Bảng 3.2
Bảng 3.2 Các đặc tính của NP882 Đặc tính
Hình dạng Silicasol anionic dạng keo, không màu ,không mùi
Hàm lượng SiO2 trong dung dịch 15%
Tỷ trọng 1100 – 1107 kg/m3 pH ở 20oC 10 – 11
3.1.3 Chất độn CaCO 3 ở đây là loại PCC ( Precipitated Calcium Carbonate) là sản phẩm n ng, độ đục cho giấy và hạ giá thành c
Canxi cacbonat (CaCO3) được sản xuất thông qua quá trình nung đá vôi để tạo ra vôi Sau đó, vôi được hòa tan trong nước và sục khí CO2 vào để thu được kết tủa CaCO3.
CaCO3 được sử dụng nhằm mục đích tăng độ trắ ho giấy
Bảng 3.3 Tiêu chuẩn chất lượng CaCO3
3 Tỷ lệ giữ lại trên lưới 300 mesh, %, max 0,05
3.2 Thiết bị nghiên cứu à Lan et c nước trắng( đo chỉ số NTU) y ấy ẩm các dụng cụ: becher, pipet, ống đong, ca nhựa, đũa khuấy, quả
3.4 h bằng cách làm thí nghiệm đo độ đục nước trắng, độ nhám,
- Máy đo độ nhám của giấy
- Máy đo độ đục của giấy
- Máy đo độ bền xé của giấ
- Máy đo chiều dài đứt của gi
- Ngoài ra còn có bóp cao su, cốc nung
Nghiên cứu đã tiến hành phân tích độ đục, độ bền xé, chiều dài đứt và độ tro của các mẫu giấy được gia công với nhiều loại hóa chất ở các tỷ lệ khác nhau Sau khi thu thập dữ liệu, chúng tôi đã lập bảng giá trị, vẽ biểu đồ và đưa ra nhận xét về kết quả nghiên cứu.
Không đạt Không đạt Đạt Đạt Đạt
Phối trộn hóa chất u là :
3.4 Quy trình tiến hành thí nghiệm ông đoạn cần nghiên cứ
Nguyên liệu thí nghiệm bao gồm bột CTMP từ nhà máy giấy Tân Mai, được điều hòa ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ với độ trắng 80% ISO, lấy từ khâu 24 (khâu ép tấm để loại bớt nước), cùng với bột hóa xơ trung LBKP có độ trắng 90% ISO nhập khẩu từ Brazil.
- Nguyên liệu được lấy mỗi bành 1 tấm v
Xác độ b định ảo lưu Đánh tơi
Nghiền Xác định độ nghiền
Bột CTMP Đo chỉ số
Phối trộn hóa chất Đo độ nhám Đo độ đục Đo độ bền xé Xeo handsheet
Bột hóa Đo chiều dài đứt Nước trắng
Hình 3.1 Quy trình tiến hành thí nghiệm
Xác định độ khô nguyên liệu( tiêu chuẩn SCAN – C3)
Sau đó lấy m1 ( g) đem sấy ở 1
- Đối với bột hóa, lấy mộ cân được m1 ( g), sau đó sấy ở 1
- Đối với bột cơ, dùng tay phân tán nhỏ ra và trộn đều
05 0 C ± 2 trong 3h, điều hòa 15 phút trong bình hút ẩm, cân được m2 ( g) Vậy độ khô nguyên liệu được tính theo công thức: Độ KTĐ = m t ít từ tấm bột, xé nhỏ đem
05 0 C ± 2 trong 3h, điều hòa 15 phút trong bình hút ẩm, cân được m 2 ( g) Độ khô của bột hóa được tính theo công thức trên
Sau khi xác định độ khô của bột, lấy 360 g bột KTĐ ngâm trong nước ở nhiệt độ 27°C trong 4 giờ Tiến hành đánh tơi nguyên liệu theo tiêu chuẩn SCAN – M2 với nồng độ 4% trong khoảng 20 phút để đạt được độ đồng nhất.
Sau khi ngâm nguyên liệu, chúng ta sẽ đánh tơi bột cho đến khi nó hoàn toàn phân tán Để kiểm tra, lấy khoảng 1 gram bột cho vào 1 lít nước; nếu bột đã phân tán hoàn toàn, chúng ta có thể ngừng khuấy.
Nghiền bột bằng máy nghiền Hà Lan.( tiêu chuẩn SCAN – C25) ào máy nghiền nghiền
Sau khi đánh tơi ta thêm nước vào để đạt nồng độ 2% và cho v khoảng 30 phút đến độ nghiền đạt 40 0 SR là đạt yêu cầu
Xác định độ nghiền( tiêu chuẩn SCAN – C19)
Để kiểm tra độ nghiền của huyền phù bột, hãy lấy 100 ml bột và cho vào ống đong, sau đó thêm nước cho đến 1 lít Sử dụng đũa nhôm để khuấy đều hỗn hợp và đổ vào máy đo độ nghiền Nếu độ nghiền đạt yêu cầu, dừng công đoạn nghiền; nếu chưa đạt, tiếp tục nghiền thêm 5 phút rồi kiểm tra lại cho đến khi đạt tiêu chuẩn.
Cô đặc và xác định độ khô của bột úi vắt cho ráo nước sau đó lấy mẫu để xác định độ có thể bảo quản trong vòng 2
Bột đã đạt độ nghiền thì cho vào t khô của bột sau nghiền giống như đã trình bày ở trên
Bột sau cô đặc phải để trong phòng lạnh (4 – 5 0 C) và tháng
Xeo mẫu handsheet( tiêu chuẩn SCAN C26) ia hóa chất và xeo handsheet theo yêu cầ
Sau khi chuẩn bị bột ta tiến hành phối trộn, g u của đề tài đặt ra
27 ác định khối lượng giấy handsheet: g để nghiên cứu là 60 g/m 2 Đường kính lưới là
X Định lượng của giấy in được sử dụn
15,9 cm, nên diện tích mỗi tờ handsheet là: 0,02 m 2
Như vậy, khối lượng mỗi tờ handsheet là:
Các yếu tố cố đị
0 0 SR, bột cơ 40 0 SR t hóa là: 25/75 (%) nh Nồng độ bột: 0,2% Độ nghiền: bột hóa 4 Định lượng giấy: 60 g/m 2
Tỷ lệ phối trộn bột cơ / bộ
Lượng chất độn CaCO3 a chất EKA PL 1510 và NP 882
Tỉ lệ phối trộn hó g (chỉ số NTU)
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 22 U
Nội dung nghiên cứu
Việc trộn chất bảo lưu có tác dụng quan trọng trong việc duy trì các thành phần mịn và ảnh hưởng đến độ đục, độ nhám, độ bền xé cũng như chiều dài bảo lưu của hai hệ bảo lưu: hệ bảo lưu một thành phần và hệ bảo lưu đa thành phần Nghiên cứu này được thực hiện từ ngày 04/03/2009 đến ngày 29/05/2009 nhằm phân tích hiệu quả của các chất bảo lưu trong quá trình bảo quản.
3.2.2 rung Tâm Nghiên Cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy và Bột Gi ng thí nghiệm của nhà máy giấy Tân Mai, phường Thống Nhất – Thành phố Bi cứu tài, hóa chất được sử dụng làm chất bảo lưu là EKA
PL 151 một hợp chất cao phân tử khối lượng phân tử lớn mang điện tích dư ng ƯƠNG PHÁ ung nghiên cứu
- Nghiên cứu tỉ lệ phố ất độn cao nhất
- Nghiên cứu ảnh ài đứt của giấy
- So sánh hiệu q e cation) và hệ bảo lưu vi hạt.
Thời gian và địa điểm nghiên cứu
3.2.1 Thời gian nghiên cứu Đề tài được thực hiện từ Địa điểm nghiên cứu
Phòng thí nghiệm của T ấy
Phò ên Hòa – Tỉnh Đồng Nai.
Hóa chất và thiết bị nghiên cứu
Trong khuôn khổ của đề
0, NP 882 và chất độn CaCO3
EKA PL 1510 là một sản phẩm chứa polyacrylamide, thường được sử dụng làm chất bảo lưu theo cơ chế bắc cầu trong hệ một thành phần hoặc như một thành phần trong hệ vi hạt Đặc tính của EKA PL 1510 được thể hiện rõ ràng trong Bảng 3.1.
Bảng 3.1 Các đặc tính của EKA PL 1510 Đặc tính EKA PL 1510
Hình dạng Dạng hạt nhỏ, màu trắng sáng
Thành phần Polyacrylamide khối lượng phân tử lớn, tích điện dương trung bình
0,25 – 1 Kg/tấn bột, pha loãng với nước để đạt được nồng độ 0,3 –
Bảo quản Bảo quản nơi khô ráo, nhiệt độ từ 0 – 35 0 C Thời gian bảo quản là
24 tháng kể từ ngày sản xuất
NP882 là các vi hạt anionic được sử dụng làm chất bảo lưu trong hệ bảo
Hóa chất lưu vi hạt Đặc tính của NP882 được thể hiện trong Bảng 3.2
Bảng 3.2 Các đặc tính của NP882 Đặc tính
Hình dạng Silicasol anionic dạng keo, không màu ,không mùi
Hàm lượng SiO2 trong dung dịch 15%
Tỷ trọng 1100 – 1107 kg/m3 pH ở 20oC 10 – 11
3.1.3 Chất độn CaCO 3 ở đây là loại PCC ( Precipitated Calcium Carbonate) là sản phẩm n ng, độ đục cho giấy và hạ giá thành c
Canxi cacbonat (CaCO3) được sản xuất thông qua quá trình nung đá vôi để tạo ra vôi, sau đó hòa tan vôi vào nước và sục khí CO2 để thu được kết tủa CaCO3.
CaCO3 được sử dụng nhằm mục đích tăng độ trắ ho giấy
Bảng 3.3 Tiêu chuẩn chất lượng CaCO3
3 Tỷ lệ giữ lại trên lưới 300 mesh, %, max 0,05
3.2 Thiết bị nghiên cứu à Lan et c nước trắng( đo chỉ số NTU) y ấy ẩm các dụng cụ: becher, pipet, ống đong, ca nhựa, đũa khuấy, quả
3.4 h bằng cách làm thí nghiệm đo độ đục nước trắng, độ nhám,
- Máy đo độ nhám của giấy
- Máy đo độ đục của giấy
- Máy đo độ bền xé của giấ
- Máy đo chiều dài đứt của gi
- Ngoài ra còn có bóp cao su, cốc nung
Nghiên cứu này tập trung vào việc phân tích độ đục, độ bền xé, chiều dài đứt và độ tro của các mẫu giấy được gia công với nhiều loại hóa chất ở các tỷ lệ khác nhau Sau khi thu thập dữ liệu, chúng tôi đã lập bảng giá trị và vẽ biểu đồ để đánh giá và nhận xét kết quả.
Không đạt Không đạt Đạt Đạt Đạt
Phối trộn hóa chất u là :
3.4 Quy trình tiến hành thí nghiệm ông đoạn cần nghiên cứ
Nguyên liệu thí nghiệm bao gồm bột CTMP từ nhà máy giấy Tân Mai, được điều hòa ở nhiệt độ phòng trong 24 giờ với độ trắng 80% ISO, lấy từ khâu ép tấm để loại bớt nước, và bột hóa xơ trung LBKP với độ trắng 90% ISO nhập khẩu từ Brazil.
- Nguyên liệu được lấy mỗi bành 1 tấm v
Xác độ b định ảo lưu Đánh tơi
Nghiền Xác định độ nghiền
Bột CTMP Đo chỉ số
Phối trộn hóa chất Đo độ nhám Đo độ đục Đo độ bền xé Xeo handsheet
Bột hóa Đo chiều dài đứt Nước trắng
Hình 3.1 Quy trình tiến hành thí nghiệm
Xác định độ khô nguyên liệu( tiêu chuẩn SCAN – C3)
Sau đó lấy m1 ( g) đem sấy ở 1
- Đối với bột hóa, lấy mộ cân được m1 ( g), sau đó sấy ở 1
- Đối với bột cơ, dùng tay phân tán nhỏ ra và trộn đều
05 0 C ± 2 trong 3h, điều hòa 15 phút trong bình hút ẩm, cân được m2 ( g) Vậy độ khô nguyên liệu được tính theo công thức: Độ KTĐ = m t ít từ tấm bột, xé nhỏ đem
05 0 C ± 2 trong 3h, điều hòa 15 phút trong bình hút ẩm, cân được m 2 ( g) Độ khô của bột hóa được tính theo công thức trên
Sau khi xác định độ khô của bột, lấy 360 g bột KTĐ ngâm trong nước ở nhiệt độ 27°C trong 4 giờ Tiến hành đánh tơi nguyên liệu theo tiêu chuẩn SCAN – M2 với nồng độ 4% trong khoảng 20 phút để xác định.
Sau khi ngâm nguyên liệu, hãy đánh tơi bột cho đến khi hoàn toàn phân tán Để kiểm tra, cho khoảng 1 gram bột vào 1 lít nước; nếu bột đã phân tán hoàn toàn, bạn có thể ngừng khuấy.
Nghiền bột bằng máy nghiền Hà Lan.( tiêu chuẩn SCAN – C25) ào máy nghiền nghiền
Sau khi đánh tơi ta thêm nước vào để đạt nồng độ 2% và cho v khoảng 30 phút đến độ nghiền đạt 40 0 SR là đạt yêu cầu
Xác định độ nghiền( tiêu chuẩn SCAN – C19)
Để kiểm tra độ nghiền của huyền phù bột, bạn cần lấy 100 ml huyền phù cho vào ống đong và thêm nước đến 1 lít Sau đó, dùng đũa nhôm khuấy đều và đổ vào máy đo độ nghiền Nếu độ nghiền đạt yêu cầu, dừng lại; nếu chưa đạt, tiếp tục nghiền thêm 5 phút và kiểm tra lại cho đến khi đạt tiêu chuẩn.
Cô đặc và xác định độ khô của bột úi vắt cho ráo nước sau đó lấy mẫu để xác định độ có thể bảo quản trong vòng 2
Bột đã đạt độ nghiền thì cho vào t khô của bột sau nghiền giống như đã trình bày ở trên
Bột sau cô đặc phải để trong phòng lạnh (4 – 5 0 C) và tháng
Xeo mẫu handsheet( tiêu chuẩn SCAN C26) ia hóa chất và xeo handsheet theo yêu cầ
Sau khi chuẩn bị bột ta tiến hành phối trộn, g u của đề tài đặt ra
27 ác định khối lượng giấy handsheet: g để nghiên cứu là 60 g/m 2 Đường kính lưới là
X Định lượng của giấy in được sử dụn
15,9 cm, nên diện tích mỗi tờ handsheet là: 0,02 m 2
Như vậy, khối lượng mỗi tờ handsheet là:
Các yếu tố cố đị
0 0 SR, bột cơ 40 0 SR t hóa là: 25/75 (%) nh Nồng độ bột: 0,2% Độ nghiền: bột hóa 4 Định lượng giấy: 60 g/m 2
Tỷ lệ phối trộn bột cơ / bộ
Lượng chất độn CaCO3 a chất EKA PL 1510 và NP 882
Tỉ lệ phối trộn hó g (chỉ số NTU)
3.4.2 P hoàn toàn ngẫu nhiên, một nhân tố với 3 lần lặp lại hiệm m với hệ bảo lưu một thành phần sử dụng chất bảo lưu EKA PL 1510 nhằm xác định mức dùng hợp lí để đạt hiểu quả bảo lưu xơ sợi mịn và chất độn cao nhất
Các chỉ tiêu quan trọng để theo dõi chất lượng nước bao gồm độ đục, độ bảo lưu, độ nhám và độ bền xé Độ đục của nước được xác định theo tiêu chuẩn TAP, trong khi độ nhám được kiểm tra theo tiêu chuẩn SCAN – P21 Độ bền xé cũng được đánh giá theo tiêu chuẩn SCAN – P11, giúp đảm bảo tính ổn định và an toàn của nước.
Chiều dài đứt ( tiêu chuẩn SCAN – P 6 hương pháp bố trí thí nghiệm
Thí nghiệm được bố trí theo kiểu
Tỷ lệ nguyên liệu, định mức hóa chất, phụ gia sử dụng để thí nghiệm được trình bày ở các thí nghiệm sau
3.4.2.1 Thí nghiệm 1 ắ Mục đớch thớ ng
Nghiên cứu này tập trung vào ảnh hưởng của sự bảo lưu đến các thuộc tính của giấy, bao gồm độ đục, độ nhám, độ bền xé và chiều dài đứt Để thực hiện thí nghiệm, chúng tôi đã chuẩn bị bột và hóa chất, trong đó có hỗn hợp CaCO3 bột hóa.
∑ ỗn hợp ộ hỗn h ức dùng CaC %∑mhỗn hợp
CO3 là: 20% × 10 = 2 g đó: m × bột cơ là: 8 – 6 = 2 g
Như vậy, mỗi mẫu thí nghiệm thì lượng bột và lượng CaCO3 được cố định là: mbột hóa = 6 (g KTĐ), mbột cơ = 2 (g KTĐ), mCaCO3 = 2 (g KTĐ)
Bảng 3.4 ất độn và hóa chất cho vào mỗi mẫu
Mức dùng của chất độn và các chất phụ gia được tính cho 10g hỗn hợp KTĐ ứng với mỗi mẫu
∑m = m + m + m hóa chất rất nhỏ nên ta xem như bằng 0, ta có: mh = mCaCO3 + mb t
Chất bảo lưu EKA PL 1510: mức dùng thay đổi là 0,02%; 0,
; 0,04% Ta pha loãng EKA PL 1510 ra nồng độ 0,1%, như vậy quy ra thể tích là: 2 ml; 2,5 ml; 3 ml; 3,5 ml; 4 ml
Các mẫu thí nghiệm sẽ được gia với lượng hóa chất khác nhau được thể hiện ở Bảng 3.4
Hóa chất Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5
Chuẩn bị mẫu cân 10g hỗn KTĐ gồm 6g bột hóa, 2g bột cơ và 2g CaCO3, cho vào bình nhựa 1 lít Đổ 500ml nước vào bình, khuấy trong 10 phút, sau đó thêm chất độn và khuấy đều trong 5 phút Tiếp theo, cho thêm EKA PL 1510 và khuấy trong khoảng 5 phút Sau khi khuấy xong, đổ bột ra xô để cân định lượng, chọn những tờ có khối lượng từ 1,18 trở lên Cuối cùng, đo độ đục, độ nhám, độ bền xé và đứt, sau đó thu thập các số liệu tính chất và đem nung.
Để đạt hiệu quả bảo lưu cao nhất cho hệ vi hạt, cần sử dụng hợp lý hai thành phần chính là EKA PL 1510 và NP 882 với các mức dùng khác nhau Thí nghiệm 1 cho thấy tầm quan trọng của việc lựa chọn thành phần và tỷ lệ sử dụng trong hệ vi hạt.
Để pha chế dung dịch huyền phù bột với nồng độ khoảng 0,2%, ta cần giữ cố định 0 ml và thực hiện 5 mẫu, mỗi mẫu pha 10 lít và sau đó thêm 4,5 lít nước để có 5 lít Để xác định lượng dung dịch cần dùng cho việc xeo tờ handsheet có định lượng 60 g/m², ta đo 600 ml và tiến hành xeo nháp, kết quả thu được khối lượng tờ handsheet là 1,15 gam Từ đó, lượng huyền phù bột cần sử dụng là 576 ml.
Trong quá trình đo chỉ số NTU của nước trắng, sau khi hoàn thành các bước xeo, ép và sấy tờ handsheet, cần cho tờ giấy vào bình hút ẩm trong 10 phút Sau đó, trọng lượng đạt được là 1,22 g.
, chiều d g mẫu đã để xác định độ bảo lưu độn
3.4.2.2 Thí nghiệm 2 ắ Mục đớch thớ nghiệm
- Sau khi xác định được mức dùng EKA PL 1510 tối ưu, giả sử là a (ml).Ta sẽ giữ mức dùng a (ml) EKA P nhằm xác định mức dùng h
- Nghiên cứu ảnh hưởng của sự bảo lưu đến độ đục, độ nhám, độ bền xé, chiều dài đứt của giấy
- So sánh hiệu quả bảo lưu của hệ bảo lư
Chuẩn bị bột và hóa chất
= 6 (g KTĐ), mbột cơ = 2 (g KTĐ), mCaCO3 = 2 (g KTĐ)
Chất bảo lưu EKA PL 151
Chất bảo lưu NP 882: mức dùng thay đổi là 0,05%; 0,1%; 0,15%; 0,2%; 0,25%
Bả chất độn và hóa chất cho vào mỗi mẫu
Ta pha loãng NP 882 ra nồng độ 1%, như vậy quy ra thể tích là ml
Các mẫu thí nghiệm sẽ được gia với lượng hóa chất khác nhau được thể hiện ở Bảng 3.5 ng 3.5 Mức dùng của
Hóa chất Mẫu 1 Mẫu 2 Mẫu 3 Mẫu 4 Mẫu 5
Trong đó ng EKA P 510 đ hiệu q bảo l cao n ắ Thao
Thí nghi hiện giố í ngh , ược ấy 10 phút, sau đó cho chất độn và hóa chất theo thứ tự CaCO , EKA PL 1510, NP 882, mỗi chất cách nhau 5
: a là mức dù L 1 ạt uả ưu hất tác thực hiện: ệm được thực ng th iệm 1 bột đ khu
3 phút, khuấy xong đem xeo handsheet, và đo các tính chất như trên
Số liệu được xử lý bằng phần mềm Microsoft Excel 2003:
Sử dụng hàm Average(number1, number 2…)
- Độ lệch chuẩn S = ⎢⎣ ( ) ( ) ⎥⎦ ểu thị mức độ biến động tuyệt đối của một biến số định lượng x
Sử dụng hàm Stdev(number1, number 2…)
- Hệ số biến động Cv = x
