NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GIẤY TỪ CÂY CHUỐI LÀM NGUYÊN LIỆU GIA CƢỜNG ĐỘ BỀN GIẤY TÁI CHẾ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH *************** NGUYỄN MINH HÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GIẤY TỪ CÂY CHUỐI LÀM NGUYÊN LIỆU GIA CƯỜNG ĐỘ BỀN GIẤY TÁI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

***************

NGUYỄN MINH HÙNG

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG BỘT GIẤY TỪ CÂY CHUỐI LÀM NGUYÊN LIỆU GIA CƯỜNG ĐỘ BỀN GIẤY TÁI CHẾ

Ngành: Công Nghệ Sản Xuất Giấy Và Bột Giấy

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Giáo viên hướng dẫn: ThS ĐẶNG THỊ THANH NHÀN

Thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 7/2013

LỜI CẢM TẠ

Để có được kiến thức quý báu và hoàn thành tốt đề tài như ngày hôm nay tôi

xin chân thành cảm ơn:

Cảm ơn cha mẹ – Người đã sinh thành và nuôi dưỡng con đến ngày hôm

nay, đã tạo mọi điều kiện tốt nhất về tinh thần và vật chất để con học tập và hoàn

thành luận văn tốt nghiệp

Toàn thể thầy cô Trường Đại Học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, thầy

cô Khoa Lâm Nghiệp, bộ môn Công Nghệ Sản Xuất Giấy và Bột Giấy đã truyền đạt

những kiến thức quý báu cho tôi trong những năm tháng theo học ở trường

ThS Đặng Thị Thanh Nhàn – Giáo viên chủ nhiệm, giáo viên hướng dẫn đã

tận tình giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện đề tài

Trung tâm Nghiên cứu chế biến Lâm Sản, Giấy và Bột Giấy đã tạo mọi điều

kiện tốt nhất để tôi tiến hành thí nghiệm hoàn thành đề tài

Chị Trần Thị Kim Chi – Nhân viên phụ trách Trung tâm Nghiên cứu chế biến

Lâm sản –Giấy và Bột giấy, người đã trực tiếp hướng dẫn tôi sử dụng máy móc, thiết

bị nghiên cứu trong quá trình làm thí nghiệm tại trung tâm

Tập thể lớp Công Nghệ Sản Xuất Giấy và Bột Giấy Khóa 35, các anh chị và

bạn bè đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và làm luận văn tại trường

Trân trọng cảm ơn

Nguyễn Minh Hùng

TÓM TẮT

Để nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn giữa bột giấy từ cây chuối và bột OCC nội đến độ bền giấy carton, tôi đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu sử dụng bột giấy từ cây chuối làm nguyên liệu gia cường độ bền giấy tái chế”

Thời gian thực hiện: 15/03/2013 đến 15/06/2013 tại Trung Tâm nghiên cứu chế biến Lâm sản, Giấy và Bột giấy Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

Nguyên liệu dùng cho thí nghiệm: giấy OCC nội được lấy từ Công ty Cổ phần giấy An Bình và thân cây chuối sứ

Nội dung nghiên cứu:

Để đánh giá khả năng làm nguyên liệu gia cường độ bền của bột chuối, tôi tiến hành cắt thân cây chuối khô thành dăm mảnh thích hợp ngâm với NaOH trong vòng 2 ngày Sau đó nguyên liệu được đem đi nghiền bằng máy nghiền Hà Lan trong 30 phút

để tạo thành bột giấy Mang bột giấy thu được thay đổi độ nghiền bằng máy nghiền PFI

ở các giá trị 0 vòng, 1000 vòng, 1500 vòng, 2000 vòng, 2500 vòng và 3000 vòng Tiến hành xeo giấy có định lượng 120 g/m2

rồi đo độ bục và độ bền kéo của các mẫu bột có

độ nghiền khác nhau Phân tích số liệu và đưa ra mẫu bột có độ bền tốt nhất làm nguyên liệu cho thí nghiệm sau

Để nghiên cứu sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn giữa bột chuối và bột OCC nội đến độ bền giấy carton tôi sử dụng mẫu bột có độ bền tốt nhất ở thí nghiệm trên phối trộn với bột OCC nội ở độ nghiền 35 0SR theo các tỉ lệ bột OCC nội/Bột chuối tương ứng là 100/0, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 và 0/100 Xeo giấy có định lượng 120 g/m2

đối với các hỗn hợp bột thu được, sau đó mang đi đo độ bục và độ bền kéo của giấy

Từ đó đưa ra một số ý kiến về tỉ lệ phối trộn bột chuối nhằm tăng cường độ bền của bột giấy OCC

Quá trình nghiên cứu thu được những kết quả sau đây: độ bục và độ bền kéo của giấy từ cây chuối tăng theo độ nghiền và đạt giá trị cực đại tương ứng là 9,9

kgf/m2và 20,28 KN/m ở độ nghiền 53 0SR (2500 vòng) Khi độ nghiền đạt 66 0SR thì

độ độ bền của giấy bị giảm

Độ bền của giấy tái chế tăng lên theo tỉ lệ phối trôn bột chuối vào bột OCC Độ chịu bục của giấy tăng nhanh nhất ở mức dùng bột chuối từ 20% đến 30%, còn độ bền kéo của giấy thì tăng nhanh ở mức dùng bột chuối từ 40% đến 50% Nếu tiếp tục tăng

tỉ lệ dùng bột chuối thì độ bền của giấy không tăng nhiều như ban đầu

ABSTRACT

To study the effect of mixing ratio between the banana pulp and domestic OCC pulp to properties of carton paper, I have conducted topics: “Research using the banana pulp as raw materials to increase the trength of recycled paper”

Implementation period: 15/03/2013 to 15/06/2013 at the Center For Reseach And Processing Forest Products, Pulp And Paper at the University of Agriculture And Forestry, Ho Chi Minh City

Materials used for the experiment: the domestic OCC paper is taken from the

An Binh Paper Corporation and dried banana pseudostem

To study the effect of mixing ratio between banana pulp and the domestic OCC pulp to physical properties of carton paper I used the banana pulp sample have the best properties in previous experiments with the OCC pulp at 35 0SR at the ratio of OCC pulp/banana pulp respectively 100/0, 80/20, 70/30, 60/40, 50/50 and 0/100 Make handsheet with basic weight 120 g/m2 and measure burst and tensile strength from each mixed pulp obtained From then, I give some opinions on mixing banana to increase the strength properties of OCC pulp

The study obtained the following results: the burst and the tensile strength of paper from banana pseudostem increase when increasing refining degree and reached a maximum value respectively of 9,9 kgf/m2 and 20,28 KN/m in 530SR(2500 rounds) When the refining degree reached 66 0SR the strength of the paper was decreased

The strength properties of recycled paper increasefollow to the ratio mixing banana pulp into OCC pulp The burst strength of the paper increasedfastest when the ratio ofbanana pulp from 20% to 30%, while the tensile strength of the paper increased fastest when the ratio ofbanana pulp from 30% to 40% If continue increase theratio of banana pulp the strength properties of paper does not increase as much as the times before

MỤC LỤC

TRANG

Trang tựa i

Lời cảm tạ ii

Tóm tắt iii

Abstract v

Mục lục vii

Danh sách các chữ viết tắt ix

Danh sách các bảng x

Danh sách các hình xi

Chương 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2

1.3 Giới hạn đề tài 2

Chương 2 TỔNG QUAN 3

2.1 Tình hình phát triển ngành giấy ở Việt Nam 3

2.1.1 Nhu cầu sử dụng giấy ở Việt Nam 3

2.1.2 Thực trạng ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam 4

2.1.3 Tình hình tái chế giấy trong nước 8

2.2 Khái quát về giấy carton 9

2.2.1 Giới thiê ̣u về giấy carton 9

2.2.2 Các loại giấy carton 10

2.3 Tổng quan về cây chuối 13

2.3.1 Giới thiệu chung 13

2.3.2 Một số tài liệu về thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi của cây chuối 13

2.3.3 Một số nghiên cứu ứng dụng của cây chuối vào sản xuất giấy 14

2.4 Cơ sở của quá trình nghiền 16

2.4.1 Khái niệm quá trình nghiền 16

2.4.2 Các hiện tượng trong quá trình nghiền 16

2.4.3 Cơ chế quá trình nghiền 16

2.4.4 Các tác dụng chính của quá trình nghiền 18

2.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền 20

2.4.6 Ảnh hưởng của độ nghiền đến tính chất cơ lý của giấy 24

Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 25

3.1 Nguyên liệu nghiên cứu 25

3.2 Nội dung nghiên cứu 25

3.3 Phương pháp nghiên cứu 25

3.3.1 Nghiên cứu đánh giá chất lượng bột giấy từ cây chuối theo phương pháp hóa cơ ở các mức nghiền khác nhau 25

3.3.3 Nghiên cứu tỉ lệ sử dụng bột chuối để gia cường cho bột tái chế trong sản xuất giấy carton 28

3.3.4 Tiến hành thí nghiệm 29

3.3.5 Một số thiết bị và dụng cụ sử dụng 31

Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 35

4.1 Ảnh hưởng của số vòng nghiền đến độ nghiền của bột chuối 35

4.2 Ảnh hưởng của độ nghiền đến độ bục 36

4.3 Ảnh hưởng của độ nghiền đến độ bền kéo 38

4.4 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn đến độ bục 39

4.5 Ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn đến độ bền kéo 41

Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 43

5.1 Kết luận 43

5.2 Kiến nghị 44

TÀI LIỆU THAM KHẢO 45

PHỤ LỤC 47

DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

nguyên liệu khô tuyệt đối

SCAN Scandinavian Pulp, Paper and

Board Testing Committee

Hội đồng kiểm tra giấy, bột giấy và carton

0

DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Bình quân tiêu thụ giấy của người Việt Nam (kg/năm/người) 3

Bảng 2.2: Tiêu thụ giấy các loại ở Việt Nam (nghìn tấn) 4

Bảng 2.3: Năng lực ngành giấy Việt Nam 5

Bảng 2.4: Năng lực ngành bột giấy Việt Nam (ngàn tấn) 6

Bảng 2.5: Thị trường xuất nhập khẩu giấy và sản phẩm từ giấy 6 tháng đầu năm 2012

7

Bảng 2.6: Tái chế giấy ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2007 8

Bảng 2.7: Tái chế giấy ở Việt Nam giai đoạn 2010 – 2012 9

Bảng 2.8: Thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi cây chuối theo một số tài liệu 14

Bảng 3.1: Bảng tỉ lệ phối trộn bột 29

Bảng 4.1: Các mức nghiền khảo sát và kết quả đo độ nghiền 35

Bảng 4.2: Kết quả đo độ bục ứng với các mức nghiền 36

Bảng 4.3: Kết quả đo độ chịu kéo ứng với các mức nghiền 38

Bảng 4.4: Kết quả đo độ bục ở các tỉ lệ phối trộn khác nhau 39

Bảng 4.5: Kết quả đo độ bền kéo theo tỉ lệ phối trộn 41

DANH SÁCH CÁC HÌNH

Hình 2.1: Cấu trúc của các loại carton sóng khác nhau 11

Hình 2.2: Thành phần lớp kraftliner 12

Hình 2.3: Thành phần lớp testliner 12

Hình 2.4: Các giai đoạn của quá trình nghiền 17

Hình 2.5: Xơ sợi gỗ trước và sau nghiền 19

Hình 2.6: Xơ sợi bột nghiền ở nồng độ cao và nồng độ thấp 19

Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm 1 26

Hình 3.2: Sơ đồ tiến hành thí nghiệm 2 28

Hình 3.3: Cân kĩ thuật 31

Hình 3.4: Cân định lượng giấy 31

Hình 3.5: Máy đánh tơi 32

Hình 3.6: Máy nghiền PFI 32

Hình 3.7: Máy đo độ nghiền 33

Hình 3.8: Máy xeo giấy 33

Hình 3.9: Tủ sấy 34

Hình 3.10: Bình hút ẩm 34

Hình 4.1: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ nghiền theo số vòng nghiền của bột giấy từ cây chuối 35

Hình 4.2: Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của độ bục vào độ nghiền của bột chuối 37

Hình 4.3: Đồ thị biểu hiện sự phụ thuộc của độ bền kéo vào độ nghiền 38

Hình 4.4: Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc của độ bục vào tỉ lệ phối trộn 40

Hình 4.5: Biểu đồ thể hiện sự phụ thuộc của độ bền kéo vào tỉ lệ phối trộn 41

Chương 1

MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

Giấy là sản phẩm không thể thiếu trong mọi mặt của đời sống kể cả trong sinh hoạt hàng ngày và trong mọi hoạt động sản xuất kinh doanh Giấy không những được dùng trong ghi chép, in ấn, quảng cáo mà ngày nay nó còn phát triển rất mạnh trên nhiều lĩnh vực khác như: bao bì, vật liệu cách điện, xây dựng và y tế…

Ngày nay nhu cầu sử dụng giấy trên thế giới ngày càng cao, tuy nhiên thực trạng chung là nguyên liệu gỗ tự nhiên dùng cho sản xuất giấy ngày càng thu hẹp Chính vì vậy mà công nghệ tái chế giấy đang là xu hướng phát triển chính của ngành công nghiệp này Việc sử dụng giấy tái chế mang lại nhiều lợi ích nhưng quan trọng nhất cần phải nói đến là tiết kiệm năng lượng, bảo vệ môi trường và lợi ích kinh tế,…Những vấn để này luôn là điều mà ngành giấy quan tâm nhất trong quá trình phát triển

Mặc dù vậy thì bên cạnh sử dụng nguyên liệu giấy tái chế thì ngành giấy vẫn cần một lượng nguyên liệu tự nhiên rất lớn bởi xơ sợi từ giấy tái chế không đáp ứng được một số tính chất khi sản xuất một số loại giấy cao cấp, giấy in, giấy viết,…Từ đó vấn đề phối trộn các loại bột đã được quan tâm và áp dụng rất sớmbởi ngoài việc giảm được chi phí sản xuất, hạ giá thành sản phẩm thì phối trộn bột còn cải thiện được các tính chất của giấy, đặc biệt là tính bền của giấy tái chế

Trong thực trạng nguyên liệu gỗ ngày càng bị thu hẹp thì vấn đề đặt ra là làm thế nào vừa không tác động nhiều đến nguyên liệu gỗ tự nhiên nhưng vẫn đáp ứng

được một số tính chất của sản phẩm mà nguyên liệu tái chế không đáp ứng được là yếu

tố được quan tâm rất lớn ở các nhà máy

Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu sử dụng bột giấy từ thân cây chuối gia cường độ bền của giấy tái chế” có ý nghĩa quan trọng trong việc giải quyết vấn đề đặt ra, góp phần đáp ứng nhu cầu sản phẩm và nâng cao hiệu quả sản xuất

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề tài được tiến hành nhằm khảo sát sự ảnh hưởng của số vòng nghiền đến tính chất cơ lí của bột giấy từ cây chuối được sản xuất theo phương pháp hóa cơ Đồng thời xác định sự ảnh hưởng của tỉ lệ phối trộn giữa bột chuối ở độ bền cao nhất theo thí nghiệm trên với bột tái chế đến độ bền cơ lí của giấy carton

Đề tài chỉ khảo sát bột giấy từ nguyên liệu tái chế ở độ nghiền 350SR và bột giấy từ phần thân cây chuối ở mức nghiền có độ bền cao nhất, tỉ lệ phối trộn bột tái chế được thể hiện trong phần nội dung

Chương 2 TỔNG QUAN

2.1 Tình hình phát triển ngành giấy ở Việt Nam [7]

2.1.1 Nhu cầu sử dụng giấy ở Việt Nam

Nhu cầu tiêu thụ giấy cả nước năm 2012 khoảng 2,9 triệu tấn giấy các loại Trong đó, giấy in, giấy viết khoảng 585 ngàn tấn, giấy in báo là 70 ngàn tấn, giấy bao

bì công nghiệp gần 2 triệu tấn, giấy tissue 83 ngàn tấn… dự kiến sẽ phải nhập khẩu trên 1 triệu tấn giấy các loại mới đáp ứng đủ nhu cầu trong nước Dân châu Á có mức tiêu thụ giấy chưa nhiều, bình quân đạt 40 kg/người/năm, các nước phát triển tiêu thụ giấy trên 130 kg/người/năm, còn Việt Nam chỉ ở mức khoảng 30 kg/người/năm Với

88 triệu dân và mức sống ngày càng được nâng cao đã mở ra thị trường rộng lớn cho ngành giấy Việt Nam Vì vậy việc đẩy mạnh phát triển ngành giấy cần được chú trọng

và đặt ra những mục tiêu cụ thể, trước mắt là đáp ứng nhu cầu tiêu dùng giấy trong nước Bình quân tiêu thụ giấy của người Việt Nam được thể hiện qua Bảng 2.1 và Bảng 2.2:

Bảng 2.1:Bình quân tiêu thụ giấy của người Việt Nam (kg/năm/người)

Bảng 2.2:Tiêu thụ giấy các loại ở Việt Nam (nghìn tấn)

2.1.2 Thực trạng ngành công nghiệp giấy ở Việt Nam

Từ rất sớm, khoảng năm 284, ngành giấy đã hình thành ở Việt Nam, nhưng đến đầu thế kỷ 20, giấy vẫn còn được làm bằng thủ công để phục vụ cho việc ghi chép, làm tranh dân gian, vàng mã

Năm 1912, nhà máy sản xuất bột giấy đầu tiên bằng phương pháp công nghiệp

đi vào hoạt động với công suất 4.000 tấn/năm tại Việt Trì Trong thập niên 1960, nhiều nhà máy giấy được xây dựng nhưng đều có công suất dưới 20.000 tấn/năm như Nhà máy Giấy Việt Trì, Nhà máy Bột giấy Văn Điển, Nhà máy Giấy Đồng Nai, Nhà máy giấy Tân Mai, vv…Đến năm 1975, tổng công suất thiết kế của ngành giấy Việt Nam đạt được 72 ngàn tấn/năm nhưng sản lượng thực tế có 28 ngàn tấn/năm Năm 2008, ngành giấy đáp ứng được gần 64% nhu cầu tiêu dùng, phần còn lại vẫn phải nhập khẩu Hiện nay với năng lực sản xuất trên 2 triệu tấn/năm, sản lượng khoảng 1,5 triệu/tấn/năm, nhưng vẫn phải nhập bột giấy và các sản phẩm giấy với lượng gần tương

đương sản lượng trong nước Tình hình sản xuất, xuất và nhập khẩu giấy ở Việt Nam trong những năm gần đây được thể hiện qua Bảng 2.3:

Bảng 2.3:Năng lực ngành giấy Việt Nam

Năng lực sản xuất giấy

170

160 Sản lượng giấy

880 67,7 64,2

103

80 Nhập khẩu

100

210

1.189,9 19,8

100

190 Xuất khẩu

Với tài nguyên rừng trù phú có thể phát triển các vùng nguyên liệu phục vụ công nghiệp giấy, nhưng lợi thế này đến nay vẫn chưa được phát triển hiệu quả Dăm

gỗ bạch đàn và gỗ keo lai, một dạng nguyên liệu thô trong ngành giấy được Việt Nam xuất khẩu tăng gần 10 lần trong 10 năm qua Năm 2001, cả nước chỉ xuất khẩu 400 ngàn tấn dăm gỗ, và nay, mỗi năm Việt Nam xuất khẩu trên dưới 3 triệu tấn dăm khô, mặc cho hiện tượng sụt giảm nguyên liệu giấy do phá rừng, thiên tai xảy ra hàng năm Các nước mua nguyên liệu thô của Việt Nam sản xuất ra giấy thành phẩm hoặc bột giấy, sau đó bán trở lại Việt Nam với giá cao Giá xuất khẩu dăm gỗ của Việt Nam sang Trung Quốc và Nhật Bản chỉ khoảng 110 đến 120 USD/tấn trong khi giá nhập khẩu bột giấy ở mức trung bình 900 đến 1.000 USD/tấn

Xuất khẩu giấy và các sản phẩm từ giấy của Việt Nam đã có mặt trên 18 nước trên thế giới Sáu tháng đầu năm 2012, trị giá xuất khẩu mặt hàng này chỉ bằng khoảng 1/3 trị giá phải nhập khẩu Mỹ, Nhật Bản và Đài Loan là thị trường xuất khẩu giấy chủ yếu của Việt Nam và nước ta nhập về nhiều từ Trung Hoa và Indonesia Năng lực ngành bột giấy ở Việt Nam giai đoạn 2010 – 2012 và thị trường xuất nhập khẩu các sản phẩm từ giấy 6 tháng đầu năm 2012 của nước ta được thể hiện qua Bảng 2.4 và 2.5:

Bảng 2.4:Năng lực ngành bột giấy Việt Nam (ngàn tấn)

Bảng 2.5:Thị trường xuất nhập khẩu giấy và sản phẩm từ giấy 6 tháng đầu năm 2012

Xuất khẩu Trị giá (ngàn

Trị giá (ngàn USD)

Tiểu vương quốc

2.1.3 Tình hình tái chế giấy trong nước

Nguồn nguyên liệu sản xuất giấy ở Việt Nam phần lớn là giấy thu hồi Tỉ lệ giấy đã qua sử dụng dùng làm nguyên liệu trong tổng nguyên liệu sản xuất giấy ở Việt Nam là 70%, ở các nước khác như Malaysia là 87%, Philippines 79%, Thái Lan 72%, Đài Loan 70%, Trung Quốc 65%, Nhật Bản 65% Các loại giấy thu hồi là giấy carton (OCC), giấy báo (NP) tạp chí (OMG), giấy lề (phế thải trong gia công)… được nhập vào Việt Nam từ nhiều nước, chủ yếu từ Mỹ, Nhật, New Zealand Giấy thu hồi dùng để sản xuất giấy in /viết chất lươ ̣ng trung bình Gần 100% giấy bao bì, 90% giấy tissue và 60% giấy in báo đều làm từ giấy thu hồi

Từ bột giấy nguyên thủy, giấy có thể tái chế 6 lần Tái sử dụng giấy tối đa là mục tiêu nhiều nước đang nhắm đến để tận dụng nguồn nguyên liệu, giảm giá thành, giảm phá rừng và bảo vệ môi trường Nhưng các nước nghèo lại có tỉ lệ thu hồi giấy rất thấp, Việt Nam chỉ được khoảng 25%, trong khi các nước phát triển tỉ lệ thu hồi trên 70% Ở nhiều nước, vấn đề khuyến khích thu gom và tái chế giấy đã qua sử dụng được xác định ở mức quốc gia, được cụ thể hóa thành luật hoặc các quy định Còn Viê ̣t Nam, cho đến nay chưa có bất kỳ quy đi ̣nh nào về thu gom và tái chế các vâ ̣t liê ̣u có thể tái chế đươ ̣c ở cấp đô ̣ Chính phủ , tỉnh hay thành phố… trừ phong trào “Kế hoạch nhỏ” Tình hình tái chế giấy ở nước ta qua các giai đoạn được thể hiện qua Bảng 2.6 và 2.7:

Bảng 2.6:Tái chế giấy ở Việt Nam giai đoạn 2000 – 2007

Tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng (%) 24 25 25 25

Bảng 2.7:Tái chế giấy ở Việt Nam giai đoạn 2010 – 2012

Năm (ngàn tấn) 2010 (ngàn tấn) 2011 (ngàn tấn) 2012 Tổng lượng giấy tái chế tiêu thụ 1.004 1.193,2 1.450,4

Theo Quyết định số 07/2007/QĐ-BCN ngày 30/1/2007 của Bộ Công nghiệp (nay là Bộ Công thương), quy hoạch điều chỉnh phát triển ngành công nghiệp giấy Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn 2020 là xây dựng vùng nguyên liệu giấy đáp ứng đủ nhu cầu nguyên liệu cung cấp cho sản xuất Cụ thể, mục tiêu đến năm 2010, nguyên liệu giấy đáp ứng đủ cho sản xuất 600 ngàn tấn bột giấy và 1,38 triệu tấn giấy Năm 2020, nguyên liệu giấy đáp ứng đủ cho sản xuất 1,8 triệu tấn bột giấy và 3,6 triệu tấn giấy

Để đạt mục tiêu trên, việc thu gom và tái chế giấy cần được xem là vấn đề quan trọng và xây dựng chương trình thu gom và tái chế giấy đã qua sử du ̣ng v ới các mục tiêu cụ thể Xác định cụ thể mô ̣t số mă ̣t hàng giấy phải có mô ̣t lượng bô ̣t tái chế trong sản phẩm, hạn chế tối đa các sản phẩm giấy sản xuất từ 100% bô ̣t nguyên thủy Quy đi ̣nh đô ̣ trắng , đi ̣nh lươ ̣ng giấy dùng trong các sản phẩm , ấn phẩm thông thường

và các văn bản hành chính Đồng thời công bố nhãn giấy thân thiện môi trường đối với giấy có lượng xơ sợi tái chế cao để người tiêu dùng dễ phân biệt và ủng hộ

2.2 Khái quát về giấy carton

2.2.1 Giơ ́ i thiê ̣u về giấy carton

Carton là từ thông dụng để chỉ các sản phẩm giấy có định lượng cao hơn 225g/m2, độ dày và độ cứng cao

Tuy nhiên sự phân loại này chỉ mang tính chất tương đối, trong một số trường hợp phụ thuộc vào mục đích sử dụng, một số loại có định lượng nhỏ hơn 225 g/m2 vẫn

được gọi là giấy carton (như các loại hòm hộp, làm thành phần carton sóng ) và có một

số loại có định lượng lớn hơn 225 g/m2 vẫn được gọi là giấy (như giấy lọc, giấy thấm…)

2.2.2 Các loại giấy carton

Carton lớp mặt: với loại carton có ít nhất hai lớp, lớp mặt có tính chất quyết định tới tính chất của giấy, thường làm từ 100% bột kiện

Giấy bao gói thực phẩm: loại này có cấu trúc một lớp hay nhiều lớp, thường từ 100% bột kiện đã tẩy trắng

Carton làm hòm hộp: Carton nhiều lớp được sử dụng để gấp hòm hộp Lớp mặt được tạo nên từ bột kiện, còn các lớp khác được tạo từ xơ sợi thứ cấp

Carton nhiều lớp: được hình thành từ sự kết hợp của các lớp lại với nhau mang trên một lớp gọi là lớp đế, sản phẩm này được sử dụng cho việc sản xuất hòm hộp cứng, carton gấp hay các sản phẩm tương tự

Đứng về mặt kinh tế và môi trường, thì ưu điểm chủ yếu của việc sản xuất sản phẩm nhiều lớp là có thể tận dụng các loại giấy loại như: lề giấy bỏ, OCC, các loại sách báo và tạp chí cũ tạo nên lớp giữa của giấy carton và chỉ yêu cầu độ bền xơ sợi thấp và không yêu cầu tính mỹ quan của sản phẩm

Tuy nhiên, về mặt công nghệ và khoa học thì việc sử dụng các loại xơ sợi thứ cấp sẽ ảnh hưởng đến độ bền cơ lý của sản phẩm bởi vì: xơ sợi thứ cấp sau nhiều lần sử dụng thì khả năng trương nở, độ mềm mại, khả năng liên kết giữa các xơ sợi giảm hẳn

Loại một lớp: được làm từ hai lớp liner và lớp giữa là lớp sóng được dán với nhau bằng lớp keo

Loại hai lớp: được làm từ ba lớp liner và hai lớp sóng nằm xen kẽ nhau nhờ lớp keo dán

Loại ba lớp: được làm từ bốn lớp liner và ba lớp sóng nằm xen kẽ nhau

Hình 2.1:Cấu trúc của các loại carton sóng khác nhau

Lớp carton phẳng (liner) của carton sóng thường được phân loại thành : kraftliner và testliner

Kraftliner : được sản xuất từ bột hóa có thể tẩy hoặc chưa tẩy do vậy nó có độ bền cơ lý cao và có lượng nhỏ xơ sợi tái chế từ giấy carton cũ Giấy kraftliner thường được sản xuất loại carton dùng để chứa hàng hóa nặng như: tivi, tủ lạnh…

Giấy làm lớp sóng (fluting hoặc medium) sử dụng để tạo lớp sóng trong carton sóng Nguyên liệu để sản xuất giấy làm lớp sóng cho carton sóng là bột bán hóa sunfít trung tính từ các loại gỗ cứng và giấy loại mà chủ yếu là bao bì hòm hộp cũ (OCC), các loại giấy lề carton sóng thải ra trong quá trình gia công hòm hộp, một phần các loại hộp, các loại bao giấy và các loại giấy kraft khác đã qua sử dụng

2.3 Tổng quan về cây chuối

2.3.1 Giới thiệu chung

Chuối là tên gọi chung của một loại cây thân thảo có tên khoa học là Musa spp, thuộc chi Musa, họ Musaceae Chúng là trái cây quan trọng trong lĩnh vực cây ăn quả toàn cầu Cây chuối có nguồn gốc ở khu vực nhiệt đới thuộc Đông Nam Á và có rất nhiều loài Hiện nay có khoảng trên 300 loài chuối được trồng trên thế giới

Theo thống kế của Tổ chức lương thực và nông nghiệp thế giới (FAO) vào năm 2008 thì chuối là loại cây ăn quả có sản lượng lớn nhất trong các loại quả ở Việt Nam, vào khoảng 1.344.000 tấn Nước ta đứng thứ 12 trên thế giới và đứng thứ 4 ở Đông Nam Á về lĩnh vực sản xuất chuối, sau Philippines (6,794 triệu tấn), Indonesia (5,177 triệu tấn) và Thái Lan (1,864 triệu tấn) Sản lượng chuối ăn quả trên toàn cầu là 70,756 triệu tấn chỉ xếp sau cây họ cam quýt

Ngày nay ngoài mục đích là loài cây ăn quả thì một số nước trên thế giới còn ứng dụng xơ sợi của cây chuối vào một số ngành công nghiệp như: giấy, dệt may và thủ công mĩ nghệ,…

2.3.2 Một số tài liệu về thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi của cây chuối

Có nhiều nghiên cứu khoa học về thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi của cây chuối, thông qua việc tìm hiểu và kế thừa các nghiên cứu được thực hiện trước, tôi đưa ra một số tài liệu nổi bật về thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi của cây chuối

để làm cơ sở cho quá trình thực hiện đề tài này Các tài liệu tham khảo được thể hiện qua Bảng 2.8:

Bảng 2.8:Thành phần hóa học và đặc điểm xơ sợi cây chuối theo một số tài liệu

Thành phần hóa

học/Đặc điểm xơ sợi

Tài liệu tham khảo

-

76,82

-

- 12,17

2.3.3 Một số nghiên cứu ứng dụng của cây chuối vào sản xuất giấy

Xơ sợi cây chuối được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực trên thế giới như: dệt may, vật liệu composite, thủ công mĩ nghệ,…Tuy nhiên việc nghiên cứu ứng dụng cây chuối vào sản xuất giấy chưa phổ biến, đặc biệt là ở Việt Nam Dưới đây là một số nghiên cứu tiêu biểu về ứng dụng của xơ sợi chuối

Năm 2008 Lina Herrera-Estrada và cộng tác viên tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của việc xử lí xơ sợi cây chuối bằng NaOH đến độ bền vật liêu conposite có thành phần sợi chuối tối ưu dùng trong công nghệ ô tô và vận tải Kết quả cho thấy độ

bền của vật liệu được nâng lên sau quá trình xử lí xơ sợi chuối trước khi tối ưu cho composite

Năm 2010, Wuttinant Kongtud và Suteera Witayakran nghiên cứu ảnh hưởng giữa tỉ lệ phối trộn giữa bột từ cây chuối và bột dâu tằm đến độ bền của giấy thủ công

mỹ nghệ và bao bì Cả chuối và dâu tằm được ngâm với 30% NaOH và 15% H2O2 so với khối lượng KTĐ trong vòng 17 ngày sau đó đem nghiền thành xơ sợi và dùng sàng

15 mesh phân thành 3 loại: bột gồm cả xớ dài và ngắn, bột xớ dài và bột xớ ngắn Sau

đó phối trộn 2 loại bột trên với tỉ lệ bột chuối/bột dâu tằm tương ứng là: 100/0, 85/15, 70/30 và 0/100 Tiến hành xeo giấy handsheet và đo độ bền cơ lý Kết quả giấy có thành phần 30% bột dâu tằm có độ bền cao nhất

Năm 2012, Nur Syazwani Abd Rahman và Baharin Azahari nghiên cứu sự ảnh hưởng của chất độn phân tán calcium hydrocide đến tính chất của giấy handsheet làm

từ cây chuối Bột chuối được sản xuất bằng cách cắt nhỏ và nghiền bằng máy nghiền Sprout Bauer sau đó cho qua sàng có kích thước 0,15 mm Chất độn được chuẩn bị bằng cách phối trộn giữa NaOH và CaCl2 ở nhiều nồng độ khác nhau rồi gia vào bột giấy mang đi xeo handsheet Kết quả cho thấy khi tăng lượng độn thì làm tăng được độ bền kéo nhưng làm giảm độ bền xé và độ hấp thụ nước của giấy

Cùng năm 2012, D Brindha, S.Vinodhini, K.Alarmelumangai và N.S.Malathy nghiên cứu tính chất cơ lí của xơ sợi chuối sau khi xử lí bằng NaOH Họ tiến hành rửa

xơ sợi chuối với 2% NaOH ở 100 0C trong vòng 45 phút rồi đem đi đo tính chất cơ lý Kết quả tính chất cơ lý của xơ sợi tăng lên đáng kể sau quá trình rửa

Nhìn chung, các công trình nghiên cứu khoa học đó đã mang lại các kết quả có

ý nghĩa, tạo tiền đề cho các công trình nghiên cứu khác trong tương lai về việc ứng dụng cây chuối vào sản xuất giấy

2.4 Cơ sơ ̉ của quá trình nghiền

2.4.1 Khái niệm quá trình nghiền[1]

Nghiền là quá trình xử lý bột bằng lực cơ học nhằm phát triển bột đến mức tốt nhất tính chất tạo thành tờ giấy của xơ sợi

Trước đây người ta gọi quá trình xử lý bột trong máy nghiền Hà Lan trước khi sản xuất giấy gọi là quá trình “đánh bột”, sau này người ta sử dụng máy nghiền đĩa và máy nghiền côn để xử lý bột trước khi xeo thì người ta gọi là quá trình nghiền bột Vậy khái niệm đánh bột và nghiền bột là một vì trong quá trình nghiền gồm cả sự đánh tơi bột, chổi hóa và cắt ngăn

2.4.2 Các hiện tƣợng trong quá trình nghiền

Có hai hiện tượng chính xảy ra trong quá trình nghiền [2]:

Hiện tượng thứ nhất đơn thuần là những tác dụng cơ học của dao nghiền lên xơ sợi bột làm thay đổi hình dạng sợi bột như cắt ngắn và chổi hóa chúng

Hiện tượng thứ hai là tác dụng mang tính hóa keo hay còn gọi là hiện tượng thủy hóa xơ sợi, bản chất của hiện tượng này là sự trương nở của xơ sợi dưới tác dụng của dao nghiền Do trong quá trình nghiền dưới tác dụng của áp lực nghiền, dao nghiền thì các tế bào trên thành xơ sợi bị tách ra làm tăng diện tích bề mặt của xơ sợi, làm tăng

số lượng các nhóm OH tự do, do đó làm tăng khả năng liên kết của xơ sợi với nước nên

nó làm tăng khả năng trương nở của xơ sợi

Các xơ sợi yếu dễ bị cắt ngắn hơn là chổi hóa Sự cắt ngắn tăng lên khi tăng áp lực nghiền, giảm nồng độ nghiền và ngược lại sự chổi hóa tăng lên khi giảm áp lực nghiền, tăng nồng độ nghiền

2.4.3 Cơ chế quá trình nghiền

Quá trình nghiền bao gồm các giai đoạn sau:

Trước hết các đám sợi tập hợp ở vùng lân cận dao nghiền và tiếp cận vào các khe nghiền

Khi dao di động (roto) tiến đến gần dao cố định (stato), đám bột sẽ bị nén và tiếp nhận sự va chạm (vị trí cạnh giáp cạnh), nước sẽ được vắt ra hay nồng độ bột sẽ gia tăng Đồng thời các sợi ngắn do khả năng kết tụ thấp có thể tách ra cùng với nước

và chúng đi vào rãnh nghiền, phần sợi còn lại sẽ chịu tác động nén của hai dao nghiền

Khi hai mặt dao trượt lên nhau, đám bột sẽ được nén giữa hai mặt dao Chủ yếu quá trình nghiền được thực hiện trong giai đoạn tiếp xúc cạnh – bề mặt Cạnh dao nghiền sẽ tạo tác động cơ học lên sợi và đồng thời lực ma sát giữa các sợi cũng gây tác động lên đám sợi do đó làm lớp tường sơ cấp P của sợi được bóc ra và đánh xơ bề mặt lớp tường thứ cấp S1 (sự chổi hóa)

Sau giai đoạn này, đám sợi vẫn còn bị nén giữa hai bề mặt dao và chịu sự ma sát của dao (tiếp xúc mặt – mặt) cho đến khi dao roto chuyển dịch qua hẳn dao stato Khi không còn sự tiếp xúc giữa hai mặt dao, sợi sẽ chấm dứt trạng thái bị nén Lúc này

có sự duỗi sợi và nước được hấp phụ trở lại trên bề mặt sợi đã bị biến đổi dưới tác động của dao nghiền

Hình 2.4:Các giai đoạn của quá trình nghiền

Kết quả nghiền phụ thuộc nhiều vào sự tập hợp trên dao nghiền và cả tính chất sợi Sợi dài bột gỗ mềm dễ được tập hợp trên mặt dao nghiền và tạo được những đám sợi khá chặt Trong quá trình nghiền, khi giảm khoảng cách giữa hai dao nghiền thì sự cắt ngắn sợi sẽ gia tăng Ngược lại, rất khó khăn để tập hợp những sợi ngắn của bột gỗ cứng trên mặt dao nghiền do đó chúng tạo nên đám bột lỏng lẻo dễ dàng bị phá vỡ trong quá trình tiếp xúc của hai mặt dao

2.4.4 Các tác dụng chính của quá trình nghiền[1]

Trong quá trình nghiền các xơ sợi chịu tác dụng bởi các lực cơ học như: lực cắt, lực xé, lực va đập của các lưỡi dao nghiền lên thớ sợi, lực ma sát giữa các xơ sợi với nhau, giữa các xơ sợi với thành máy nghiền và tác động thủy lực như: lực nén, ép thủy động tạo nên lực xé gián tiếp đối với xơ sợi

Các tác dụng chính của quá trình nghiền lên xơ sợi gồm: sự thủy hóa, đánh tơi, chổi hóa, cắt ngắn và sự cán dẹp xơ sợi

 Sự thủy hóa (fiber hydralization):

Là quá trình làm trương nở và làm mềm xơ sợi khi ngâm bột trong nước ở nhiệt độ nghiền Các phân tử nước xâm nhập vào các khe hở giữa những xơ sợi phá vỡ các liên kết hydro làm cho liên kết giữa các xơ sợi yếu đi, xơ sợi sẽ trở nên mềm và dễ dàng tách ra khỏi nhau

Sự thủy hóa phụ thuộc vào nhiệt độ của huyền phù, nhiệt độ càng cao thì khả năng trương nở càng kém nên sự thủy hóa kém

 Sự đánh tơi (fiber brushing):

Sự đánh tơi xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình nghiền, làm xơ sợi tách ra nhau và phân tán đều trong huyền phù bột, giúp cho tác dụng nghiền đồng đều trên từng xơ sợi Quá trình đánh tơi xảy ra trong thời gian đầu của quá trình nghiền bột khi khoảng cách giữa hai bề mặt của hai dao nghiền tương đối rộng

 Sự chổi hóa (fibrillation):

Sự chổi hóa là quá trình phân tơ xơ sợi do sự chà sát tạo ra nhiều vi xơ, tăng diện tích bề mặt, giúp tăng khả năng liên kết giữa các xơ sợi, cải thiện tính chất cơ lý của giấy, đặc biệt là độ chịu kéo

Nồng độ bột càng cao thì sự chổi hóa của xơ sợi trong quá trình nghiền càng cao, sự cắt ngắn giảm

Xơ sợi được thủy hóa và đánh tơi tốt sẽ trở nên mềm dẻo và đàn hồi hơn, khi

đó sự chổi hóa diễn ra tốt hơn Ngoài ra khi nghiền bột ở nhiệt độ thấp cũng tăng khả năng chổi hóa của xơ sợi, đây cũng là quá trình mong muốn trong khi nghiền bột

Hình 2.5: Xơ sợi gỗ trước và sau nghiền

 Sự cắt ngắn xơ sợi (fiber cutting)

Hình 2.6:Xơ sợi bột nghiền ở nồng độ cao và nồng độ thấp

Sự cắt ngắn xảy ra ở giai đoạn cuối của quá trình nghiền khi xơ sợi đạt tới một

độ chổi hóa nhất định Trong quá trình nghiền, người ta thường khống chế thời gian nghiền thích hợp để giảm sự cắt ngắn xơ sợi, vì nếu tăng thời gian nghiền thì càng về sau sự chổi hóa giảm đi còn sự cắt ngắn lại tăng lên rất nhanh

Khi nghiền bột ở nồng độ thấp, sự va chạm giữa các xơ sợi với dao nghiền tăng lên, khi đó sẽ tăng sự cắt ngắn xơ sợi Khi nghiền ở nồng độ cao thì sự chà sát giữa các

xơ sợi nhiều hơn nên sự cắt ngắn ít hơn Xơ sợi trong quá trình nghiền không chuyển động độc lập với nhau mà theo từng đám Các đám sợi này liên tục bị phá vỡ trong suốt quá trình nghiền dưới tác dụng của thủy lực và lực cắt khi đi qua các khe nghiền dưới một áp lực nghiền nhất định Do kích thước của các khe trên đĩa nghiền nhỏ nên hầu hết xơ sợi đều đi qua vùng tiếp xúc giữa các dao nghiền, chỉ một phần nhỏ xơ sợi đi vào các khe trên đĩa nghiền nên ít chịu tác dụng hơn Tuy nhiên cũng vì vậy mà trong quá trình nghiền có xơ sợi ít bị cắt ngắn, có sợi lại bị cắt ngắn nhiều Trong đa số các trường hợp sự cắt ngắn xơ sợi sẽ làm giảm tính chất cơ lý của giấy vì giảm số lượng liên kết trên xơ sợi

 Sự cán dẹp xơ sợi

Đối với các xơ sợi có thành tế bào dày, đặc biệt là gỗ mềm cuối mùa (later wood) thì sự cán dẹp xơ sợi là rất cần thiết Xơ sợi được cán dẹp sẽ tăng khả năng liên kết, tăng tính chất cơ lý của giấy tạo thành

2.4.5 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền

Quá trình nghiền làm thay đổi tính chất của xơ sợi do cơ chế tác động của nó, trong những điều kiện nghiền khác nhau với các thông số kỹ thuật khác nhau sẽ tạo ra sản phẩm có độ bền cơ lý khác nhau Điều đó có nghĩa là các yếu tố công nghệ nghiền bột ảnh hưởng rất lớn đến quá trình nghiền và tính chất tờ giấy

 Về nguyên liệu [4]

Chất lượng bột:

Tùy thuộc vào từng loại nguyên liệu mà quá trình nghiền khó, dễ khác nhau Thông thường, bột từ gỗ lá rộng dễ nghiền hơn gỗ lá kim, bột sunfat khó nghiền hơn bột sunfit, bột soda là loại dễ nghiền nhất, bột chưa tẩy khó nghiền hơn bột đã qua tẩy trắng

Hay nói chung những bột có hàm lượng lignin cao thì khó nghiền hơn vì lignin không ưa nước, lignin bám vào xơ sợi làm cho xơ sợi bị cứng, khó trương nở trong nước Bột chứa nhiều hêmixenlulô thì dễ nghiền hơn vì thành phần này rất ưa nước nên thúc đẩy quá trình trương nở (thủy hóa) và chổi hóa cho sợi Với những loại bột có hàm lượng -xenlulô cao sẽ được nghiền rất chậm Các loại bột từ giấy thu hồi khó nghiền hơn những loại bột chưa qua sấy bao giờ do xơ sợi không hấp phụ nước dễ dàng Do đó đối với những loại bột này nên được ngâm trong nước ở một thời gian thích hợp trước khi nghiền

Ảnh hưởng của pH :

Độ pH của môi trường nghiền ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình trương nở và thủy hóa của xơ sợi Ở pH= 3,5–6,5, quá trình trương nở và thủy hóa của xơ sợi xenlulô không tốt, ở pH= 6,5–8,5 quá trình trương bình thường Quá trình trương nở và thủy hóa sẽ tốt hơn khi nghiền được tiến hành ở độ pH khoảng 10–11 Với độ pH này, tốc độ nghiền sẽ nhanh hơn, giảm tiêu tốn điện năng 20% – 25%

 Về thiết bị:

Loại thiết bị nghiền:

Loại nghiền đĩa có tác dụng thiên về nghiền xé, làm chổi hóa xơ sợi tốt hơn Còn loại máy nghiền côn có tác dụng cắt ngắn nhiều hơn Vì vậy trong dây chuyền máy nghiền đĩa thường được lắp đặt trước máy nghiền côn

Vật liệu chế tạo dao nghiền:

Dao nghiền thường được cấu tạo từ thép hoặc đá bazan Dao thép thường được

sử dụng trong trường hợp cần cắt ngắn xơ sợi Khi cần loại bột nhuyễn phân tơ, thủy hóa tốt thì người ta dùng dao chế tạo từ đá bazan Phối hợp hai loại dao này có thể mở rộng khoảng nghiền Độ dày của dao cũng đóng một vai trò quan trọng Loại dao mỏng (2 – 5 mm) phù hợp loại nghiền bột thớ rời Loại dao dày (9 – 12 mm) phù hợp với nghiền bột thớ nhuyễn Loại có độ dày trung bình (6 – 8 mm) phù bột với nghiền đa phần các loại bột

Tốc độ quay của roto:

Tốc độ quay của roto phụ thuộc vào tần số dao động của dòng điện Khi nghiền với tốc độ roto lớn, tác dụng cắt ngắn xơ sợi tăng còn tác dụng thủy hóa, phân tơ, chổi hóa xơ sợi giảm xuống

Khoảng cách giữa hai đĩa nghiền:

Khi khoảng cách hai đĩa nghiền nhỏ thì dao nghiền có tác dụng cắt ngắn xơ sợi hơn là chổi hóa xơ sợi

 Thông số vận hành [5]

Cường độ nghiền:

Cường độ nghiền càng cao, lực tác dụng lên xơ sợi càng mạnh, kết quả là bột càng được nghiền nhuyễn, lượng sợi vụn nhiều, độ thoát nước nước càng giảm, lượng sợi dài càng ít và độ bền cơ lý giảm

Nồng độ bột khi nghiền:

Nồng độ bột cao giúp cho sự chà sát giữa các xơ sợi tốt hơn và xơ sợi được phân tách tốt hơn, ít bị đứt gãy hơn Nhưng các nhà nghiên cứu chứng minh rằng khi nồng độ tăng cao, mức năng lượng tiêu thụ tăng, và nếu nồng độ bột cao quá giới hạn cho phép thì xơ sợi khi đi qua vùng nghiền giữa hai bề mặt đĩa sẽ khó thoát nước từ tâm ra vành ngoài của đĩa nghiền vì lực ly tâm lúc này nhỏ hơn lực ma sát giữa các xơ sợi và dễ xảy ra hiện tượng “cháy bột”

Nhiệt độ quá trình nghiền:

Quá trình trương nở của bột là quá trình tỏa nhiệt, do đó khi tăng nhiệt độ trong quá trình nghiền là yếu tố không có lợi Ở nhiệt độ thấp, quá trình trương nở, thủy hóa xơ sợi mạnh hơn do đó xơ sợi sẽ phân tơ, chổi hóa và dẻo hóa tốt hơn Nhiệt

độ cao sẽ làm thời gian nghiền kéo dài và xơ sợi trương nở không đủ, độ mềm dẻo xơ sợi không tốt khó được chổi hóa tốt nên dễ bị cắt ngắn Nghiền ở nhiệt độ thấp không những giảm được thời gian, giảm năng lượng mà còn nâng cao độ bền của giấy Chính

vì vậy ta nên làm giảm nhiệt trong quá trình nghiền

Áp lực nghiền:

Trong công nghệ nghiền bột, áp lực nghiền là yếu tố quan trong nhất, nó ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cắt, phân tơi và trương nở của xơ sợi Tại các điều kiện khác không đổi khi nghiền với áp lực cao thì xơ sợi bị thiên về bị cắt ngắn hơn là phân tơi, chổi hóa Trong quá trình nghiền người ta dựa vào loại thiết bị, loại sản phẩm mà tìm ra áp lực nghiền thích hợp Trong phần lớn các quy trình nghiền, áp lực nghiền được khống chế tăng dần theo thời gian Giai đoạn đầu nghiền ở áp lực thấp, lúc này bột chủ yếu được trương nở, chải dọc, đập dập, phân tơi và chổi hóa Quá trình này làm cho diện tích bề mặt tiếp xúc và liên kết xơ sợi tăng lên, do đó độ bền cơ học của tờ giấy tăng lên Giai đoạn tiếp theo nghiền với áp lực cao chủ yếu là cắt ngắn và đồng hóa kích thước xơ sợi

Thời gian nghiền:

Thời gian là yếu tố ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình nghiền Đối với mỗi loại giấy khác nhau thì thời gian nghiền khác nhau, thời gian nghiền càng lớn thì bột trương

nở càng tốt Tuy nhiên thời gian nghiền liên quan trực tiếp đến năng suất của thiết bị và chi phí năng lượng cho một đơn vị sản phẩm, do đó phải tùy vào năng suất yêu cầu và chi phí năng lượng mà chọn thời gian nghiền thích hợp

Ngoài những yếu tố vừa nêu trên, việc bổ sung một số chất phụ gia háo nước cũng ảnh hưởng đến tốc độ nghiền Ví dụ các chất hữu cơ háo nước như tinh bột, dẫn