Giáo trình công nghệ chế biến hóa học gỗ

[r]

Trang 2

LOINOIDAU

Nước ta có điện tích rừng trên 13 triệu hecta, với lượng gỗ khai thác và sử dụng cho chế biến hàng năm có thể đạt hàng chục triệu mét khối Phế liệu, phế thải khai thác và chế biến gỗ, như cành nhánh, lá cây, mùn vụn số chiếm tới trên dưới 20% lượng gỗ khai thác Bên cạnh đó, với diện tích lúa trên 7 triệu hecta và 4,5 triệu hecta ngô, mỗi năm lượng phê phụ phẩm từ cây nông nghiệp sau thu hoạch ước đạt trên 40 triệu tấn, ít nhất mỘI nửa có

thể thu gom và tận dụng Đáy là những nguồn nguyên liệu tiềm năng cho chế biến hóa học

và sinh - hóa học, đề sản xuất ra những sản phẩm đa dạng, đáp ứng nhu câu Hgày càng tăng của công nghiệp và tiêu dùng

Ngày nay, trước những hạn chế của nguôn tời nguyên hữu cơ hóa thạch (dâu mỏ, than đá, khí tự nhiên), vấn để tăng cường sử dụng nguồn nguyên liệu tdi sinh ngày càng cần

được chú ý Với tiềm nang nguyên liệu đôi dào, nhu cẩu xã hội lớn, trình độ khoa học kỹ

thuật ngày càng được nâng cao, cơ cấu kinh tế linh hoạt, nước ta có những ưu thế để phat triển ngành công nghiệp chế biến hóa học SỐ và vật liệu lignoxenlulozơ

Trước đây, các giáo trình và sách tham khảo “Hóa học và công nghệ hóa lâm san”,

“Công nghệ hóa lâm sản”, đã được sử dụng cho giảng dạy và nghiên cứu tại Trường Đại học Lâm nghiệp Nay đáp ứng yêu cầu về đổi mới mục tiêu, chương trình đào tạo của Nhà trường, giáo trình “Công nghệ chế biến hóa học gỗ" được biên soạn đề phục giảng dạy và nghiên cứu, với nội dung được đổi mới và mở rộng, phù hợp với Chương trình đào tạo và yeu cầu thực tiễn

Giáo trình "Công nghệ chế biến hóa học gỗ” đề cập những vấn đề cơ bản nhất của

công nghệ hiện đại chế biến hóa học và sinh - hóa học số và vát liệu lignoxenlulozo, la

những vấn để liên quan và có ý nghĩa thực tiễn đối với công nghiệp chế biến gỗ của Việt

Nam giai đoạn hiện nay và tương lại gân, bao gôm sản xuất bột giấy, sản xuất vật liệu và

hóa chất từ gỗ

Trang 3

cứu, doanh nghiệp, trong sự lựa chọn công nghệ và thiết bị sản xuất các sản phẩm hữu ích từ gỗ và vật liệu lignoxenlulozơ

Tập thể tác giả biên soạn bao gom:

1 TS Nguyén Thi Minh Nguyệt: Chủ biên, biên soạn chong IT, đồng biên soạn

chuong I, IV;

2 TS Lê Quang Diễn: Biên soạn chương 1H, đồng biên soạn chương Ì IV;

3 PGS.TS Cao Quốc An: Đồng biên soạn chương 1

Giáo trình chắc chắn có những sai sót và nhiễu hạn chế Rất mong nhận được sự lưu ý đóng góp ý kiến và phê bình của các độc giả

Các tác giả chân thành cám ơn tất cả các cá nhân, tập thể đã cung cấp và chia sẻ thông tin dé tác giả hoàn thành giáo trình này Chân thành cám ơn Truong Dai học Lâm nghiệp và Nhà xuất bản Nông nghiệp đã hỗ trợ và xuất bản cuốn sách này

Trang 4

MỤC LỤC

030204

LỜI NÓI ĐẦU

KHAI QUAT VE CONG NGHE CHE BIEN HOA HQC GO

Chương I CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẦY 1.1 Khái quát công nghiệp giấy thê giới và Việt Nam 1.2 Phân loại và tính chất của bột giấy

1.2.1 Khái niệm vẻ bột giấy

1.2.2 Phân loại bột giấy và các phương pháp sản xuất bột giấy 1.2.3 Tính chất và các chỉ tiêu chất lượng của bột giấy

1.2.4 Lĩnh vực sử dụng của bột giấy

1.3 Nguyên liệu sản xuất bột giấy

1.3.1 Nguyên liệu gỗ 1.3.2 Nguyên liệu phi gỗ

1.3.3 Quy cách chất lượng của nguyên liệu sản xuất bột giấy 1.3.4 Vận chuyền, tôn trữ và bảo quản nguyên liệu

1.3.5 Chuẩn bị nguyên liệu

1.4 Công nghệ sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học

1.4.1 Công nghệ sản xuất bột sunfat

1.4.2 Công nghệ sản xuất bột sunfit 1.5 Công nghệ sản xuất bột cơ

1.5.1 Phân loại bột cơ

1.5.2 Khái quát công nghệ sản xuất bột hóa - nhiệt - cơ

1.5.3 Tính chất và công dụng của bột hóa - nhiệt - cơ

1.6 Tẩy trắng bột giấy

1.6.1 Mục đích và các phương pháp tây trắng 1.6.2 Các chất tây sử dụng cho tẩy trắng bột giấy

1.6.3 Các công đoạn của quá trình tây trắng bột giấy

1.6.4 Các chu trình tây trắng hiện đại Tài liệu tham khảo chương Ï

Chuong II CONG NGHE CHE BIEN NHỰA THÔNG

2.1 Nguyên liệu

2.1.1 Thông trích nhựa và phân bố

2.1.2 Đặc điểm của nhựa thông

Trang 5

2.2 Khai thác và bảo quản nhựa thông 2.2.1 Khai thác nhựa thông

2.2.2 Thu hoạch và bảo quản nhựa thông

2.3 Chế biến nhựa thông

2.3.1 Hóa lỏng nhựa thông

2.3.2 Làm sạch dung dịch nhựa đã hóa lỏng

2.3.3 Chưng cất nhựa thông 2.4 Đóng gói và bảo quản sản phẩm

2.4.1 Sản phẩm colophan

2.4.2 Sản phẩm dầu thông

2.4.3 Kiểm tra chất lượng sản phẩm

Tài liệu tham khảo chương II

Chương III CÔNG NGHỆ NHIỆT PHÂN GỖ 3.1 Nhiệt phân thông thường

3.1.1 Khái quát quá trình nhiệt phân

3.1.2 Tinh chat của các sản phẩm chính của quá trình nhiệt phân

3.1.3 Nhiệt phân hủy các thành phân của vật liệu lignoxenlulozơ và cơ chế

hóa học hình thành các sản phâm chính 3.1.4 Nguyên liệu cho sản xuất nhiệt phân

3.1.5 Kỹ thuật nhiệt phân

3.1.6 Ảnh hưởng của điều kiện nhiệt phân tới sự hình thành sản phẩm lỏng

3.2 Công nghệ nhiệt phân hiện đại 3.2.1 Sản xuất than sinh học 3.2.2 Sản xuất dầu sinh học

3.2.3 Sản xuất hóa chất và nhiên liệu 3.3 Chế biến sản phẩm nhiệt phân

3.3.1 Sản xuất than hoạt tính

3.3.2 Sản xuất viên than nén

3.3.3 Thu gom và chế biến sản phẩm lỏng

3.4 Chuyên hóa nhiệt - hóa học vật liệu lignoxenlulozơ 3.4.1 Đốt sinh khối

3.4.2 Hóa lỏng sinh khối

3.5 Chuyển hóa thủy - nhiệt sinh khối lignoxenlulozơ

3.6 Hóa lỏng siêu tới hạn

3.7 Khí hóa sinh khối lignoxenlulozơ

Trang 6

Chương IV CÔNG NGHỆ THUY PHAN GO

4.1 Lý thuyết quá trình thủy phân gỗ và vật liệu lignoxenlulozơ

4.1.1 Thủy phân polysaccarit bằng axit đậm đặc 4.1.2 Thủy phân polysaccarit bằng axit loãng

4.2 Các lĩnh vực công nghệ thủy phân gỗ và vật liệu lignoxenlulozơ 4.3 Công nghệ thủy phân sử dụng axit vô cơ

4.3.1 Kỹ thuật thủy phân

4.3.2 Thành phần hoá học và xử lý dịch đường cho quá trình lên men 4.3.3 Thủy phân sử dụng axit đậm đặc

4.3.4 Thủy phân sử dụng enzyme

4.4 Sản xuất etanol

Trang 7

KHÁI QUÁT VỀ CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN HÓA HỌC GỖ

Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng gỗ, cỏ cây, làm chất đốt, vật liệu xây dựng, dụng cụ lao động, chế tạo vũ khí, Chế biến hóa học gỗ và vật liệu tương tự được bắt đầu

áp dụng muộn hơn, và trong một thời gian dài chỉ hạn chế ở việc sản xuất ra than củi và

nhựa keo Sau nửa thể kỷ XVII, công nghệ sản xuất bột giấy và giấy mới được nghiên cứu

và ứng dụng ở quy mô công nghiệp

Thế kỷ XX đã dưa chế biên hóa học gỗ sang một mức phát triển mới, sâu rộng hơn, đạt được nhiều thành tựu lớn về khoa học và công nghệ, góp phân đáp ứng nhu cầu xã hội trong thời kỳ công nghiệp hóa Chính vào thời kỳ này, đã thiết lập được bản chất polyme va cau tao của các thành phần cấu thành gỗ, như xenlulozơ, hemixenlulozơ, lignin, da xac định được cấu tạo vi mô và vĩ mô của vách tế bào thực vật, đồng thời sự phân bố của các thành phân hóa học cơ bản trong vách tế bảo Cơ sở lý thuyết tách loại lignin, thủy phân và than hóa g gỗ cũng đã được nghiên cứu và xác định được những quy luật, nguyên lý quan trọng Nhiều công nghệ mới và thiết bị chế biến hóa học gỗ và nguyên liệu thực vật đã được áp dụng thực tiễn ở quy mô lớn, như công nghệ thủy phân gO, san xuat van nhân tạo, công nghệ hóa lâm sản Chế biến hóa học và cơ - hóa học go cho ra các sản phẩm chiếm

trên 95% trong số khoảng 20 ngàn chủng loại sản phẩm từ gỗ Điều này đủ nói lên tầm

quan trọng và tiêm năng của công nghệ chế biến hóa học ĐỒ Hơn nữa, gỗ và nguyên liệu xO sợi là nguồn nguyên liệu tái sinh, từ đó có thể sản xuất ra hầu hết các sản phẩm thiết yéu cho con người

Cần phải lưu ý rằng, việc tăng dân số đồng thời với sản lượng công nghiệp, đã gây ra một loạt cuộc khủng hoảng và tai họa toàn cầu trong thé ky XX: khủng hoảng lương thực, nguyên liệu, năng lượng và ô nhiễm môi trường Tất cả những vấn đề này đã thúc đây nhân loại hình thành các chương trình phát triển bền vững toàn xã hội, dựa trên nguyên tắc “khong thể để sự đáp ứng nhu cầu của thế hệ nay hạn chế và gây tai họa cho sự đáp ứng nhu cầu của the hệ mai sau” Những năm gần đây, cả nhân loại tập trung nhiều nỗ lực để đưa ra các vẫn đề và các giải pháp, liên quan đến phát triển bền vững, khả năng ứng dụng lâu dài của công nghệ, quy trình, thậm chí là sản phẩm Chế biến hóa học và sinh - hóa học 26, hay rong hơn là sinh khối thực vật (biorefinery) đã trở thành tâm điểm, đảm bảo sự phát triển bền vững và đáp ứng nhu cầu cho nhân loại trong tương lai về năng lượng, hóa chat, vat liéu,

Trang 8

chúng” Trong số các nguyên lý cơ bản của “Hóa học xanh”, xác định nguyên liệu cho sản xuất ra sản phẩm phải là nguyên liệu tái sinh, có tiềm năng lớn, nêu như điều kiện kỹ thuật và kinh tế cho phép Với quan điểm này, lĩnh vực chế biến hóa học gỗ có những ưu điểm nhất định, đảm bảo sự phát triển tiếp tục của nó

Ngành lâm nghiệp - nguồn cung cấp chính nguyên liệu g6, cũng chịu ảnh hưởng của các cuộc khủng hoảng toàn cầu, bởi rừng không chỉ là nơi duy trì hệ thực vật, mà còn là yếu tố quan trọng, có ảnh hưởng trực tiếp đến điều kiện khí hậu và môi trường của cả hành tinh Hang năm trên thế giới khai thác khoảng 3,5 tỉ mét khối £0, tăng trưởng cũng có thể đạt mức đó hoặc hơn Vậy nhưng, việc quản lý rừng không tốt sẽ gây những hậu quả vô

cùng nghiêm trọng, như hiện tượng đôi trọc và mắt cân bằng đa dạng sinh học Hậu quả là rừng rậm nhiệt đới dần dần biến mắt không còn khả năng khôi phục, thay vào đó chỉ còn

lại cây bụi và đất bỏ trống, còn chất lượng rừng ôn đới và cận nhiệt đới ngày càng giảm Năm 1992, tai Rio de J aneiro, Braxin đã diễn ra Hội nghị Liên hợp quốc về môi trường và phát triển, tại đó người ta đã gần như phủ nhận các mô hình phát triển dựa trên khai thác quá mức nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong đó có rừng và kêu gọi các quốc gia cần thiết phải chuyển cả thế giới sang mô hình xã hội phát triển bền vững, tận dụng toàn bộ nguồn sinh khối Hiệu quả quan trọng của các quyết định của Hội nghị là các chương trình quốc tế trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ rừng đã được triển khai Như vậy, vào cuối những năm 1990 một khái niệm mới “chất lượng sinh thái của nguyên liệu gỗ” đã được áp dụng đối voi ca ngudi cung cấp lẫn người sử dụng gỗ Mức chất lượng này được quy định bằng Chứng chỉ quốc tế, công nhận sản phẩm được khai thác tại một vùng nguyên liệu không vi phạm các quy định về quản lý bảo vệ rừng Hiện nay pho biến gọi là chứng chỉ rừng Với quan điểm và quy ( định này, việc tăng cường chế biến tổng hợp, sử dụng hoàn toàn và hiệu quả nguyên liệu gỗ và thực vật xơ sợi khác là rất cần thiết, bởi tuy nguyên liệu gỗ là nguồn nguyên liệu tái sinh, nhưng trữ lượng của nó hạn chế Với phương châm này, công nghệ chế biến hóa học gỗ và vật liệu xơ sợi có những ưu điểm, do có thể tận dụng toàn bộ sinh khối, gỗ kém chất lượng và các dạng phế liệu, phế thải khác nhau

Ngày nay, chế biến hóa học gỗ là lĩnh vực rong lớn, bao gồm hai lĩnh vực chính: sản xuất vật liệu xơ sợi và sản xuất hóa chất Sản xuất vật liệu xơ sợi cho sản phẩm là bột giấy sử dụng cho sản xuất giấy và cactông, xenlulozơ sử dụng cho sản xuất sợi nhân tạo, vật liệu compozit, vật liệu mới và hóa chất ứng dụng trong xây dựng, công nghiỆp, y hoc, duoc pham, quoc phòng, Sản xuất hóa chất cho sản phẩm là etanol, furfural, nắm men Torula, xylitol, dầu sinh học, khí sinh học, và các hóa chất khác, ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, như môi trường, y tế, thực phẩm, mỹ phẩm, đồng thời làm nguyên liệu cho sản xuất vật liệu hap phụ và trao đôi ion, hóa chất công nghiệp, vật liệu polyme và chất dẻo,

Trữ lượng nguôồn nguyên liệu hữu cơ của Thế giới, bao gồm dầu mỏ khí tự nhiên, than

đá, rất lớn, nhưng sớm hay muộn cũng sẽ cạn kiệt Theo đánh giá nguồn dầu mỏ, khí tự

nhiên sẽ không đủ cung cấp cho nhu cầu sau năm 2050, còn than đá cũng chỉ đủ cho khoảng 200 năm nữa Vì vậy, nguồn năng lượng và nguyên liệu tái sinh ngày càng được sử dụng rộng rãi, thay thế cho các nguồn nguyên liệu truyền thống Hàng năm, trên hành tỉnh

Trang 9

fF

xanh của chúng ta có khoảng 200 tỉ tắn sinh khối gỗ được tạo thành, vượt gấp nhiều lần

sản lượng khai thác dâu mỏ, khí tự nhiên và than đá

Các thành phần của gỗ là nguồn hóa chất rất giá trị, có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất không chỉ các sản phẩm hiện vẫn đang được sản xuất từ quá trình tổng hợp hóa dầu, mà còn các sản phẩm vô cùng giá trị khác, chăng hạn như các hợp chất hoạt tính sinh

học

Có thể nói, với sự phát triển của hóa học và công nghệ hóa học, gỗ dần dần được sử

dụng rộng rãi hơn làm nguyên liệu chế biến hóa học Đồng thời Hóa học gỗ, một lĩnh vực khoa học lý thuyết nền táng của công nghệ chế biến hóa học gỗ hiện đại, cũng đã được phát triển, hình thành những lĩnh Vực quan trọng của nền kinh tế quốc dân nhiều quốc gia trên thế giới, như sản xuất bột giấy và giấy, thủy phân và chế biến lâm sản

Trên thế giới, công nghệ chế biến sinh khối (Biorefineries), bao gom cả sinh khối chứa tinh bột và sinh khối lignoxenlulozơ, như gỗ và nguyên liệu phi go (cay than rong, than thảo, phế phụ phẩm nông - lâm nghiệp, ), để sản xuất ra các sản phẩm từ sinh khối (Bio - based products), được xem là cong nghệ sản xuất các sản phẩm ' 'xanh” đối với những nước có tiềm năng sinh khối lớn Vấn đề sử dụng hiệu quả nguồn nguyên liệu tái sinh đang được xem là hướng phát triển chiến lược trong tương lai Các công nghệ hiện đại và những thành tựu đã đạt được hứa hẹn một tương lai thé giới xanh và an ninh năng lượng được đảm bảo

Trong một thập kỷ gần đây, nghiên cứu sử dụng sinh khối thực vật làm nguyên liệu sản xuất nhiên liệu sinh học và các sản phẩm “xanh” lại càng được tăng cường Hàng năm có hàng trăm công trình nghiên cứu được công bố Các Hội thảo khoa học lớn về chế biến sinh khối liên tục được tổ chức tại nhiều quốc gia trên thé giới, kế cả ở Việt Nam, như Hội thảo Biomass - Asia Các nghiên cứu mới tập trung vào lĩnh vực chuyển hóa sinh - hóa học và nhiệt - hóa học sinh khối lignoxenlulozơ thành các sản phẩm hữu ích Điều này có thể

dễ dàng hiểu được, bởi công nghệ chế biến sinh khối thực vật chứa tỉnh bột gần như đã đạt

sự hoàn thiện và việc tiếp tục tăng cường sử dụng dạng nguyên liệu này, sẽ ảnh hưởng đến an ninh lương thực thế giới trong tương lai Bên cạnh đó, tiềm năng sinh khối lignoxenlulozơ là vô cùng lớn và không còn nghi ngờ gì nữa về khả năng thay thế của chúng đối với nhiên liệu đầu mỏ cho nhân loại trong tương lai gần

Ngoài ra, nếu như chế biến sinh khối chứa tỉnh bột chỉ có thể sản xuất được một số loại

sản phẩm nhất định (etanol, xylitol, ), thì chủng loại các sản phẩm có thể thu được từ sinh

khối lignoxenlulozo là vô cùng phong phú Đó sẽ là nguồn nguyên liệu cho các công nghệ “xanh” để sản xuất ra hóa chất ' “xanh”, một giải pháp hữu hiệu để bảo vệ môi trường, chống biến đổi khí hậu, đảm bảo an ninh năng lượng cho nhân loại Đây toàn là những vấn đề và xu thế Toàn cầu

Có thê nói, không khó để nhận ra rằng, các nghiên cứu cơ bản và công nghệ mới trong

lĩnh vực chế biến sinh - hóa học sinh khối lignoxenlulozơ, đã nhanh chóng được triển khai

và đã đạt những thành tựu lớn tại các nước Tây Âu, Mỹ, Canada, khu vực Đông Nam Á, Nhật Bản, Thái Lan, Ấn Độ và Trung Quốc

Trang 10

Cũng như sinh khối chứa tinh bột, sinh khối lignoxenlulozơ cũng rất đa dạng Tính khả thi từ công đoạn khai thác, thu gom, tồn trữ nguyên liệu tới hiệu quả của các quá trình chuyển hóa nguyên liệu thành các sản phẩm, phụ thuộc vào tính chất của nguyên liệu Sự

khác biệt biểu hiện rất rõ rệt, tùy thuộc vào loại thực vật và vùng lập địa, vì vậy không thê

áp dụng một công nghệ mang tính tổng hợp cho nhiều dạng nguyên liệu, thậm chí cho cùng dạng nguyên liệu có tính chất tương tự nhau, mà đối với mỗi dạng nguyên liệu cần có các nghiên cứu sâu từ cơ bản đến thử nghiệm ứng dụng

Tổng quan về các công nghệ chế biến toàn bộ sinh khối lignoxenlulozơ đã được trình bày trong nhiều công bố thuộc các chương trình, công trình nghiên cứu được sự hỗ trợ của Liên hợp quốc và nhiều quốc gia khác Một số nghiên cứu mang tầm chiến lược đã được các nhà nghiên cứu của Viện nghiên cứu về polyme nguồn gốc sinh học, thuộc Trung tâm nghiên cứu Teltow - Seehof (CHLB Đức) tổng hợp Theo nguồn gốc và tính chất, sinh khối lignoxenlulozơ được chia thành 02 nhóm, một nhóm là gỗ và các nguyên liệu phi gỗ có khối lượng thể tích lớn, một nhóm bao gồm cây thân thảo ngắn ngày và phế phụ phẩm, phế thải nông - lâm nghiệp Quá trình chế biến thành các sản phẩm mục tiêu có sự khác biệt nhất định Tuy nhiên sơ đồ chế biến có thể áp dụng cho cả 02 dạng sinh khối như sau: Sinh khối lignoxenlulozœ (Thân cây ngũ cốc, gỗ) Ỷ Ỷ |

Lignin Hemixenlulozo Xenlulozœ

"Phenol - polyme" (Pentozan, Hexozan) (Gucœc - podyme)

¬ rp] Xylozo Bột giẫy/Dẫn xuất - Keo va chat ket dính tynhiên của xenlulozơ - Hặc ín - Nhiên liệu ——>\| | Xylitol 5-HMF, Levulinic axit Glucozo v — Furfural { ; - Ad v - Chắt làm mềm Các sản hả

- Keo tural - Chất bôi trơn ~ Cac san pham - Hóa chất Hóa chất và polyme| | lên men

- Nylon 6(6,6) ¥ - Elanol - Axit hữu cơ

- Dung môi hủu cơ

Bên cạnh đó, công nghệ hiện đại chế biến toàn bộ sinh khôi lignoxenlulozơ, cũng đã được các nhà nghiên cứu thuộc Hiệp hội công nghiệp sinh khôi châu Âu đưa ra theo sơ đô sau:

Trang 11

> ˆ ˆ Etano

Thuy phan - Lén men x IA Nhiên liệu

› Chưng cát Ba len men sinh hoc

L> Hoa chat

> Nhiét phan - Hydrocacbon |

Hydro héa *Ì dâu sinh học

Sinh khối Quy trình |

Lignoxenluloza [”” Fisher Tropsh San xuat dién nang —— Khí hóa —>+ Khí sinh học Nén - É Viên nén > P »Ì năng lượng Sản xuất »inhiệt năng

Như vậy có thê thay, do sinh khối lignoxenlulozơ có nguồn gốc tự nhiên và thành phần chủ yêu là các hợp chất hữu cơ, nên ngoài việc có thể sử dụng chúng làm chất đốt (nhiên liệu răn) đưới nhiều hình thức, việc áp dụng các sơ đồ công nghệ khác nhau (theo các hướng chuyên hóa như các sơ đồ trên), có thé cho ta sản phẩm rất đa đạng, tùy thuộc vào mục tiêu và tính chất của nguyên liệu ban đầu Ngoài các sản phẩm chính, đã và đang được sử dụng từ lâu đời và có nhu câu lớn, như vật liệu xơ sợi (bột giây hay dẫn xuất của xenlulozơ, vật liệu polyme và composit, ) ngay nay các sản phẩm của quá trình chế biến là etanol, dầu sinh học (bio - oil) hay cac dan xuất từ lignin, đang được quan tâm hoàn thiện công nghệ sản xuất Hầu hết các nghiên cứu đều hướng tới các công nghệ ít phát thải, chế biến toàn bộ sinh khối, với các chủng loại sản phẩm đáp ứng nhu cầu về năng lượng và hóa chất trong tương lai

Các nguồn nguyên liệu sinh khối lignoxenlulozơ, sử dụng cho chế biến hóa học và sinh - hóa học, tạo ra các sản phẩm mục tiêu nêu trên, đã được các nhà nghiên cứu phân loại và đánh giá theo khả năng chuyển hóa và tính kinh tế của chúng Trong đó, các dạng nguyên liệu thân thảo ngắn ngày, như cỏ vol, các loại cây thân cỏ, phế thải, phụ phẩm nông nghiệp, như lúa mạch, cao lương, bã mía, tru, rom ra, thân ngô, , được đánh giá là nguồn nguyên liệu tiềm năng, rẻ tiền và đễ sử dụng, do chúng có đủ đặc tính làm nguyên liệu, có khả năng biến tính và chuyển hóa sinh học tốt, có thé quy hoạch và tồn trữ, đáp ứng quy mô sản xuất vừa và nhỏ, yêu cầu vốn đầu tư khơng cao

Ngồi ra, như đã biết, sinh khối thực vật có thể quy ước chia thành hai dang: sinh khối tự nhiên (chủ yếu là rừng) và sinh khối nông nghiệp nhân tạo Sự phá hủy môi trường sinh thái

trong điều kiện phát triển công nghiệp hiện nay một phần gây ra bởi sự tăng trưởng nhanh của sản xuất sinh khối nhân tạo Theo các tính toán, cứ 1 ha đất canh tác tiêu hao từ 0,4 đến 1,2 tan

nhiên liệu quy đổi, trong khi đó sinh khối tự nhiên không cần đến lượng năng lượng tiêu hao này Tiêu hao cho sinh khối nhân tạo không dưới 3 tỉ tân nhiên liệu quy đổi trong số 15 tỉ tấn cân thiết trên toàn cầu Xuất phát từ luận điểm này, TỐ ràng, xu hướng chung trong nghiên cứu phát triển nguồn nguyên liệu sinh khối thực vật, là cần phải tập trung Vào các quá trình giảm thiểu sử dụng năng lượng, tức là mở rộng nguồn nguyên liệu sinh khối tự nhiên, đồng thời tận

Trang 12

dụng các nguồn nguyên liệu chưa được sử dụng, kể cả nguồn sinh khối nhân tạo, để sản xuất ra hàng hóa, như bột giây, etanol, vật liệu composit, hóa chất,

Từ những vấn đề đã trình bày ở trên, có thể thấy ngày nay khái niệm “chế biến sinh khối” (Biorefineries) đã trở thành quen thuộc va được nhắc đến hơn bao gio hét trong linh vực chế biến nguyên liệu thực vật, có ứng dụng công nghệ sinh học và biến tính vật liệu Chế biến sinh khối là sự kết hợp các công nghệ cần thiết chế biến nguyên liệu thực vật, một nguồn nguyên liệu tái sinh, để thu các hóa chất trung gian hoặc sản phẩm mục tiêu Những năm gần đây, sản xuất nhiên liệu sinh học và năng lượng sinh khối từ các nguồn nguyên liệu tái sinh, đang được quan tâm nhiễu trên toàn thế giới

Nhìn chung, mục đích của một công nghệ chế biến sinh khối là tách các hóa chất và polyme có giả trị từ sinh khối Với mục tiêu này, các công đoạn của quá trình công nghệ sản xuất hóa chất từ sinh khối bao gồm: chuẩn bị nguyên liệu, thông thường bao g gồm chặt mảnh (nghiền) và tiền xử lý; xử lý nhiệt - hóa học (khí hóa, nhiệt phân, nâng cập thủy nhiệt; lên men hoặc chuyển hóa sinh học; tỉnh chế và hoàn thiện chất lượng sản phẩm)

Theo đánh giá, về tiềm năng, chế biến sinh khối sử dụng sinh khối làm nguyên liệu, có thể sản xuất một loạt các hóa chất, tương tự như chúng đang được sản xuất hiện nay từ dau thô trong các nhà máy lọc hóa dầu Cần nhấn mạnh rằng, hơn một nửa số đầu sản xuất ra đang được sử dụng để làm nhiên liệu cho các phương tiện vận tải Hiện nay và trong tương lai gân, khả năng thay thế một phần nhiên liệu từ dầu mỏ bằng etanol hoặc hoá chất lỏng khác được sản xuất từ polysaccarit của sinh khối đã và sẽ trở thành tắt yếu

Hiện nay, người ta đã phát triển được bốn dạng nhà máy chế biến sinh khối để sản xuất nhiên liệu thay thế là: nhà máy chế biến khí sinh học (biosyngas), nhà máy nhiệt phân (pyrolisis - based refinery), nha may nang cấp nhiên liệu thủy nhiệt (hydrothermal upgrading - based refinery), va nha máy lên men (fermentation - based refinery) Trong sé này, thì khí sinh học là một sản phẩm trung gian đa chức, để sản xuất ra vật liệu, hóa chất, nhiên liệu, điện và nhiệt Với sự phân loại này, khái niệm biorefinery cần được hiểu là nhà máy sinh học, bởi chúng sản xuất ra các sản phẩm có nguồn gộc sinh học, thay thể các sản phẩm truyền thông từ nguồn nguyên liệu hóa thạch

Tài liệu tham khảo

1 B Kamm, M.Kamm (2004), Principles of biorefineries, App.Microbiol.Biotechnol, 64, p.137 -

145

EUBIA presentations 2007, Brusell

3 Andre Faaij (2006), Modern biomass conversion technologies, Mitigation and Adaptation

Strategies for Global Change, N11, p.343 - 375

4 UNIDO (2007), Industrial Biotechnology and Biomass Utilization - Prospects and Challenges for Developing World

5, Hua - Jiang Huang, Shri Ramaswany (2008), A review of separation technologies in curent and future biorefineries, Separation and Purification Techonology 62, p.1 - 21

6 1S Gueles (2007), Raw timber as a strategic basis and reserve for the civilization, Petrozavodsk: Karelian Research Centre of the Russian Academy of Science, 499p

Trang 13

Chương I CÔNG NGHỆ SÂN XUẤT BỘT GIÁY

1.1 KHÁI QUÁT CÔNG NGHIỆP GIÁY THÉ GIỚI VÀ VIỆT NAM

Ngày nay, giấy đã trở thành một nhu cầu không thể thiếu, hiện thân 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 nghệ, 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 g giấy và các bán thành phẩm xơ sợi với tổng sản lượng trung bình các năm 2006 - 2010 đạt gần 220 triệu tần/năm, 8880 nhà máy sản xuất giấy và cactông các loại, với sản lượng trung bình 350 triệu tắn/năm, hàng ngàn doanh nghiệp, cơ sở sản xuất vừa và nhỏ đáp ứng như cầu ngày cảng tăng về giấy và các sản phẩm từ giấy Dự báo đến năm 2020, sản lượng giấy thế giới có thé đạt trên 300 triệu tấn

Hiện nay, các vùng trọng điểm của công nghiệp giấy và bột giấy thể giới được tập trung ở: Bắc Mỹ (Mỹ và Canada), Tây Âu, Đông Au, M La tinh, Trung Quốc, Nhật Bản, Nam Á Trong đó vai trò chủ đạo thuộc về các Tập đoàn lớn đa quốc gia, như: International Paper (MY), Stora Enso va UMP (Phan Lan), Svenska Cellulosa Aktiebolaget

(Thụy Điển), Nippong Paper va Oji Paper (Nhat Ban), Nine Dragons Paper va Lee & Man

Paper (Trung Quéc), Sappi (Nam Phi), Abitibi Bowater va Domtar (Canada), Hansol (Han Quốc), Asia Pulp and Paper (Indonesia)

Sự tăng trưởng về sản lượng cùng với việc thúc đây khai thác lâm sản, đồng thời su tut hậu của công nghệ sản xuất bột giấy, một thời đã nảy sinh nhận thức xã hội về mối đe dọa của công nghiệp bột giấy đôi với môi trường sống và sức khỏe cộng đồng Do đỏ những nỗ lực của ngành giấy thế giới trong hai thập kỷ gần đây đã tạo ra sự chuyển biến mạnh mẽ, cả về số lượng lẫn chất lượng trên tồn bộ các cơng đoạn sản xuất Đó là:

* Về nguồn nguyên liệu

Ba nguồn nguyên liệu xo sợi chủ yếu của công nghiệp bột giấy bao gồm: nguyên liệu gỗ, nguyên liệu phi gỗ và giấy phế liệu

Nguyên liệu gỗ vẫn là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất bột giấy Trong những nam gan đây, sử dụng nguyên liệu gỗ vẫn tiếp tục tăng đều Trên thế giới và Việt Nam nói riêng đã mở mang quy hoạch, cải tạo giống cây, trồng thêm rừng nhằm duy trì sự sống và

Trang 14

đảm bảo sự phát triển bền vững cho rừng Nhiều nhà máy sản xuất bột giấy đã quy hoạch

vùng nguyên liệu cho chính doanh nghiệp của mình, Rừng trồng phát triển đều Về nguyên

tắc, bột giấy sản xuất từ nguyên liệu tự trồng có chất lượng kém hơn so với gỗ rừng tự nhiên, song theo dự đoán trong những năm tới nguồn nguyên liệu này vẫn tiếp tục được mở rộng, do trữ lượng rừng tự nhiên ngày cảng giảm Ở nước ta, 100% gỗ nguyên liệu giây là gỗ rừng trồng Một số nhà máy đã tăng cường sử dụng nguyên liệu là phế thải của chế biến gỗ như đăm mảnh vụn gỗ, mùn cưa,

Mức sử dụng nguyên liệu phi gd (cac loại cây ngắn ngây, như tre nứa, bông, bã mía, )

trong tổng thể nguyên liệu ngành giấy trong vòng 30 năm trở lại đây giảm rõ rệt, từ 10%

xuống 3% vào năm 2000, song trong vài năm gan day van duy trì ở mức 5 - 7%,

Trong vòng 20 gần đây, tông sản lượng bồi giấy tái chế trong tổng thể bán thành phẩm xơ sợi đã tăng gần gấp ba lần và hiện chiếm tới trên 55%, Châu Á là nơi sử dụng

giấy loại nhiều nhất, chiếm gần 40% toàn thế giới Chế biến giấy phế liệu không ngừng

tăng trưởng, nguyên do căn bản không phải là do nguồn nguyên liệu sinh khối thực vật bị cạn kiệt và không đủ cung ứng, mà chủ yếu là do nhu cầu giấy cactông bao gói tăng

nhanh, sự cần thiết về tăng cường tận dụng chất thải giấy công nghiệp và sinh hoạt, đặc

biệt là ở các thành phố lớn và các vùng dân cư đông đúc, các vẫn đề môi trường Sự bùng nễ phát triển lĩnh vực sản xuất này ở Việt Nam chủ yếu gắn liền với sự gia tăng nhanh nhu cầu các sản phâm giấy mà ngành chế biến giấy phế liệu có thể đáp ứng, như giấy vệ sinh, giấy cactông, bao bì Công nghệ chế biến giấy phế liệu hiện nay đã đạt mức phát triển cao Một số loại bột giấy tái chế sau khi xử lý và tẩy trắng có giá trị ngang với bột

tay trắng gỗ cứng

Giấy phế liệu được xem là nguyên liệu chủ yếu của công nghiệp giấy trong thế kỷ

XXI Trong đó có thể nói đến sự tăng trưởng về sản lượng bột giấy phê liệu đã khử mực in (DIP), vượt tốc độ tăng trưởng nhu cầu giấy phế liệu nói chung Loại bột này có thể được sử dụng để sản xuất nhiều loại giấy vệ sinh, giấy in, viết chất lượng cao Mặc dù

vậy, có thể thấy thị trường giấy phế liệu không phải là một thị trường tự do Ở các nước

phát triển thị trường này được kiểm soát bằng các văn bản pháp luật rất chặt chẽ, đồng thời có các tiêu chuẩn chất lượng, bởi giấy phề liệu không chỉ được xem như là một dạng nguyên liệu của ngành giấy mà còn là một đạng chất thải Theo chiến lược phát triển, dự

kiến mức sử dụng giấy loại trên thế giới có thể đạt khoảng 58%, châu Âu đạt >65% vào

năm 2015

* Trong công đoạn chuẩn bị nguyên liệu cho san xuất bột

Áp dụng nhiều dạng trang thiết bị bóc vỏ, sàng chọn mảnh tiên tiễn và hiệu quả

* Trong công đoạn nấu bột hóa, nghiền dé san xuất bột cơ

Trang 15

tế, môi trường, mức tiêu hao năng lượng, năng suất và khả năng thích ứng đối với các loại nguyên liệu khác nhau, phương pháp nâu sunfat vẫn khẳng định tính ưu việt vượt trội so với các phương pháp sản xuất khác Sự thay đổi mang tính cách mạng, cải thiện quá trình

tây trắng bột hóa - công nghệ tách loại lignin bằng oxi trong môi trường kiểm, đã được áp

dụng vào công nghệ nấu sunfat một cách hài hòa

Ngày nay, theo các chỉ tiêu kinh tế, phương pháp nấu liên tục và gián đoạn gần như tương đương nhau Trong một số trường hợp người ta xem phương pháp nấu giản đoạn có

ưu điểm hơn khi sản xuất bột tay trăng, Năng suất của các thiết bị nấu liên tục được cái

thiện một cách đáng kẻ, từ trung bình 600 - 800 tắn/ngày đã lên đến 4500 tắn/ngày Năng

suất của các thiết bị nấu gián đoạn cũng tăng từ trung bình 100 - 140 lên 450 tan/ngay

Công nghệ nấu sunfat liên tục được hoàn thiện Một nhà máy nấu bột suniat hiện đại

có thể tự đáp ứng các nhu cầu về nhiệt, điện, hóa chất, nước nóng cho sản xuất, chủ yếu

nhờ vào chu trình đốt dich đen hiệu quả Sử dụng các lò đốt đa năng dé đốt dịch đen và phế

thải sinh khối (vỏ cây, đăm mảnh vụn) có thể cùng cấp 100% nhu cầu nhiệt của nhà máy, kê cả những vùng khí hậu lạnh

Sự suy giảm sản lượng bột sunfit la do đóng cửa một số nhà máy sử dụng công nghệ

nau sunft, chủ yếu là do ảnh hưởng môi trường Một số nhà máy đã chuyển đổi công nghệ từ nấu sunfit sang nau sunfat, kể cả ở các nước đã từng cấm áp dụng công nghệ nấu sunfat

như Đức Sự thay đổi công nghệ của nhà máy Rosenthal (Đức) là một minh chứng Tuy nhiên, trong tương lai gần, khó có thé nói về sự từ bỏ công nghệ nấu sunfit Theo số liệu

của AF - Cclpap (Thụy Điển), năm 2008 trên thể giới có 91 nhà máy sản xuất bột sunfit, trong đó tại 17 nước châu Âu có 42 nhà máy với sản lượng 4.2 triệu tấn, 85% là bột sunfit

tây trắng

Sản lượng bột cơ vẫn tiếp tục duy trì ở mức khoảng trên 25 triệu tấn, chiếm 10 - 15% tổng sản lượng bột giấy Riêng tại Trung Quốc, sản lượng bột cơ tăng gần gấp 3 lần trong 5

năm trở lại đây

* Tẩy trắng bột giấy

Trong suốt gần 10 năm, các công nghệ tây trắng an tồn mơi trường không sử dụng clo

phần tử (ECF) và các hợp chất của clo (TCF) đã được nghiên cứu và áp dụng hiệu quá hơn

Động lực chính là vấn để môi trường: trong nước thải của quá trình tẩy trắng sử dụng clo

và hypoclorit có chứa tới 8kg clo/tấn bột tẩy trắng trong đó có các chất đặc biệt nguy hại

như các dẫn xuất của elophenol, cloroform, đibenzodioxin, đibenzofuran Ngoài ra, sự có

mặt của clo trong nước thải cân trở quá trình sử dụng tuần hoàn nước sản xuất,

Việc áp dụng công nghệ tẩy trắng ECF đòi hỏi khắt khe hầu như trong tất cả các cộng đoạn sản xuất bột giấy: đối với chất lượng nguyên liệu đầu vào, mức tách loại

lignin khi nấu, hiệu quả rửa bột sau nấu, nhờ đó mà trị số Kappa của bột sau nấu giảm

Trang 16

Cần phải nhắn mạnh vai trò của công nghệ tách loại lignin bằng oxi trong môi trường kiểm, đã và đang được áp dụng hiệu quả kế cả ở các nước có nền công nghiệp giấy kém phát triển như Việt Nam

Ngày nay, đối với các nhà máy hiện dai sản xuất bột sunfat tẩy trắng, công nghệ tẩy trắng được xem là thân thiện môi trường, nếu tải lượng hợp chất clo thải ra không vượt quá 0,5kg/tdn bột thành phẩm,

Một trong những thành tựu khoa học kỹ thuật của công nghiệp sản xuất bột giấy là sự ra đời và ứng dụng rộng rãi các chu trình công nghệ vận hành với nông độ bột trung bình (8 - 15%) va nang dé cao (tới 40%),

* Trong sản xuất giấy và cactông có các xu hướng sau:

Mức sử dụng giấy phê liệu tăng, đặc biệt là cho sản xuất giấy cactông sóng, các loại

giấy bao g gói, giầy báo và giấy vệ sinh

Ham luong chat dén trong các loại giấy siêu cán láng (SC) tang nhanh từ 17% lên 35% trong vòng 30 năm nay Nhu cầu sử dụng các loại picmen cho trang phủ giấy cũng tăng nhanh hơn, so với nhu cầu sử dụng các chất độn Đối với một số loại giấy trắng phủ, hàm lượng các chất độn và picmen có thể dạt 60 - 65% Nếu ở châu Âu và châu Á, chất độn chủ yêu là cacbonat canxi (chiếm trên 55%), thì ở Bắc Mỹ lại sử dụng cao lanh nhiều hơn (chiểm trên 70%)

Vai trò của các hóa chất phụ trợ, sử dụng cho sản xuất giấy ngày một tăng (gần gấp 10 lần trong 30 năm qua), đã tạo ra khả năng cải tiễn công nghệ sản xuất giấy theo các xu hướng sau:

Tăng tộc độ của máy xeo;

-_ Sản xuất các loại giấy đặc biệt đa dang;

- Tăng mức sử dụng giấy phế liệu cho sản xuất các loại giấy khác nhau; - Tăng sản lượng các loại giấy tráng phủ và cactông:

-_ Tăng cường gia keo giấy trong môi trường trung tính và môi trường kiểm yếu; -_ Giảm định lượng giấy (trọng lượng của mỗi m° giấy);

~ Tăng khả năng sử đụng hệ thống nước khép kín

Về trang thiết bị sản xuất giấy, có thể kể đến việc ra đời các thế hệ máy xeo có tốc độ

cao (từ 1000 đến 2200m/phút), tuy nhiên chiều rộng tối đa của máy xeo vẫn ở mức 10m và có lẽ sẽ không thay đôi trong tương lai gần

Dự đoán, các xu hướng phát triển của sản xuất giấy trong vài thập ky gần đây vẫn giữ được tốc độ, kề cả trong tương lai gần, đó là:

-_ Tặng năng suất của thiết bị;

- Tăng mức sử dụng giấy phế liệu;

Giảm chỉ phí nước và năng lượng:

Trang 17

-_ Giảm tải lượng phế thải sản xuất và chất thải ra môi trường; - Tăng sản lượng các loại giấy tráng phủ và giấy chất lượng cao;

- Ting ham lượng hóa chất phụ gia trong giấy, tăng hiệu quả sử dụng và giảm ảnh hưởng của chúng đến môi trường,

* Bao vệ môi trường

Công nghiệp bột giấy và giấy là một trong những ngành công nghiệp có ảnh hưởng môi trường lớn, nhất là nước thải của quá trình tây trăng bột hóa có sử dụng clo và nati

hypoclorit

Những năm qua, ngành giấy đã tập trung nỗ lực cho các nghiên cứu và triển khai cải tiên công nghệ, thiết bị Định hướng tông thê là nhăm cải thiện vần đề môi trường do ảnh hưởng của công nghiệp bột giấy và giây, đê tiên tới loại bỏ triệt đề các chât gây hại, giảm tối thiểu mức sử dụng nước và tải lượng chất thải công nghiệp, đồng thời tăng cường tái sử dung phe thai, chat thải sản xuất, phát triển các hệ thông tái chế, tái sử dụng hiệu quả cao Chính những đòi hỏi khát khe về vận đề môi trường là một trong những động lực cho tiên bộ kỹ thuật của công nghiệp bột giây và giây Việc áp dụng thành công và rộng rãi các công nghệ tiên tiên, đã chứng tỏ cơng nghệ an tồn mơi trường là khả thi và vẫn có hiệu quả kinh tÊ cao _

Ngày nay, trong mọi lĩnh vực công nghiệp người ta đang nói đến khải niệm Best Available Techniques (BAT) Đã có nhiều nhà máy hoạt động theo mô hình “không nước thải” Nét đặc trựng của những thập niên gần đây, là sự toàn cầu hóa các yêu câu vẻ bảo vệ môi trường và tiêu chuẩn hóa các phương pháp kiểm soát chất thải công nghiệp

*# Trong lĩnh vực tự động hóa qua trinh san xuất

Ngày nay, hiệu quả của các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy gắn liền với mức độ trang bị các hệ điêu khién va kiêm soát sản xuât Thông thường hệ thông tự động hóa tông thê của doanh nghiệp sản xuất bao pôm 4 dạng hệ thông:

Các hệ thông tự động hóa trang thiết bị và các quá trình công nghệ, chủ yếu đựa trên các dụng cụ đo lường và các hệ thông điều khiển;

Các hệ thống điều khiển tự động quá trình công nghệ;

1 Các hệ thống điều khiển sản xuất cơ động;

Quan trị doanh nghiệp (hệ thống kế toán, eung ứng vật tư và tiêu thụ sản phẩm, bảo

dưỡng sửa chữa trang thiết bị, )

Về nguyên tắc, các hệ thông này không liên quan đến nhau và hoạt động độc lập Với sự phát triển của các phương tiện đo lường sản xuất giấy và bột giấy, như đo “online” trị số Kappa, độ trắng, nồng độ bột, độ nghiền của bột, định lượng giấy, độ âm, độ dày, độ tro của giấy, , Ứng dụng các tiến bộ của công nghệ thông tin và các hệ thống quần lý chất lượng sản phẩm, các hệ thống quản lý điều khién đồng bộ thông nhất ngày cảng được phát triển và đưa vào áp dụng thực tiễn

Trang 18

Những xu hướng phát triển trên đây của công nghiệp bột giấy và giấy thế giới, đã ảnh hưởng trực tiếp tới công nghiệp giấy Việt Nam Năm 2010, cả nước có 302 doanh nghiệp sản

xuất bột giấy và giấy, với sản lượng 437.600 tấn bột giấy và 2.075.000 tấn giấy Đặc điểm

của ngành công nghiệp giấy nước ta là có nhiều nhà máy sản xuất giấy và bột giấy, nhưng

công suất nhỏ, Các doanh nghiệp có công suất <10.000 tắn/năm chiếm tới 81,79% số lượng

doanh nghiệp, nhưng tổng công suất chỉ chiếm 21,26% tơng cơng suất tồn ngành

Sự mắt cân đỗi giữa sản lượng bột giấy và giấy vẫn còn tiếp tục, do chưa có sự đầu tư hiệu quả trong sản xuất bột giấy Mặc dù giai đoạn 2005 - 2010 tăng trưởng bình quân 7,75%, nhưng hiện năng lực sản xuất bột giấy mới chỉ đáp ứng được khoảng 26% nhu cầu sản xuất của giai đoạn tương ứng Cũng trong giai đoạn trên, sản xuất giấy có mức tăng trưởng bình quân 11,11%, đáp ứng 56,6% nhu cầu tiêu dùng

Năm 2013 tiêu dùng giấy cả nước ước đạt gần 3 triệu tắn, nhưng sản lượng chi dat 2,1

triệu tấn, tăng khoang 17% so với năm 2012 Nhập khẩu giáy van cOn lon, dat gan 1 trigu tén

Một mặt yếu của ngành giấy Việt Nam là SỰ phát triển chưa bền vững, chưa hấp dẫn các nhà đầu tư nước ngoài, bị lệ thuộc và bột giấy nhập khẩu Sức cạnh tranh của ngành yếu so với các nước trong khu vực Trình độ công nghệ của ngành ở mức trung bình so với thế giới Phần lớn nhân lực của ngành chưa được đảo tạo chuyên nghiệp Sự liên kết hợp lực trong ngành yếu, Đề khắc phục những hạn chế nêu trên, đồng thời đáp ứng được nhu cầu giấy vẫn tiếp tục tăng, ngành giấy Việt Nam đã và đang tập trung mọi nguồn lực cho dau tu cải tạo công nghệ, thiết bị, mở rộng sản xuất và đầu tư mới các nhà máy lớn, hiện đại Tông công ty Giấy Việt Nam tiếp tục cải tạo và nẵng cao công suất của nhà may giấy Bai Bang, với hệ thống nghiền bột, say giấy, trắng phủ và xử lý bẻ mặt giấy đạt trình độ công nghệ cao Dây chuyền sản xuất bột giấy sunfat năng suất 130 ngàn tắn/năm từ nguồn nguyền liệu trong nước và giấy tráng phần chất lượng cao nãng suất 220 ngàn tắn/năm của Công ty cổ phân Giấy An Hòa, được đánh p giá là hiện đại và đạt trình độ cao trên thể giới Nhiều dự án nhà máy sản xuất bột cơ tây trắng, sản xuất giấy bao bì chất lượng cao quy mô lớn có đầu tư của các đoanh nghiệp trong và ngoài nước cũng đang

được triển khai,

1,2, PHAN LOAI VA TINH CHAT CUA BOT GIAY 1.2.1 Khái niệm về bật giấy

Trong công nghiệp, bán thành phẩm xơ sợi là sản phẩm xơ sợi được sản xuất ra dưới đạng thương phẩm hoặc được sử dụng tại chỗ làm nguyên liệu sản xuất giấy Như vậy bột bán thành phẩm xơ sợi dùng để sản xuất giây thì gọi là bộ giấy (tiếng Anh - pulp) Trén thực tế bột xơ sợi có tính chất tương tự có thế được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các

sản phẩm khác, như sợi nhân tạo, các dẫn xuất của xenlulozơ, vật liệu compozit hay vật liệu đặc biệt

Trang 19

Trong nhiều trường hợp, để đơn giản hóa khí mô tả hay đưa ra thông tin liên quan, người ta cũng thường dùng từ “bột nguyên thủy” để phân biệt với bột giấy tái chế, cũng là dạng bán thành phẩm xơ sợi, nhưng được sản xuất từ giấy phề liệu

Như vậy, về bản chất hóa học, khái niệm xơ sợi hay bột giầy được hiểu là bao gồm hai

thành phần chính là xenlulozơ (chủ yếu) và hemixenlulozơ, lẫn với các thành phản khác của nguyên liệu ban đầu Trên thực tế, người ta không sử dụng bột xenlulozơ tỉnh khiết để sản xuất giấy vì nhiễu lý do Ngoài ra, về cấu tạo, các thành phần của bột giấy thu được theo bất kỳ phương pháp sản xuất nào cũng đã bị thay đối ở mức độ nhiều hay ít

Trong tự nhiên, xenlulozơ và hemixenlulozơ là những hợp chất cao phân tử, là những thành phan chính cầu thành nên vách tế bảo thực vật Chúng có cấu trúc xơ sợi, vì vậy mà nguyên liệu thực vật xơ sợi là nguồn nguyên liệu duy nhất cho sản xuất bột giấy

Như đã biết, trong vách tế bào thực vật, các đại phân tử mạch thẳng xenlulozơ liên kết với nhau thành các vi sợi có chiều dài không xác định, đường kính khoảng 3,5nm Trong mỗi một vi sợi như vậy có tới 100 - 200 chuỗi đại phân tử, sắp xếp song song nhau hình thành nên vi sợi Các vi sợi này lại được sắp xếp theo hình dạng uốn cong, hình thành nên các tập hợp, gọi là xơ sợi, có đường kính khoảng 150nm, và chúng lại hình thành nên các lớp của vách tế bào

Do bậc trùng hợp của các polyme nêu trên trong nguyên liệu thực vật có giá trị khác nhau, nên một mẫu bột giấy bất kỳ đều bao gồm các đại phan tt xenlulozo va hemixenlulozơ có bậc trùng hợp khác nhau, vì vậy mà có thể nói bột giấy có tỉnh đa tán

Kích thước xơ sợi (chiều đài, chiều rộng) rất khác nhau chứ không đồng nhất,

1.2.2 Phân loại bật giấy và các phương pháp sản xuất bột giấy

Theo tính chất và công dụng, có thể phân loại bột giấy thành hai nhóm chính: bột hóa

và bột cơ (bột hiệu suất cao)

Khái niệm bó: hóa được hiểu là bột giấy được sản xuất theo phương pháp, mà trong

quá trình biển đổi nguyên liệu ban đầu thành bột, diễn ra dưới tác dụng chủ yếu của hóa chất, còn đôi với bô cơ, vai trò chính lại thuộc về tác nhân cơ học (nghiền, đánh tơi) Sự phân biệt này cũng mang tính tương đối, bởi công nghệ biện đại đều được thiết lập trên cơ

sở kết hợp cùng lúc của nhiều yếu tố (cơ học, hóa học, nhiệt động học, )

Trên thực tế, bột hóa là bột có hiệu suất khoảng 50% so với nguyên liệu ban đầu, có

thành phần chủ yếu là xenlulozơ (chiếm tới trên 90%), là bột giấy có chất lượng tốt Bột

hóa không tay trăng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy bao gói độ bên cao, như giấy bao xi măng, giấy bao gói, giấy làm túi xách, giấy cách điện, Bột hóa tẩy trắng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy có độ thẩm mỹ cao, như giấy in, giấy viết, giấy lọc, Bột cơ là bột giấy có hiệu suất cao (80 - 98% so với nguyên liệu ban đầu) Bột cơ

không tẩy trắng được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất giấy bao bì, cactông Bột cơ tẩy”

Trang 20

trắng được sử dụng cho sản xuất giấy bao bì chất lượng cao, giấy in báo, tạp chí, giấy

tissue và phối trộn với bột hóa để sản xuất giấy in, giấy viết

Nhìn chung, chúng loại bột piấy rất đa dạng, tùy thuộc vào công nghệ sản xuất và yêu

cầu mức chất lượng cũng như công dụng của chúng

Các phương pháp sản xuất bột giấy hiện có, được phân loại như sau: s® Phuong phap co hoc;

® - Phương pháp nấu kiềm (nấu xút và nấu sunfat);

« Phương pháp nấu sunđt; « Các phương pháp khác

Các phương pháp cơ học sản xuất ra các loại bộ/ cơ khác nhau Hiện nay có trên 2Ô

loại bột cơ, sử dụng cho sản xuất hàng chục loại giấy khác nhau

Phương pháp nấu kiểm là phương pháp nấu nguyên liệu với dung dịch hydroxit natri ở nhiệt độ và áp suất cao Các phương pháp nấu kiểm tương đối đa dạng Tùy thuộc vào

điều kiện của quá trình nấu, mà ta có thể thu được bột giấy có tính chất khác nhau, được

phân loại thành bội hóa (có hiệu suất khoảng 50%) và bột bán hóa (có hiệu suất 65 -

70%) Bột hóa theo phương pháp nấu kiểm có 02 loại: bôi xát - là bột giấy thu được từ

quá trình nấu nguyên liệu bằng dung dịch NaOH (có thể có bỗ sung xúc tác và các chất trợ nấu) và bội sun/ứn, là bột giấy thu được từ quá trình nấu nguyên liệu bang dung dịch

NaOH và Na;S (có thể có bổ sung xúc tác và các chất trợ nấu) Nấu kiềm, đặc biệt là nấu sunfat, là phương pháp phố biến nhất hiện nay, sản xuất ra phan lớn lượng bột giấy hằng

năm Ở nước ta, phương pháp nấu xút chỉ được áp dụng ở quy mô vừa và nhỏ, để sản

xuất ra bột bán hóa, sử dụng cho sản xuất giấy vàng mã và giấy bao gói Nấu sunfat là phương pháp đang được áp dụng ở quy mô lớn tại nhà máy giấy Bãi Bằng của Tổng Công ty Giấy Việt Nam và tại Công ty cổ phần Giấy An Hòa (Tuyên Quang) Nhìn

chung bột xút là dạng bột it phổ biến, Ở nước ta chỉ có duy nhất nhà máy bột giấy Hải

Dương sản xuất bột xút tây trắng

Khi nấu sưzjií, người ta xử lý nguyên liệu bằng các dung dịch khác nhau, chứa đioxit lưu huỳnh, axit sunfurơ và các muối trung tính hoặc muỗi axit của nó Các dạng phổ biến của phương pháp này 1a nau bisunfit, nau sunfit trung tính (có thể bổ sung xúc

tác và các chất trợ nấu), nấu sunfit tỉnh kiểm, Tuy nhiên, trên thực tế các loại bột

được sản xuất theo các phương pháp nấu sunfit khác nhau đều được gọi chung là bổi sunfit Nau sunñt là phương pháp truyền thống sản xuất bột giấy, song do ảnh hưởng môi trường và nhiều lý đo khác, phương pháp này chỉ côn tồn tại ở một số nước với sân lượng bột giấy không lớn lắm Ở nước ta người ta không áp dụng phương pháp này, kế cả quy mỗ vừa và nhỏ

Các phương pháp khác cũng có thể áp dụng cho sản xuất bột giấy là phương pháp oxi hóa sử dụng các chất oxi hóa đa dạng như oxi, hydropeoxit, các peraxit, để phân hủy

Trang 21

lignin, hay nấu với các chất hữu cơ, như rượu, phenol, các axit hữu cơ, este hoặc hỗn hợp các chất hữu cơ hay hỗn hợp các chất hữu cơ với các chất vô cơ, như NaOH Bột giấy thu được có thể là bột hóa hoặc bột bán hóa khác nhau Đây được xem là các phương pháp sản xuất bột giấy thân thiện môi trường khả thi, nhưng hiện nay các phương pháp này mới chỉ được ứng dụng hiệu quả trong quá trình tiền tây trang va tay trăng bột giấy

1.2.3 Tính chất và các chỉ tiêu chất lượng của bột giấy

Tính chất và các chỉ tiêu chất lượng của bột giấy được phản ánh qua thành phần hóa

học, tính chất quang học và các chỉ số độ bền cơ học của chúng Để phản ánh tính chất của bột giấy, người ta sử dụng một loạt các chỉ số khác nhau Dưới đây chỉ liệt kê một số tính chất chung nhất

- Ham lugng lignin con lại

La tinh chất đặc trưng của bột hóa chưa tẩy trắng Được xác định bằng các phương pháp trực tiếp (biến tính của các phương pháp sử dụng axit sunfrie, vv ) hoặc các phương pháp gián tiếp (phương pháp sử dụng kali permangant, clo, ) Trong thực tế, người ta thường sử dụng trị số Kappa, được xác định theo phương pháp permaganat, dé biểu thị hàm lượng lignin còn lại trong bột Chỉ số này là một trong những tính chất quan trọng nhất của bột hóa và bột bán hóa không tây trắng, nhưng không áp dụng (không xác định) đối với bột tẩy trắng, bột bán hóa hiệu suất trên 70% và bột cơ, do công nghệ sản xuất bột không nhằm mục đích tách loại lignin, còn đối với bột tây trắng, lignin chi c6n Jai dưới đạng “vết” (chỉ trên đưới 0,1%)

Đắi với bột hiệu suất cao (trên 70%) người ta sử dụng trị số Clo (Hay trị số Roe) để

biểu thị hàm lượng lignin trong bội

- Hàm lựng pcHtozdn

Hàm lượng pentozan trong bột hóa phụ thuộc vào quy trình nấu Thông thường, bột sunfat gỗ mềm chứa 10 - 11% pentozan, bột sunfit chứa 4 - 7%, còn các loại bột hóa tương tự từ gỗ cứng và thân thảo có thẻ có hàm lượng pentozan cao hơn

Sự có mặt của pentozan trong bột giấy là cần thiết, nó cải thiện được quá trình nghiền bột cho sản xuất giấy, có ảnh hướng tốt tới quá trình giá keo và nâng cao độ bền cơ học của giấy Mặc dù vậy, trong sản xuất người ta không chú ý lắm đến chỉ tiêu này của bột giấy

- Hàm lượng nhựa

Nhựa là khái niệm để chi tạp chất của bột giấy, chúng là các hợp chất (các chất chiết

xuất) có thể trích ly được băng các dung môi hữu cơ, như etanol, ete, benzen, axeton, Đại

lượng của chỉ số này phụ thuộc vào hàm lượng nhựa của từng loại nguyên liệu và phương pháp sản xuất bột Các loại bột sản xuất theo phương pháp nấu kiểm và nấu trong dung môi hữu cơ có hàm lượng nhựa thấp hơn, so với nau sunfit

Trang 22

Sự có mặt của các chất nhựa trong bột có thể ảnh hưởng xấu tới quá trình sản xuất giấy và tính chất của giấy, như kết bám đĩa nghiền, lưới xeo, lô ép, lô sấy, tăng độ bụi của giây, , là những cản trở và bất lợi cho quá trình sản xuất và nâng cao chât lượng giấy

- Độ tro

Là hàm lượng các chất vô cơ của bột giấy Chúng có nguồn gốc từ nguyên liệu ban đầu và từ các dung dịch của các tác nhân sử dụng trong quá trình sản xuất, Chỉ số này không

quan trọng lắm đối với đại đa số các loại bột nhưng lại rất quan trọng đối với các loại bột

giấy sử dụng cho sản xuất các loại giấy và cactông đặc biệt, như giấy lọc, giấy cách điện, giấy kỹ thuật điện, Độ tro cũng rất quan trọng đổi với các loại bột xenlulozơ dùng cho

sản xuất vật liệu và hóa chất

- Độ bụi

Là số lượng vết bản trên Im” bề mặt mẫu bột giấy được xeo theo phương pháp tiêu

chuẩn hóa Nguồn gốc của các vết bân này có thể là mụn vỏ cây, libe và các mảnh nguyên liệu chưa nấu kỹ, thường là các mẫu mắt hay các chất nhựa, tạp chất cơ học từ nguyên liệu,

bề mặt thiết bị, hóa chất, nước sản xuất, Yêu cầu về độ bụi của bột cũng khác nhau tủy

thuộc vào công dụng của bột, chăng hạn đổi với bột hóa tây trắng sử dụng cho sản xuất

giấy in, viết, độ bụi là 150 - 450/m’, đổi với bột chưa tây trắng có thể đao động trong khoảng 2000 - 4000/mỶ

- Độ trang

Độ trắng là thuộc tính đặc trưng của bột giấy tẩy trăng, phụ thuộc nhiều vào các

phương pháp sản xuất bột và có thể điều chỉnh bằng cách tây /

Độ trắng của bột (có đơn vị đo là % ISO) được xác định bằng thiết bị đo độ trắng

chuyên dụng, có nguyên lý hoạt động như một máy sơ màu với bộ lọc ánh sáng xanh, theo

nguyên tắc so sánh mẫu bột mang thử với mẫu vật liệu chuẩn có độ trắng 100%, thường là

một tắm được phủ một lớp sunfat mage, sunfat bari hay oxii mage theo các phương pháp đo khác nhau

Yêu cầu về độ trăng của bột phụ thuộc vào công dụng của chúng Chẳng hạn, đối với bột dùng sản xuất giấy in ảnh, tạp chí thì độ trắng yêu cầu là rất cao, còn đối với bột dùng

sản xuất các lớp trong của bìa cactông thì độ trắng hầu như không quy định

- Độ nhớt

Là một trong những thuộc tính quan trọng của bột giấy sử dụng cho sản xuất giấy, phản ảnh chiều dài đại phân tử xenlulozơ và hemixenlulozơ Giữa độ nhớt và độ bên cơ

học có môi liên hệ mật thiết Vẻ nguyên tắc, độ nhớt của bột giảm kéo theo độ bên cơ học

thấp

- Các tính chất độ bên cơ học

Là nhóm các chỉ tiêu chất lượng rất quan trọng, bởi độ bền của sản phẩm giấy phụ thuộc vào nhiều yếu tố, như độ bên và chiều dài xơ sợi, độ mềm đẻo và tinh dan héi của xơ

sợi, lực liên kết giữa các xơ sợi, độ đông đều của giẫy,

Trang 23

Các chỉ tiêu độ bền cơ học của bột giấy được xác định theo các phương pháp tiêu

chuẩn hóa, bằng các thiết bị đo hường chuyên dụng Độ bền cơ học của bột giấy hay giấy đều được đánh giá qua các chỉ tiêu, như độ bên đứt, độ bên nén, độ bên uốn, độ bên xẻ, độ chịu bục và lực liên kết giữa các xơ sợi

Các chỉ chất lượng của bột giấy nêu trên được xác định bằng các phương pháp tiêu

chuẩn hóa, như các tiêu chuân quốc tế (TAPPI, ISO, SCAN, ASTM) và tiêu chuẩn Việt

Nam (TCVN)

Ngoài các tính chất va chỉ tiêu chất lượng nêu trên của bột giấy, trong một số trường hợp nhất định, người ta có thể chú ý đến các tính chất và chỉ tiêu chất lượng khác, như thành phần polysaccarit, khả năng chỗng thấm, khả năng trương nở, độ đục, và độ thoát

nước của bột giấy

1.2.4 Lĩnh vực sử dụng của bột giấy

Sau quá trình tạo bột giấy (nấu hoặc xử lý kết hợp nghiên) ta thu được bột giấy chưa tay trắng, về nguyên tắc thường có độ trắng thấp Ngoài ra, bột chưa tẩy trắng còn chứa

nhiều tạp chất khác ngoài xơ SỢI, Để thu được bột giấy có độ trắng và chất lượng tốt hơn,

cần tiễn hành tây trắng

Với tính chất khác nhau tùy thuộc vào quy trình sản xuất, bột giấy được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất các sản phẩm giấy và cactông khác nhau, chẳng hạn:

- Bột hóa và bột bán hóa chưa tay trang: sản xuất giấy bao bì, cactông; - Bột hóa tây trắng: sản xuất giấy in, giấy viết;

- Bột cơ không tây trăng: sản xuất giấy báo, giấy bao gói, cactông:

- Bột co tay trắng: sản xuất giấy báo và giấy bao gói chất lượng cao, phối trộn với bột hóa để sản xuất gidy in, giấy viết

Bột giấy sử dụng cho sản xuất giấy phải có các tính chất tạo giấy phù hợp, tức là có khả năng chịu nghiền; có khả năng hình thành tờ giấy với độ bền cơ học nhất định, có thể được điều chỉnh qua quá trình nghiền; không trong suốt Ngoài ra, để sản xuất các loại giấy có yêu cầu thâm mỹ cao, bột giấy cần có độ trăng nhất định; độ bụi thấp hoặc băng không

1.3 NGUYEN LIEU SAN XUAT BỘT GIÁY

Cho dù được sản xuất theo phương pháp và nguồn nguyên liệu nao, thi thanh phan chính của bột giấy vẫn là xenlulozo, một polyme tự nhiên có nguồn gốc thực vật, vì vậy nguyên liệu sản xuất bột giấy là các loài thực vật thân gỗ và một số dạng nông - lâm sản

ngoài gỗ, trong đó gỗ là nguyên liệu chủ yếu, chiếm trên 90% lượng nguyên liệu sử dụng

hàng năm Trong số các ngành công nghiệp chế biến gỗ, thì công nghiệp bột giấy là ngành công nghiệp sử dụng gỗ nhiều nhất Sản lượng bột giấy hàng năm của Thế giới đạt trên 200 triệu tan,

Trang 24

Việc sử dụng các dạng nguyên liệu khác ngoài gỗ cho sản xuất bột giấy, đã được thực hiện từ thời kỳ hình thành ngành công nghiệp này Mặc dù gỗ vẫn là dạng nguyên liệu tốt nhất, và ngảy cảng có sự suy giảm về diện tích rừng trên toàn cầu, sự thiếu nguyên liệu cho

sản xuất bột giấy vẫn đang diễn ra ở nhiều quốc gia, nhưng nhìn chung trong một tương lai

gan, nganh giấy sẽ chưa gặp nhiều khó khăn trong vấn đề nguyên liệu, mặc dù vậy các dạng nguyên liệu phi gỗ vẫn được sử dụng do nhiều lý đo: đặc điểm tài nguyên rừng, công nghệ, yêu cầu đặc thù về sản phẩm, vấn để môi trường, Õ một số vùng trên thể giới, xu

hướng này ngày cảng Tăng

Có thể nói, nước ta là một nước giàu tài nguyên nguyên liệu giấy Đến năm 2011 diện

tích rừng nguyên liệu giấy theo quy hoạch là 470.000 ha, đã trỗng khoảng 250.000 ha, với khả năng cung cấp khoảng 402.000m” gỗ mềm, 5,550.000m” gỗ cứng và khoảng 665.000 tắn tre nứa Sản lượng dăm mảnh gỗ nguyên liệu giấy năm 2011 đạt trên 4 triệu tấn, tức đủ cho sản xuất khoảng 2 triệu tấn bột gidy các loại Mặc dù vậy, bột giấy ở nước ta vẫn được sản xuất cả từ tre nửa

1.3.1 Nguyên liệu gỗ

Nguyên liệu gỗ được cung cấp cho nhà máy sản xuất bột giấy dưới dạng gỗ trục (thân cây và cành nhánh), với kích thước khác nhau, và dạng đăm mảnh với quy cách chất lượng

nhất định :

Ở nước ta chưa có Tiêu chuẩn kỹ thuật chung đối với gỗ nguyên liệu gidy, ma méi nha máy có tiêu chuẩn kỹ thuật riêng, tủy thuộc vào tình hình thực tiễn về cung ứng nguyên liệu và phù hợp yêu cầu về công nghệ sản xuất của doanh nghiệp mình

Gỗ nguyên liệu giấy có hai loại: gỗ cây lá kim và gỗ cây lá rộng Theo đặc điểm về

tính chất và cầu tạo, gỗ cây lá kim thuộc loại gỗ mềm (sofwood) và gỗ cây lá rộng, thuộc

loại gỗ cứng (hardwood) Thành phần hóa học của chúng có sự khác biệt rõ rệt Gỗ cây lá

kim chứa nhiều lignin hon (27 - 30%), it hemixenlulozo hon (20 - 25%), trong gỗ cây lá

rộng các thành phần tương ứng là 1§ - 24% và 25 - 35% Ngoài ra gỗ cây lá kim chứa nhiều hexozan hơn và ít pentozan hơn Hàm lượng xenlulozơ trong gỗ cây lá kim và cây lá rộng hầu như không có sự khác biệt nhiều (chiếm 35 - 50%) Có thể nói, gỗ các loài cây lá

rộng nhiệt đới có thành phần hóa học gần giống với cây lá kim cùng vùng sinh trưởng,

Thành phần các chất trích ly của gỗ cây nhiệt đới phong phú hơn, so với các lồi cây vùng ơn đới Các nghiên cứu đến nay đã khẳng định, trong thành phần các chất trích ly của gỗ nhiệt đới không có axit nhựa

Trang 25

với phần thân giữa Theo các số liệu nghiên cứu, sự ảnh hưởng của tuổi cây đối với thành phân hóa học tương đối mâu thuẫn nhau VỊ trí địa lý sinh trưởng của cây ảnh hưởng không đáng kế đến thành phần hóa học của gỗ, song điều kiện sinh trưởng của tung cây có thể ảnh hưởng lớn đến thành phần hóa học của chúng

Về đặc điểm thực vật học, thành phần của cây thân gỗ bao gồm: - Thân cây: 50 - 90%;

- Rễ và gốc: 5 - 25%; ~ Cảnh nhánh: 5 - 20%,

Vẻ nguyên tắc, thân cây (gỗ trục) la phan tốt nhất để sản xuất bột giấy, song với phương châm tận dụng tôi da nguyên liệu, tất cả các phần còn lại của cây - phế liệu của chế biển khai thác, đều có thể tận dụng làm nguyên liệu sản xuất bột giấy, tùy thuộc vào từng loài cây mà xác định tính hợp lý của việc tận dụng chúng

Theo số liệu thông kê, trên thế giới hiện có trên 50 loài cây được ding làm nguyên liệu

sản xuất giấy, trong đó có 38 loài gỗ cứng và 13 loài gỗ mềm

Hiện nay các loại gỗ nguyên liệu sản xuất bột giấy ở Việt Nam gồm có: - Keo tai twong (Acacia magium)

Cây Kco tai tượng (hay Keo lá to, Keo mỡ) được đưa vào trồng thí điểm ở nước ta vào

những năm 80, hiện nay đang là nguồn nguyên liệu chính sản xuất bột giấy trong nước và xuất khẩu

Tùy thuộc vào điều kiện sinh trưởng và độ tuổi, khối lượng riêng của gỗ Keo tai tượng vào khoảng 460 - 500kg/mẺ

Độ tuổi khai thác thích hop nhất là 5 - 7 năm Ở độ tuổi này, cây Kco tai tượng cô chiều cao khoảng 20m; chiều dài phần thân lấy gỗ khoảng 10m; đường kính đoạn thân 1.2m (từ gốc) khoảng 20em; chu vi tầm 1,2m khoảng 60cm Khơi lượng của tồn cây tươi khoảng 350kg, trong đó thân cây chiếm khoảng 45%, cảnh nhánh khoảng 20%, vỏ cây khoảng 15% và lá cây 20%

Về thành phân hóa học, ở độ tuổi khai thác, gỗ Keo tai tượng chứa 48 - 50% xenlulozo, 23 - 26% lignin, 19 - 22% pentozan, 3 - 5% các chất trích ly và 0,3 - 0,5% các chất vô cơ

Với các tính chất trên, g6 Keo tai tượng rất phù hợp làm nguyên liệu sản xuất bột giấy

Thực tế cho thấy, nấu bột sunfat với mức dùng kiềm 20 - 22%, cho hiệu suất bột đạt 46 -

48% Từ gỗ Keo tai tượng có thê sản xuất bột hóa và bột cơ chất lượng cao, có độ trắng >80% ISO,

- Keo la tram (Acacia flavercent)

Trang 26

gỗ Keo lá tràm cao hơn Keo tai tượng và tương đương với gỗ Bạch đàn trắng, dao động trong khoảng 600kg/mẺ Về đặc điểm thực vật học, Keo lá tràm cũng tương tự Keo tai tượng Gỗ Keo lá tràm sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột giấy có hàm lượng

xenlulozo khoang 46 - 47%, lignin 25 - 26%, pentozan 19 - 20%, dé tro 0,4 - 0,6%

Hàm lượng các chất trích ly của Keo lá tràm thường cao hơn so với Keo tai tượng và có

thể chiếm tới 4 - 6%

- Keo lai (Acacia hybrid)

La giéng Keo duoc lai tự nhiên hoặc nhân tạo giữa Keo tai tượng và Keo lá tram, day

là giống cây có ưu thé rõ rệt về sinh trưởng, năng suất, đặc biệt là hàm lượng xenlulozơ cao

hơn so với Keo tai tượng và Keo lá tràm, hàm lượng pentozan và lignin trong gỗ Keo lai cũng cao hơn 2 loài Keo trên

Nấu bột sunf với mức dùng kiềm hoạt tính 20%, độ sunfua 25%, trong điều kiện hợp lý có thể cho bột có trị số Kappa khoảng 20 đơn vị, hiệu suất bột đạt 45 - 48%,

Có thể thấy, Keo tai tượng, Keo lá tràm và Keo lại được trồng nhiều ở khắp nơi trên cả

nước, tập trung ở các vùng Đông Bắc, Vùng Trung tâm, Tây Bắc, Đồng bằng sông Hồng,

Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ, Tây Nguyên, Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ

Ngoài ra, Keo lưỡi liềm (Acacia orassicarpa), trồng nhiều ở vùng Bắc Trung Bộ, Nam Trung Bộ và Đông Nam Bộ, cũng là nguyên liệu tốt cho sản xuất bột giấy

Năng suất các loại Keo trung bình có thể đạt 30 - 35m /ha/năm - Bach dan

Trong số loài gỗ cứng, Bạch đàn là loài cây có khỗi lượng thể tích tương đối cao Hiện

nay ở nước ta đang phát triển mạnh hai giỗng Bạch đàn, là Bạch đàn nâu hay Bạch đàn urd

(Eucalytus urophylla) va Bach dan caman hay Bach dan trắng caman (Eucalyptus

camandulensis), hai loại này có tốc độ sinh trưởng khá nhanh, phù hợp làm nguyên liệu

sản xuất bột giấy Ngoài ra, còn hai giống Bạch đàn phố biến khác, là Bạch đàn trắng

(Eucalyptus tereticorrnis) via Bach dan lai (Eucalyptus urophylla x Eucalyptus camaldunensis), cling duge str dung lam nguyên liệu sản xuất bột giấy

Về thành phân hóa học, gỗ Bạch đàn có hàm lượng xenlulozơ: 46 - 48%, lignin: 24 - 26%, pentozan: 21 - 22⁄4, các chất trích ly: 3 - 4% va dé tro khoảng 0,5%

Ở độ tuôi khai thác thích hợp (5 - 7 năm), cây Bạch đản urô có chiều cao khoảng 21 - 22m; chiều đài phần thân cây 12 - 13m; đường kính tầm 1.2m khoảng 20cm Năng suất

trung bình có thể đạt 25 - 27m /ha/năm

Nấu sunfat gỗ Bạch đàn ở điều kiện tương tự, cho bột giấy có hiệu suất thấp hơn 1 - 2% so với gỗ Keo

ˆ Ưu điểm của Bạch đân là chúng có thể phát triển được trong mọi điều kiện khí hậu, thổ

nhưỡng, vùng ngập mặn, đồi trọc , vì vậy hiện nay gỗ Bạch đản là loại nguyên liệu chủ

Trang 27

yêu cho sản xuất bột giấy, không chỉ ở nước ta, mà còn ở các nước khác trong khu vực, Úc hay Braxin

Ngoài các loại Keo và Bạch đản ra, Bồ đề - một loại cây có nhiều ở miền Bắc nước ta,

Thượng Lào, Thái Lan và một vải vùng thuộc Đông Nam A, cũng có thể sử dụng làm

nguyên liệu giấy Gỗ Bồ để đồng nhất, không có lõi, ty lệ vô thấp, có hàm lượng xenlulozơ

tương đối cao (khoảng 45%) Tuy nhiên, do năng suất không cao và trồng Bồ đề có ảnh

hưởng xấu tới độ phì nhiêu của đất, môi trường ít được cải thiện, nên hiện nay gỗ Bồ đẻ hẳu như không được phát triển và ít được sử dụng cho sản xuất giấy

- Cây lá kim

Trong số các loài cây lá kim ở nước ta, thì Thong ba 1a (Pinus kesiya) va Thong caribé (Pinus caribaea), Thong ma vi hay Thong dudi ngya (Pinus massoniana), déu là nguyén liệu tốt cho sản xuất bột g giấy chất lượng cao

Thông phát triển nhiều ở Lâm Đồng, Gia Lai, Kon Tum, Đắk Lắk, Vĩnh Phúc, Bột

giấy sản xuất từ gỗ Thông có độ bền cơ học cao, dùng để sản xuất giấy in, viết, giấy bao

gói có độ bền cao, như bao xỉ măng Gỗ thông là nguyên liệu tốt nhất để sản xuất bột cơ Tuy nhiên, Thông là loài cây phát triển chậm, năng suất trung bình của cây 15 năm tuôi chỉ

dat 15 - 16m’/ha/nam,

Ở các nước vùng ôn đới, như Phần Lan, Thụy Điển, Nga, Đức, gỗ cây lá kim như

các lồi Thơng (Pinus, Picea), Tung (Abies, Larix), la nguyén liéu chi yếu của céng nghiệp giấy Bên cạnh đó các loải cây lá rộng, như Dương (Populus tremula L), Bạch

duong (Betula pubescens E., Betula verrueosa E.), cũng được sử dụng rộng rãi 1.3.2 Nguyên liệu phi gỗ

Với khí hậu nhiệt đới, nước ta có nguồn nguyên liệu phí gỗ dồi đào cho sản xuất bột giấy, bao gồm các dạng chủ yếu sau:

- Luằng (Dendrocalamus membranceus)

Cây Luông phát triển tự nhiên va được trồng tại nhiều vùng Trung tâm,Tây Bắc, Bắc

Trung Bộ và có trữ lượng lớn ở vùng núi Thanh Hóa, Nghệ An, Hòa Bình

Cây Luéng có thé thích nghi ở độ cao 500 mét trên mực nước biến, nơi có nhiệt độ

trung bình 22°C, độ âm 80% và lượng mưa trung bình hang năm khoảng 1.500mm Tại Thanh Hóa, Luỗng có đường kính lớn nhất từ 17 dến 20cm, trung bình 12 - 15em, Cây cao nhất khoảng 15 đến 17m, than thang, thường sử dụng với độ dài từ 7 - 10m Những cây khai thác đến đệ dài 12m

Luồng có độ tuổi khai thác 3 - 5 năm, có thành phần hóa học tương đương gỗ, hàm

lượng xenlulozơ xấp xỉ 50%, lignin: 22 - 23%, pentozan: 18 - 19%

Trang 28

Luỗng nguyên liệu có khối lượng thể tích cao (khoảng 830ke/m*), chiều dài trung bình của xơ sợi lớn (đạt khoảng 1,9 - 2,5mm), tỷ lệ chiều dài/chiều rộng khoảng 160, là nguyên liệu truyền thống và thích hợp nhất cho sản xuất bột giấy làm giấy bao bì độ bên cao, như giấy bao gói xi mang, cacténg, song cũng thích hợp cho sản xuất giấy in, giấy viết

- Nguyên liệu tre - nứa (Bambusa)

Tre - Nửa là nguồn nguyên liệu lâu đời của ngành giấy Việt Nam, là loải cây mọc nhanh, có chu kỳ khai thác ngắn Tre - Nứa là loại nguyên liệu sản xuất giấy có chất lượng cao, chiều dài trung bình của xơ sợi khoảng 2mm, phù hợp cho sản xuất các loại giấy bao

bì, cactông, giấy in và giấy viết

Tre - Nứa mọc rải rác từ Bắc đến Nam, trên các lập địa khác nhau, ở các địa hình vùng

đổi núi khó khai thác Sản lượng Tre - Nứa phát triển tự nhiên thường thấp (chỉ khoảng 50

- 100 tần/ha/năãm), còn đối với rừng thâm canh và được chăm sóc tốt, sản lượng có thể đạt

gấp 4 - 5 lần Chu kỳ khai thác 2 - 3 năm tuổi

Bột giấy sản xuất từ nguyên liệu Tre - Nửa có độ trắng không cao, thông thường không vượt quá 80% ISO Ngoài ra, nhược điểm của dạng nguyên liệu này là hàm lượng

các chất vô cơ cao, chủ yếu là các hợp chất silic (có thể chiếm 3 - 42⁄2), gây ánh hưởng

bất lợi đến quá trình sản xuất Mặc dù vậy, hiện nay ở nước ra Tre - Nứa đang là nguồn nguyên liệu chủ yếu cho sản xuất bột giấy làm giấy cactông, bao gói và giấy vàng mã ở quy mô vừa và nhỏ

Ngoai ra, cay Lé 6 (Bambusa procera), 1A loài cây thân rỗng, phát triển nhiều ở vùng Đông - Nam Bộ, mọc thành bụi thưa, có chiều cao cây 14 - 18m, đường kính phổ biến 5 - 6cm, to hơn có thể đạt 7 - 8em, khối lượng thể tích trung bình khoảng 750kg/mỶ, có hàm lượng xenluloza trên 50%, lignin khoảng 22,%, chiều dài xơ sợi đạt 1,9 - 22mm, có thể sử

dụng làm nguyên liệu sản xuất bột giấy, nhưng hiện nay không được sử dụng

- Cay Day (Hibicus cannabinus)

Đây là loại thực vật ngắn ngày, mọc nhanh, cây có độ cao trung bình 2,5m, thời gian

thu hoạch từ 3 đến 6 tháng Nguyễn liệu đay chủ yếu có nhiều ở Hưng Lộc - Đồng Nai và

Tân Thuận - Long An, ở Thái Bình

Than Đay gồm 2 phần: vỏ và thân Phần vỏ (tơ Đay) có xơ sợi dài và mảnh (chiều dài xơ sợi trung bình khoảng 2,§mam, chiều rộng khoảng 0,02mm, ti lé dai/réng khoảng 149),

thích hợp làm nguyên liệu sản xuất giấy chất lượng cao Tơ Đay có hàm lượng xenlulozơ

43 - 46%, lignin: 11 - 13%; pentozan: 12 - 16%, độ trọ: 4,2 - 4,9%, Phan than Day co kich

thước xơ sợi tương đương với gỗ cây lá rộng, hàm lượng lignin 2l - 29%, đệ tro 1,5 - 2,53, hàm lượng pentozan và xenlulozơ tương đương to Day

Hiện nay cây Đay được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột cơ duy nhất tại nha máy

bột giấy Long An

Trang 29

- Phế thải, phế phụ phẩm công - nông nghiệp

Trong số các dạng phế thái, phế phụ phẩm sản xuất công nông nghiệp, có tính chất phủ hợp làm nguyên liệu sản xuất bột giấy, có thể kê đến như bã mía, rơm rạ, thân cây ngô, Ba mía có độ đài xơ sợi trung bình 1,2mm, hàm lượng xenlulozơ khoảng 47 - 49%, lipnin 20 - 23%, pentozan 25 - 27% va dé tro khoang 2,5%

‘Tuong ty, rom ra cé chiéu dai xo soi 1 - 1,5mm, ham lượng xenlulozơ khoảng 40%, lignin 20 - 22%, pentozan 15 - 7% va d6 tro 13 - 15%

Chiều đải xơ sợi của thân cây ngô vào khoảng 0,7 - 1,5mm, chiều rộng I1 - 12m, ham lugng lignin 20 - 21%, pentozan 20 - 22%, d6 tro 4,5 - 5% và hàm lượng xenlulozơ

tuong duong rom ra

Mặc đù có tiềm năng trữ lượng khá lớn, nhưng chúng đều có nhược điểm chung đó là chất không ồn định, hàm lượng các chất trích ly và các chất vô cơ cao (chủ yếu là các hợp chất silie) Ngoài ra, bã mía, thân cây ngô và kế cả rơm rạ còn chứa một thành phần bất lợi chưa được nghiên cứu, đó là tủy, gây khó khăn lớn cho quá trình sản xuất, đặc biệt là xco giấy, xử lý nước thái Vì vậy chúng chỉ có thể sử dụng làm nguyên liệu sản xuất bột giấy làm giấy cactông, bao gói chất lượng thấp, đồng thời ở quy mô vừa và nhỏ, Ở nước ta các dạng nguyên liệu này không được sử dụng phổ biến, mới chỉ có một vải doanh nghiệp nhỏ áp dụng công nghệ kiêm lạnh và nấu xút nguyên liệu bã mia

Nhìn chung, ở nước ta để phát triển công nghiệp bột giấy hiện đại chỉ có thể sử dung nguyên liệu là gỗ

1.3.3 Quy cách chất lượng của nguyên liệu sản xuất bột giấy

Các nhà máy sản xuất bột giấy có thể tồn trữ và sử dụng gỗ nguyên liệu đưới dạng sau;

- Gỗ trục (thân cây); - Gỗ ngọn, cảnh nhánh;

- Dăm mảnh pễ;

- Dăm mảnh vụn, mùn cưa và phế thải sản xuất cưa xẻ

Gỗ trục là phần thân cây cắt khúc, có kích thước khác nhau Đây là dạng nguyên liệu chất lượng nhất

Gỗ ngọn, cành nhnh là đạng nguyên liệu gỗ phân ngọn của thân cây có đường kính

bé hơn thân và cành cây Phần gỗ này thường có độ cong lớn, nhiêu mẫu mắt, có thể chứa

nhiễu vỏ, đa dạng về kích thước và có hàm lượng xơ sợi thấp hơn gỗ trục Yếu tổ khiến

cho loại gỗ này được sử dụng nhiều là giá rất thắp so với gỗ trục

Đăm mãnh gỗ được sản xuất ngay tại nhà máy hoặc ở những vùng thu mua nguyên

Trang 30

mua nguyên liệu đạng dăm mảnh nhiễu hơn, do việc chế biển dăm mảnh tại những vùng rừng nguyên liệu sẽ giúp giảm giá thành và giải quyết được những vấn để về môi trường,

như xử lý vỏ cay, dam manh vụn Mặc khác, công suất chặt mảnh của nhà máy sản xuất

bột giấy có thể không đáp ứng được khi tăng năng suất bột Bên cạnh đó, chất lượng dăm mảnh thụ mua khó kiểm soát hơn

Dam manh vun, main cua va phé thải của sân XHẤT cưa vẻ mộc, cũng có thê là nguồn nguyên liệu tốt cho sản xuất bột giấy Do kích thước khong déu, phần lớn xơ sợi bị phân

nhỏ trong quả trình cưa xẻ, hiệu suất và chỉ tiêu độ bền cơ học của bột sản xuất từ dang

nguyên liệu này thấp hơn so với từ dăm mảnh gỗ Ở nước ta hiện nay các dạng phế thải

này chưa được tận dụng cho sản xuất bột giấy

Các dạng Nguyên liệu phí gỗ được chế biến tại nơi thu mua hoặc tại nhà máy và được đưa vào sản xuất dưới dang dam mảnh hoặc đưới dạng khác, tủy thuộc vào tính chất của

nguyên liệu và yêu cầu công nghệ của nhà máy Nguyên liệu là luồng hay tre, nứa thường

được chặt mảnh, bã mía thường được sử dụng nguyên dạng từ nhà máy dường, nguyên liệu đay được chặt mảnh, cắt khúc hoặc nghiên sơ bộ,

1.3.4 Vận chuyến, tần trữ và bảo quản nguyên liệu - Vận chuyển nguyên tiệu

Vận chuyển nguyên liệu từ nơi khai thác, thu gom tới nhà máy được thực hiện bằng hai phương thức chủ yếu: bằng đường thủy và bằng đường bộ

VỀ nguyên tắc, vận chuyển bằng đường thủy là phương thức vận chuyển tới khoảng

cách xa, có chỉ phí thấp nhất Có hai phương pháp chính vận chuyển bằng đường thủy là

đóng bẻ và chở bằng xà lan

Đồng bè tự trôi hoặc bè được kéo bằng canô hay các phương tiện kéo đẩy khác trên sông, hồ, lạch hay eo, vịnh Phương thức này có thể gây ảnh hưởng đến môi trường nước của sông ngòi, nơi tiến hành các hoạt động vận chuyên Do đặc điểm khí hậu, thủy văn của nước ta (lượng mưa không đồng đều, lưu lượng nước sông không ôn định, ), phương pháp vận chuyên này cũng gặp nhiều khó khăn Mặc dù vậy, phương pháp vận chuyển này vẫn là phương pháp tương đối phổ biến đối với gỗ cây và rất phù hợp đổi với các loại nguyên liệu có thân rỗng, như tre nứa, luồng

Vận chuyển bằng xà lan là phương pháp có thể vận chuyển mọi loại nguyên liệu, dưới

dạng khác nhau Chỉ phí vận chuyển theo phương pháp này cao hơn so với đóng bè, song

đảm bảo vẫn đề bảo vệ môi trường

Trang 31

- Tần trữ và bảo quản nguyên liệu

Cũng như nhiều ngành sản xuất khác, các nhà máy sản xuất bột giấy và giấy thường có

quy mô lớn và tính liên tục hóa cao, lượng nguyên liệu sử dụng có thể đạt hàng trăm, hàng

chục ngàn tấn/ngày Do nhiều lý đo, khó có thể đuy trì và đáp ứng việc cung cấp nguyên

liệu liên tục và đều đặn Mặt khác nguyên liệu nhập vào cần xử lý, lựa chọn trước khi đưa vào sản xuất Vì vậy để duy trì hoạt động liên tục của nhà máy, cần dự trữ một lượng nguyên liệu vừa đủ, trên cơ sở năng lực tải chính, hiệu quả kinh tế và cơ sở hạ tầng sản

xuất của nhà rnáy

Hơn nữa, trong quá trình bảo quản và tồn trữ nguyên liệu, các tác dụng của môi trường

như gió, lên men tự nhiên có thể làm giảm độ ẩm, lượng nhựa trong nguyên liệu, , làm cho

chất lượng nguyên liệu ôn định hơn, một số biến đổi có thể có lợi cho quá trình chế biến

Bên cạnh những lợi ích nêu trên, để tồn trữ được khối lượng lớn nguyên liệu và duy trì

được chất lượng cần thiết trong thời gian bảo quản, cần có điều kiện cơ sở hạ tầng nhất định đáp ứng yêu cầu

Có hai phương thức tồn trữ và bảo quản gỗ trục phổ biến, là bảo quản dưới nước và trên cạn Phương thức bảo quản đưới nước chi mang tinh tam thời, khi nguyên liệu được

vận chuyên về nơi sản xuất băng đường thủy Trong điều kiện cho phép, có thể bảo quản

nguyên liệu dưới nước một thời gian nhất định ở nơi tập kết Tuy nhiên, bảo quản quá lâu

có thể ảnh hưởng đến chất lượng nguyên liệu, như hàm lượng nhựa và độ âm cao, phan

hủy sinh học hoặc kéo theo bùn đất không cần thiết, gây ô nhiễm môi trường

Bảo quản, tồn trữ gỗ trên cạn là phương thức phổ biến Trong quá trình tồn trữ, hàm

lượng nhựa trong gỗ giảm, các tạp chất đính theo gỗ được loại bỏ một phần, yếu tế này đặc biệt quan trọng đối với quá trình sản xuất Bảo quản gỗ trên cạn tiện lợi cho quá trình kiểm

soát chất lượng nguyên liệu, song ở những vùng khí hậu ấm hiện tượng mốc mục gỗ diễn ra tất nghiệm trọng

Khi tồn trữ gỗ trong kho bãi trên cạn, gỗ được xếp đồng tùy thuộc vào chủng loại và

kích thước, vì vậy khâu phân loại gỗ là rất can thiết, đảm bão tính hiệu quả trong việc sử

dụng điện tích kho bãi và sự luân chuyển nguyên liện diễn ra dé đàng và thuận tiện

Xếp đồng là phương pháp phô biển nhất để tồn trữ gỗ trục Phương pháp xếp đồng

được phân chia thành: xếp lớp, xếp ngang hàng và xếp rời Thông thường gỗ đã bóc vỏ và

gỗ chưa bóc vỏ được xếp đồng riêng biệt Đôi khi cũng có sự xếp xen kẽ Ở nước ta hiện nay, trường hợp khai thác thủ công và bán thủ công ở quy mô vừa và nhỏ, gỗ thường được bóc vỏ ngay khi mới khai thác (dễ dang bóc vỏ hơn), rồi tiếp tục được vận chuyển về nơi chặt mảnh, Đối với trường hợp khai thác quy mô lớn, có mức cơ giới hóa cao, gỗ chưa bóc vỏ được vận chuyển về nhà máy, rồi được tồn trữ, sau đó mới đưa vào bóc vỏ đồng thời

với chặt mảnh

Trang 32

Hình 1.3 Vận chuyển và xếp đồng gỗ ở Nhà máy bột giấy An Hòa Quy cách bảo quản nguyên liệu gỗ trục nên áp dụng như sau:

Chiều dài đồng: không nên vượt quá 300m, trường hợp xếp thủ công chiều dài đồng nhỏ hơn 100m,với gỗ ngắn, cành nhánh, chiều đài dống hợp lý là khoảng 30m

Chiều rộng đồng: 3 - 6m

Chiêu cao đồng: xếp thủ cơng 2 ¬ 4m, xếp cơ giới có thể xếp đồng cao tới 8m

Khoảng cách giữa các đồng: 1 - 3m, không nên nhỏ hơn 0,5m; khoảng cách giữa các nhóm nguyên liệu thường 10 - 15m, giữa các khu nguyên liệu: l5 - 25m

Nguyên liệu là đăm mảnh được tồn trữ và bảo quản ở kho bãi ngoài trời hoặc có mái che, dưới dạng các đồng có quy mô tùy thuộc vào dạng nguyên liệu và cơ sở hạ tầng, phương tiện bốc đỡ của nhà máy

1.3.5 Chuẩn bị nguyên liệu

Chuẩn bị nguyên liệu có thể xem là công đoạn đầu tiên quan trọng của quá trình sản

xuất bột hóa cũng như bột cơ Mục đích của chuẩn bị nguyên liệu là biến nguyên liệu ban đầu ở dạng thân cây hay kích thước lớn, thành dang phù hợp cho quá trình tạo bột giấy

Trang 33

(nấu hoặc nghiền) Tùy thuộc vào dạng bột (bột cơ hay bột hóa), phương pháp sản xuất (nấu, mải hay nghiền nguyên liệu) mà lựa chọn các công đoạn và phương pháp, hệ thông thiết bị chuẩn bị nguyên liệu sao cho phù hợp với các yêu cầu công nghệ đặt ra

Các tiêu chuẩn về quy cách chất lượng và phương pháp đánh giá chất lượng, nguyên

tic giao nhan, tôn trữ và bảo quản dim mảnh, được quy định bởi các Tiêu chuẩn kỹ thuật

của nhà máy sản xuất, Ở nhiều quốc gìa trên thế giới có các Tiêu chuẩn quốc gia hoặc Tiêu chuẩn ngành

Ở nước ta chưa có các tiêu chuẩn hay quy định thống nhất, mà mỗi nhà máy hoặc cơ sở sản xuất bột giấy, chế biến dăm mảnh, có các Tiêu chuẩn kỹ thuật riêng, phù hợp với yêu cầu, điều kiện sản xuất, công nghệ và trang thiết bị sản xuất hiện có,

Về nguyên tắc, đăm mảnh sử dụng cho nấu hay nghiền phải có kích thước đồng đều, thường là: chiêu đài I5 - 25mm; rộng 5 - 20mm; dảy 3 - 5mm, lượng dăm mảnh hợp cách phải lớn hơn 90%,

Thông thường, nguyên liệu sau khai thác được tồn trữ và bảo quản trong vòng | - 3 tháng trước khi đưa vào sản xuất, để đạt độ âm thích hợp 25 - 35% Trong điều kiện khí

hậu nhiệt đới, mưa nhiều, thời gian bảo quản thường không quá 3 tháng, do để lâu sẽ dẫn

dến những tổn thất và khó khăn cho quá trình chế biến, như bị nứt, mục

Trước khi đưa vào dây chuyển chuẩn bị nguyên liệu, gỗ hay tre nứa được đưa qua cửa

đỏ kim loại, để tránh hư hỏng các thiết bị gia công và được xối rửa băng nước, để làm sạch và tạo cho bề mặt gỗ hay tre nứa độ nhớt cần thiết, thuận lợi cho sự lưu chuyền của chúng

trong đây chuyển sản xuất, do từ công đoạn sản xuất nảy chúng chủ yêu được lưu chuyển trên hệ thang bang tải Nguyên liệu đưa vào nấu hay nghiền là nguyên liệu dạng dăm mảnh hợp cách, vì vậy quá trình chế biển dăm mảnh từ go trục hoặc tre nứa bao gồm nhiều công

Trang 34

- Cắt khúc gỗ

Là công đoạn đầu tiên của quá trình chuân bị nguyên liệu Gỗ nguyên liệu sau khai thác được đưa về các nhà máy dưới dạng gỗ dài Cắt khúc là cần thiết do sau khai thác thường có chiều dai lớn, độ cong nhất định, vì vậy cần cắt khúc để phù hợp với phương tiện vận chuyền Bên cạnh đó, nếu chiều dài quá lớn sẽ ảnh hưởng đến năng suất của dây chuyền vận chuyển chúng vào các thiết bị chế chặt mảnh

- Bóc vỏ gỗ

Vỏ cây thông thường chiếm 10 - 15%, thậm chí có loài cây lên tới 18 - 20% khối lượng toàn thân cây, là phần nguyên liệu chứa it xo sgi, khong có lợi cho quá trình tạo bột và có ảnh hưởng xấu tới chất lượng của bột g giấy, vì vậy cần được bóc bỏ cảng triệt để càng tốt

Theo thực tế khai thác hiện nay ở nước ta, vỏ cây có thể được bóc ngay tại nơi khai

thác trước khi vận chuyển về nơi bảo quản và chặt mảnh, Phương pháp bóc vỏ thường là

thủ công, tuy nhiên năng suất cũng tương đối cao và vỏ được bóc triệt để hơn Trường hợp bóc vỏ tại nhà máy sản xuất, người ta có thể sử dụng các loại thiết bị bóc vỏ gỒ hiện đại, như thùng bóc vỏ, máy bóc vó dạng rôto, mấy lước vỏ dạng thủng và dạng tunnel Đi với wd nước ta, phố biển và phù hợp nhất vẫn là thùng bóc vỏ, có năng suất cao và cho phép bóc vỏ gỗ có kích thước, độ cong khác nhau | ALL AL | aad | bộc vả| “TẾT CHẾ) CẤU „ Hình 1.5 Thùng bóc vỏ gỗ | - Khoang kin (dé lam ẩm hoặc xông hơi gỗ), 2 - Khoang bóc vỏ; 3 - Đệm nước (đệm khí) 4 - Bộ dẫn động quay thùng; 5 - Vách ngăn tự xã

Các loại thùng bóc vô hiện đại có thể có đường kính tới 5 - óm, chiều dài tới 30 - 35m, sử dụng gỗ dài 2 - 6m, năng suất có thê đạt từ 40 - 50m”/h đến 300 - 400m”/h

- Chặt mảnh nguyên liệu

Để sản xuất bột hóa, bột cơ từ gỗ hay ludng, tre nứa chúng cũng cần được chặt thành mảnh, tức được chế biến thành đăm mảnh hợp cách, có kích thước phù hợp với yêu câu

Các thông số chất lượng của đăm mảnh bao gồm:

- Kích thước đăm mảnh hợp cách (dài, rộng, day);

-_ Thành phần kích cỡ dăm mảnh (tỉ lệ đăm mảnh hợp cách và không hợp cách);

- Chất lượng bể mặt cắt

Trang 35

Hiện nay trong công nghiệp, để chế biến gỗ trục thành dăm mảnh nguyên liệu, người ta sử dụng các loại máy chặt mảnh dạng dao quay, có năng suất và các tính năng sử dụng

khác nhau (hình 1.6)

Hình 1.6 Các loại máy chặt mảnh gỗ

Các loại máy chặt mảnh nhỏ (của Trung Quốc, Đài Loan) có năng suất từ vải đến vải

chụem”/h, còn các loại máy chặt mảnh hiện đại có năng suất hàng trăm đến vài ngaam’/h Các loại máy chặt mảnh nhỏ lại có kích thước nhỏ dé di chuyến, lắp đặt và vận hành, rất phù hợp với ngành sản xuất đăm mảnh nguyên liệu giấy của nước ta hiện nay, với hàng ngàn doanh nghiệp trên khắp cả nước, sử dụng nguyên liệu là gỗ kích thước nhỏ Các nhà máy lớn, như nhà máy giầy Bãi Băng và nhà máy Bột giấy An Hòa, đều sử dụng một máy chặt mảnh hiện đại với gỗ kích thước lớn, cho dăm mảnh nguyên liệu chất lượng cao

- Sang chon dim mảnh

Cho dù có sử dụng những loại máy chặt mảnh hiện đại nhất, mảnh nguyên liệu thu được cũng có thành phần không đồng nhất về kích cỡ, do sự khác biệt nhau về tính chất

của gỗ, sự xê dịch của gỗ khi chặt mảnh, kết cầu của máy chặt mảnh khơng hồn thiện Để kiểm soát kích thước đăm mảnh, người fa áp dụng phương pháp sàng chọn, qua đó có thể phân loại được các loại đăm mảnh như sau:

~ Mảnh hợp cách (có kích cỡ phù hợp);

- Mảnh nhỏ;

- Mảnh vụn và mùn vụn gỗ; - Mảnh quả cỡ,

Tùy thuộc vào dạng nguyên liệu mà quy định tiêu chuẩn kích cỡ cho các loại đăm nêu trên, Phần mảnh hợp cách và mảnh nhỏ thường được phỗi trộn với nhau để đưa vào sản xuất,

Manh vụn và mùn vụn gỗ chiếm khoảng l - 3% Ngoài mùn vụn gỗ ra, phần dăm

mảnh nảy còn chứa vỏ cây còn sót lại, các tạp chất cứng, nhựa, các mảnh vụn của mẫu mắt

Trang 36

đoạn sản xuất khác như thu hồi hóa chất, xử lý nước thải, làm tăng mức tiêu hao hóa chất,

nãng lượng, Vị vậy, trong quá trình chặt mảnh và sàng chọn cần giảm tối thiểu lượng đdăm mảnh này và tách chúng ra khỏi phần dăm mảnh đưa vào sản xuất

Lượng mảnh quá cỡ có thể chiếm từ 4 - 5% tới 10 - 12%, tùy thuộc vào kết cầu của

máy chặt mảnh Phần mảnh nảy được sàng chọn và tiếp tục chặt lại để thu mảnh hợp cách

Sảng chọn mảnh được thực hiện băng các loại máy sảng có kết cấu khác nhau, như sang

ray, sang vi hoặc sảng thanh răng Sàng có mặt rấy là loại phổ biến nhất hiện nay Chung có chân để và hoặc kiểu treo (hình 1.7 va 1 8), có thể phân loại mảnh thành ba phan: phan manh

quá cỡ, về nguyên tắc, được đưa đi xử ly lai bang may chặt mảnh hoặc may nghién; phần mảnh dày, mảnh hợp cách và mảnh nhỏ đưa vào sản xuất; phần dăm mảnh vụn Nhược điểm của loại sảng này là không phân loại được mảnh dày, trong đó có phần mẫu mắt, và không

giữ lại được một lượng tương đối (tới 3%) mảnh nhỏ nhưng hợp cách

Hinh 1.7 Sang ray nghiéng dang chan dé Hình 1.8 Sàng rây nghiêng dạng treo

Đề sảng chọn được mảnh dày người ta sử dụng các loại sàng kiểu đĩa tròn, kiểu trục và

kiểu thanh răng, với sơ đỗ sàng chọn nhiêu cấp

1.4 CÔNG NGHỆ SÁN XUẤT BỘT GIÁY BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

1.4.1 Công nghệ sắn xuất bột sunfat

Nấu sunfat là phương pháp sản xuất bột giấy phổ biến nhất, có hiệu quả kinh tế cao, cho phép sử dụng tất cả các loại nguyên liệu khác nhau, kể cả các loại nguyên liệu có hàm

lượng nhựa cao và sản xuất ra bột giấy (bội hóa) chat lượng cao,

Bột giấy sunfat chiêm trên 65% tổng sản lượng bột giấy trên thế giới Ở nước ta, bột giấy sunfat được sản xuất từ năm 1984 tại nhà máy Giấy Bãi Bằng, Phú Thọ, thuộc Tổng Công ty Giấy Việt Nam, do Thụy Điển xây dựng và đã trở thành một điển hình công nghiệp không chỉ của ngành giấy Hiện nay, với việc Công ty cỗ phần Giấy An Hòa, Tuyên Quang, với công suất thiết kế 130 ngàn tần/năm, đi vào hoạt động từ cuỗi năm 2011, sản lượng bột giấy sunfat có thể đạt gần 200 ngàn tấn năm, chiếm gần 50% tổng sản lượng bột giấy của cả nước Vì vậy, có thể nói sân xuất bột giấy sunfat là lĩnh vực có quy mô lớn và giữ vai trò quan trọng trong công nghiệp giẫy

Trang 37

Như đã nêu trên, nấu sunfat là một dạng của phương pháp nấu kiêm để sản xuất bột

hóa, được áp dụng từ năm 1879, khi kỹ sư Dalh người Đức đã dựa ra sáng kiến sử dụng Na;SOa trong chu trình thu hồi kiểm thay cho soda Nhờ đó, dịch nấu thu được ngoài NaOH ra còn chứa một lượng Na¿S đáng kê, hợp chất này đã nâng cao hiệu suất và chất lượng bột thu được Kẻ từ đó phương pháp mới này có tên là nấu sunfat,

LALA Các khái niệm cơ bản

Nếu bột giấy là quá trình xử lý nguyên liệu có quy cách chất lượng nhất định, trong

thiết bị chuyên dụng (nỗi nấu), bằng dung dịch hóa chất ở nhiệt độ và ap suất cao, để thu được huyền phù bột xơ sợi, sau đó được xử lý thành bột có chất lượng nhất định, sử dụng cho sản xuất giấy

Nấu bột xenlulozơ, sử dụng cho sản xuất hóa chất và vật liệu, cũng được tiễn hành

tương tự nâu bột giấy Sự khác biệt biểu hiện ở các chế độ công nghệ nấu và xử lý bột sau

nấu, tùy thuộc vào mức chất lượng bột xenlulozơ cần đạt

Mite tách loại lignin phan anh lượng lignin bị phân hủy, hòa tan và tách ra khỏi

nguyên liệu khi nau, hay từ bột g giấy chưa tây trắng khi tẩy tring Dai lượng này có thể biếu thị bảng tỉ lệ giữa lượng lignin bị tách loại so với lượng lignin ban đầu, thường có đơn vị đo là (%0)

Dịch nấu là dung dịch các hóa chất sử dụng cho nấu bột giấy

Dịch trắng là dịch nấu mới được pha chế, chuẩn bị cấp cho nấu bột

Dịch xanh là dụng dịch các hóa chất thu được từ quả trình thụ hồi hóa chất, sau khi hòa

tan các chất vô cơ nóng chảy vào nước Sau khi xút hóa và lắng, lọc, dịch xanh sẽ chuyển hóa thành dịch trắng Đây là dung địch hóa chất được tái sử dụng dé nau bột

Dich den là phan chat long thu duge sau khi nấu bột Thành phần chủ yếu của nó bao gồm các hóa chất còn dư của dịch nấu ban dầu, các sản phẩm hòa tan và phân hủy nguyên liệu, đồng thời một lượng nhỏ các xơ sợi nhỏ chưa được loại bỏ

Tên gọi của các loại dụng dịch nêu trên tương ứng với màu của chúng mả ta quan sát được

Ti dich hay modun nấu là tỉ lệ tiữa thể tích địch nấu (tính bằngm”) và khếi lượng của nguyên liệu mang nau (khô tuyệt đối tính bằng tắn)

Hiệu suất bột (%) là tỉ lệ giữa khối lượng bột giấy thu được so với nguyên liệu ban đầu Quả trình nấu bột giấy (bột hóa, bột bán hóa, bột hiệu suất cao) bao gồm các công đoạn chính, là cấp nguyen liệu và dịch nấu, tăng ôn (gia nhiệt tới nhiệt độ nhất định), bđo

ôn (duy trì ở nhiệt độ nhất định trong một khoảng thời gian nhất định) và dỡ bột

Trong công nphiệp, dung dịch nấu xút chứa hai thành phần chính là hydroxit natri và cacbonat natri Thành phần hoạt tính của dịch nau sunfat là NaOH + NaaS, ngoài ra trong dịch nấu côn chứa mệt lượng nhỏ các muối cacbonat, thiosunfat, sunfat và polysunfua natri Sự có mặt của các hợp chất này liên quan tới các phản ứng diễn ra trong quá trình thu hồi hóa chất

Trang 38

Trong dung dịch nâu xút, hydroxit natri phân ly theo phương trình sau: NaQH «+ Na” + OH”, và thành phần hoạt tính là hydroxit - anion

Tương tự, trong dịch nấu sunfầt, cùng với sự phân ly của NaOH, diễn ra thủy phân Na¿§ theo phương trình phân ứng sau:

Na¿S + HạO <+ NaOII + NaSH

và sự phân ly của hydrosunfua natri vừa được tạo thành theo phương trình sau:

NaSH > Na” + SHˆ

VÌ vậy, các phân từ hoạt tính của dịch nẫu sunfat là hydroxit - anion va anion sunfua

hydro Chúng là các thành phần tham gia trực tiếp vào các phản ứng phân hủy các thành phần của nguyên liệu (gỗ hoặc phi gỗ)

Để biểu thị các tác nhân nấu người ta đưa ra các khái niệm sau:

Dịch nấu ban đầu mới pha chế gọi là dịch rắng Dịch thu được sau nấu (có màu đen} gọi là dịch đen Dich thu được trong quá trình thu hồi hóa chất được tái sử dụng gọi là địch xanh, Cac tên gọi như vậy được dựa trên màu sắc của chúng

Kiềm hoạt tính là lượng NaOH khi nâu xút, hoặc tổng lượng (NaOH + Na;§) khi nấu

sunfat Tổng lượng kiểm hoạt tính và muối cacbonat (NaOH + Na;CO;) khi nâu xút, hay

(NaOH + Na2S + NaCQ;) khi nấu sunfat gọi là tong kiém, còn gid tri (NaOH + 1/2NayS)

được gọi là kiểm hiệu dụng Đơn vị của chúng là đơn vị khối lượng, quy đổi theo đơn vị

NaOH hoặc Na;O, Ðv NaOH = đv Na;O 1,290; đv Na¿O = đv NaOH 0,775

Ngoài ra, giữa các thành phần của dịch nấu có các tương quan sau: Dé kiém hoa = — NaOH _ (%); NaOH +Na:CO; DO sunfua = —_ Nas _ (%); NaOH + Na:S Mite thu bằi(mức khử) = ——_ tŠ — tạ, Na:Š + Na.S5O

Khi tính toán, khối lượng các muối natri tương ứng được quy đổi sang đơn vị NaOH

hoặc NazO Trong thực tế sản xuất, trị số của độ kiêm hóa 82 - 88%; độ sunfua dao động trong khoảng 15 - 35%, còn mức thu hồi hóa chất đối với các nhà máy hiện đại có thể đạt

trên 90%

Mic dùng kiểm (mức sử dụng kiểm) là lượng kiểm hoạt tính cấp cho nau (tính bằng % sơ

với nguyên liệu khô tuyệt đối) Trong thực tế mức đùng kiểm thường vào khoảng 18 - 22%

Tỉ dịch là tì lệ giữa khối lượng của nguyên liệu khô tuyệt đối (tính băng tấn) và khối

chất lòng (bao gồm dịch nấu và nước chứa trong nguyên liệu, tính bằng mỶ) Trong thực tế tỉ địch nâu thường vào khoảng từ 1:3 đến 1:8 Nấu sunfat giản đoạn đối với nguyên liệu gỗ thường áp dụng tỉ dịch 1:4

Trang 39

Trong một số tài liệu và thực tiễn sản xuất, có thể gặp một số sự khác biệt nhất định

trong việc sử dụng các khái niệm trên Chăng hạn, ở các nhà máy của Mỹ hoặc vùng Seadinavơ, người ta biểu thị độ sunfia bằng tỉ số của sunfua natri trên tổng kiểm (chứ

không phải kiểm hoạt tính)

Nẵng độ kiểm hoạt tính trong dịch trăng, sử dụng cho nấu thường đao động trong

khoảng 90 - 120kg Na;O/Im” dung địch Khi tiến hành nấu, sau khi cấp dịch nấu vào nỗi

nấu, dịch nấu được pha loãng băng một phản dịch đen tái sử dụng và/hoặc nước chứa trong nguyên liệu, nồng độ kiểm hoạt tính khi đó giâm xuống còn 30 - 40kg Na¿O (40 - 80kg

NaOH)/m’ Với nồng độ đó (tương ứng 1 - 2 mol/l) dich nấu có độ pH ban đầu tương đối cao, khoảng 13 - 14 Khi gần kết thúc quá trình nấu, nồng độ kiểm hoạt tính giảm còn 3 - 5kg

Na;Om`, tức giảm gần 10 lần so với nồng độ ban đầu, song pH của dung dịch chỉ thay đổi không đáng kể, trong khoảng pH 12 - 13 Nguyên đo là sự có mặt của một lượng lớn các

muỗi natri khác nhau, được tạo thành từ các axit vô cơ yêu và các axit hữu cơ trong dung dịch vào thời điểm kết thúc chu trình nấu, tạo thành một dung dịch đệm, nhờ vậy mà pI1 của

dịch nâu sau khi kết thúc chu trình nâu vẫn tương đối cao, thậm chí kế cả khi toàn bộ lượng

kiểm hoạt tính trong địch nấu đã bị tiêu hao cho các phản ứng với các chất hữu cơ

Trong điều kiện nấu kiềm, tất cả các thành phần của nguyên liệu đều tham gia vào phản

ứng với các tác nhân của dịch nấu ở một mức độ nào đó, các sản phẩm phân hủy bao gồm phản lớn là lignin, một phần polysaecarit và các chất chiết xuất tan vào dung dịch tạo thành dich đen Tổng cộng có tới trên dưới 50% nguyên liệu ban dau bj hoa tan Số lượng và thành

phần các sản phẩm phân hủy phụ thuộc vào loại nguyên liệu và điều kiện nâu

Khi nấu, kiềm bị tiêu hao cho các phản ứng với lignin, hòa tan polysaccarit, trung hòa các axit hữu cơ chứa trong gỗ cũng như được tạo thành trong quá trình nấu, các phản ứng

với các chất chiết xuất, và một phan kiểm bị hấp phụ trên bể mặt xơ sợi

Nhu vậy khi nấu sunfat có tới 25% tổng lượng kiềm hoạt tính tiêu hao cho hòa tan

lignin Ở cuối quá trình nấu, trong dung dịch chỉ còn lai 65 - 80% sunfua natri và một

lượng kiềm nhỏ

1.4.1.2 Diễn biến của quá trình nấu bột giấy suntat

Có thể nói, quá trình nấu sunfat hay nấu xút bao gồm các giai đoạn diễn ra liên tục theo trình tự sau đây:

Nguyên liệu được ngâm tâm bằng dịch nấu, tức dịch nấu được thẩm thấu vào sâu trong tận vách tệ bảo của nguyên liệu thực vật;

Kiểm hoạt tính hap phụ lên bề mặt chịu phân ứng của mảnh nguyên liệu, các tác nhân thâm nhập qua vách tế bảo, làm trương nở mê thực vật;

Các phản ứng hóa học diễn ra ngay tức khắc, giữa các tác nhân của dịch nấu với các

thành phần của nguyên liệu thực vật, trong đó chủ yêu là lignin bị phân hủy mạnh, một phản hemixenlulozơ và xenlulozơ bị phân hủy, các chất chiết xuất và các chất vô cơ cũng

bị hòa tan;

Trang 40

Cac san pham phan huy nguyên liệu khuếch tán và hòa tan vào dung dịch, còn lại là xơ sợi, có thành phần chủ yếu là xenlulozơ, hemixenlulozơ, chứa các tạp chất là lignin, các

chất chiết xuất, các chất vô cơ chưa bị hòa tan;

Trong dung dịch tiếp tục diễn ra các biến đổi hóa học của các sản phẩm mới tạo thành và các quá trình phụ được tiếp diễn, tới khi tạo thành các hợp chất thấp phân tử, bền hóa học ở điều kiện nấu

Như vậy, kết thúc quá trình nấu ta thu được huyền phù bột xơ sợi lẫn trong đung dịch (dịch đen), có nông độ khoảng 50%, Đề thu được bột giấy, cần phải qua các công đoạn tiếp

theo, như rửa bột, sảng chọn và làm sạch bột

Cơ chế thẩm thấu dịch nấu vào nguyên liệu có thể tóm tắt như sau; Ngay khi tiếp xúc

với dăm mảnh, địch nấu bắt đầu thấm thấu vào phía trong của dăm mảnh, khi đó một loạt các phân ứng hoá học cũng bắt đầu xảy ra Do vậy, tác dụng thấm thấu của địch nấu là rất quan trọng, tạo điều kiện cho các phản ú ứng hoá học diễn ra thuận lợi

Các thành phân của dịch nâu thẩm thấu vào đãm mảnh theo hai hình thức khác nhau:

~ Theo quá trình thẩm thấu của dịch nấu vào sâu bên trong dăm mảnh;

- Theo quá trình khuếch tán khi đăm mảnh đã bị bão hòa dịch nấu

Hai hình thức chuyển địch này diễn ra nhờ những tác dụng không giống nhau tạo nên Quá trình thứ nhất diễn ra nhờ lực tác dụng của mao quản và áp lực bên ngoài, còn quá

trình thứ hai diễn ra do sự chênh lệch về nông độ của các chất trong dịch nấu bên ngoài

đăm và bên trong dăm mảnh

Tốc độ thâm thấu được quyết định bởi kết cấu mao quần của nguyên liệu, tuân theo phương trình sau:

V nr “Ap

t in

Trong đó: V 1a thé tích địch nấu đi qua mao quản trong khoảng thời gian /; ø là số lượng mao quản;

r là bán kính mao quản; L là chiều dai mao quan;

7 là độ nhớt của dung địch:

4p là độ chênh áp suất (giữa sức căng bề mặt và áp lực từ bên ngoài)

Bởi vì lưu lượng lại tỷ lệ thuận với bán kính mũ 4 của mao quản, đo vậy bán kính của mao quản là yếu tế quan trọng nhất Các loại nguyên liệu khác nhau, hay cùng một loại nguyên liệu mà ở các vị trí khác nhau, độ lớn nhỏ của mao quản thay đổi rất lớn