+ Nồng độ dung dịch hóa chất ức chế ăn mòn natri benzoat: 10%
+ Giấy đế trước khi ngâm tẩm hóa chất ức chế được sấy khô (độ khô giấy 82%), giấy sau khi ngâm tẩm hóa chất ức chế ăn mòn được sấy khô (độ khô 92%).
3.5 Sản xuất thử nghiệm bột giấy, giấy chống gỉ dùng bao gói các sản phẩm cơkhí làm từ sắt thép. khí làm từ sắt thép.
Có thể nói, quá trình sản xuất thử nghiệm theo quy trình đã được xác lập từ các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm là một bước rất quan trọng. Quá trình này cho phép khẳng định các kết quả nghiên cứu và hiệu chỉnh các thông số kỹ thuật công
nghệ để đưa ra quy trình công nghệ phù hợp trước khi ứng dụng cho sản xuất công nghiệp.
Mục tiêu của quá trình sản xuất thử nghiệm:
- Sản xuất thử nghiệm 300 kg giấy chống gỉ dùng để bao gói các sản phẩm cơ khí làm từ sắt thép đạt chỉ tiêu chất lượng.
- Giấy đế:
+ Chiều dài đứt, (m): Chiều dọc: ≥ 5500 Chiều ngang: ≥ 3000 + Chỉ số xé , (mN.m2/g): Chiều dọc: ≥ 11,0
Chiều ngang: ≥ 12,3 + Chỉ số độ chịu bục, (kPa.m2/g): ≥ 4,5
- Giấy chống gỉ: + Định lượng, (g/m2): 60
+ Hàm lượng chất ức chế có trong giấy, (g/m2): 10
3.5.1 Sản xuất thử nghiệm bột giấy từ nguyên liệu cây luồng
Quy trình sản xuất bột giấy từ nguyên liệu cây luồng được tiến hành trong nồi cầu 1 m3 tại xưởng thực nghiệm của Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô với quy trình công nghệ phù hợp đã được lựa chọn trong phòng thí nghiệm. Quá trình sản xuất thử nghiệm gồm một số giai đoạn chính như sau:
a. Giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu:
Nguyên liệu: luồng được mua ở Thanh Hóa, sau đó được thuê chặt và thuê xe chở về Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô.
b. Giai đoạn nấu bột giấy:
+ Dăm mảnh được nạp vào nồi cầu 1m3 bằng cách xúc dăm mảnh phía dưới vào thúng và chuyển lên. Trong quá trình nạp dăm mảnh dùng gậy tre chọc thường xuyên tăng hệ số chất chặt nạp nồi, thỉnh thoảng đảo nồi cầu quay thuận và quay ngược. Nạp nguyên liệu cho đến khi đầy đến nắp miệng của nồi cầu.
+ Cho hóa chất nấu vào nồi nấu theo tỷ lệ đã tính toán theo quy trình thích hợp đã lựa chọn ở trên.
+ Đóng nắp nồi cầu, bật công tắc điện cho nồi cầu quay, mở hơi từ từ với thời gian 60 phút cho đến khi áp suất trong nồi đạt 1,2 atm, nhiệt độ 115 0C thì quay nồi đúng vị trí xả hơi (Vòi hoa sen trong nồi ở phía trên). Sau đó đóng van hơi lại và tắt
công tắc điện nồi cầu, tiến hành xả hơi cho đến khi áp suất trong nồi đạt khoảng 0,5at, nhiệt độ khoảng 110 0C. Đóng van xả hơi, bật công tắc điện nồi cầu, mở van hơi từ từ trong khoảng thời gian 60 phút cho đến khi áp suất trong nồi đạt 7,6 at (nhiệt độ 170 0C), tính thời gian bảo ôn 30 phút. Khi áp suất trong nồi thấp hơn 7,6 at (nhiệt độ 170 0C) thì mở thêm hơi cho áp suất trong nồi luôn giữ 7,6 at (nhiệt độ 170
0C) .
+ Kết thúc thời gian bảo ôn, tiến hành đóng van cấp hơi, mở van xả hơi cho đến khi áp suất dư trong nồi về 0 atm. Xả khí vào bể chứa có dung dịch NaHSO3 20 g/l. Tắt công tắc điện nồi cầu, tiến hành mở nắp nồi và bột giấy xuống bể phía dưới. + Bột giấy được rửa sơ bộ bằng cách dùng vòi nước phun đi phun lại nhiều lần trong bể rửa khuếch tán dưới nồi cầu. Sau đó, bột giấy tiếp tục được sửa sạch (về pH = 7 ÷ 7,5) trên lưới # 40 và lưới # 80.
Kết quả sản xuất thử nghiệm bột giấy từ nguyên liệu cây luồng được đưa ra trong bảng 3.7.
Bảng 3.7 Các chỉ tiêu sau nấu, tính chất cơ lý của bột giấy từ cây luồng thu nhận được trong quá trình sản xuất thử nghiệm và phòng thí nghiệm. TT Các chỉ tiêu Đơn vị đo Bột từ phòng thí nghiệm Bột sản xuất thử nghiệm Các chỉ tiêu sau nấu bột giấy 1 Hiệu suất bột % 41,60 40,37 Hiệu suất bột chín 99,52 99,26 Hiệu suất bột sống 0,48 0,74 2 Tàn kiềm g/l 8,4 8,0 3 Trị số kappa 44,19 44,00 Tính chất cơ lý của bột giấy 4 Chiều dài đứt m 7620 7630 5 C.số xé m.Nm2/g 15,70 15,65 6 C.số bục kPa.m2/g 5,14 5,23
Ghi chú: Bột giấy được nghiền 45 0SR trên máy nghiền thí nghiệm kiểu Hà Lan 4,5 lít, xeo mẫu giấy thí nghiệm định lượng 70 g/m2 trên máy xeo rappid.
Kết quả trong bảng 3.7 cho thấy so với bột giấy thu nhận được trong phòng thí nghiệm, bột giấy sản xuất trên dây chuyền sản xuất thử nghiệm có hiệu suất thấp hơn. Tính chất cơ lý của bột giấy sản xuất thử nghiệm và bột giấy trong phòng thí nghiệm không có sự khác nhau nhiều. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với điều kiện sản xuất
thử nghiệm vì trong quá trình sản xuất thử nghiệm lượng bột giấy thất thoát trong quá trình rửa, vận chuyển bột giấy v.v…
3.5.2 Sản xuất thử nghiệm giấy đế, giấy chống gỉ
Giấy đế, giấy chống gỉ được sản xuất trên dây chuyền máy xeo dài tại Xưởng thực nghiệm, Viện công nghiệp Giấy và xenluylô với quy trình công nghệ phù hợp đã được lựa chọn trong phòng thí nghiệm. Quá trình sản xuất bao gồm các giai đoạn sau:
a. Giai đoạn chuẩn bị bột giấy
Bột giấy rửa sạch sau nấu được đánh tơi trên máy thủy lực với nồng độ bột giấy 5,0 ± 1%. Bột giấy sau khi đánh tơi được pha loãng tới nồng độ bột giấy 4,0 ± 0,5% và được nghiền trên 02 máy nghiền đĩa mắc nối tiếp tới độ nghiền 30 ± 1 0SR, với áp lực của hai máy nghiền lần lượt là 75 và 80 Ampe. Bột giấy sau khi đạt độ nghiền được bơm vào bể chứa bột giấy trước xeo dung tích 5 m3, được pha loãng nồng độ bột giấy từ 2,0% đến 2,5% trước khi phối trộn với nhựa thông, phèn.
b. Giai đoạn xeo giấy và tẩm hóa chất ức chế
Giấy đế với định lượng giấy 50 ± 2 g/m2 được sản xuất trên máy xeo dài của Xưởng thực nghiệm Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô. Hóa chất ức chế được ngâm tẩm vào giấy đế bằng hệ thống gia keo tinh bột bề mặt của dây chuyền xeo dài hiện có. Tổng lượng giấy chống gỉ sản xuất thử nghiệm dự kiến là 300 kg. Các mẫu giấy dùng để phân tích các chỉ tiêu tính chất cơ lý được lấy đại diện từ các cuộn giấy. Kết quả phân tích một số chỉ tiêu chất lượng của giấy đế và giấy chống gỉ được đưa ra trong bảng 3.8.
Kết quả phân tích trong bảng 3.8 cho thấy nhìn chung các chỉ tiêu chất lượng của giấy đế sản xuất thử nghiệm như chiều dài đứt trung bình theo chiều dọc và chiều ngang, chỉ số xé trung bình theo chiều dọc và chiều ngang, chỉ số độ chịu bục đều đạt và vượt các chỉ tiêu đề tài đã đề ra. Tuy nhiên, kết quả các tính chất cơ lý của sản xuất thử nghiệm và từ phòng thí nghiệm có sự khác nhau là do trong phòng thí nghiệm khi xeo mấu giấy khả năng phân tán bột giấy tốt, sản xuất thử nghiệm có sự khác nhau về sự phân tán xơ sợi theo chiều dọc máy và chiều ngang máy.
Bảng 3.8 So sánh một số chỉ tiêu chất lượng giấy đế, giấy chống gỉ sản xuất thử nghiệm và phòng thí nghiệm. TT Các chỉ tiêu Đơn vị đo Giấy từ phòng thí nghiệm Giấy sản xuất thử nghiệm Giấy chống gỉ theo tiêu chuẩn GOST 16295-93 1 Giấy đế Chiều dài đứt m 7608 + Chiều dọc 8540 ≥ 5500 + Chiều ngang 4730 ≥ 3000 + Trung bình 6635 C.số xé m.Nm2/g 15,57 + Chiều dọc 14,6 ≥ 11,0 + Chiều ngang 12,8 ≥ 12,3 + Trung bình 13,7 C.số bục kPa.m2/g 5,06 4,80 ≥ 4,5 2 Giấy chống gỉ Định lượng g/m2 62,36 60,84 60 Hàm lượng chất ức chế có trong giấy g/m2 12,36 10,84 10 Độ hút nước cobb60 27 28
Hàm lượng chất ức chế có trong giấy chống gỉ sản xuất thử nghiệm thấp hơn so với giấy chống gỉ trong phòng thí nghiệm. Điều này có thể được giải thích là khi sản xuất thử nghiệm thì tốc độ máy chạy nhanh, do đó thời gian giấy đế qua dung dịch chất ức chế ít hơn so với phòng thí nghiệm nên lượng hóa chất ức chế thẩm thấu vào giấy ít hơn. Tuy nhiên, hàm lượng chất ức chế có trong giấy chống gỉ sản xuất thử nghiệm vượt so với chỉ tiêu mà đề tài đặt ra.
Như vậy, các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực nghiệm cho phép khẳng định rằng có thể sản xuất bột giấy, giấy đế và giấy chống gỉ đáp ứng được các yêu cầu đề tài như trong đề cương nghiên cứu.
3.6 Ước tính chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ dùng để bao gói các sản phẩm cơ khí làm từ sắt thép. giấy chống gỉ dùng để bao gói các sản phẩm cơ khí làm từ sắt thép.
Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm, nhóm đề tài ước tính chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ dùng để bao gói các sản phẩm cơ khí làm từ sắt thép. Tuy nhiên, ước tính chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ chỉ gần sát với thực tế sản xuất do điều kiện thí nghiệm và sản xuất thí nghiệm ở quy mô nhỏ.
Trong quá trình tính toán chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ từ cây luồng nhóm đề tài chỉ tính toán chi phí: nguyên liệu chính, năng lượng, hóa chất. Các thông số tính toán dựa trên kết quả nghiên cứu của đề tài và kết quả chạy sản xuất thử nghiệm, các thông tin và tài liệu về các dự án đầu tư ở trong nước.
Kết quả ước tính chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ từ cây luồng cho bao gói các sản phẩm cơ khí làm từ sắt thép khoảng 19.412.000 đồng (mười chín triệu bốn trăm mười hai nghìn đồng).
Bảng 3.9 Ước tính chi phí nguyên nhiên liệu trực tiếp cho sản xuất 1 tấn giấy chống gỉ từ cây luồng Đơn vị tính: 1.000 VNĐ TT Nguyên, vật liệu Đơn vị tính Định mức cho 1 tSP Đơn giá Thành tiền trước thuế Thuế GTGT Thành tiền sau thuế I Nguyên liệu chính, (thuế GTGT = 5%) 2.880 144 3.024 1 Luồng (độ khô 50%) m3 4,8 600 2.880 144 3.024 II Hoá chất, (thuế GTGT = 10%) 12.178 1.218 13.396 1 NaOH kg/tấn 342,86 9,5 3.257 325,71 3.583 2 Na2S kg/tấn 146,94 13,5 1.984 198,37 2.182 3 Natri benzoat kg/tấn 216,80 32 6.938 693,76 7.631