Bảng 3.10 Ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn đến tớnh chất cơ lý của giấy Tỷ lệ phối trộn bột giấy, (thụng caribờ/cõy luồng) TT Cỏc chỉ tiờu 10/90 20/80 30/70 40/60 1 Chiều dài đứt, (m) 7338 7440 7496 7526 2 C.số xộ, (m.Nm2/g) 14,36 13,90 13,56 13,10 3 C.số bục, (kPa.m2/g) 5,14 5,23 5,31 5,39
Kết quả trong bảng 3.10 cho thấy khi tăng tỷ lệ phối trộn bột giấy (gỗ thụng caribờ và cõy luồng) tớnh chất cơ lý của giấy thu nhận được chiều dài đứt tăng, chỉ số độ chịu bục tăng và chỉ số xộ giảm.
Với mục tiờu nõng cao chất lượng giấy cho sản xuất tỳi giấy dựng cho siờu thị để đỏp ứng cỏc tớnh năng của tỳi đựng hàng như độ bền của tỳi giấy cao hơn, độ chịu tải trọng cao hơn v.v… nờn nhúm đề tài nghiờn cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột giấy từ hai loại nguyờn liệu gỗ thụng caribờ và cõy luồng. Tuy nhiờn, theo kết quả nghiờn cứu ở trờn cho thấy tớnh chất cơ lý của bột giấy nấu theo phương phỏp sunphỏt từ nguyờn liệu luồng hoàn toàn thớch hợp cho sản xuất giấy làm tỳi, đạt và vượt cỏc chỉ tiờu chất lượng mà đề tài đó đề ra. Vỡ vậy, kết quả nghiờn cứu ảnh hưởng của tỷ lệ phối trộn bột giấy từ gỗ thụng caribờ và cõy luồng là cơ sở cho cỏc nhà sản xuất nhằm sản xuất cỏc loại tỳi giấy đũi hỏi chất lượng cao hơn như chịu tải trọng cao v.v.. hoặc cỏc sản phẩm mang tớnh chất đặc chủng.
3.5 Nghiờn cứu xỏc lập quy trỡnh sản xuất giấy làm tỳi đựng hàng từ gỗ thụng caribờ và cõy luồng. caribờ và cõy luồng.
Mục đớch của nghiờn cứu này nhằm xỏc lập quy trỡnh cụng nghệ sản xuất giấy làm tỳi đạt cỏc chỉ tiờu mà đề tài đó đặt ra. Dựa trờn cỏc kết quả nghiờn cứu và đỏnh giỏ về quy trỡnh cụng nghệ, quy trỡnh vận hành, chi phớ sản xuất, nguồn nguyờn liệu sử dụng trờn cơ sở đú lựa chọn ra loại nguyờn liệu sử dụng, quy trỡnh sản xuất cho quỏ trỡnh sản xuất thử nghiệm bột giấy, giấy làm tỳi.
Cỏc loại giấy được sử dụng rộng rói hiện nay chủ yếu sản xuất từ xơ sợi thực vật. Do xơ sợi cú tớnh ưa nước (cú chứa nhiều nhúm ưa nước là –OH, -COOH), đồng thời giấy cú cấu trỳc xốp nờn nếu khụng được chống thấm, nước hoặc một số chất lỏng cú thể dễ dàng thấm vào trong tờ giấy làm cho giấy mủn ra làm ảnh hưởng đến độ bền của giấy. Do vậy, mục đớch của quỏ trỡnh gia keo là tạo cho tờ giấy cú khả năng chống lại sự thấm nước và sự thẩm thấu của cỏc chất lỏng.
Trong quỏ trỡnh sản xuất giấy để chống thấm cho giấy thụng thường cú hai phương phỏp gia keo. Phương phỏp gia keo nội bộ thường sử dụng những chất cú tớnh kỵ nước như keo nhựa thụng, keo AKD (Alkyl Ketene Dimer), keo ASA (Alkyl Succinic Anhydrie) v.v... Phương phỏp gia keo bề mặt thường sử dụng những chất tạo màng như keo tinh bột, keo polyvinylalcol, v.v…
Đối với cỏc loại giấy cần cú độ bền bề mặt cao thụng thường ỏp dụng cả hai phương phỏp gia keo nội bộ và phương phỏp gia keo bề mặt. Mục đớch của việc gia keo nội bộ cho giấy trước khi gia keo bề mặt là nhằm làm giảm khả năng keo thấm sõu vào trong giấy, như vậy sẽ giảm được lượng tiờu thụ chất keo bề mặt mà vẫn đảm bảo được yờu cầu của quỏ trỡnh gia keo.
Quỏ trỡnh sản xuất giấy và cỏctụng bao gúi núi chung và sản xuất giấy làm tỳi đựng hàng núi riờng, để chống thấm cho giấy keo nhựa thụng vẫn thường được sử dụng do khả năng chống thấm tốt, giấy đanh và cứng hơn. Ngày nay, để tăng hiệu quả chống thấm của keo nhựa thụng, cỏc thế hệ keo mới được nghiờn cứu và sản xuất như keo nhựa thụng biến tớnh. Để tăng hiệu quả chống thấm của keo nhựa thụng, phần lớn cỏc axớt nhựa được ghộp thờm nhúm _COOH nhờ phản ứng cộng vũng Diels-Alder đó tạo ra sản phẩm axớt tri cỏcbụxyl. Việc ghộp thờm cỏc nhúm cỏcbụxyl vào cấu trỳc phõn tử của axớt nhựa làm cho axớt nhựa cú tớnh axớt mạnh hơn. Theo cỏc tài liệu tham khảo (4) và thực tế sản xuất của cỏc nhà mỏy, nhúm đề tài đó lựa chọn một số yếu tố cụng nghệ như sau:
+ Keo nhựa thụng sử dụng là keo nhựa thụng biến tớnh do Viện Cụng nghiệp Giấy và Xenluylụ sản xuất.
+ Bột giấy nấu theo quy trỡnh cụng nghệ thớch hợp đó lựa chọn ở trờn từ hai loại nguyờn liệu: cõy thụng caribờ và cõy luồng.
+ Mức dựng keo nhựa thụng biến tớnh: 1,25% (tớnh theo keo thương phẩm so với bột khụ tuyệt đối).
+ pH: 5,5 (dựng phốn nhụm chỉnh)
+ Thứ tự phối trộn: Bột giấy – Nhựa thụng – Phốn – Xeo giấy mẫu Cỏc kết quả nghiờn cứu được đưa ra trong bảng 3.11
Bảng 3.11 Tớnh chất cơ lý của giấy làm tỳi từ gỗ thụng caribờ và cõy luồng
TT Cỏc chỉ tiờu Thụng Luồng
1 Chiều dài đứt, (m) 8030 7229
2 C.số xộ, (m.Nm2/g) 11,14 14,67
3 C.số bục, (kPa.m2/g) 6,05 5,04
4 Độ hỳt nước cobb60 26 26
Ghi chỳ: Bột giấy được nghiền 35 0SR trờn mỏy nghiền thớ nghiệm kiểu Hà Lan 4,5 lớt, xeo mẫu giấy thớ nghiệm định lượng 90 g/m2 trờn mỏy xeo rappid.
Kết quả trong bảng 3.11 cho thấy nhỡn chung tớnh chất cơ lý của giấy thu nhận được cú cỏc chỉ tiờu như độ bền xộ, chỉ số độ chịu bục, chỉ số độ chịu xộ tương đương với tớnh chất cơ lý của bột giấy khụng gia keo nhựa thụng. Với mức dựng keo nhựa thụng biến tớnh 1,25% thỡ giấy làm tỳi từ nguyờn liệu gỗ thụng caribờ và cõy luồng đều độ hỳt nước Cobb60 cú giỏ trị là 26 thấp hơn so với chỉ tiờu mà đề tài đó đặt ra.
Bảng 3.12 cho thấy, hiệu suất bột giấy thu nhận được nấu theo phương phỏp sunphỏt từ loại nguyờn liệu thụng caribờ cao hơn so với cõy luồng. Kết quả này hoàn toàn theo quy luật vỡ thành phần húa học như pentụzan, cỏc chất tan trong xỳt 1% của cõy luồng cao hơn so với cõy thụng, nờn trong quỏ trỡnh nấu cỏc chất này bị hũa tan vào trong dịch nấu nhiều hơn. Kết quả cũng cho thấy tàn kiềm dịch đen sau nấu của luồng thấp hơn so với thụng caribờ. Mặt khỏc, tỷ trọng gỗ của cõy luồng (655 kg/m3) cao hơn so với cõy thụng caribờ (539 kg/m3) nờn hệ số chất chặt nạp nồi khi nấu của luồng cao hơn so với thụng caribờ. Do vậy, năng suất thiết bị nấu bột giấy từ luồng cao hơn so với thụng caribờ, giảm chi phớ sản xuất (nhõn cụng, hơi, điện v.v…).
Quỏ trỡnh nấu bột giấy mức dựng kiềm đối với cõy luồng (20%) thấp hơn đối với gỗ thụng caribờ (24%), hiện nay giỏ húa chất ngày càng tăng nờn nấu bột giấy từ nguyờn liệu thụng sẽ tiết kiệm chi phớ húa chất hơn cho với gỗ thụng caribờ. Hơn nữa,
thời gian bảo ụn của luồng (30 phỳt) thấp hơn so với gỗ thụng caribờ (45 phỳt) nờn năng suất sản xuất bột giấy từ cõy luồng cao hơn so với gỗ thụng caribờ.
Bảng 3.12 So sỏnh một số chỉ tiờu sau nấu của bột giấy, một số chỉ tiờu chất lượng giấy làm tỳi từ hai loại nguyờn liệu gỗ thụng caribờ và cõy luồng. TT Cỏc chỉ tiờu Đơn vị đo Thụng caribờ Cõy luồng Chỉ tiờu đề tài đặt ra Cỏc chỉ tiờu sau nấu bột giấy 1 Hiệu suất bột % 47,25 41,60 Hiệu suất bột chớn 46,95 41,40 Hiệu suất bột sống 0,3 0,2 2 Tàn kiềm g/l 14,0 8,4 3 Trị số kappa 46,68 44,19 Tớnh chất cơ lý của giấy làm tỳi 4 Định lượng giấy g/m2 90 90 80 ữ 120 5 Chiều dài đứt m 8030 7229
Chiều dài đứt trung bỡnh của hai chiều
≥ 4000
6 C.số xộ m.Nm2/g 11,14 14,67
Chỉ số xộ trung bỡnh của hai chiều
≥ 10,5
7 C.số bục kPa.m2/g 6,05 5,04 ≥ 3,0
8 Độ hỳt nước cobb60 26 26 ≤ 30
Ghi chỳ: Bột giấy được nghiền 35 0SR trờn mỏy nghiền thớ nghiệm kiểu Hà Lan 4,5 lớt, xeo mẫu giấy thớ nghiệm định lượng 90 g/m2 trờn mỏy xeo rappid.
Tớnh chất cơ lý của giấy làm tỳi thu nhận được từ hai loại nguyờn liệu thụng caribờ và cõy luồng cho thấy chiều dài đứt, chỉ số độ chịu bục từ nguyờn liệu thụng caribờ cao hơn so với cõy luồng nhưng chỉ số độ bền xộ lại thấp hơn. Điều này cú thể được giải thớch do chiều dài xơ sợi của gỗ thụng cao hơn so với cõy luồng. Hơn nữa, chiều dài đứt ngoài phụ thuộc vào chiều dài xơ sợi ban đầu của nguyờn liệu cũn phụ thuộc rất lớn vào liờn kết giữa cỏc xơ sợi. Chỉ số độ bền xộ từ cõy luồng cao hơn so với thụng caribờ là do sơ xợi cấy luồng rất mịn (chiều rộng chỉ bằng khoảng 1/4 xơ sợi gỗ thụng caribờ) nờn trờn một đơn vị thể tớch mẫu bột giấy từ cõy luồng cú chứa nhiều xơ sợi hơn so với mẫu giấy từ gỗ thụng caribờ và tạo nờn kết cấu giấy vững chắc hơn khi xộ. Tớnh chất cơ lý giấy làm tỳi từ hai loại nguyờn liệu này khỏ cao hoàn toàn thớch hợp cho sản xuất tỳi giấy dựng cho siờu thị và vượt cỏc chỉ tiờu mà đề tài đó đặt ra.
Ở Việt Nam theo cỏc kết quả nghiờn cứu (5) cho thấy cú rất ớt loại thụng và vựng trồng thớch hợp cho sản xuất nguyờn liệu giấy, chủ yếu là cỏc tỉnh phớa Nam do cú điều kiện khớ hậu phự hợp. Thụng chủ yếu được trồng ở Lõm Đồng và một số ớt đang được trồng ở Vĩnh Phỳc, Quảng Trị, Kontum, Tuyờn Quang v.v… Gỗ thụng cú ưu điểm là cho xơ sợi dài, chất lượng bột giấy tốt. Tuy nhiờn, do giỏ thành của loại nguyờn liệu này tương đối cao nờn nguồn nguyờn liệu này ngày càng được ớt sử dụng để sản xuất bột giấy ở Việt Nam. Cõy luồng khả năng sinh trưởng nhanh, phỏt triển tốt thớch hợp với nhiều vựng lập địa, khớ hậu khỏc nhau v.v… Tổng diện tớch trồng luồng của Thanh Húa trờn 50.000 ha (8), tập trung chủ yếu cỏc huyện phớa tõy tỉnh Thanh Húa như Quan Húa, Lang Chỏnh, Bỏ Thước, Ngọc Lặc v.v… Cõy luồng được trồng nhiều ở cỏc vựng: Phỳ Thọ, Tuyờn Quang, Nghệ An, Hũa Bỡnh, Yờn Bỏi, Sơn La, Quảng Trị, Thừa Thiờn Huế.
Hiện nay, việc lựa chọn trồng cõy nguyờn liệu cú chu kỳ khai thỏc nhanh, năng suất trồng cao, giỏ thành cao, khả năng quay vũng vốn nhanh đang được cỏc lõm trường cũng như cỏc hộ nụng dõn đặc biệt quan tõm. Gỗ thụng caribờ cú giỏ thành cao nhưng thời gian khai thỏc gần 20 năm, cõy luồng cú giỏ thành thấp hơn nhưng chu kỳ thai thỏc nhanh từ 3-5 năm.
Qua cỏc phõn tớch trờn và cựng với cỏc kết quả nghiờn cứu trong phũng thớ nghiệm cho thấy nguyờn liệu cõy luồng thớch hợp cho việc sản xuất tỳi giấy dựng cho siờu thị. Vỡ vậy, nhúm đề tài lựa chọn quy trỡnh cụng nghệ thớch hợp từ cõy luồng để sản xuất thử nghiệm bột giấy, giấy làm tỳi.
3.6 Kết luận
Từ cỏc kết quả nghiờn cứu ở trờn nhúm đề tài lựa chọn quy trỡnh cụng nghệ sản xuất bột giấy và giấy làm tỳi như sau: