Hình 8. Sơ đồ chuẩn bị keo nhựa cao 1- thùng đun nóng chảy nhựa thơng; 2- động cơ; 3- thùng kiềm; 4- thùng hòa tan casein; 5- Nồi nấu (nhũ hóa); 6- thùng lường; 7-
Trong những thập niên gần đây, xu hướng sản xuất keo với hàm lượng nhựa tự do cao hơn (hàm lượng nhựa tự do từ 70-90%) có thể đạt được bằng cách bổ sung chất bảo vệ colloit.
Sơ đồ chuẩn bị keo nhựa thông với hàm lượng nhựa tự do cao (keo phân tán): nhựa thơng nóng chảy từ thùng (1) được đưa vào thùng nhũ hóa (5) dung tích 2 m3, nước, kiềm từ thùng (3) và trong quá trình nấu keo caseinat natri từ thùng (4) cũng được bổ sung. Thiết bị nhũ hóa trang bị cánh khuấy nhanh (1500 phut-1) và tính cho một lần nạp 400 kg nhựa thơng. Tính cho một mẻ nấu tiêu tốn 22 kg casein, 2,2 kg xút để hòa tan casein và 11 kg xút để trung hịa nhựa thơng. Thời gian nấu trong thiết bị phân tán khoảng 1 giờ. Keo nhựa thông hàm lượng nhựa cao ổn định ở nồng độ cao, 400-500 g/l. Để tăng tính kị nước của keo nhựa cao có thể dùng cùng parafin với hàm lượng tới 20%.
2.5. Khó khăn khi gia keo nhựa thơng
Những khó khăn gặp phải trong sản xuất khi gia keo nhựa thông do các nguyên nhân sau:
Tạp chất có mặt trong vật liệu xơ sợi: bột chưa được rửa sạch khỏi dịch nấu và tẩy, khả năng hấp phụ của xenluloza thấp;
Chuẩn bị keo khơng chuẩn: quy trình nấu khơng được tn thủ, kích thước hạt keo lớn;
Bổ sung keo và các phụ gia khác khơng đúng, nồng độ của chúng bị thay đổi;
Trình tự gia keo, phèn, độn không đúng và thời gian khuấy trộn bột giấy với hóa chất chưa đủ;
Nhiệt độ bột giấy cao khi gia keo;
Độ cứng của nước sản xuất khơng phù hợp;
Tích lũy natri sunphat trong nước trắng tính axit dùng đánh tơi bột cho nghiền;
Hàm lượng độn trong giấy quá cao làm tăng độ xốp của giấy;
Bột nghiền thớ quá rời nên khó tạo thành tờ giấy chặt chẽ;
Bổ sung phèn không đúng do khơng kiểm sốt pH;
Ép hơi nhẹ trong hệ ép và độ khô của băng giấy vào sấy thấp; hoặc ép quá mạnh làm mất keo và độ khô của băng giấy lớn hơn 45% khi vào sây;
Tăng cường thoát nước ở phần ướt máy xeo làm keo bị mất theo;
Độ ẩm của giấy cao ở bộ phận cuộn của máy xeo và cán láng.
2.6. Gia keo nhựa thơng trung tính
Gia keo nhựa thơng trung tính là phương pháp gia keo trong điều kiện pH trung tính nhờ đó tạo điều kiện cho việc sử dụng canxi cacbonat làm chất độn, do đó cải thiện tính chất quang học (độ trắng của giấy). Cho đến trước năm 1980-1985, không thể gia keo nhựa thơng trong mơi trường trung tính. Trong điều kiện pH trung tính, các chất keo và phèn khơng cần thiết phải phản ứng trong phần ướt - nghĩa là phản ứng giữa bông hydroxyalumini đã hấp phụ và axit nhựa trong mơi trường trung tính xảy ra trong phần sấy của máy xeo dưới tác động của nhiệt. Yêu cầu sẽ là:
Khống chế chặt chẽ sự giảm pH để ngăn ngừa các phản ứng phân hủy cacbonat. Nếu có thể giảm thiểu tỷ lệ bổ sung hợp chất liên quan Al.
Tạo bông keo alumini đủ độ dương điện để hấp phụ lên bề mặt âm điện trong khoảng pH 6,5-7,5. (Ở pH lớn hơn 7,5 gia keo nhựa thông bị hỏng.)
Sử dụng và phát triển hệ phân tán axit nhựa để giảm ion hóa trong mơi trường pH trung tính.
Sử dụng trợ bảo lưu để giữ cho anion axit nhựa gần với cation nhôm đã hấp phụ.
Để duy trì đủ mức Al mà khơng giảm pH quá nhiều, (điều kiện 1) thay thế một phần phèn bằng natri aluminat, hay bổ sung dung dịch phèn được trung hòa bằng natri hydroxit. Trong mọi trường hợp đều xảy ra sự thay đổi pH trong khoảng thời gian ngắn từ trung tính sang axit nhẹ (đến khoảng 6,5) và trở lại trung tính. Q trình vì vậy được gọi là giả-trung tính.
Điều kiện 2: khi phèn được bổ sung ở pH 6,5-7,5, nhôm sẽ chuyển thành Al(OH)3 nhưng khơng thay đổi điện tích của nó. Sự giảm điện tích dương xảy ra khá chậm, vì vậy mức độ hấp phụ có thể đủ. Tuy nhiên, thay thế phèn bằng polyalumini clorua (PAC) được coi là giải pháp hữu hiệu trong vấn đề gia keo nhựa thông. Giống như phèn, PAC là nguồn cung cấp alumina cho gia keo nhựa thông. Nhưng PAC đã qua thủy phân sơ bộ và vì vậy khơng làm giảm pH như khi sử dụng lượng phèn tương đương. Khi sử dụng PAC, sự thay đổi pH giả-trung tính có thể khơng nhận ra. Hơn nữa, alumina hình thành từ PAC ở pH trung tính có điện tích dương cao hơn so với bơng keo của phèn.
Bảng 1. Tác nhân giúp neo nhựa thông lên bề mặt xơ sợi, khoảng pH thích hợp
Điều kiện 3 đạt được bằng cách gia keo nhựa thông phân tán tuy giá thành đắt hơn. Tiêu tốn nhựa ở pH trung tính lớn hơn đáng kể so với điều kiện axit, tuỳ thuộc vào điều kiện sản xuất giấy cụ thể.
Điều kiện 4 không phức tạp, nhưng phải chú ý đến các thông số như chất keo tụ, hệ thống bảo lưu, loại độn và lượng dùng, và trình tự bổ sung hố chất.
Hình 9. Ảnh hưởng của hàm lượng CaCO3, phèn và aluminnat và tinh bột cation trong gia keo "giả trung tính" bằng axit nhựa tự do.