Lí THUYếT Cơ BảN
1.2 Tấm hình thànhDưới lưới ở phần đầu cơ cấu đỡ lưới và thoát nước là các tấm đỡ cố định với tên gọi là tấm hình thành. Đoạn đầu tấm hình thành có tác dơng hãm bớt
độ thoát nước nhằm giảm trôi đi cđa xơ sỵi mịn và chÊt độn trong giấy, nhưng càng vỊ sau lại càng tăng dần tốc độ thoát nước với mức độ phù hỵp theo từng loại giấy và tốc độ máy xeo.
Tấm hình thành chỉ đưỵc sư dơng cho những máy xeo tốc độ thấp và trung bình.
2./ Cơ cấu thoát nước
2.1 /Thoát nước ở bộ phận suốt đỡ :
Suốt đỡ lưới là bộ phận sau khâu hình thành tờ giấy có tác dơng hình thành tờ giấy ướt đồng đỊu và tăng độ khô lên 2-2,5 %.ở bộ phận này nước đưỵc thoát ra dưới hai hình thức tự do và cưỡng bức.
+ Cơ chế thoát nước tự do: Nước thoát ra khỏi lưới là nhờ có chênh lƯch áp suất thủ lực, ở đây chênh lƯch áp suất là do lực hĩt thủ động tạo ra. Khi lưới chạy qua các tấm lô và suốt đỡ lưới.
+ Cơ chế thoát nước cưỡng bức: ở bộ phận này là do lưới chuyĨn động kéo theo sù chuyĨn động cđa suốt đỡ, nước sẽ văng ra tạo độ chân không giữa lưới và suốt làm bột bị kéo xuống. Độ chân không ở bộ phận này mạnh hay yếu là phơ thuộc vào đường kính cđa suốt và tốc độ chạy lưới.
Khi tốc độ lưới tăng thì độ chân không ở đây rất lớn gây ra độ hĩt nước mạnh. Tốc độ xeo càng lớn thì sự thoát nước đột ngột càng cao, đồng thời ở mỈt trên lưới tại chỗ đi vào góc kĐp còn chịu một áp lực cao cđa dòng bột phun ra. Sự tác động cđa hai lực ngưỵc chiỊu này càng mạnh thì máy xeo chạy ở tốc độ càng cao, do đó dƠ phá vỡ sự hình thành cđa tờ giấy và khiến cho sự bảo lưu chất độn và sơ mịn giảm. ĐĨ kéo lưỵng nước bị hĩt xuống dưới lưới, người ta lắp thêm một tấm chắn cố định sau mỗi lỗ suốt đỡ không cho nước ở đằng sau bắn vào.
H
Suốt đỡ l ới Tấm chắn
H: Chiều cao lớp bột trên l ới
Nếu đường kính suốt đỡ lớn thì vùng chân không tăng và độ chân không giảm đi, khả năng thoát nước kém. Ngưỵc lại khi đường kính cđa suốt nhỏ thì nước thoát ra mạnh làm bỊ mỈt tờ giấy không bằng phẳng.
Đường kính cđa suốt đỡ lưới phải liên quan tới chiỊu rộng lưới đĨ cấu trĩc bỊ mỈt giấy không bị phá vỡ
Ta có công thức : Dsuốt = K.S Với:
D: đường kình suốt.
K: HƯ sè (K = 0,047) S: ChiỊu rộng lưới.
Với mỗi loại máy, khi chế tạo suốt đỡ có đường kính là không đỉi mà dĨ đạt đưỵc độ khô cho phép (2 2,5%) mà không phá vỡ cấu trĩc tờ giấy thì người ta điỊu chỉnh tốc độ lưới xeo.
2.2. /Thoát nước ở bộ phận hĩt chân không :
Sau khi qua bộ phận suốt đỡ lưới thì độ khô cđa tờ giấy tiếp tơc đưỵc tăng lên khi tờ giấy đưỵc cho qua bộ phận hòm hĩt chân không. Sự thoát nước ở đây là do sự chênh lƯch áp giữa hòm hĩt chân không và lớp bột trên lưới.
Qĩa trình thoát nước: Khi lưới chuyĨn động và có hĩt chân không các phân tư nước chuyĨn động từ trên xuống dưới và từ trái sang phải. Khi nước bị chuyĨn xuống hòm hĩt kéo theo khí vào chiếm chỗ và cịng vào hòm hĩt tạo ra các mao quản xuyên từ mỈt trên xuống mỈt dưới. Khi đó dù hòm hĩt chân không dài ra thì độ khô cđa giấy cịng không tăng, tờ giấy bị xốp không đỊu, độ hĩt khí, hĩt dịch tăng lên khi sư dơng tờ giấy.
Qĩa trình thoát nước ở hòm hĩt chân không có thĨ chia thành 3 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Nước ở trên mỈt giấy vào trong lòng tờ giấy
Giai đoạn 2: Nước ở trong tờ giấy chuyĨn động xuống mỈt dưới cđa giấy Giai đoạn 3: Nước mỈt dưới cđa tờ giấy đưỵc hĩt vào hòm hĩt
Người ta bố trí hòm hĩt sao cho nó vừa đđ đĨ thực hiƯn 3 giai đoạn rồi cách một đoạn đĨ tờ giấy đàn hồi lại làm mất các lỗ khí, sau đó mới bố trí hòm hĩt tiếp theo.
Hơn nữa, nếu độ chân không lớn hơn thì nước ở hai bên các lỗ khí cịng bị hĩt. Vì vậy, ngay mét tỉ hĩt người ta cịng tạo ra 3 độ chân không khác nhau.
Tỉ 1: P 1 < P 2 < P 3
Tỉ 2: P 4 < P 5 < P 6
P 4 không nhất thiết > P 3 mà chỉ cần > P 1 là đưỵc : Độ chân không bằng tỉng các độ bình quân thành phần
P = Pi
Trong công nghiƯp giấy, đỈt lực hĩt chân không là một nghƯ thuật. Đối với mỗi loại giấy khác nhau thì độ chân không cịng khác nhau, còn hòm chân không cịng thay đỉi tuỳ theo loại giấy, máy xeo, thường là từ 2 12 hòm. Sau giai đoạn này độ khô cđa giấy đạt khoảng 10 12 %. ở giai đoạn này có thĨ có suốt in hoa (tuỳ theo khách hàng). Loại này làm bằng kim loại nhĐ, bên ngoài bọc bằng lưới hoỈc nhôm, suốt đỈt ở trên lưới và nó chuyĨn động đưỵc là do ma sát giữa lưới và mỈt suốt. Trên mỈt suốt có in hình khác nhau nỉi sao cho tính toán đến độ co ngót ngang dẫn dài cđa tờ giâý
khi hình thành ở độ khô 8 10% thì hiƯu quả in hoa là tốt nhất, vì nếu nồng độ lớn, in bị dính giấy, còn nồng độ nhỏ quá thì nước sẽ làm nhoè vết in.
2.3 /Thoát nước ở trơc bơng chân không :
Sau khi giấy qua bộ phận hòm hĩt chân không thì giấy có độ khô là: 10 12 % và đưỵc đưa tới trơc bơng chân không. VỊ nguyên tắc giống như hòm hĩt chân không, nhưng có điĨm khác là hòm hĩt chân không đưỵc đỈt ở phía trong trơc bơng và đứng yên, còn trơc bơng đưỵc chuyĨn động nhờ động cơ dẫn động và trơc bơng cịng là hƯ thống dẫn động cho toàn bộ lưới xeo.
VỊ cấu tạo thì bỊ mỈt Trơc bơng đưỵc chế tạo bằng hỵp kim đồng và đưỵc khoan lỗ khoảng 50 60%. DiƯn tích bỊ mỈt trơc. Giấy ra khái trơc bơng chân không có độ khô tư 18 20%.
2.4 /Thoát nước ở bộ phận Ðp :
Sau khi giấy ra khỏi bộ phận lưới, giấy đạt độ khô khoảng 18 20 % và đưỵc đưa sang bộ phận Ðp. Mơc tiêu đầu tiên cđa bộ phận Ðp máy xeo là tách nước ra khỏi tờ giấy ướt và làm tăng độ bỊn cđa băng giấy, tăng độ phẳng cđa bỊ mỈt, giảm độ xốp và trực tiếp làm tăng độ bỊn cđa băng giấy ướt nhằm làm giảm viƯc đứt giấy ở bộ phận sấy.
Người ta đã tính toán đưỵc rằng: Tăng độ khô giấy ở Ðp lên 1% sẽ giảm đưỵc 8 lần nhiƯt sấy và giảm chi phí ở bộ phận sấy
Chính tại phần Ðp đã giĩp cho các xơ sỵi tiếp xĩc kỊ cận với nhau, làm nảy nở liên kết giữa các xơ sỵi với nhau trong khi sấy. Tờ giấy ướt đưỵc một tấm chăn Ðp mang vào kĐp giữa hai lô Ðp.
Quá trình Ðp đưỵc diƠn ra theo bốn bước sau :
+ Bước 1: Bắt đầu cho sù Ðp nén lên tờ giấy và chăn xeo, không khí chứa trong giấy và chăn bị Ðp ra, còn nước thì lấp đầy vào chỗ trống trong giấy. Nhưng chưa đến mức tạo ra áp suất thủ lực. Vì vậy nước chưa bị đẩy ra khỏi chăn len và giấy.
+ Bước 2: Tờ giấy chứa đầy nước tạo áp suất thủ lực đẩy nước từ tờ giấy vào chăn len, cho đến lĩc chăn len đầy nước thì nước lại bắt đầu bị đẩy ra khỏi chăn len. Bước 2 diƠn ra cho tới điĨm giữa cđa hai trơc Ðp (nơi hĐp nhất) mà ở đây lực Ðp là lớn nhất, ở đây áp suất thủ lực đã đạt trị số tối đa trước khi đến điĨm giữa cđa hai trơc (khoảng hở giữa hai trơc là nhỏ nhất).
+ Bước 3: Sau đó khoảng hở giữa hai trơc đưỵc tăng dần cho đến lĩc áp suất thủ tĩnh trong tờ giấy triƯt tiêu tương ứng với lĩc tê giấy đạt độ khô cao nhất.
+ Bước 4: Cả tờ giấy và chăn Ðp đỊu nở ra, và giấy trở thành không còn bão hoà nước nữa và ở đây đã tạo ra áp suất âm cả trong giấy và trong chăn, cho nên sẽ có một lưỵng nước nhỏ lại từ chăn quay lại tờ giấy.
ViƯc thoát nước trong Ðp phải đồng đỊu theo chiỊu ngang cđa băng giấy đĨ tờ giấy có độ Èm đồng đỊu khi sấy. Yêu cầu đối với công đoạn này là chăn len phải có độ xốp nhất định đĨ khi Ðp có thĨ tiếp nhận lưỵng nước bị Ðp từ giấy đi ra. ở các lô Ðp khác nhau thì dùng chăn Ðp khác nhau, theo chiỊu đi cđa giấy thì ban đầu chăn mỏng, sau đó tăng độ dầy. Sau một quá trình làm viƯc, người ta phải rưa lại chăn bằng hoá chất, còn khi dùng lâu thì phải thay. Giấy sau khi qua bộ phận Ðp có độ khô khoẳng 36 40% (Thông thường dùng 3 hƯ Ðp: Ðp thường, Ðp chân không và Ðp ngưỵc).Nhưng trog thực tế đĨ tăng khả năng Ðp thì một số nhà máy đã sư dơng các hƯ Ðp khác VD:Bộ phận Ðp cđa nhà máy giấy Bãi Bằng có 4 cỈp Ðp:
Ðp 1+2:
Đây là loại Ðp liên hỵp, đó là lô chân không cịng là lô nâng hĩt giấy và chuyỊn tờ giấy trực tiếp từ lưới sang Ðp. Đây là loịa kết hỵp chân không và Ðp có lưới, do đó lô Ðp chân không cịng là nâng bắt giấy. Tờ giấy lĩc này còn Èm ướt vì có nhiỊu nước đi qua lô Ðp nay nước đưỵc tách ra nhờ những hòm hĩt chân không ở phía dưới lưới, nước đước tách ra ở phía trên. Đây còn gọi là giai đoạn Ðp ướt, độ khô sau cỈp Ðp này khoảng 35%.
Ðp 3:
Ðp thẳng nhưng có lưới. Tờ giấy lĩc này đã hơi khô nhưng vẫn còn nước, nên khi đi qua lô Ðp này(có cả lưới) đĨ tách thêm một phần nước trong tờ giấy mà không làm cho tờ giấy bị rỏch hay nhàu nỏt đi do cú hƯ thống chăn ép(không ép trực tiếp), một mỈt làm giảm áp suất thủ tĩnh trong khe Ðp bằng cáu trĩc mở cđa lưới. Độ khô cđa tờ giấy sau lô Ðp này khoảng 40-45%.
Ðp 4:
Ðp láng(không có cả chăn và lưới). Tờ giấy lĩc này hoàn toàn đã khô, Ðp ở giai đoạn này không có tác dơng tách nước ra vì không có cả chăn và lưới Ðp. So với các cỈp Ðp trước thì lô Ðp này nỈng hơn, có bỊ mạt rất nhẵn có tác dơng làm cho bỊ mỈt cđa tờ giấy mịn và phẳng hơn, bóng hơn, chỈt hơn. Do đó lô Ðp này người ta còn gọi là lô Ðp quang.
Chăn lưới cho bộ phận Ðp: chăn phải đảm bảo đưỵc các đỈc tính sau đó là đọ thoát nước tốt, kich thước đồng đỊu ỉn định,đọ bỊn cao, cấu trĩc thoáng,không bị xù
thời gian trong vùng sấy 3 2
41 4
nhiệt độ
lông và khả năng bám giấy tốt. Chăn sư dơng ở bộ phận này có một số chức năng sau:
-Hĩt nước từ tờ giấy qua khe Ðp
-Đỡ tờ giấy qua khe Ðp đĨ tránh hiƯn tưỵng Ðp nát
-Phân bè một lực Ðp đồng đỊu ỉn định trên suốt toàn bộ cả bỊ mỈt cđa tờ giấy tránh hiƯn tưỵng tạo vết, làm nhăn nhàu tờ giấy
-ChuyỊn giấy từ bộ phận này sang bộ phận khác 3. /Sấy giấy
Sau khi qua khái Ðp ướt tờ giấy có độ khô khoẳng 36 40 %,0 lưỵng nước còn lại trong giấy chđ yếu là nước liên kết rất khó tách ra bằng Ðp. Do đó đĨ tách lưỵng nước liên kết này ra khỏi băng giấy ta dùng phương pháp sấy. ở bộ phận sấy, lô sấy là phương tiƯn đĨ truyỊn nhiƯt năng nhằm làm bốc hơi nước trong giấy. Khi băng giấy đi qua một loạt lô sấy thì nước bốc hơi và đưỵc các thiết bị thông gió đẩy ra khỏi vùng sấy. Băng giấy đưỵc Ðp chỈt lên bỊ mỈt lô sấy nhờ các tấm bạt bằng nhựa tỉng hỵp có kết cấu rất thoáng gọi là bạt sấy. Các tấm bạt này còn có tác dơng nâng đỡ băng giấy đi theo một lộ trình nhất định qua các lô sấy.
Tốc độ sấy không phải ở mỗi nơi đỊu giống nhau. Lô sấy thứ nhất và lô sấy thứ hai ở đầu vào chđ yếu đĨ nâng cao nhiƯt độ tờ giấy (gọi là vùng ra nhiƯt). Sau đó tốc độ bốc hơi đưỵc tăng lên nhanh chóng ở trên bỊ mỈt sơ sỵi (gọi là vùng tốc độ không đỉi).
Đến điĨm mà nước chỉ còn tồn tại trong các ống mao quản nhỏ thì tốc độ bốc hơi bắt đầu giảm xuống. (Gọi là vùng giảm tốc độ). Cuối cùng cho đến khi độ Èm trong giấy chỉ còn 9% thì lưỵng nước còn lại trong giấy rất khó bốc hơi. Do có kết hỵp chỈt giữa nước và các xơ sỵi bằng lực hoá lý (gọi chung là vùng nước kết hỵp).
1. Vùng gia nhiƯt.
2.Vùng tốc độ không đỉi.
3.Vùng giảm tốc độ.
4. Vùng nước kết hỵp.
Đồ thị miêu tả quá trình sấy
Quá trình truyỊn nhiƯt từ hơi nước trong lô tới tờ giấy và cho tới lĩc hơi nước bốc ra khỏi băng giấy ra ngoài đỊu qua cỏc lớp nhiƯt trở khỏc nhau, mà rừ nhất là lớp nước ngưng tơ bám vào thành trong lô cđa sấy và lớp lô không khí và bơi nằm giữa
hơi n ớc bão hoà t1 líp n íc ng ng lớp cặn lớp bụi và không khí giÊy
tờ giấy và bỊ mỈt lô sấy trong quá trình truyỊn nhiƯt thì nhiƯt độ sẽ giảm dần từ hơi sấy đến tờ giấy. Giảm tối thiĨu không khí bám trên bỊ mỈt lô bằng cách kéo căng bạt lô giấy và Ðp sát vào lô. Người ta tìm cách làm giảm chiỊu dày lớp nước ngưng tơ bám vào thành trong cđa lô sấy bằng cách lắp các hƯ thống xiphông, đối với máy tốc
độ cao do lực ly tâm mà nước bị kéo lên theo thành lô, trong trường hỵp này có thĨ dùng xiphông quay có lò xo Ðp sát miƯng xiphông với thành lô sấy.
* ĐĨ tiết kiƯm hơi sấy mà vẫn đạt chỉ tiêu kỹ thuật, người ta sư dơng hơi sấy như sau : - Chỉ cấp hơi chính cho giai đoạn sấy chính.
- Đối với giai đoạn tăng nhiƯt độ thì sư dơng hơi thứ cđa giai đoạn chính.
- Giai đoạn giảm nhiƯt độ thì không cấp nhiƯt, giấy tự nguội.
*NhiƯt độ sấy tuỳ thuộc vào từng loại giấy đối với giấy có oSR cao kèm theo quá trình trương cao thì nhiƯt độ sấy giảm và ngưỵc lại.
Ví dơ : Giấy thông thường: tosấy = 105 115 oC Giấy bao gãi: tosấy = 115 120 oC
* Tốc độ sấy cịng tuỳ thuộc vào từng loại giấy, ví dơ tốc độ sấy nhanh chỉ áp dơng đối với giấy có độ xốp cao. Vì nếu giấy không có độ xốp cao thì khi làm nóng nhanh, nước trên bỊ mỈt bốc hơi nhanh, trong khi đó nước trong tờ giấy không kịp thoát ra ngoài và khi đó keo chảy ra sẽ bít kết bỊ mỈt và khi có nhiƯt độ cao hơn thì nước ở bên trong bay hơi sẽ phá hủ bỊ mỈt tờ giấy. Chính vì vậy mà phải chọn quy trình đốt nóng ban đầu thích hỵp.
ĐĨ tăng hiƯu quả quá trình sấy, ta cần thông gió hĩt không khí trong tđ sấy ra, không khí hĩt ra có độ Èm rất lớn, nóng. Do đó đĨ tận dơng nhiƯt người ta cho qua caloriphe đĨ trao đỉi nhiƯt với không khí khô bên ngoài hĩt vào đĨ tăng nhiƯt độ không khí, sau đó người ta đưa không khí khô, nóng thỉi vào tđ sấy.
Sơ đồ biĨu chưng nhiƯt độ qua lô sấy, biĨu thị các trở lực truyỊn nhiƯt khác nhau.
4./ HƯ thống gia keo bỊ mỈt
Hỗn hợp tráng phủ Loại thẳng đứng
Loại nằm ngang
Loại nằm nghiêng
Gia keo bỊ mỈt đưỵc thực hiƯn ở giữ sấy cđa máy xeo
BỊ mỈt cđa tờ giấy có thĨ đưỵc xư lí bằng cách tráng phđ, làm bóng, dát mỏng lên bỊ mỈt tờ giấy một lưỵng tinh bét hoỈc cho giấy chạy qua nhiỊu khe Ðp cđa những lô có đọ bóng cao đĨ tăng độ bỊn , độ bóng, và các đỈc tính khác( qua khâu Ðp quang).
Ðp keo là loại Ðp ướt có hai lô, nó có thĨ đỈt theo phương thẳng đứng, nằm ngang, hay đỈt xiên một góc 300. Tờ giấy có thĨ đưỵc tráng keo mét mỈt hoỈc ở cả hai mỈt, Ðp keo thường đưỵc đỈt ở vị trí giấy đã khô và độ khô khoảng 95%. Loại keo thông thường hay dùng đĨ xư lí bỊ mỈt giấy ở giai đoạn này là tinh bét CMC đĨ làm tăng độ bỊn, độ nhẵn, và đảm bảo tỉ trọng cđa tờ giấy.
5. 5/ép quang
Ðp quang thường đỈt ở vị trí cuối cùng cđa nhà máy giấy. Ðp quang thường lắp sau bộ phận sấy giấy. Đây là một hƯ trơc Ðp mà tâm cđa nó trùng với nhau hoỈc lƯch nhau. Ðp ở đây là Ðp khô, tuy nhiên, trước khi Ðp quang phải làm lạnh và có thĨ tăng thêm độ Èm.
Trước đây, hƯ thống Ðp thường có nhiỊu trơc, nhưng hiƯn nay thiết bị này đưỵc cải tiến nhiỊu, chỉ cần hai lô ( thường một lô cứng một lô mỊm ) là có thĨ làm cho giấy có độ nhẵn bóng, bỊ mỈt phẳng theo yêu cầu mà không làm cho giấy chai bóng, yêu cầu giấy phải có độ bỊn cao khi qua Ðp quang cịng bớt nghiêng ngỈt hơn.
Hỗn hợp gia keo (tinh bét)