Giấy in sản xuất thử nghiệm được lấy mẫu để kiểm tra các tính chất cơ lý, kết quảđược chỉ ra trong bảng 4.1.
37
Bảng 4.1: Chỉ tiêu chất lượng của giấy sản xuất thử nghiệm
TT Các chỉ tiêu TCVN 6886:2001 mức cấp A Mẫu TN 1 Định lượng, (g/m2) 80 80,9 2 Chiều dài đứt. (m) - Chiều dọc ≥ 3.500 5.320 - Chiều ngang ≥ 2.000 2.360 3 Chỉ sốđộ bền xé, (mN.m2/g) - Chiều dọc ≥ 5,6 5,7 - Chiều ngang ≥ 6,0 6,2 4 Độ bền bề mặt, (chỉ số nến) ≥ 14 16 5 Độ trắng ISO, (%) ≥ 88 85,1 6 Độđục, (%) ≥ 85 92,1 7 Độ nhẵn Bekk, (giây) - 22,5 8 Độ tro, % ≥ 12,0 16,1 9 Độ hút nước Cobb60, (g/m2) ≥ 27,0 28,7 10 Mức giảm độ trắng sau LH nhân tạo, % - 6,9
Đánh giá về quá trình sản xuất thử nghiệm:
Quá trình sản xuất thử nghiệm tại Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô thu được 3.021 kg giấy in có các chỉ số kỹ thuật đạt mức cấp A của TCVN 6886:2001(bảng 4.1). Tuy nhiên, độ trắng của giấy thấp hơn so với mức tiêu chuẩn.
Điều này là do ảnh hưởng của thiết bị sản xuất của Xưởng thực nghiệm - Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô không sản xuất thường xuyên. Hơn nữa, các mặt hàng sản xuất không phải chỉ sản xuất giấy in mà rất đa dạng, nhiều chủng loại. Các kết quả xeo giấy trong phòng thí nghiệm đều có độ trắng đạt và lớn hơn độ trắng yêu cầu cấp A của TCVN 6886:2001. Do vậy, nếu được sản xuất trên một dây chuyền sản xuất thường xuyên thì độ trắng của giấy sẽ bằng hoặc lớn hơn mức đề ra là 88%. Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và sản xuất thử nghiệm cho thấy, mục tiêu ức chế độ hồi màu của giấy in, có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng của đề tài đã đạt được. Mức giảm độ trắng của giấy sau lão hóa nhỏ hơn 10%, mà cụ thểở kết quả nghiên cứu là xấp xỉ 7% (giấy được sản xuất từ 100% bột giấy hóa học tẩy trắng có mức giảm độ trắng sau lão hóa nhân tạo là khoảng 5%).
38
PHẦN V
KẾT LUẬN
Đề tài đã hoàn thành được các nội dung nghiên cứu đặt ra trong đề cương cụ thể
như sau:
- Nghiên cứ tỷ lệ sử dụng thích hợp bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong thành phần bột giấy để sản xuất giấy in chất lượng cao.
- Nghiên cứu lựa chọn chất tăng trắng quang học thích hợp trong quá trình sản xuất giấy in.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng cacbonat canxi nghiền kết hợp với chất tăng trắng quang học trong quá trình sản xuất giấy in.
- Tiến hành sản xuất thử nghiệm 3,02 tấn giấy in đạt mức cấp A theo TCVN - Thiết lập được quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
Hạng mục công nghệ Quy trình 1 Quy trình 2
Thành phần bột giấy - Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng, % - BHKP, % - BSKP; % 25 65 10 15 85 - Độ nghiền, oSR - Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng, - Bột giấy hóa học 48 - 50 37 - 38 48 – 50 37 – 38 Chếđộ gia keo nội bộ, % so với bột KTĐ (theo
thứ tự gia phụ liệu) - Tinh bột cation - Keo AKD: - OBA Leucophor-AP - CaCO3 - Trợ bảo lưu (percol) 1,0 1,0 0,3 20 0,02 1,0 1,0 0,3 15 0,02 Chất OBA Leucophor-U bổ sung vào dung dịch
gia keo bề mặt , % so với bột giấy KTĐ
39
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. D. M. Fliate, 1985
Tính chất của giấy , Nhà xuất bản Lâm nghiệp, Mockva 1985. 2. Eric C. Xu and Zhou Y. , 2007
Synergistic effects between chemical mechanical pulps and chemical pulps from hardwoods, TAPPI Journal, 11/2007, p.4-9.
3. Zhibin He, Lanfeng Hui, Zhong Liu, Yonghao Ni và Yajun Zhou, 2010
Impact of high-yield pulp substitution on the brightness stability of uncoated wood- free paper, TAPPI Journal, 10/2010, p.15 - 20
4. Kaitang Hu, Yonghao Ni, Xuejun Zou , 2007
Substitution of hardwood bleached kraft pulp with aspen high-yield pulp in LWC wood-free papers, part 2: Impact on coated paper quality, TAPPI Journal, 1/2007, p.26 - 32
5. Yang Gao, Vivek Rajbhandari, Kecheng Li, Yajun Zhou và Zhirun Yuan, 2008
Effect of HYP fiber on bulk and surface roughness of wood-free paper, TAPPI Journal, 4/2008, p.4-9
6. Z. He, H. Zhang, Y. Ni và Y Zhou , 2009
Adding optical brightening agents to high-yield pulp at the pulp mill, Pulp & Paper Canada, 3/2009, p. 18-21
7. Hongjia Zang, Huiren Hu và Zhiguo Xu
Use of Fluorescent Whitening Agents against Light – induced color reversion of Aspen BCTMP (Tianjin University of Science and Technology, China
8. Cao Văn Sơn và các cộng sự, 2010
Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy APMP từ cây đay Việt Nam, Báo cáo
đề tài cấp Bộ - 2010
9. Hoàng Mạnh Vinh và các cộng sự, 2010
Nghiên cứu sản xuất giấy in sách chỉ dẫn sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ nguyên liệu gỗ bạch đàn và keo tai tượng, Báo cáo đề tài cấp Bộ - 2010
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ ************************
TẬP HỢP BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ ************************
BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
NỘI DUNG:
THU THẬP THÔNG TIN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BỘT GIẤY HỆU SUẤT CAO TẨY TRẮNG, CACBONAT CANXI NGHIỀN, CHẤT TĂNG
TRẮNG QUANG HỌC TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
(Theo HĐTKCM số:106.12.RD-01 /HĐ-ĐTKH, ký ngày 20 tháng 03 năm 2012)
Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì: Công ty TNHH Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô Chủ nhiệm đề tài : Ks. Trần Thị Thu Hương
Người báo cáo : Ks. Trần Thị Thu Hương
MỤC LỤC
MỞĐẦU 1
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BỘT GIẤY HỆU SUẤT CAO TẨY TRẮNG, CACBONAT CANXI NGHIỀN, CHẤT TĂNG TRẮNG
QUANG HỌC TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC 3
1 Tình hình sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng 3
2 Sử dụng chất độn cacbonat canxi trong sản xuất giấy 7
3 Độ trắng của giấy và sử dụng chất tăng trắng quang học trong quá
trình sản giấy 8
4 Sự hồi màu của bột giấy và giấy 9
KẾT LUẬN 12
MỞ ĐẦU
Các loại giấy in, giấy viết thường được sản xuất từ bột giấy hóa học tẩy trắng, do bột giấy hóa học có ưu điểm là độ trắng và độ bền cơ học cao. Nhưng bột giấy hóa học tẩy trắng cho hiệu suất không cao, hơn nữa quá trình sản xuất phát thải ô nhiễm môi trường lớn. Ngày nay, với sự phát triển của công nghệ, sản phẩm bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng sản xuất được đã đạt độ trắng cao (xấp xỉ 85% ISO) và có độ bền cơ học tương đối tốt. Bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có ưu điểm là cho hiệu suất cao, giá thành rẻ hơn bột giấy hóa học tẩy trắng. Sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong thành phần nguyên liệu của giấy in sẽ cải thiện được tính năng in, tăng độ xốp, độđục của giấy. Bởi vậy, hiện nay bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng đã được sử dụng thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết. Tuy nhiên, bột hiệu suất cao tẩy trắng lại có nhược điểm là độ hồi màu cao và độ bền cơ học thấp hơn bột giấy hóa học tẩy trắng. Do đó trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu được tiến hành để xác định được tỷ lệ sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng thích hợp, cũng như các hóa chất phụ gia có tác dụng ức chế sự hồi màu của loại bột giấy này trong công nghệ sản xuất giấy in, giấy viết.
Kết quả nghiên cứu của các nhà khoa học công nghệ tại các trung tâm nghiên cứu bột và giấy của Canada kết hợp với các nhà nghiên cứu của phòng thí nghiệm Andritz R&D, Ohio Mỹ cho thấy nếu sử dụng một tỷ lệ hợp lý bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng [4] và sử dụng các chất phụ gia (cacbonat canxi, chất tăng trắng quang học) [6] sẽ cho sản phẩm giấy in, giấy viết có chất lượng và cho độ hồi màu gần tương đương với sản phẩm giấy cùng loại sản xuất từ
100% bột giấy hóa học tẩy trắng.
Các nhà công nghệ của Trung Quốc cũng có các nghiên cứu hạn chế sự hồi màu của các sản phẩm giấy in, giấy viết có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng [3]. Nghiên cứu cho thấy sử dụng cacbonat canxi trong quá trình sản xuất và sử dụng chất tăng tắng quang học trong quá trình gia keo bề mặt giấy đã cho hiệu quả cao trong việc ức chếđộ hồi màu của giấy.
Ở Việt Nam, Công ty cổ phần Tập đoàn Tân Mai đã có dây chuyền sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có độ trắng đạt 70 - 75% ISO và được sử dụng để thay thế một phần bột giấy hóa học tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy viết. Vì độ trắng của bột thấp nên để sản xuất giấy in có độ trắng ISO > 80% phải sử dụng lượng chất tăng trắng quang học tương đối cao.
Theo kế hoạch, năm 2012, Nhà máy bột giấy Phương Nam với công suất 100 nghìn tấn/năm bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng từ cây đay sẽđi vào sản xuất. Ngoài ra còn một số dự
án nhà máy sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng khác được triển khai trong thời gian tới sẽ
Ngoài nguồn bột giấy sản xuất trong nước, bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng có độ trắng ISO > 80% cũng được nhập khẩu về Việt Nam. Một số doanh nghiệp sản xuất Giấy trong nước đã sử dụng loại bột này trong cơ cấu thành phần bột giấy để sản xuất giấy in, giấy viết nhưng tỷ lệ sử dụng chỉ chiếm khoảng 10%. Hiện nay, ở Việt Nam chưa có các nghiên cứu chuyên sâu về mức giảm độ hồi màu của các sản phẩm giấy này sau thời gian bảo quản và sử
dụng. Chính vì những lý do trên, Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô đề xuất
đề tài: “ Nghiên cứu sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng trong sản xuất giấy in, giấy
viết chất lượng cao ”.
Mục đích của đề tài:
Xây dựng quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng.
Nội dung nghiên cứu của đề tài gồm:
- Nghiên cứu tỷ lệ sử dụng thích hợp bột hiệu suất cao tẩy trắng trong thành phần bột giấy để sản xuất giấy in chất lượng cao.
- Nghiên cứu lựa chọn chất tăng trắng quang học thích hợp trong quá trình sản xuất giấy in.
- Nghiên cứu quy trình công nghệ sử dụng cacbonat canxi nghiền kết hợp với chất tăng trắng quang học trong quá trình sản xuất giấy in.
- Thiết lập quy trình công nghệ sản xuất giấy in chất lượng cao có sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng.
- Tiến hành sản xuất thử nghiệm tại Xưởng Thực nghiệm của Công ty TNHH Viện công nghiệp giấy và xenluylô
Chuyên đề này báo cáo kết quả nghiên cứu nội dung: Thu thập thông tin về sử dụng
bột hiệu suất cao tẩy trắng, cacbonat canxi nghiền, chất tăng trắng quang học trong và
TÌNH HÌNH SỬ DỤNG BỘT GIẤY HỆU SUẤT CAO TẨY TRẮNG, CACBONAT CANXI NGHIỀN, CHẤT TĂNG TRẮNG QUANG HỌC
TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.Tình hình sử dụng bột hiệu suất cao tẩy trắng
1.1. Ảnh hưởng của bột giấy hiệu suất cao đến tính chất in của giấy.
Sự có mặt của bột giấy cơ học trong thành phần giấy sẽ làm tăng độ đục, khả năng thấm mực in tốt, sự phân bố xơ sợi đồng đều, nên sẽ làm tăng tính chất in của giấy. Do vậy trong thành phần giấy in các loại thường chứa một tỷ lệ bột giấy cơ học phụ thuộc vào từng chủng loại giấy. Tuy nhiên sự có mặt của bột giấy cơ học trong giấy lại làm tăng độ hồi màu, giảm độ bền cơ lý và giảm tuổi thọ của giấy. Chính vì vậy đối với các loại giấy in cao cấp có
độ bền và tuổi thọ cao thì bột cơ học không được có trong thành phần giấy. Trong thành phần giấy in cao cấp, thành phần bột giấy chủ yếu là bột giấy sunphat tẩy trắng từ gỗ cứng có phối trộn một tỷ lệ nhỏ bột giấy sunphát tẩy trắng từ gỗ mềm hoặc không phối trộn. Như vậy vẫn duy trì được những tính chất in của giấy nhưđộ đục cao, khả năng bắt mực tốt, độ biến dạng thấp, độ bền cơ lý và độ nhẵn cao.
1.2. Công nghệ sản xuất bột giấy hiệu suất cao tẩy trắng
Bột hiệu suất cao tẩy trắng thường là bột cơ học, được sản xuất chủ yếu bằng phương pháp cơ học là chính. Trong công nghiệp sản xuất bột giấy, có hai phương pháp chính là phương pháp hoá học (phương pháp axít và phương pháp kiềm) và phương pháp cơ học. Theo con đường hoá học (sử dụng tác nhân hóa học để tách loại lignin) để thu lại bột giấy chứa chủ
yếu là xenluloza. Đối với bột giấy cơ học thì xơ sợi được tách ra bằng phương pháp cơ học (mài hoặc nghiền) nên các thành phần hóa học trong xơ sợi gần như còn giữ nguyên. Hiệu suất thu hồi bột đối với bột cơ học rất cao đạt từ 90 – 98%, chi phí thấp đồng thời bột có những tính chất mà bột hóa học không có như: độđục rất cao, khả năng thấm hút mực in rất tốt nên thường được sử dụng trong một số sản phẩm như: giấy in báo, giấy in không tráng (SC), giấy in tạp chí có tráng nhẹ (LWC), giấy dán tường, giấy in giấy viết thông thường...
Nhìn chung công nghệ sản xuất bột cơ học đã có bề dầy lịch sử hơn 150 năm và luôn
được cải tiến và phát triển không ngừng, cho ra đời những công nghệ và thiết bị hiện đại, tiên tiến đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về các sản phẩm giấy của người tiêu dùng.
Công nghệ bột cơ học có lẽđầu tiên bắt đầu bằng ý tưởng của J.Ch.Shäffer người Đức ngay đầu thế kỷ 18 khi ông phát hiện ra mùn cưa và các sản phẩm thừa từ gỗđem nghiền nhỏ
có thể sản xuất giấy. Mặc dù vậy mãi sau này này mới được thừa nhận, khi Friedrich Gottlod Keller (1816 - 95) và Charles Fenerty (1821-92) khám phá ra bột gỗ nghiền và lần đầu tiên áp
dụng. Năm 1843, Keller cho ra đời thể hệ máy đầu tiên: lô nghiền bằng đá và hoạt động bằng tay quay.
Trải qua nhiều năm, từ nguyên mẫu ban đầu đã có rất nhiều cải tiến. Từ năm 1852 đến 1867, Heninrich Voelter và Jonhann Matthäus Voith đã phát triển thành một hệ thống sản xuất hoàn chỉnh bao gồm: bộ phận mài bột, bột phận sàng lọc và bộ phận tách nước khỏi bột giấy. Cũng trong khoảng thời gian này đã có hơn 20 dây chuyền được lắp đạt tại Châu Âu. Năm 1867 hệ thống này đã được giới thiệu tại hội chợ quốc tếở Paris.
Năm 1880 đánh dấu một bước cải tiến mới trong công nghệ bột gỗ mài bằng sự xuất hiện hệ thống máy mài ở nhiệt độ cao với sự dẫn động bằng động cơ hơi nước tại Mỹ, chất lượng bột được cải thiện rất nhiều.
Hầu hết các thế hệ máy mài thời gian này hoạt động giãn đoạn nạp liệu kiểu ống thủy lực, công suất nhỏ. Tuy nhiên năm 1922, lần đầu tiên xuất hiện thế hệ máy mài với cơ cấu nạp liệu kiểu xích cho phép quá trình sản xuất diễn ra liên tục, chiều dài khúc gỗ có thểđạt tới 1m,
đường kính lô mài đến 1,5m do Voith thiết kếđược lắp đặt tại Schongau. Hệ thống thiết bị và công nghệ này liên tục được cải tiến, tăng quy mô và khả năng tự động hóa, tới năm 1984, hãng Voith đã cải tiến thành công nghệ bột nhiệt mài (TGM).
Một hệ thống mài khác được công ty Great Northern - Waterous - Tempella - Valmet thiết kế và sản xuất với hệ thống hai buồng nạp liệu và được lắp đặt đầu tiên ở đông