Nghiên cứu áp dụng phương pháp gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy và...

8/12/2019 Nghiên cứu áp dụng phương pháp gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói

http://slidepdf.com/reader/full/nghien-cuu-ap-dung-phuong-phap-gia-keo-kiem-tinh-cho-qua-trinh 1/228

1

BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM

CÔNG TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY XENLUYLÔ**************&************

BÁO CÁO TỔNG K ẾT

ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011

NGHIÊN CỨ U ÁP DỤNG PHƯƠ NG PHÁP GIA KEO KIỀM TÍNHCHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI

Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠ NG

Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH - VIỆN CN GIẤY XENLUYLÔ

Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy

9024

HÀ NỘI 01/2012

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON



2

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1

I Tổng quan về nguyên liệu bao bì hòm hộ p cũ (OCC) cho quátrình sản xuất giấy và các tông bao gói, quá trình gia keo chốngthấm cho giấy và các tông bao gói từ nguyên liệu OCC.

4

1.1 T ổ ng quan về nguyên liệu bao bì hòm hộ p cũ (OCC) cho quá

trình sản xuấ t giấ y và các tông bao gói.

4

1.2 Quá trình gia keo chố ng thấ m cho giấ y và các tông bao gói t ừ nguyên liệu bao bì hòm hộ p cũ (OCC)

7

1.2.1 Quá trình gia keo bằng keo nhự a thông 7

1.2.2 Quá trình gia keo kiềm tính (AKD) 9 K ế t luận và định hướ ng nghiên cứ u 19

II Nguyên liệu và phươ ng pháp nghiên cứu 21

2.1 Nguyên liệu, hóa chấ t và thiế t bị nghiên cứ u 21

2.2 Phươ ng pháp nghiên cứ u 23

III K ết quả nghiên cứu và thảo luận 24

3.1 Khảo sát thự c tr ạng sử d ụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ pcũ ) trong sản xuấ t giấ y và các tông bao gói có gia keo chố ng

thấ m bằ ng keo AKD (keo chố ng thấ m kiề m tính)

24

3.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của khoảng pH và mứ c dùng keo đế nhiệu quả quá trình gia keo chố ng thấ m bằ ng keo AKD (keo

chố ng thấ m kiề m tính) trong quá trình sản xuấ t giấ y và các tông

bao gói.

25

3.2.1 Ảnh hưở ng của pH và mứ c dùng keo AKD đến hiệu quả quátrình gia keo

26

3.2.2 Ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy 27

3.3 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình

xử lý nguyên liệu (quá trình r ử a bột giấ y) đế n hiệu quả quá trình gia keo.

28

3.4 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của quá trình tuần hoàn nướ c tr ắ ng đế nhiệu quả của quá trình gia keo chố ng thấ m bằ ng keo AKD (keo

chố ng thấ m kiề m tính) trong quá trình sản xuấ t giấ y và các tông

bao gói.

29

3.4.1 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuần 30





3

hoàn ngắn (vòng tuần hoàn hoàn trên hình 1.2) đến hiệu quả của quá trình gia keo.

3.4.2 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuầnhoàn dài (vòng tuần hoàn hoàn trên hình 1.2) đến hiệu quả của quá trình gia keo.

31

3.4.3 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của các ion kim loại trong nướ c trắngđến hiệu quả quá trình gia keo 32

3.5 Nghiên cứ u so sánh một số loại keo AKD (keo chố ng thấ m kiề mtính) thươ ng phẩ m đ ang l ư u hành đế n hiệu quả gia keo trong sản

xuấ t giấ y và các tông bao gói.

34

3.6 K ế t luận 34

3.7 S ản xuấ t thử nghiệm giấ y và các tông bao gói gia keo chố ng


35

3.7.1 Quy trình sản xuất thử nghiệm 35

3.7.2 Sản xuất thử nghiệm giấy bao gói gia keo chống thấm bằngkeo AKD

36

3.8 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu tr ự c tiế p cho quá trình sản

xuấ t 1 t ấ n giấ y bao gói gia keo chố ng thấ m bằ ng keo AKD.

37

K ết luận và kiến nghị 39





4

DANH MỤC CÁC BẢ NG BIỂU

Bảng Nội dung Trang

Bảng 1.1 Tỷ lệ một số thành phần chính trong các tông sóng Châu Á vàMỹ

5

Bảng 1.2 Ảnh hưở ng của độ dài gốc R tớ i hiệu quả gia keo AKD 10

Bảng 2.1 Thành phần bột giấy từ nguyên liệu OCC 21

Bảng 2.2 Tính chất cơ lý của bột giấy từ nguyên liệu OCC 21

Bảng 2.3 Một số thông số k ỹ thuật của các loại keo AKD 22

Bảng 2.4 Một số thông số k ỹ thuật của tinh bột cation 22

Bảng 3.1 K ết quả khảo sát tại một số cơ sở sản xuất giấy và các tông baogói

25

Bảng 3.2 Ảnh hưở ng của mứ c dùng keo AKD và pH đến độ hút nướ cCobb60

26

Bảng 3.3 Ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy 27

Bảng 3.4 Ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lýnguyên liệu đến hiệu quả quá trình gia keo

28

Bảng 3.5 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuầnhoàn ngắn đến hiệu quả quá trình gia keo

31

Bảng 3.6 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuầnhoàn dài đến hiệu quả quá trình gia keo

32

Bảng 3.7 Ảnh hưở ng của chủng loại keo AKD đến hiệu quả quá trình giakeo

34

Bảng 3.8 Độ hút nướ c và độ dẫn nướ c trắng của giấy bao gói sản xuất thử

nghiệm

36

Bảng 3.9 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu trự c tiếp cho sản xuất 1 tấngiấy bao gói

37





5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình Nội dung Trang

Hình 1.1 Phản ứ ng biến tính nhự a thông bằng axít furmaríc 8

Hình 1.2 Phản ứ ng tổng hợ p keo AKD 10

Hình 1.3 Phản ứ ng của AKD vớ i nhóm OH của xenluylô 12

Hình 1.4 Phản ứ ng của keo AKD vớ i H2O 12

Hình 1.5 Các giai đoạn của quá trình gia keo AKD 13

Hình 1.6 Phản ứ ng tạo thành muối Keton khi có mặt Ca

2+

, Al

3+

17Hình 1.7 Ảnh hưở ng của ion Al3+ lên hiện tượ ng hồi keo AKD 18

Hình 1.8 Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất giấy và các tông baogói từ giấy loại (OCC)

Hình 1.9 Sơ đồ khối dây chuyền lớ p mặt, lớ p lót và lớ p đế của Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n

Hình 3.1 Ảnh hưở ng của ion kim loại đến độ hút nướ c Cobb60 33





6

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Tên tiếng anh Tên tiếng việt

AKD Alkyl Ketene Dimer Keo AKD

ASA Alkyl Succinic Anhydrides Keo ASA

PCC Precipitated Cancium Carbonate Bột đá can xi cacbonat k ết tủa

GCC Ground Cancium Carbonate Bột đá canxi cacbonat nghiền

ppm Part per Million Phần triệu

HST Hercules Size Test Phươ ng pháp đo hiệu quả gia keo

KTĐ Khô tuyệt đối

TCVN Tiêu chuẩn Việt NamCS Cationic starch Tinh bột cation

DS Degree of Substitution Độ thế của tinh bột

OCC Old Corrugated Containers Bao bì hòm hộ p cũ





8

Ư u điểm của gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo nhựa

thông là hiệu quả gia keo cao và tức thờ i, giấy đanh và cứng. Ngày nay, để tăng hiệu

quả chống thấm của keo nhựa thông, các thế hệ keo nhựa thông mớ i đượ c nghiên cứu

và áp dụng thành công vào trong thực tế. Tuy nhiên, trong quá trình sản xuất giấy và

các tông bao gói gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông có một số nhượ c điểm: quá

trình khống chế pH gặ p nhiều khó khăn (tốn nhiều phèn), hiệu quả tuần hoàn nướ c

tr ắng thấ p, xuất hiện các đốm keo trên bề mặt giấy, dính chăn lướ i, giá thành nhựa

thông cao. Hơ n nữa, gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông sinh nhiều bọt, làm thao

tác chạy máy gặ p nhiều khó khăn, thất thoát lượ ng bột giấy theo bọt v.v…

Từ những năm 1980 cho đến nay, ngành công nghiệ p sản xuất giấy và các tông

trên thế giớ i nói chung và ở trong nướ c nói riêng đã có những chuyển đổi quan tr ọng về

công nghệ gia keo nội bộ trong môi tr ườ ng axít sang gia keo trong môi tr ườ ng kiềm.

Thực tế sản xuất trên thế giớ i và trong nướ c cho thấy công nghệ gia keo nội bộ trongmôi tr ườ ng kiềm có những ưu điểm hơ n so vớ i công nghệ gia keo nội bộ trong môi

tr ườ ng axít.

Những ưu điểm của gia keo nội bộ trong môi tr ườ ng kiềm:

+ Quá trình nghiền bột dễ dàng hơ n, giảm tiêu hao năng lượ ng cho quá trình

nghiền bột.

+ Giảm giá thành sản phẩm do nâng cao hàm lượ ng chất độn vô cơ trong giấy

+ Tiết kiệm lượ ng nướ c sạch cho sản xuất do sử dụng hiệu quả nướ c tr ắng trongquá trình sản xuất.

+ Giấy có độ bền cơ học, độ tr ắng và độ đục cao hơ n

+ Giảm chi phí khấu hao thiết bị nhờ sự giảm ăn mòn của các thiết bị trong quá

trình sản xuất.

+ Năng suất chạy máy cao hơ n do ít xảy ra sự cố bám dính chăn lướ i

Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ yếu sản xu

ất gi

ấy bao gói và các

tông là sử dụng OCC (Old Corrugated Containners). Tuy nhiên, chất lượ ng OCC ngày

càng thấ p do quá trình tái sinh nhiều lần và chứa nhiều các tạ p chất như: mực in, tinh

bột, chất độn v.v… Hơ n nữa, trong sản xuất để hạn chế nướ c thải, tiết kiệm nướ c công

nghệ các nhà máy thườ ng sử dụng lượ ng nướ c tuần hoàn lớ n và hạn chế quá trình r ửa,

làm sạch, loại bỏ tạ p chất trong giai đoạn chuẩn bị bột. Những yếu tố này ảnh hưở ng

đến hiệu quả của quá trình gia keo, quá trình gia keo không ổn định, tăng mức dùng





9

keo. Tr ướ c thực tr ạng nêu trên, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưở ng đến hiệu quả quá

trình gia keo kiềm tính AKD và đưa ra quy trình gia keo kiềm tính thích hợ p là một

việc làm r ất cần thiết. Vì vậy, Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô đượ c Bộ Công

Thươ ng giao nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ năm 2011, thực hiện đề tài:

“ Nghiên cứ u áp d ụng phươ ng pháp gia keo ki ềm tính cho quá trình sản xuấ t gi ấ y và

các tông bao gói ”.

M ục tiêu của đề tài:

Đưa ra giải pháp sử dụng hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính trong quá trình

sản xuất giấy và các tông bao gói.

N ội dung nghiên cứ u:

+ Khảo sát thực tr ạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong quá

trình sản xuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống thấm bằng keo AKD (keochống thấm kiềm tính).

+ Nghiên cứu ảnh hưở ng của khoảng pH đến hiệu quả quá trình gia keo chống

thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trong quá trình sản xuất giấy và các

tông bao gói.

+ Nghiên cứu ảnh hưở ng của quá trình tuần hoàn nướ c tr ắng đến hiệu quả quá

trình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trong quá trình


+ Nghiên cứu, so sánh một số loại keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) thươ ng

phẩm đang lưu hành đến hiệu quả gia keo trong sản xuất giấy và các tông bao gói.

+ Sản xuất thử nghiệm 700 kg sản phẩm giấy bao gói đạt độ hút nướ c Cobb60

nhỏ hơ n 30 g/m2.

+ Tính toán đượ c hiệu quả kinh tế





10

PHẦN I

TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU BAO BÌ HÒM HỘP CŨ (OCC) CHO QUÁ TRÌNH

SẢN XUẤT GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI, QUÁ TRÌNH GIA KEO CHỐNG THẤM

CHO GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI TỪ NGUYÊN LIỆU OCC.

1.1 Tổng quan về nguyên liệu bao bì hòm hộp cũ (OCC) cho quá trình sản xuất

giấy và các tông bao gói.

Sử dụng xơ sợ i tái sinh trong ngành công nghiệ p giấy và các tông bao gói đượ c

triển khai r ất hiệu quả từ những năm 60 của thế k ỷ XX. Đặc biệt từ năm 2005 cho đến

nay, mức tiêu thụ loại nguyên liệu này trên thế giớ i tăng trung bình 3%/năm[1]. Dự báo

giai đoạn 2011 – 2015 tổng sản lượ ng giấy thu hồi của thế giớ i tăng bình quân 4,4

%/năm. Châu Á sử dụng giấy thu hồi nhiều nhất, gần 40% so vớ i thế giớ i, Châu Á nhậ p

khẩu gần 2/3 lượ ng giấy thu hồi thươ ng mại, Châu Âu nhậ p khẩu khoảng 25% lượ nggiấy thu hồi thươ ng mại, còn lại chỉ nhậ p khẩu khoảng 7% giấy thu hồi thươ ng mại trên

toàn cầu.

Trên thế giớ i, bột giấy thu hồi tái chế từ giấy và bao bì hòm hộ p cũ chiếm nhiều

nhất trong số các loại bột giấy để sản xuất giấy và các tông bao gói chiếm 54,09 % so

vớ i tổng sản lượ ng bột giấy (bột hóa, bột giấy thu hồi, bột phi gỗ). Ở trong nướ c, năm

2010 tổng sản phẩm giấy sản xuất trong nướ c là 1.298.700 tấn, trong đó sản xuất giấy

làm bao bì là 825.000 tấn, chiếm khoảng 63,53 % so vớ i tổng lượ ng giấy các loại sản

xuất. Hiện nay, thu gom giấy thu hồi trong nướ c đạt 734.212 tấn, chiếm 32 % so vớ i

tổng lượ ng tiêu dùng giấy thu hồi, nhậ p khẩu 269.743 tấn chiếm khoảng 26,87 % so vớ i

tổng lượ ng tiêu dùng giấy thu hồi. Dự báo đến năm 2011, tổng lượ ng giấy tiêu dùng là

2.566.600 tấn, thu gom giấy thu hồi trong nướ c là 840.000 tấn, nhậ p khẩu giấy thu hồi

khoảng 355.000 tấn[1].

Nhìn chung, chất lượ ng của bao bì hòm hộ p cũ (OCC) thay đổi r ất lớ n tùy thuộc

vào đặc thù địa lý của khu vực sản xuất loại này. Ở các nướ c Châu Âu và Châu Mỹ bột

kraft gỗ mềm không tẩy tr ắng (xơ sợ i dài) luôn chiếm tỷ lệ cao trong bao bì hòm hộ p cũ (OCC). Trong khi đó ở Châu Á tỷ lệ xơ sợ i dài từ gỗ mềm là không đáng k ể mà thay

vào đó là hỗn hợ p xơ sợ i có nguồn gốc từ gỗ mềm và gỗ cứng không tẩy tr ắng, từ bao

bì, hòm hộ p tái sinh, từ một số loại nguyên liệu phi gỗ như tre, nứa, bã mía, r ơ m r ạ

v.v… Sự khác biệt về các thành phần[4] chính trong OCC Châu Á và Mỹ đượ c đưa ra

trong bảng 1.1.





11

Bảng 1.1 Tỷ lệ một số thành phần chính trong các tông sóng Châu Á và Mỹ[4]

Tên nướ c Tạp chất(%)

Tro(%)

Tinh bột(%)

Xơ sợ ivụn, (%)

Chiều dàixơ sợ i,(mm)

Hiệusuất thuhồi, (%)

Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30

Các số liệu trong bảng 1.1 cho thấy hàm lượ ng tạ p chất (đinh gim, băng dính,

keo v.v…) trung bình trong OCC có nguồn gốc từ Châu Á (1,08%) và Mỹ (1%) tươ ng

đươ ng nhau. Tuy nhiên, hàm lượ ng các thành phần khác lại r ất khác nhau:

+ Độ tro của các mẫu OCC Châu Á biến đổi trong khoảng r ất r ộng từ 4% đến

15%, trong khi giá tr ị tươ ng ứng của mẫu OCC Mỹ là 1,7%. Các mẫu OCC của Hồng

Kông và Trung Quốc chứa nhiều tro nhất (12,5% và 14,9%). Độ tro của OCC từ Hồng

Kông và Trung Quốc cao là do sử dụng một lượ ng tươ ng đối lớ n r ơ m r ạ và các loại

nguyên liệu phi gỗ khác để sản xuất lớ p sóng, thậm chí cả lớ p mặt của các tông sóng.

+ Hàm lượ ng xơ sợ i vụn có xu hướ ng biến đổi tươ ng tự như độ tro: các mẫu

OCC từ Châu Á mà đặc biệt là Trung Quốc có tỷ lệ xơ sợ i vụn r ất cao (20,7%). Mẫu

OCC từ Mỹ có chiều dài xơ sợ i trung bình và hiệu suất thu hồi lớ n nhất, lớ n hơ n r ất

nhiều so vớ i các mẫu OCC Châu Á.

K ết quả phân tích từ các tài liệu tham khảo cho thấy chiều dài xơ sợ i và hiệu suấtthu hồi của Châu Á khá thấ p (tươ ng tự OCC Việt Nam) chứa nhiều xơ sợ i vụn và các

tạ p chất phi xơ sợ i. Do vậy, chất lượ ng OCC, các tạ p chất và xơ sợ i vụn này ảnh hưở ng

đến hiệu quả của quá trình gia keo kiềm tính (AKD) trong sản xuất giấy và các tông bao

gói.





12

Ư u điểm nổi bật của OCC so vớ i các chủng loại giấy loại khác là hiệu suất thu

hồi xơ sợ i r ất cao[5]:

+ OCC, giấy bao gói : 90 – 95%

+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%

+ Giấy vệ sinh : 60 – 75%+ Giấy đặc chủng : 70 – 95%

+ Bột khử mực thươ ng phẩm : 60 – 85%

Chi phí nguyên liệu khá thấ p, công nghệ tươ ng đối đơ n giản, hiệu suất thu hồi xơ

sợ i cao từ nguyên liệu OCC và quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói từ loại

nguyên liệu này ít gây ô nhiễm môi tr ườ ng chính là những động lực căn bản thúc đẩy

việc nâng cao tỷ lệ sử dụng xơ sợ i tái sinh trong sản xuất giấy và các tông. Nhìn chung,

quá trình tái chế OCC nhằm thu hồi xơ sợ i cho sản xuất giấy và các tông bao gói chủ yếu sử dụng các phươ ng pháp cơ học. Xơ sợ i trong OCC đượ c phân tách và loại bớ t tạ p

chất vớ i một số các công đoạn chính như: đánh tơ i, sàng chọn, lọc cát sơ bộ, nghiền,

sàng tinh và lọc cát tinh tr ướ c khi đi xeo thành phẩm trên máy xeo giấy các tông bao

gói. Sự giảm sút hiệu suất trong quá trình chế biến OCC chủ yếu là do một số tạ p chất

như kim loại, nhựa, chất độn v.v.. đã đượ c loại bỏ trong các quá trình đánh tơ i, sàng

chọn và lọc cát.

Trong thờ i gian gần đây, để tăng giá tr ị sử dụng của OCC, các thiết bị phân tách

xơ sợ i dài và xơ sợ i ngắn từ nguyên liệu này đượ c nghiên cứu và áp dụng công nghiệ pthành công. Xơ sợ i thớ dài sau khi phân tách thườ ng đượ c sử dụng cho sản xuất giấy và

các tông lớ p mặt, xơ sợ i thớ ngắn đượ c sử dụng để sản xuất lớ p sóng cho các tông sóng,

lớ p đệm, lớ p đế cho các tông nhiều lớ p v.v…

Do OCC thườ ng có chứa r ất nhiều tạ p chất, đặc biệt là các tạ p chất có khả năng

k ết dính cao (stickies) gây ra nhiều khó khăn cho quá trình sản xuất như: làm rách giấy,

k ết dính trên chăn lướ i, tr ục ép, lô sấy v.v… nên các công đoạn xử lý cơ nhiệt để loại

bỏ các tạ p chất này cũng đượ c các nhà sản xuất nghiên cứu áp dụng trong công nghiệ ptrong thờ i gian gần đây.

Tuy nhiên, một vấn đề nảy sinh quan tr ọng đang làm ảnh hưở ng tớ i quá trình tái

sinh từ OCC là chất lượ ng xơ sợ i giảm do sau mỗi lần tái sinh. Các k ết quả nghiên

cứu[5] cho thấy bột giấy sản xuất theo các phươ ng pháp hóa học tr ải qua quá trình sấy,

thủy hóa lặ p lại sẽ bị xơ cứng hay còn gọi là “sừng hóa” (hornification) và giảm đáng





13

k ể về chiều dài xơ sợ i cũng như khả năng tạo liên k ết. Các sản phẩm giấy và các tông

bao gói từ xơ sợ i này sau một số lần tái sinh không đạt đượ c chất lượ ng yêu cầu.

Hiện tượ ng sừng hóa xuất hiện trong mạng các vách tế bào của xơ sợ i hóa học.

Trong quá trình ấy, các vách tế bào đã phân lớ p một phần (chổi hóa trong quá trình

nghiền) liên k ết chặt chẽ vớ i nhau bằng các liên k ết hydro. Khi đánh tơ i và nghiền trongmôi tr ườ ng nướ c, xơ sợ i tái sinh khó phân lớ p hơ n do một số liên k ết hydro tạo ra

không phân hủy đượ c. Xơ sợ i tái sinh tr ở nên cứng và giòn hơ n so vớ i xơ sợ i mớ i. Hơ n

nữa, do một phần liên k ết hydro tạo ra giữa các vi sợ i trong quá tình sấy giấy không

phân hủy đượ c mà xơ sợ i không hoàn toàn duỗi thẳng trong khi đánh tơ i và nghiền làm

cho kích thướ c xơ sợ i tái sinh không đạt đượ c kích thướ c ban đầu của xơ sợ i mớ i.

1.2 Quá trình gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói từ nguyên liệu bao

bì hòm hộp cũ (OCC)

1.2.1 Quá trình gia keo bằng keo nhự a thông

Quá trình chống thấm theo phươ ng pháp gia keo bằng keo nhựa thông cho giấy

và các tông bao gói là k ết quả của sự tươ ng tác giữa 3 cấu tử chính: Xơ sợ i xenluylô,

các hạt keo nhựa thông và phèn nhôm. Do xơ sợ i và các hạt keo đều mang điện tích âm

nên trong huyền phù xơ sợ i và các hạt keo sẽ không tr ực tiế p liên k ết đượ c vớ i nhau.

Phèn nhôm khi hòa tan trong nướ c sẽ tạo thành ion nhôm đa hóa tr ị mang điện tích

dươ ng. Trong quá trình gia keo, phèn nhôm sẽ đóng vai trò hỗ tr ợ quá trình k ết tủa các

hạt keo nhựa thông lên trên bề mặt xơ sợ i và tạo thành muối nhựa nhôm k ết tủa trên bề mặt xơ sợ i.

1.2.1.1 Các loại keo nhự a thông sử d ụng trong sản xuấ t giấ y và các tông bao gói

Quá trình sản xuất keo nhựa thông truyền thống (không biến tính) theo phươ ng

pháp nấu colophan vớ i dung dịch xút hoặc natri cacbonat. Vớ i mục đích biến tính

colophan là làm giảm xu hướ ng k ết tinh và năng cao mức độ hoạt tính của các sản

phẩm keo điều chế từ nguồn nguyên liệu này. Keo nhựa thông điều chế từ colophan

biến tính có độ ổn định và hiệu quả gia keo cao hơ n so vớ i keo điều chế theo phươ ng pháp truyền thống.

Keo nhự a thông xút hóa:

Colophan là chất r ắn k ỵ nướ c, không tan trong nướ c, để có thể tan đượ c trong

nướ c cần tiến hành xút hóa colophan vớ i dung dịch xút hoặc natri cacbonat ở nhiệt độ

từ 95 0C đến 98 0C trong khoảng thờ i gian từ 3h đến 5h. Colophan sau khi xút hóa đượ c





14

gọi là keo nhựa thông xút hóa hay keo nhựa thông xà phòng hóa. Nhìn chung hiệu quả

gia keo và tính ổn định chất lượ ng của loại keo nhựa thông này thấ p hơ n so vớ i keo

nhựa thông biến tính.

Keo nhự a thông phân tán:

Keo nhựa thông phân tán đượ c sản xuất dướ i dạng huyền phù chứa 30% đến

40% chất khô. Thành phần của keo nhựa thông phân tán có chứa 75% đến 90% axít

nhựa chưa đượ c xà phòng hóa. Keo nhựa thông phân tán có quy trình sản xuất phức tạ p,

có tính ổn định chất lượ ng không cao.

Keo nhự a thông bi ế n tính:

Nhằm tăng hiệu quả của quá trình gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao

gói bằng keo nhựa thông, các axít nhựa trong nhựa thông (hai thành phần chính của hỗn

hợ p axít nhựa trong colophan là axít abietic và axít pimaric) đượ c biến tính bằng cách

cho phản ứng vớ i malêic anhyđríc hoặc axít fumaríc sản phẩm tạo thành là axít

tricarboxylic. Phản ứng lậ p thể ứng dụng cho r ất nhiều hợ p chất dien (phản ứng cộng

vòng Diels-Alder) và chỉ có thể áp dụng cho đồng phân dạng axít abietic có cặ p nối đôi

liên hợ p, sản phẩm đượ c gọi là keo nhựa thông biến tính. Hai nhóm các-bô-xyl thêm

vào có tính axít mạnh hơ n so vớ i nhóm các-bô-xyl ban đầu. Điều này có ngh ĩ a là đặc

tính âm điện mạnh hơ n (phân cực tốt hơ n) làm cho khả năng phân tán keo tốt hơ n, kích

thướ c hạt keo nhỏ hơ n, nên hiệu quả quá trình gia keo đượ c cải thiện. Mặt khác, khi

tính ainon của dung dịch keo nhựa thông biến tính tăng lên thì hiệu quả phản ứng của

keo vớ i phèn nhôm nhằm tạo ra rêsinát nhôm cũng tăng lên dẫn tớ i hiệu quả gia keo

nhựa thông tốt hơ n.

Hình 1.1 Phản ứ ng biến tính nhự a thông bằng axít furmaríc





15

1.2.1.2 Tình hình sử d ụng keo nhự a thông cho sản xuấ t giấ y và các tông bao gói ở

trong nướ c.

Trong thực tế sản xuất, một số nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói vẫn sử

dụng keo nhựa thông xút hóa như: Công ty Cổ phần giấy Lửa Việt, Công ty Cổ phần

giấy Thanh Long. Tuy nhiên, chất lượ ng nhựa thông xút hóa thườ ng không ổn định và phụ thuộc vào kinh nghiệm của ngườ i nấu nhựa thông. Hơ n nữa, mức dùng keo nhựa

thông xút hóa cao từ 1% đến 5% so vớ i bột khô tuyệt đối, tăng chi phí sản xuất do giá

thành của nhựa thông hiện nay là khá cao.

Một số Công ty khác đã chuyển sang sử dụng keo nhựa thông biến tính để gia

keo chống thấm cho sản xuất giấy và các tông bao gói như: Công ty Cổ phần giấy Mỹ

Hươ ng, Công ty Cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ và một số Công ty giấy ở khu vực phía

Nam. Hiệu quả gia keo nhựa thông biến tính cho giấy và các tông bao gói cao và tức

thờ i, giấy đanh và cứng.

Tuy nhiên, nguồn nguyên liệu chủ yếu đượ c sử dụng để sản xuất tại các công ty

là OCC (bao bì hòm hộ p cũ). Nguồn nguyên liệu này có chất lượ ng ngày càng thấ p do

quá trình tái sinh nhiều lần. Trong quá trình sản xuất giấy và các tông gói từ nguồn

nguyên liệu OCC nhằm tiết kiệm nướ c công nghệ và hạn chế nướ c thải ra môi tr ườ ng

nên trong nướ c tuần hoàn của dây chuyền chứa r ất nhiều tạ p chất. Vì vậy, quá trình

khống chế pH gặ p nhiều khó khăn (tốn nhiều phèn), xuất hiện các đốm keo trên bề mặt

giấy, tăng thờ i gian dừng máy để vệ sinh do dính chăn, dính lướ i. Gia keo chống thấmcho giấy và các tông bao gói bằng keo nhựa thông sinh nhiều bọt khi máy xeo chạy,

làm thao tác chạy máy gặ p r ất nhiều khó khăn, thất thoát một lượ ng lớ n bột giấy theo

bọt. Hơ n nữa, hiện nay giá thành của nhựa thông thươ ng phẩm r ất cao (70 – 75 triệu

đồng/1 tấn nhựa thông), làm giá thành sản phẩm tăng.

1.2.2 Quá trình gia keo ki ềm tính (AKD)

1.2.2.1 Điề u chế và nhũ t ươ ng hóa keo AKD

AKD là một Keton không no có công thức cấu tạo như hình 1.2, trong đó R là

một gốc hydrocacbon có chứa từ 14 - 22 nguyên tử cacbon trong mạch. Vòng ketene

dimer lactone giúp cho phân tử keo AKD có khả năng phản ứng vớ i nhóm OH trong

phân tử xenluloza để tạo thành một liên k ết este.

Độ dài của gốc hydrocacbon R ảnh hưở ng tớ i khả năng phản ứng của keo AKD.

Trong thực tế keo AKD thươ ng phẩm thườ ng đượ c sản xuất từ hỗn hợ p của axít





16

panmetic và axít stearic. Sự tạo thành nhóm ketene và nhóm dimer đượ c tiến hành bở i

các axít béo dẫn xuất clorua trong một dung môi hữu cơ , sau đó là phản ứng ngưng tụ

vòng Lacton.

Hình 1.2 Phản ứ ng tổng hợ p keo AKD

Trong phản ứng điều chế trên, axit béo thườ ng dùng ở dạng sáp, là hỗn hợ p của

ít nhất 5 axít béo khác nhau tr ở lên (R chứa từ 14 - 22 nguyên tử cacbon). Trong keo

AKD, một trong các axít chiếm tỷ lệ lớ n nhất là axít palmitic, axít stearic.

Bảng 1.2 Ảnh hưở ng của độ dài gốc R tớ i hiệu quả gia keo AKD[9]

Chiều dài gốc R Độ gia keo (s)(HST to 80% Reflectance)

Chú thích

Hỗn hợ p C14 - C16 786

R = C16 825

Hỗn hợ p C16-C20 700

Giấy 65 g/m2; 0,1% keo

AKD

AKD thươ ng mại thườ ng đượ c điều chế từ axit stearic (R = C14 - C16), sản phẩm

thu đượ c ở dạng sáp, không tan trong nướ c, nhiệt độ nóng chảy khoảng 500

C. Hiệu quả gia keo của AKD phụ thuộc vào số nguyên tử C trong gốc R, khi số lượ ng nguyên tử C

tăng từ 8 đến 14, tuy nhiên khi số lượ ng nguyên tử C trong gốc R tăng lên trên 20 thì

hiệu quả gia keo của AKD lại giảm.

Để sử dụng keo AKD làm keo chống thấm cho giấy thì cần phải tiến hành làm

nóng chảy keo AKD sau đó phân tán chúng vào trong nướ c có chứa các thành các hạt





17

polyme mang điện tích dươ ng (thườ ng là tinh bột cation), hạt keo tạo thành có kích

thướ c nhỏ (khoảng 0,1 - 2,0 µm). Các hạt polyme cation bám lên các hạt keo AKD làm

cho chúng tích điện dươ ng, điều này làm tăng khả năng bảo lưu keo AKD trên xơ sợ i

trong quá trình xeo giấy.

Keo AKD có nhiệt độ nóng chảy thấ p, điều này cho phép nó dễ dàng dàn đều lên bề mặt xơ sợ i trong quá trình nâng nhiệt độ sấy giấy.

Keo AKD dạng vảy nến đượ c phân tán vào trong dung dịch nướ c đun nóng tớ i

nhiệt độ khoảng 75 - 90 0C đã có chứa các chất phụ gia khác (gồm chất ổn định nhũ

tươ ng: tinh bột cation; chất hoạt động bề mặt: Lignin suphonat natri...). Sau khi sáp

AKD tan hết thì nén ép dung dịch này chảy qua màng có lỗ khoảng 0,5 – 2 µm r ồi làm

nguội để thu đượ c nhũ tươ ng AKD. Một lượ ng nhỏ chất phân tán là tinh bột cation

dạng mạch ngắn có độ tích điện cao cùng vớ i một lượ ng nhỏ chất diệt khuẩn cần cho

thêm vào nhũ tươ ng để làm tăng thờ i gian bảo quản nhũ tươ ng AKD. Các loại keoAKD thươ ng mại thườ ng đượ c nhũ hóa hóa sẵn, kích thướ c hạt nhũ khoảng 0,1 - 2,0

µm và hàm lượ ng chất r ắn khoảng 6 - 21%.

Để hạn chế thờ i gian thủy phân của phân tử AKD trong quá trình bảo quản ngườ i

ta phải hạ pH của nhũ tươ ng xuống trong khỏang 2,5 – 3,5 bằng axít H2SO4 hoặc axít

HCl. Nếu pH > 6 thì phân tử AKD dễ tham gia phản ứng mở vòng lactone làm giảm

hiệu quả gia keo AKD trên xơ sợ i. Vì pH của nhũ tươ ng là môi tr ườ ng axít nên thiết bị

chứa hay xử lý AKD tr ướ c khi gia vào bột giấy phải làm bằng vật liệu chống ăn mòn.Do keo AKD có thể phản ứng vớ i nướ c giống như vớ i xenluylô nên thờ i gian

bảo quản keo AKD là giớ i hạn. Để ổn định nhũ tươ ng keo AKD tr ướ c khi sử dụng,

ngườ i ta thườ ng tiến hành bảo quản keo AKD ở nhiệt độ phòng (20 - 25 0C). Khi bảo

quản nhũ tươ ng AKD ở nhiệt độ thườ ng thờ i gian bảo quản cho phép là một tháng đến

ba tháng và đặc biệt nếu bảo quản ở nhiệt độ thấ p thờ i gian bảo quản có thể tớ i một

năm.

1.2.2.2 Khả năng phản ứ ng và cơ chế phản ứ ng của keo AKD

Khả năng phản ứ ng của keo AKD:

Keo AKD có khả năng phản ứng vớ i các nhóm hydroxyl. Vòng lactone của

AKD có thể mở ra phản ứng vớ i nhóm OH của xenluylo trong quá trình sấy giấy tạo

thành β keton este (hình 1.3).

Các AKD (dimer alkyl keten) cũng phản ứng vớ i nướ c để tạo thành axit β keton





18

không bền và nó sẽ decarboxyl để tạo ra các keton tươ ng ứng (hình 1.4).

Hình 1.3 Phản ứ ng của AKD vớ i nhóm OH của xenluylô

Hình 1.4 Phản ứ ng của keo AKD vớ i H2O

C ơ chế phản ứ ng của keo AKD vớ i x ơ sợ i xenluylô:

Hiện nay, cơ chế phản ứng của keo AKD vớ i xơ sợ i xenluylô có hai thuyết khác

nhau về cơ chế phản ứng của AKD vớ i xơ sợ i xenluylô. Thuyết thứ nhất cho r ằng cơ

chế phản ứng của AKD vớ i xơ sợ i xenluylô dựa trên thuyết liên k ết mạnh/liên k ết yếu

(strong bond/weak bond) và thuyết thứ hai dựa trên cơ sở hình thành liên k ết este β

keton[9].Theo thuyết liên k ết mạnh/liên k ết yếu, phản ứng của AKD trong quá trình gia

keo bao gồm 02 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Phản ứng của keo AKD vớ i xơ sợ i xenluylo để tạo thành liên k ết

este β keton là một sản phẩm phụ. K ết luận này dựa trên k ết quả phân tích phát hiện

liên k ết este trong giấy gia keo AKD. Khả năng triết tách tớ i 80% lượ ng AKD có trong





19

giấy và cuối cùng do khả năng dịch chuyển AKD bở i sự tăng nhiệt độ.

+ Giai đoạn 2: AKD là một keo liên k ết yếu, chính các phần tử AKD và các phần

không phải là xenluloza phản ứng vớ i keo AKD tạo ra khả năng gia keo cho giấy.

Trong khi đó theo thuyết thông dụng nhất thì cơ chế phản ứng của phản ứng giữa

keo AKD vơ i xơ sợ i Xenluloza gồm 4 giai đoạn (hình 1.5):

Hình 1.5 Các giai đoạn của quá trình gia keo AKD

+ Giai đoạn 1: Những hạt keo phân tán đượ c ổn định bằng điện tích dươ ng tr ướ c

hết sẽ đượ c hấ p thụ trên xơ sợ i bằng lực hút t ĩ nh điện. Mức dùng AKD phụ thuộc nhiều

vào thờ i gian gia keo cho tớ i khi lên lướ i (diện tích bể chứa bột, bơ m, mực lưu chất

trong thùng đầu..), việc thêm tinh bột cation chính là để hỗ tr ợ cho sự bảo lưu AKD. Vị

trí gia keo AKD vào dòng bột là từ bể chứa đầu máy đến bơ m quạt hoặc hòm điều tiết.

+ Giai đoạn 2: Khi băng giấy đượ c sấy khô, các hạt keo AKD đượ c hấ p thu sẽ

nóng chảy và dàn đều lên bề mặt xơ sợ i nhờ nhiệt độ ở bộ phận sấy tạo điều kiện tốt

cho phản ứng giữa các nhóm OH của xơ sợ i vớ i nhóm chức của phân tử AKD.

+ Giai đoạn 3: Phản ứng hóa học giữa AKD vớ i nhóm OH của xenluloza. Phản

ứng này chỉ diễn ra ở nhiệt độ cao khi phần lớ n nướ c trong tấm giấy đã đượ c bay hơ i

ngh ĩ a là ở cuối giai đọan sấy. Trong quá trình này, nhóm anhydride trong phân tử keo





20

AKD phản ứng vớ i nhóm OH trong phân tử xenluloza tạo thành một liên k ết hóa tr ị bền

vững.

+ Giai đoạn 4: Diễn ra quá trình định hướ ng của các phân tử AKD sao cho phần

hydrocacbon là phần k ỵ nướ c thì ch ĩ a ra ngoài bề mặt tờ giấy, phần nhóm chức tạo

thành liên k ết vớ i xơ sợ i làm cho các phân tử AKD dính chặt lên bề mặt xơ sợ i, nhờ định hướ ng này mà độ chống thấm tăng lên. Sự định hướ ng này không chỉ xảy ra trong

quá trình sấy mà còn tiế p tục trong khoảng thờ i gian ngắn sau khi giấy đượ c sấy xong,

ngh ĩ a là độ chống thấm vẫn tiế p tục tăng.

1.2.2.3 M ột số yế u t ố công nghệ ảnh hưở ng đế n gia keo kiề m tính (AKD)

Ả nh hưở ng của pH và độ ki ềm:

Độ pH: Độ pH trong dòng huyền phù bột giấy tr ướ c khi xeo giấy ảnh hưở ng tớ i

hiệu quả gia keo, keo AKD dùng hiệu quả trong khoảng pH = 7,5 - 8. Phản ứng của keoAKD vớ i xơ sợ i thuờ ng đượ c xúc tác bằng các ion bicarbonat HCO3

-, do vậy ngườ i ta

thườ ng dùng một lượ ng nhỏ NaHCO3 hoặc Na2CO3 vào dòng bột giấy vừa để thúc đẩy

phản ứng giữa keo AKD vớ i xơ sợ i, vừa để điều chỉnh pH trong khoảng 7,5 - 8.

Độ kiềm tính: Độ kiềm tính là một trong những yếu tố chính ảnh hưở ng tớ i sự

phân bố của AKD lên xơ sợ i xenluylô và giúp cho tốc độ phản giữa keo AKD và xơ sợ i

xenluylô xảy ra nhanh hơ n. Độ kiềm tính là nồng độ ion HCO3- có trong dòng bột giấy,

các ion HCO3 - có trong dòng bột do hai lý do:

+ Do bổ sung Na2CO3 hoặc NaHCO3 quá nhiều.

+ Do dùng bột Canxi cacbonat k ết tủa (PCC) làm chất độn, trong PCC có chứa

tạ p chất Ca(OH)2 bở i trong quá trình điều chế PCC, Ca(OH)2 chưa phản ứng hết vớ i khí

CO2 để tạo thành CaCO3.

Vớ i tác dụng của ion bicacbonat HCO3- ảnh hưở ng của các ion Al3+, Ca2+, Na+

trong dòng bột tớ i keo AKD có thể đượ c giảm tớ i mức tối thiểu.

Tuy nhiên, theo một số nghiên cứu nếu độ kiềm tính của dòng huyền phù bột quácao (trên 400 ppm) sẽ làm tăng phản ứng thủy phân keo AKD để tạo thành Keton dẫn

tớ i làm giảm độ chống thấm cho giấy, phản ứng này diễn ra chậm, dẫn đến tính chống

thấm của giấy bị giảm dần sau khi tờ giấy đượ c sản xuất - gọi là hiện tượ ng hồi keo.

Một số nghiên cứu cho thấy khi gia keo AKD sử dụng chất độn cácbonat k ết tủa, nếu

tăng độ kiềm từ 100 – 1000 ppm, độ chống thấm của giấy giảm mạnh, có thể mất tác

dụng chống thấm trong vòng 7 ngày sau khi sản xuất[9,10].





21

Ả nh hưở ng của chấ t độn, x ơ sợ i vụn và hóa chấ t tr ợ bảo l ư u:

Chất độn và xơ sợ i vụn keo theo sự gia tăng lượ ng keo AKD cần thiết cho quá

trình gia keo cho giấy và các tông bao gói để có đượ c cùng một mức độ gia keo, hiện

tượ ng này đượ c giải thích tr ướ c hết là do: sự tăng diện tích bề mặt cần gia keo, bề mặt

hóa học của chất độn, cấu trúc bề mặt của chất độn, chất phân tán dùng để phân tán chấtđộn, độ bảo lưu của chất độn v.v… Ngoài ra xơ sợ i vụn tham gia vào phản ứng vớ i keo

AKD, do đó lượ ng keo AKD cần thiết cho quá trình gia keo tăng lên.

Có hai yếu tố làm giảm hiệu quả của quá trình gia keo trên phần ướ t của máy

xeo giấy. Yếu tố thứ nhất là do sự thất thoát của xơ sợ i vụn và chất độn kéo theo sự thất

thoát AKD do hấ p thụ lên đó. Yếu tố thứ hai là hệ thống các chất tr ợ bảo lưu làm đông

tụ chất độn cùng vớ i AKD hấ p thụ lên bề mặt chất độn tạo thành những khối có kích

thướ c tươ ng đối lớ n, AKD đượ c kéo vào phía bên trong của các khối đó mà không

đượ c tr ải đều lên bề mặt xơ sợ i.

Tuy nhiên, khi dùng chất tr ợ bảo lưu một cách thích hợ p thì không những làm

tăng đượ c độ bảo lưu của các hạt mịn mà còn làm tăng đượ c khả năng thoát nướ c trong

quá trình xeo giấy. Cả hai điều này r ất có ích trong quá trình xeo giấy, vì vậy việc dùng

chất tr ợ bảo lưu trong quá trình xeo giấy là r ất quan tr ọng và cần thiết để đạt chất lượ ng

giấy cao, tiết kiệm các chất phụ gia và làm giảm ô nhiễm môi tr ườ ng.

Hơ n nữa, khi keo AKD đượ c bổ sung vào dòng huyền phù bột/chất độn, các hạt

keo AKD sẽ hấ p thụ lên bề mặt chất độn nhanh hơ n so vớ i hấ p thụ lên bề mặt xơ sợ i,điều này đượ c lý giải là do diện tích bề mặt của chất độn lớ n hơ n nhiều so vớ i bề mặt

của xơ sợ i.

Tỷ lệ chất độn: Thông thườ ng tỷ lệ chất độn cao thì kéo theo sự tăng lượ ng dùng

keo AKD, vì chất độn hấ p thụ nhiều keo. Do đó trong công nghệ thườ ng tiến hành quá

trình gia keo tr ướ c khi gia chất độn.

Vớ i công nghệ gia keo trong môi tr ườ ng trung tính hoặc kiềm tính, chất độn

thườ ng sử dụng là canxi cacbonat k ết tủa (PCC) hoặc canxi cacbonat nghiền (GCC).Bột PCC sử dụng thườ ng có kích thướ c hạt từ 1,1 – 1,8 µm trong khi bột đá nghiền

thườ ng có kích thướ c từ 0,8 – 2,0 µm và cỡ hạt có mức độ đồng nhất không cao bằng

chất độn PCC.

Đối vớ i chất độn PCC giá tr ị pH thườ ng ở mức 8 - 8,5 và vớ i chất độn GCC giá

tr ị pH thườ ng ở mức 7. Trong chất độn PCC luôn tồn tại lượ ng Ca(OH)2 dư, do đó pH





22

của dòng bột luôn cao và chính điều này làm tăng tốc độ thủy phân của keo AKD trong

dòng bột cũng như trong giấy.

Việc sử dụng chất độn canxi cacbonat có thể dẫn tớ i hiện tượ ng hồi keo do sự

tạo thành liên k ết giữa AKD vớ i ion Ca2+ trong nướ c.

Ả nh hưở ng của tinh bột cation:

Khi gia keo AKD cho giấy và các tông bao gói thì tinh bột cation có tác dụng

nâng cao sự bảo lưu làm tăng hiệu quả của quá trình gia keo. Bở i đối vớ i xơ sợ i

xenluylô thì điện tích zeta khoảng 20 – 30 µV (điện tích âm), tùy thuộc vào chủng loại

xơ sợ i, cách xử lý hóa học và độ nghiền v.v… Hơ n nữa, điện thế của bột giấy còn ảnh

hưở ng bở i chất độn sử dụng. Các hạt mang cùng một điện tích thì đẩy nhau cho nên

điện thế zeta có ảnh hưở ng r ất lớ n đến độ k ết tụ và bám dính của bột giấy. Lực đẩy này

có thể đượ c trung hòa nếu như trên bề mặt của các hạt đượ c gắn các nhóm mang điệntích dươ ng hay còn gọi là cation hóa. Các phân tử tinh bột cation hút các hạt mang điện

tích âm, vì vậy các xơ sợ i bột giấy có thể k ết tụ lại và các xơ sợ i mịn cũng như chất độn

sẽ dính lên bề mặt bột giấy. Sự hấ p phụ của tinh bột cation phụ thuộc vào độ thế DS của

chúng. Quá trình hấ p phụ tinh bột cation lên bề mặt xơ sợ i vẫn tiế p tục diễn ra cho tớ i

khi bề mặt xơ sợ i đã đượ c bao phủ hoàn toàn bở i tinh bột hoặc điện tích bề mặt của xơ

sợ i đã đượ c trung hòa. Tinh bột cation dùng trong công nghiệ p sản xuất giấy thườ ng có

độ thế từ 0,035 - 0,047.

Tinh bột cation dùng trong sản xuất giấy thườ ng chứa các nhóm amin bậc 3 hoặc

amin bậc 4 trong phân tử. Đối vớ i các amin bậc 3, khi pH của dung dịch tăng thì dẫn tớ i

sự giảm điện tích dươ ng của chúng. Tuy nhiên, vớ i các amin bậc 4 khi pH của dung

dịch tăng từ 7,5 - 8,5 điện tích của chúng không thay đổi[11].

Theo một số nghiên cứu, sự hấ p thụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợ i

xenluloza giảm mạnh khi độ dẫn điện riêng của huyền phù bột tăng. Sự ảnh hưở ng này

tùy thuộc vào đặc tr ưng của cation ion kim loại và nồng độ của chúng. Các ion kim loại

hóa tr ị 2 như Ca2+

, Mg2+

có tác dụng gấ p 10 lần so vớ i các ion kim loại hóa tr ị một như Na+ trong việc làm giảm sự hấ p phụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợ i. Các polymer

sẽ nhả hấ p phụ nếu sự có mặt của các ion kim loại làm giảm điện tích của bề mặt hấ p

phụ. Các ion kim loại hóa tr ị 2 không chỉ ảnh hưở ng tớ i khả năng hấ p phụ của tinh bột

cation lên xơ sợ i bở i hiệu ứng che chắn điện tích mà còn bở i sự tươ ng tác giữa các

cation trên vớ i các nhóm cacboxylat COO -.





23

Tinh bột cation có mật độ điện tích thấ p (DS ≈ 0,015) sẽ giảm mạnh khả năng

hấ p thụ lên bề mặt của xơ sợ i khi độ dẫn điện của huyền phù bột tăng (nồng độ của các

muối kim loại tăng), trong tinh bột cation vớ i mật độ điện tích cao (độ thế DS cao) sẽ ít

bị ảnh hưở ng hơ n. Sự tăng nồng độ các muối ion kim loại dẫn tớ i sự giảm về khối

lượ ng phân tử của các polymer tinh bột cation từ đó dẫn tớ i hiệu ứng che chắn giữa các

nhóm mang điện.

Ả nh hưở ng của một số ion kim loại:

Trong quá trình gia keo AKD, sự có mặt của một số ion kim loại như Ca2+, Al3+,

Mg2+ có thể làm giảm hiệu quả gia keo[12]. Nguyên nhân của sự làm giảm hiệu quả gia

keo AKD khi có mặt các ion kim loại trên đượ c giải thích là do sự tạo thành muối keton

của các kim loại trên.

Hình 1.6 Phản ứ ng tạo thành muối keton khi có mặt Ca2+, Al3+

Mặt khác, vớ i sự có mặt của các ion kim loại trên sự hấ p thụ của các phần tử tinh

bột cation lên bề mặt xơ sợ i xenllulo bị giảm đi. Tùy thuộc vào độ thế (DS) của tinh bột

cation mà khả năng hấ p thụ của chúng có thể tăng lên hay giảm đi khi có sự có mặt của

các ion Ca2+, Al3+, Mg2+. Sự có mặt của các ion trên đượ c biểu thị thông qua độ dẫn

điện của dung dịch. Đối vớ i tinh bột cation có độ thế thấ p, khi độ dẫn điện đặc biệt thấ p

thì khả năng hấ p thụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợ i đượ c cho là lớ n nhất. Trong

khi đó vớ i tinh bột cation có độ thế (DS) cao khi độ dẫn điện tăng lên khả năng hấ p thụ





24

của chúng lên bề mặt xơ sợ i vẫn tốt.

Hình 1.7 Ảnh hưở ng của ion Al3+ lên hiện tượ ng hồi keo AKD

Theo một số nghiên cứu, tinh bột cation vớ i độ thế DS = 0,015 sẽ giảm khả năng

hấ p phụ r ất nhanh khi trong dung dịch có sự tăng nồng độ của các muối Ca2+, Mg2+,

Al3+.

1.2.2.4 Xu hướ ng sử d ụng keo chố ng thấ m kiề m tính AKD

Gia keo trong phần ướ t của máy xeo (gia keo nội bộ) là một giai đoạn quan tr ọng

của quá trình sản xuất giấy nói chung, giấy các tông bao gói nói riêng. Cho tớ i đầu

những năm 1980 gia keo nội bộ trong môi tr ườ ng axít vẫn là công nghệ phổ biến trong

ngành công nghiệ p giấy và các tông bao gói trên thế giớ i. Từ những năm 1980 cho đến

nay, ngành công nghiệ p sản xuất giấy và các tông bao gói trên thế giớ i đã có nhữngchuyển đổi quan tr ọng về công nghệ gia keo nội bộ trong môi tr ườ ng axít sang gia keo

trong môi tr ườ ng kiềm. Trên thế giớ i, quá trình gia keo chống thấm trong môi tr ườ ng

kiềm đã đượ c nghiên cứu và áp dụng r ất hiệu quả trong các nhà máy sản xuất giấy in,

giấy viết từ nguồn nguyên liệu: bột sợ i ngắn tẩy tr ắng, bột sợ i dài tẩy tr ắng và bột cơ

học tẩy tr ắng. Vớ i các nhà máy sản xuất giấy các tông bao gói việc sử dụng keo chống

thấm kiềm tính AKD cũng đượ c đưa vào sử dụng hiệu quả vớ i nguồn nguyên liệu chính

là bột kraft không tẩy tr ắng và một phần bao bì hòm hộ p cũ (OCC).

Cho tớ i đầu những năm 1990, ở Việt Nam công nghệ gia keo nội bộ chủ yếu vẫn

sử dụng keo nhựa thông, gia keo trong môi tr ườ ng axít cho các nhà máy sản xuất giấy

và các tông bao gói. Từ những năm 1990 cho đến nay gia keo trong môi tr ườ ng kiềm

tính vớ i những ưu điểm hơ n hẳn so vớ i công nghệ gia keo trong môi tr ườ ng axít. Do

vậy, hầu như các nhà máy sản xuất giấy in, viết trong nướ c (Tổng Công ty giấy Việt

nam, Công ty Cổ phần Tậ p đoàn Tân Mai, Công ty bao bì Việt Thắng v.v…) đã chuyển





25

đổi công nghệ gia keo nội bộ trong môi tr ườ ng axít sang gia keo trong môi tr ườ ng

kiềm. Quá trình chuyển đổi này cho phép các nhà máy nâng cao đượ c chất lượ ng và

giảm giá thành sản phẩm, nâng cao khả năng cạnh tranh của các loại sản phẩm này.

Ở trong nướ c, tr ướ c đây trong quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói từ

nguyên liệu OCC, gia keo trong môi tr ườ ng axít (keo nhựa thông) là công nghệ gia keo phổ biến. Hiện nay, vớ i những ưu điểm của công nghệ gia keo trong môi tr ườ ng kiềm:

tiết kiệm nướ c sạch cho sản xuất do sử dụng hiệu quả nướ c tr ắng, quá trình nghiền bột

dễ dàng hơ n, giảm tiêu hao năng lượ ng cho giai đoạn nghiền bột giấy, giảm chi phí

khấu hao thiết bị, năng suất chạy máy cao hơ n do ít xảy ra sự cố bám dính chăn lướ i.

Do vậy, một số nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói (Công ty Cổ phần giấy Lam

Sơ n, Công ty Cổ phần giấy Tây Đô, Công ty Cổ phần giấy R ạng Đông, một số cơ sở

sản xuất giấy ở Bắc Ninh v.v…) từ nguyên liệu OCC đã chuyển sang sử dụng công

nghệ gia keo kiềm tính. Việc áp dụng gia keo chống thấm cho các tông bao gói từ nguyên liệu OCC đã giải quyết đượ c các vấn đề k ỹ thuật, đem lại hiệu quả gia keo và

hiệu quả kinh tế. Hơ n nữa, gia keo kiềm tính cho giấy và các tông bao gói thao tác vận

hành đơ n giản, giảm tối đa hiện tượ ng sinh bọt nên giảm thiểu số lần đứt giấy, giảm

cườ ng độ làm việc của công nhân vận hành, tăng năng suất chạy máy.

Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy

và các tông bao gói sử dụng nguyên liệu OCC chưa thực sự ổn định và hiệu quả. Do

trong quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói từ nguyên liệu OCC có chất lượ ng

thấ p và chứa nhiều tạ p chất, hơ n nữa, nhằm sử dụng triệt để lượ ng nướ c tuần hoàn, hàm

lượ ng các tạ p chất và ion kim loại trong nướ c tuần hoàn cao nên ảnh hưở ng đến hiệu

quả gia keo. Các yếu tố công nghệ này ảnh hưở ng đến hiệu quả của quá trình gia keo và

chất lượ ng sản phẩm giấy các tông bao gói như: mức dùng keo AKD lớ n hơ n để đạt

đượ c cùng một mức độ chống thấm, xuất hiện hiện tượ ng hồi keo.

K ết luận và định hướ ng nghiên cứ u:

+ Xu hướ ng sử dụng keo chống thấm kiềm tính (AKD) để chống thấm cho giấyvà các tông bao gói thay thế cho keo nhựa thông trong dây chuyền sản xuất đang ngày

càng phổ biến do giá thành của keo chống thấm kiềm tính thấ p, khả năng tuần hoàn

nướ c tr ắng cao, giảm chi phí sản xuất.

+ Hiện nay, đa số các dây chuyền sản xuất giấy và các tông bao gói có công suất

vừa và nhỏ sử dụng phần lớ n nguyên liệu là OCC (bao bì hòm hộ p cũ) nội và nhậ p





26

khẩu. Vì vậy, nhóm đề tại tậ p trung nghiên gia keo kiềm tính (AKD) cho sản xuất giấy

và các tông bao gói sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) nội.

+ Hơ n nữa, do OCC (bao bì hòm hộ p cũ) nội có chất lượ ng thấ p, thườ ng chứa

nhiều tạ p chất như: mực in, tinh bột, chất độn, cát sạn v.v…đặc biệt là các tạ p chất có

khả năng k ết dính cao (stickies). Hơ n nữa, trong sản xuất nhằm hạn chế nướ c thải tậndụng tối đa tuần hoàn nướ c tr ắng, hạn chế quá trình r ửa, làm sạch, loại bỏ tạ p chất trong

giai đoạn chuẩn bị bột giấy. Điều này làm cho quá trình gia keo chống thấm cho giấy và

các tông: hiệu quả gia keo thấ p, quá trình gia keo không ổn định, hiện tượ ng hồi keo

v.v…

+ Nhằm mục tiêu nâng cao hiệu quả của quá trình gia keo kiềm tính (AKD) cho

giấy và các tông bao gói sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ), đề tài tậ p

trung nghiên cứu các yếu tố công nghệ ảnh hưở ng đến hiệu quả gia keo. Trên cơ sở đó,

lựa chọn các điều kiện công nghệ thích hợ p để đưa ra giải pháp sử dụng hiệu quả quátrình gia keo kiềm tính trong sản xuất giấy và các tông bao gói.





27

PHẦN II

NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠ NG PHÁP NGHIÊN CỨ U

2.1 Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị nghiên cứ u

2.1.1 Nguyên li ệuOCC (bao bì hòm hộ p cũ) dùng để nghiên cứu bao gồm: Các loại hòm hộ p, bìa

các tông đượ c thu mua từ các nguồn thu gom trong nướ c gọi là OCC nội và các loạihòm hộ p cao cấ p đượ c nhậ p khẩu từ Mỹ, Bắc Âu đượ c gọi là OCC ngoại.

Nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) sau khi tách loại đinh ghim, băng dính

v.v.. sau đó nguyên liệu này đượ c đưa đi phân tích thành phần và các tính chất cơ lý.

K ết quả phân tích thu nhận đượ c đưa ra trong bảng 2.1 và bảng 2.2.

Bảng 2.1 Thành phần bột giấy từ nguyên liệu OCC

OCC nội OCC ngoạiTT Hạng mục

Bột chư a rử a Bột sau rử a

1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9

2 Hàm lượ ng chất hòa tan trongaxeton, (%)

1,5 1,4 1,1

Bảng 2.2 Tính chất cơ lý của bột giấy từ nguyên liệu OCC

Giá trị TT Hạng mục OCC nội OCC ngoại

1 Định lượ ng, (g/m2) 70 70

2 Chiều dài đứt, (m) 3950 4638

3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75

4 Chỉ số nén vòng, (N.m2/g) 0,71 0,94

5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:

Keo kiềm tính (AKD) đượ c sử dụng trong nghiên cứu gồm 03 loại keo: Công ty

Đại Thịnh - Phú Thọ, Công ty Xươ ng Giang - Bắc Giang và Công ty Thuận Phát Hưng.

Các thông số k ỹ thuật của các loại keo AKD đượ c đưa ra trong bảng 2.3





28

Bảng 2.3 Một số thông số k ỹ thuật của các loại keo AKD

Keo AKDThông số sản phẩm

Thuận Phát Hư ng Đại Thịnh Xươ ng Giang

Ngoại quan Nhũ tươ ng màu tr ắng Nhũ tươ ng màu tr ắng Nhũ tươ ng màu tr ắng

Hàm lượ ng chất r ắn, (%) 15,5 ± 1 15 ± 1 15

Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5

Tính ion cation cation cation

Nhiệt độ đông đặc, (0C) 0 - -

Tinh bột cation:

Tinh bột cation đượ c sử dụng trong nghiên cứu là tinh bột cation của Công ty

Thuận Phát Hưng. Một số đặc tính k ỹ thuật của tinh bột cation đượ c đưa ra trong bảng2.4.

Bảng 2.4 Một số thông số k ỹ thuật của tinh bột cation

Đặc tính sản phẩm Thông số

Ngoại quan Chất bột mịn, màu tr ắng

Độ nhớ t (hồ hóa tinh bột 5% ở 60 0C), (cps) 500 - 800

Độ ẩm, (%) 12 – 14

Độ tro, (%) 1,5 (lớ n nhất) pH, (dung dịch tinh bột huyền phù 5%) 5,0 – 6,5

Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04

2.1.3 Thi ế t b ị

- Máy nghiền bột kiểu Hà Lan dung tích 4,5 lít (công suất động cơ 5,5 kw, vòng

quay động cơ 960 vòng/phút, ∅ lô dao bay 190 mm).

- Máy xeo Rapid-Kothen, hãng PTI của Áo sản xuất- Máy đo độ nghiền, hãng PTI của Áo sản xuất

- Máy đo độ chịu xé Elmendorf do hãng Frank PTI sản xuất

- Máy đo độ chịu bục do hãng PTI sản xuất

- Máy đo độ bền kéo và độ bền nén vòng Housfield sản xuất tại Anh.





30

PHẦN III

K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN

3.1 Khảo sát thự c trạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộp cũ) trong sảnxuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chốngthấm kiềm tính).

Hiện nay, đa số các dây chuyền sản xuất giấy và các tông sử dụng phần lớ n

nguyên liệu là OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong nướ c và nhậ p khẩu. Đối vớ i các loại

giấy và các tông bao gói yêu cầu chất lượ ng cao, nguyên liệu sử dụng thườ ng là bột sợ i

dài không tẩy tr ắng và OCC (bao bì hòm hộ p cũ) ngoại nhậ p khẩu, keo nhựa thông vẫn

đượ c ưu tiên sử dụng làm chất chống thấm. Đối vớ i các loại giấy và các tông bao gói

yêu cầu chất lượ ng trung bình, nguyên liệu chủ yếu là OCC nội, thì xu hướ ng sử dụng

keo chống thấm kiềm tính để chống thấm thay thế cho keo nhựa thông trong các dâychuyền sản xuất ngày càng phổ biến.

OCC chủ yếu đượ c sử dụng làm nguyên liệu trong quá trình sản xuất giấy bao

gói, các tông lớ p mặt (Kraft liner và test liner), lớ p sóng cho các tông sóng (Corrugated

medium) và các lớ p đệm, lớ p đế cho các tông nhiều lớ p (multi-plyboard). Tỷ lệ sử dụng

xơ sợ i từ OCC có thể thay đổi từ mức tươ ng đối thấ p (< 20%) trong giấy bao gói và

kraft liner, đến r ất cao (khoảng 80%) trong giấy lớ p mặt (test liner), thậm chí tớ i 100%

trong một số chủng loại sản phẩm giấy và các tông chất lượ ng thấ p hay các lớ p giữa,

lớ p đế.

Theo k ết quả khảo sát sơ bộ các nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói thì

phần lớ n các nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói đã chuyển gia keo nội bộ từ gia

keo axít (nhựa thông) sang keo kiềm tính (AKD) để chống thấm cho giấy và các tông

như: Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n, Công ty Cổ phần giấy Mục Sơ n, Công ty Cổ phần

giấy Tây Đô, một số công ty giấy ở Yên Phong - Bắc Ninh và một số Công ty sản xuất

giấy ở khu vực phía Nam v.v… Hiện nay, đa số các dây chuyền sản xuất ở Yên Phong

– Bắc Ninh và Công ty Cổ phần giấy Tây Đô chủ yếu là chạy giấy lớ p đế, lớ p giữa củacác tông sóng từ nguyên liệu là OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong nướ c, vớ i mức dùng

keo AKD thườ ng: 0,2 – 0,5% so vớ i nguyên liệu khô tuyệt đối. Mục đích gia keo cho

sản xuất các loại giấy này không phải là chống thấm mà chủ yếu là chống bám dính lô

sấy. Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n, Công ty Cổ phần giấy Mục Sơ n v.v… sản xuất

giấy kraft (lớ p mặt từ bột hóa không tẩy tr ắng hoặc OCC ngoại nhậ p khẩu, lớ p lót và

lớ p đế từ nguyên liệu OCC nội), vớ i mức dùng keo AKD: 1,2 – 1,5%, độ hút nướ c





31

Cobb60 < 30 g/m2.

Bảng 3.1 K ết quả khảo sát tại một số cơ sở sản xuất giấy và các tông bao gói

TT Tên một số cơ sở sản xuất Mứ cdùngkeo

AKD(%)

Độ hútnướ c

Cobb60 (g/m2)

Độ dẫnnướ ctrắng

( S/cm)

Ghi chú

1 Công ty Cổ phần giấy Tây Đô 100% OCC nội

Giấy mộc (lớ p đế, lớ p đệm) 0,3 108,2 530

2 Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n

Giấy kraft 1 mặt (SLS) 1,5 25 - 30 530 100% OCC nội

Giấy kraft mặt tr ắng (VLS2) 1,5 24 - 32 520 + Lớ p mặt 100% bột hóa

+ Lớ p lót + đế:100% OCC nội

Giấy kraft mặt vàng (VLS1) 1,5 24 - 32 530 100% OCC nội

Gia keo chống thấm AKD cho giấy và các tông bao gói ở một số cơ sở sản xuất

cho thấy sử dụng keo chống thấm kiềm tính AKD có hiệu quả chống thấm cao. Hơ n

nữa, trong sản xuất khi sử dụng keo AKD chống thấm cho giấy và các tông bao gói làm

giảm tối đa hiện tượ ng sinh bọt, giảm lượ ng bột giấy thất thoát, sử dụng tối đa tuần

hoàn lượ ng nướ c r ửa và nướ c tr ắng, vừa giảm thiểu số lần đứt giấy và giảm số lần vệ

sinh chăn lướ i, thao tác vận hành đơ n giản. Tuy nhiên, thực tế sản xuất gia keo chốngthấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo kiềm tính AKD cho thấy giấy không đượ c

đanh cứng như đối vớ i gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông. Theo phản ánh của

khách hàng thỉnh thoảng có hiện tượ ng hồi keo, nhưng theo k ết quả khảo sát cho thấy

hiện tượ ng hồi keo chủ yếu vào mùa hè, điều này có thể giải thích là do nướ c dùng cho

sản xuất chủ yếu là nướ c sông nên vào mùa hè là mùa mưa do vậy chứa nhiều các tạ p

chất như huyền phù. Do vậy, hàm lượ ng các ion kim loại nhiều như: Ca2+, Fe3+(độ dẫn

của nướ c sản xuất hay nướ c tr ắng cao). Các ion kim loại này phản ứng và thủy phân

keo AKD tạo thành Calcium beta keto salt, dẫn tớ i hiện tượ ng hồi keo.

3.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của khoảng pH và mứ c dùng keo đến hiệu quả quátrình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trong quátrình sản xuất giấy và các tông bao gói.

Theo các tài liệu tham khảo và thực tế sản xuất hiện nay, các yếu tố công nghệ

như độ pH và mức dùng keo AKD v.v… ảnh hưở ng đến hiệu quả của quá trình gia keo





32

cho giấy và các tông bao gói. Hiệu quả của quá trình gia keo đượ c đánh giá theo tỷ lệ

giữa lượ ng keo phối tr ộn vào hệ thống chuẩn bị bột giấy và độ gia keo giấy thành phẩm.

khi gia keo kiềm tính AKD thì sử dụng tinh bột cationic có tác dụng cải thiện độ bảo

lưu, do đó khi gia keo AKD thì tinh bột cationic đượ c sử dụng vì chỉ có độ bảo lưu cao

thì quá trình gia keo mớ i hiệu quả.

3.2.1 Ả nh hưở ng của pH và mứ c dùng keo AKD đế n hi ệu quả quá trình gia keo

Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của mức dùng keo kiềm tính AKD

và pH đến độ hút nướ c đến hiệu quả gia keo đượ c tiến hành như sau:

+ Nguyên liệu: OCC nội

+ Mức dùng tinh bột cationic: 0,5 % (so vớ i bột khô tuyệt đối)

+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cationic – keo AKD –

xeo giấy mẫu.+ Độ pH: 7,0; 7,5; 8,0; 8,5

+ Mức dùng keo AKD: 0; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)

+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l

K ết quả nghiên cứu ảnh hưở ng của mức dùng keo AKD và pH đến độ hút nướ c

Cobb60 đượ c đưa ra trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Ảnh hưở ng của mứ c dùng keo AKD và pH đến độ hút nướ c Cobb60 (g/m2)

Độ hút nướ c Cobb60 (g/m2)

Mứ c dùng keo AKD so vớ i bột KTĐ (%) Độ pH

0 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5

7,0 120,7 98,8 49,5 33,0 27,1 22,2

7,5 114,3 90,0 34,9 24,6 22,3 20,8

8,0 116,9 91,7 35,1 25,0 23,9 20,4

8,5 117,1 92,9 36,9 27,0 24,2 21,7

9,0 119,2 95,0 39,1 30,8 27,0 24,5Ghi chú: Bột giấ y đượ c nghiề n 35 0SR trên máy nghiề n thí nghiệm kiể u Hà Lan 4,5 lít, xeo mẫ u giấ ythí nghiệm định l ượ ng 70 g/m2 trên máy xeo rappid.

K ết quả nghiên cứu trong bảng 3.2 cho thấy ảnh hưở ng của pH đến hiệu quả gia

keo là khá rõ r ệt, hiệu quả gia keo tăng lên (giá tr ị độ Cobb60 giảm). Hiệu quả của quá

trình gia keo có xu hướ ng tăng lên khi pH tăng từ 7,0 đến 7,5 và hiệu quả gia keo sau

đó lại giảm dần khi pH lớ n hơ n 8,5. Điều này đượ c giải thích là do sự có mặt của các





33

ion OH- làm thúc đẩy phản ứng của nhóm ketendime trong keo AKD vớ i các nhóm OH

trong xơ sợ i xenluylô. Mặt khác do bề mặt xơ sợ i xenluylô tr ở lên tr ươ ng nở hơ n, làm

các nhóm OH trong phân tử xenluylô linh động hơ n và dễ dàng phản ứng vớ i các nhóm

ketendime trong phân tử AKD khi độ pH của huyền phù bột giấy tăng. Tuy nhiên, khi

độ pH lớ n hơ n 9,0 tăng phản ứng thủy phân của keo AKD vớ i nướ c để tạo thành Keton

dẫn tớ i làm giảm hiệu quả gia keo (độ hút nướ c Cobb60 tăng).

Từ các k ết quả nghiên cứu thu nhận đượ c nhóm đề tài lựa chọn mức dùng keo

AKD 1% (so vớ i bột KTĐ), pH = 7,5 – 8.

3.2.2 Ả nh hưở ng của pH đế n tính chấ t cơ lý của gi ấ y

Điều kiện tiến hành nghiên cứu ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy

đượ c tiến hành như sau:




xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5

+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)


K ết quả nghiên cứu đượ c đưa ra trong bảng 3.3

Bảng 3.3 Ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy

pH AKD, (%)Chiều dài đứ t,

(m)

Chỉ số bục,

(kPa.m2/g)

Chỉ số xé,

(mN.m2/g)

7,0 1,0 4060 2,17 7,30

7,5 1,0 4050 2,19 7,358,0 1,0 4010 2,18 7,33

8,5 1,0 3980 2,09 7,21

9,0 1,0 3870 2,04 7,13

Ghi chú: Bột giấ y đượ c nghiề n 35 0SR trên máy nghiề n thí nghiệm kiể u Hà Lan 4,5 lít, xeo mẫ u giấ ythí nghiệm định l ượ ng 70 g/m2 trên máy xeo rappid.





34

K ết quả tính chất cơ lý của giấy ở các giá tr ị pH khác nhau vớ i mức dùng keo

AKD 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ) ở trong bảng 3.3 cho thấy khi tăng dần pH từ 7,0

đến 8,5 của dòng huyền phù bột giấy thì tính chất ở lý của giấy không thay đổi nhiều.

Tuy nhiên, khi tăng pH của dòng huyền phù bột giấy lớ n hơ n 8,5 thì tính chất cơ lý của

giấy có xu hướ ng giảm, có thể do độ pH cao cũng có thể dẫn tớ i sự oxy hóa xenluylô

làm giảm độ bền cơ học của bột giấy.

3.3 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lý nguyênliệu (quá trình rử a bột giấy) đến hiệu quả quá trình gia keo.

Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá

trình xử lý nguyên liệu đến hiệu quả quá trình gia keo AKD, điều kiện thí nghiệm đượ c

tiến hành như sau:

+ Nguyên liệu: OCC nội, OCC ngoại



xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5



Bảng 3.4 Ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lý nguyên liệu đếnhiệu quả quá trình gia keo

OCC nội OCC ngoạiTT Các chỉ tiêu

Không

r ửa

R ửa bột Không

r ửa

R ửa bột

1 Cobb60, (g/m2) 26,3 23,0 25,6 22,4

2 Độ dẫn của huyền phù bột, (µS/cm) 520 510 490 480

K ết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả gia keo đối vớ i nguồn nguyên liệu là

OCC ngoại cao hơ n so vớ i nguyên liệu OCC nội. Điều này có thể giải thích trong thành

phần của OCC ngoại thì thành phần bột cơ học chiếm ít hơ n so vớ i OCC nội. Trong

thành phần của bột cơ học có chứa nhiều chất sáp nhựa, axít nhựa và xơ sợ i mịn do đó

nhu cầu điện tích dươ ng của huyền phù bột tăng lên và ảnh hưở ng tớ i độ bảo lưu tổng





35

của các hạt keo AKD trên giấy. Hơ n nữa, trong thành phần của OCC nội hàm lượ ng các

tạ p chất nhiều hơ n OCC ngoại, chính các các tạ p chất này giảm hiệu quả của quá trình

gia keo. K ết quả này cũng phản ánh chất lượ ng nguyên liệu OCC khác nhau sẽ cho hiệu

quả gia keo khác nhau, OCC chứa nhiều thành phần bột hóa học, ít xơ sợ i vụn, ít tạ p

chất thì hiệu quả gia keo sẽ cao hơ n.

Quá trình r ửa bột giấy làm tăng hiệu quả của quá trình gia keo. Bở i vì bột sau

r ửa thì hàm lượ ng stickies cũng như các tạ p chất giảm, do đó bề mặt riêng cần phải gia

keo cũng giảm nên hiệu quả quá trình gia keo tăng đồng thờ i chất lượ ng bề mặt giấy

cũng đượ c cải thiện khi bột giấy đượ c r ửa. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả của quá trình

gia keo kiềm tính AKD cho giấy và các tông bao gói trong hệ thống chuẩn bị bột giấy

nên sử dụng các thiết bị r ửa bột, thiết bị lọc cát, thiết bị tách loại các tạ p chất nhẹ.

Ngoài tác dụng làm sạch bột giấy để nâng cao hiệu quả quá trình gia keo, các thiết bị

này cũng góp phần nâng cao chất lượ ng giấy.

3.4 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của quá trình tuần hoàn nướ c trắng đến hiệu quả củaquá trình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trongquá trình sản xuất giấy và các tông bao gói.

Xu hướ ng trong sản xuất giấy và các tông bao gói hiện nay là tối ưu hóa hệ

thống nướ c sản xuất như là: tăng hiệu quả sử dụng nướ c để giảm lượ ng nướ c nướ c sạch

tiêu thụ, hiệu quả các quá trình làm sạch nướ c trong vòng tuần hoàn cao, chất lượ ng

nướ c tuần hoàn khi làm sạch cao và có thể thay thế nướ c sạch ở một số vị trí quan

tr ọng.

Một số vị trí tiêu thụ nướ c chính trong dây chuyền sản xuất: vòi phun r ửa lướ i và

chăn, nướ c làm kính cho bơ m chân không vòng nướ c, nướ c làm kín tr ục cho bơ m và

cánh khuấy, nướ c chuẩn bị bột và pha loãng hóa chất phụ gia, nướ c vệ sinh máy v.v…

Vòng tuần hoàn chính là lượ ng nướ c thoát ra từ lướ i xeo đượ c đưa tớ i thùng đầu để pha

loãng bột giấy. Lượ ng nướ c dư từ vòng tuần hoàn chính đưa tớ i đượ c sử dụng tr ực tiế p

cho các điểm điều khiển nồng độ hoặc các vòi phun r ửa. Lượ ng nướ c dư tiế p tục đượ c

sử dụng để chuẩn bị bột hoặc đi ra bộ phận xử lý nướ c thải.

Yêu cầu chất lượ ng nướ c công nghệ tại các vị trí là khác nhau trong dây chuyền

nên dẫn tớ i việc cần thiết phải phân tách vòng tuần hoàn nướ c và loại bỏ các tạ p chất.

Tối ưu hệ thống tuần hoàn nướ c tăng sản lượ ng giấy do tăng tỷ lệ thu hồi bột, tiết kiệm

nguyên liệu, hóa chất phụ gia. Tuy nhiên, chất lượ ng nướ c công nghệ phụ thuộc vào

chủng loại sản phẩm, độ bảo lưu, nguyên liệu sử dụng, hóa chất phụ gia và các điều





36

kiện khác của dây chuyền.

Nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng trong các nghiên cứu có các thông số đượ c đo

như sau:

+ Độ dẫn của huyền phù bột, (µS/cm): 530

+ pH = 7,5

3.4.1 Ả nh hưở ng của l ượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn ng ắn (vòng

tuần hoàn hoàn trên hình 1.8) đế n hi ệu quả của quá trình gia keo.

Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

trong vòng tuần hoàn ngắn đến hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính AKD, nướ c tuần

hoàn đượ c sử dụng dùng để pha loãng tr ướ c khi xeo, điều kiện thí nghiệm tiến hành

như sau:




xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5


+ Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng: 20% đến 90%



K ết quả nghiên cứu cho thấy, nhìn chung khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

trong vòng tuần hoàn ngắn từ 20% đến 70% thì độ hút nướ c Cobb60 không thay đổi

nhiều, khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn lớ n hơ n 80%, độ hút nướ c Cobb60 có xu

hướ ng tăng dần. Điều này có thể do khi tăng lượ ng nướ c tr ắng quá cao thì độ dẫn của

dòng huyền phù bột giấy tăng, làm giảm hiệu quả gia keo. Tuy nhiên, khi tăng tuần

hoàn nướ c tr ắng đến 90% hiệu quả gia keo vẫn đảm bảo yêu cầu đối vớ i giấy và các

tông bao gói. Vì vậy, từ các k ết quả nghiên cứu và phân tích nhóm đề tài lựa chọn

lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng để pha loãng tr ướ c khi xeo giấy ≤ 90 % tổng lượ ng

nướ c dùng để pha loãng.





38

Bảng 3.6 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn dàiđến hiệu quả quá trình gia keo

TT Lượ ng nướ c trắng tuần hoàn, (%) Cobb60, (g/m2) Độ dẫn,

(µS/cm)

1 0 24,6 5302 20 24,7 530

3 40 24,7 540

4 50 24,8 540

5 60 26,0 560

6 70 27,5 570

Ghi chú: Vòng tuần hoàn dài là vòng tu

ần hoàn n

ướ c tr

ắ ng quay l

ại:đ ánh t

ơ i th

ủ y l

ự c

K ết quả nghiên cứu trong bảng 3.6 cho thấy khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

thì hiệu quả gia keo có xu hướ ng giảm và độ dẫn huyền phù của bột giấy tăng. Khi tăng

lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn đến 70% thì hiệu quả gia keo vẫn đảm bảo độ hút nướ c

Cobb60 nhỏ hơ n 30 g/m2 đối vớ i giấy và các tông bao gói. Các k ết quả nghiên cứu thu

nhận đượ c nhóm đề tài lựa chọn lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng để cho đánh tơ i thủy

lực ≤ 70 % tổng lượ ng nướ c sử dụng để đánh tơ i.

3.4.3 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của các ion kim loại trong nướ c tr ắng đế n hi ệu quả quá trình gia keo

Điều kiện thí nghiệm tiến hành nghiên cứu ảnh hưở ng của các ion kim loại trong

nướ c tr ắng đến hiệu quả của quá trình gia keo như sau:

+ 100% OCC nội

+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cation - AKD – Xeo

giấy mẫu.

+ Mức dùng tinh bột cation: 0,5% so vớ i bột KTĐ


+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %.





40

3.5 Nghiên cứ u so sánh một số loại keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) thươ ng

phẩm đang lư u hành đến hiệu quả gia keo trong sản xuất giấy và các tông bao gói.

Điều kiện tiến hành nghiên cứu so sánh các loại keo thươ ng phẩm AKD đang

lưu hành trong sản xuất giấy và các tông bao gói gồm 03 loại keo: Công ty Đại Thịnh -

Phú Thọ, Công ty Xươ ng Giang - Bắc Giang và Công ty Thuận Phát Hưng.+ Nguyên liệu: 100% OCC nội


giấy mẫu.



+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %


K ết quả trong bảng 3.7 cho thấy, nhìn chung hiệu quả của quá trình gia keo

AKD chống thấm cho giấy và các tông bao gói khi sử dụng các loại keo thươ ng phẩm

là không khác nhau nhiều. Bở i vì, chất lượ ng keo thươ ng phẩm đang lưu hành trên thị

tr ườ ng dùng cho sản xuất giấy và các tông bao gói hiện nay gần như tươ ng đươ ng nhau.

Bảng 3.7 Ảnh hưở ng của chủng loại keo AKD đến hiệu quả quá trình gia keo

Các loại keo AKDTT Các chỉ tiêuĐại Thịnh Xươ ng Giang Thuận P.Hưng

1 Cobb60, (g/m2) 25,0 25,3 24,2

2 Định lượ ng, (g/m2) 70 70 70

3 Chiều dài đứt, (m) 3980 3970 3990

4 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 7,18 7,21 7,14

5 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 1,94 1,96 2,01

3.6 K ết luận

Từ các k ết quả nghiên cứu ở trên nhóm đề tài lựa chọn quy trình gia keo AKD

cho sản xuất giấy và các tông bao gói như sau:

+ 100% OCC nội

+ Độ nghiền bột giấy: 35 0SR






41


+ pH = 7,5 – 8,0

+ Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng cho đánh tơ i thủy lực ≤ 70% tổng lượ ng

nướ c sử dụng để đánh tơ i.

+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo giấy dướ i 90 % tổng lượ ng nướ c

pha loãng.


giấy mẫu.

3.7 Sản xuất thử nghiệm giấy và các tông bao gói gia keo chống thấm bằng keo

AKD (keo chống thấm kiềm tính)

Có thể nói, quá trình sản xuất thử nghiệm theo quy trình đã đượ c xác lậ p từ cácnghiên cứu trong phòng thí nghiệm là một bướ c r ất quan tr ọng. Quá trình này cho phép

khẳng định các k ết quả nghiên cứu và hiệu chỉnh các thông số k ỹ thuật công nghệ để

đưa ra quy trình công nghệ phù hợ p tr ướ c khi ứng dụng cho sản xuất công nghiệ p.

M ục tiêu của quá trình sản xuấ t thử nghi ệm:

- Sản xuất thử nghiệm 700 kg giấy bao gói đạt chỉ tiêu chất lượ ng có độ hút nướ c

Cobb60 ≤ 30 g/m2

3.7.1 Quy trình sản xuấ t thử nghi ệm+ 100% OCC nội




+ pH = 7,5 – 8,0





pha loãng.





42


giấy mẫu.

+ Định lượ ng giấy: 90 g/m2

3.7.2 S ản xuấ t thử nghi ệm gi ấ y bao gói gia keo chố ng thấ m bằng keo AKD

Giấy bao gói đượ c sản xuất trên dây chuyền máy xeo dài tại Xưở ng thực

nghiệm, Công ty TNHH - Viện công nghiệ p Giấy và xenluylô vớ i quy trình công nghệ

phù hợ p đã đượ c lựa chọn trong phòng thí nghiệm. Quá trình sản xuất bao gồm các giai

đoạn sau:

a. Giai đ oạn chuẩ n bị bột giấ y

Nguyên liệu OCC nội đượ c tách loại băng dính, đinh ghim sau đó đánh tơ i trên

máy đánh tơ i thủy lực vớ i nồng độ bột giấy 5,0 ± 1% và lượ ng nướ c tr ắng dùng để đánh

tơ i thủy lực đúng như quy trình đề tài đã đặt ra. Bột giấy sau khi đánh tơ i đượ c phaloãng tớ i nồng độ bột giấy 4,0 ± 0,5% và đượ c nghiền trên 02 máy nghiền đĩ a mắc nối

tiế p tớ i độ nghiền 35 ± 1 0SR, vớ i áp lực của hai máy nghiền lần lượ t là 70 và 70 Ampe.

Bột giấy sau khi đạt độ nghiền đượ c bơ m vào bể chứa bột giấy tr ướ c xeo dung tích 5

m3, đượ c pha loãng nồng độ bột giấy từ 2,0% đến 2,5% tr ướ c khi phối tr ộn vớ i tinh bột

cationic và điều chỉnh pH của dung dịch huyền phù bột.

b. Giai đ oạn xeo giấ y

Giấy bao gói vớ i định lượ ng giấy 90 ± 2 g/m2

đượ c sản xuất trên máy xeo dàicủa Xưở ng thực nghiệm Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô. Keo chống thấm AKD

đượ c bổ sung vào dòng bột giấy tr ướ c hòm phun bột theo đúng lượ ng dùng đã tính

toán. Quá trình sử dụng nướ c tr ắng tuần hoàn, phối tr ộn hóa chất theo đúng quy trình dề

tài đặt ra. Tổng lượ ng giấy bao gói sản xuất thử nghiệm dự kiến là 700 kg. Các mẫu

giấy dùng để phân tích các chỉ tiêu tính chất cơ lý đượ c lấy đại diện từ các cuộn giấy.

Bảng 3.8 Độ hút nướ c và độ dẫn của nướ c trắng của giấy bao gói sản xuất thử nghiệm

Thờ i gian lấy mẫuTT Hạng mục 1h 2h 3h 4h 6h

1 Độ hút nướ c Cobb60,(g/m2)

27,0 26,4 26,1 26,3 26,6

2 Độ dẫn của nướ c tr ắng,(µS/cm)

580 580 590 600 600





43

K ết quả thu nhận đượ c trong bảng 3.8 cho thấy quá trình sản xuất thử nghiệm

cho k ết quả phù hợ p vớ i thí nghiệm. Độ hút nướ c có xu hướ ng giảm và sau đó tăng dần

theo thờ i gian chạy máy, điều này có thể giải thích khi thờ i gian chạy máy tăng thì hàm

lượ ng keo AKD dư trong nướ c tr ắng tăng lên. Tuy nhiên, tăng thờ i gian chạy máy độ

dẫn của nướ c tr ắng tăng lên, từ đó làm giảm hiệu quả gia keo. Do vậy, trong thực tế sản

xuất độ dẫn của nướ c tr ắng phải đượ c kiểm soát, hoặc nướ c tr ắng phải đượ c xả bỏ một

phần để bổ sung nướ c sạch vào hệ thống nướ c tuần hoàn trong dây chuyền sản xuất.

Như vậy, các k ết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực nghiệm cho

phép khẳng định r ằng gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo AKD

(keo chống thấm kiềm tính) hoàn toàn đáp ứng đượ c các yêu cầu đề tài như trong đề cươ ng nghiên cứu. Tuy nhiên, trên thực tế cần khảo sát vớ i thờ i gian dài hơ n.

3.8 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu trự c tiếp cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy

bao gói gia keo chống thấm bằng keo AKD.

Trên cơ sở các k ết quả nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm, nhóm đề tài ướ c tính

chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy bao gói từ 100%

nguyên liệu OCC nội. Tuy nhiên, ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho quá

trình sản xuất 1 tấn giấy bao gói chỉ gần sát vớ i thực tế sản xuất do điều kiện thí nghiệmvà sản xuất thí nghiệm ở quy mô nhỏ.

Bảng 3.9 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu trự c tiếp cho sản xuất 1 tấn giấy bao gói

Đơ n vị tính: 1.000 VN Đ TT Nguyên, vật liệu

Đơ n vị tính

Gia keo AKD Gia keo nhự a thông

I Nguyên li ệu chính Định mức cho1 tấn SP

Thành tiền Định mức cho1 tấn SP

Thành tiền

1 OCC nội kg 1.200 4.800 1.200 4.800

II Hoá chấ t

1 Phèn kg/tấn - - 3,2 12,8

2 Tinh bột cation kg/tấn 5 85,8 - -

3 AKD kg/tấn 10 161,46 - -

4 Nhựa thông kg/tấn - - 10 600 III N ăng l ượ ng

1 Điện kWh/tấn 250 325 250 325

2 Than kg/tấn 250 362,5 250 362,5

3 Nướ c m3/tấn 30 75 40 100

Chi phí sản xuất 5.809,76 6.199,8





44

Trong quá trình tính toán chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho sản xuất 1 tấngiấy bao gói nhóm đề tài chỉ tính toán chi phí: nguyên liệu chính, năng lượ ng, hóa chất.Các thông số tính toán dựa trên k ết quả nghiên cứu của đề tài và k ết quả chạy sản xuấtthử nghiệm, các thông tin và tài liệu về các dự án đầu tư ở trong nướ c.

K ết quả ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho sản xuất 1 tấn giấy baogói gia keo chống thấm bằng keo AKD khoảng 5.809.760 đồng (năm triệu, tám tr ămlinh chín nghìn, bảy tr ăm sáu mươ i đồng), gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông

truyền thống khoảng 6.199.800 đồng (sáu triệu, một tr ăm chín mươ i chín nghìn, tám

tr ăm đồng).

Bảng 3.9 cho thấy để đạt đượ c hiệu quả gia keo như nhau thì chi phí cho quá

trình gia keo chống thấm bằng keo AKD thấ p hơ n so vớ i gia keo chống thấm bằng keo

nhựa thông truyền thống. So vớ i quá trình gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông

truyền thống thì gia keo chống thấm cho giấy bằng keo AKD vận hành đơ n giản hơ n,tiết kiệm đượ c nướ c sản xuất, giảm đượ c thờ i gian ngừng máy để vệ sinh chăn, lướ iv.v…





45

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài cho phép rút ra một số

k ết luận như sau:

+ Đã khảo sát thực tr ạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong

quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống thấm bằng keo AKD.

+ Đã đưa ra đượ c giải pháp sử dụng hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính sản

xuất giấy và các tông bao gói:

- Quá trình gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo AKD (keo

chống thấm kiềm tính) trong môi tr ườ ng gia keo thích hợ p pH = 7,5 – 8,0.

- Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng cho đánh tơ i thủy lực ≤ 70% tổng lượ ng

nướ c sử dụng để đánh tơ i, lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng pha loãng tr ướ c khi xeo

giấy ≤ 90% tổng lượ ng nướ c pha loãng.

- Độ dẫn điện của nướ c tr ắng ảnh hưở ng đến hiệu quả gia keo AKD, vớ i ion Ca2+

trong nướ c tr ắng khi độ dẫn lớ n hơ n 700 µS/cm, ion Al3+ trong nướ c tr ắng khi độ dẫn

lớ n hơ n 300 µS/cm thì hiệu quả gia keo giảm. Tuy nhiên, để quy trình khi áp dụng vào

thực tế sản xuất cần nghiên cứu thêm thờ i gian duy trì tỷ lệ bổ sung nướ c tr ắng trên cân

bằng trong bao lâu.

- Đối vớ i nguyên liệu bao bì hòm hộ p cũ (OCC) gia keo chống thấm bằng keo

kiềm tính AKD nên có giai đoạn r ửa bột trong dây chuyền sản xuất giấy và các tông bao gói để loại bỏ các tạ p chất nhằm tăng hiệu quả gia keo và giảm hiện tượ ng hồi keo.

+ Đã tiến hành sản xuất thử nghiệm đượ c 700 kg giấy bao gói gia keo chống

thấm bằng keo AKD. Hiệu quả gia keo chống thấm cho giấy bao gói sản xuất thử

nghiệm đã đượ c kiểm tra chất lượ ng đạt yêu cầu đề tài đặt ra và tươ ng đươ ng vớ i chất

lượ ng mẫu giấy xeo trong phòng thí nghiệm.

+ Qua các k ết quả nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm đề tài đã tính toán sơ bộ

đượ c giá thành 1 tấn giấy bao gói gia keo chống thấm bằng keo AKD từ nguyên liệu100% OCC nội là khoảng 5.809.760 đồng (năm triệu, tám tr ăm linh chín nghìn, bảy

tr ăm sáu mươ i đồng).





46

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Báo cáo tình hình công tác Hiệ p hội giấy Việt Nam lần thứ tư, ngày 21 tháng 06 năm

2011, Sunway Hotel, Hà Nội.

2. Đào Sỹ Sành và các cộng sự, Nghiên cứ u hoàn thiện ổ n định công nghệ sản xuấ t giấ ytheo phươ ng pháp khô và chuyể n đổ i công nghệ xeo giấ y sang phươ ng pháp kiề m tính,

Báo cáo tổng k ết đề tài cấ p bộ, Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô, 2000.

3. Hoàng Quốc Lâm và các cộng sự, Nghiên cứ u quy trình công nghệ thích hợ p xử lý

giấ y loại bao bì đ ã qua sử d ụng (OCC) làm nguyên liệu sản xuấ t bột t ẩ y tr ắ ng có các

chỉ tiêu chấ t l ượ ng đ áp ứ ng yêu cầu sản xuấ t giấ y in, giấ y viế t , Báo cáo tổng k ết đề tài

cấ p bộ, Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô, 2004.

4. Nguyễn Quang Trung, các tông sóng và một số đánh giá về OCC Châu Á, công

nghiệ p giấy 03/2003.

5. Lothar Gottsching: “General aspects and basis statistics” in “Recycled fiber and

deinking”, Tappi press, 2000: 14 - 15

6. Michael Schwarz: “Design of reclyced fiber process for diferent paper and board

grades” in “Recycled fiber and deinking”, Tappi press, 2000: 211 – 238.

7. Chiristiane, Lothar Gottsching, Heikki: “Papermaking potential of recycled fiber” in

“Recycled fiber and deinking”, Tappi press, 2000: 359 – 370.

8. Jerome M.Gess and Jose. Rodriquez, The sizing of paper, Technology Park/Atlanta,

2005.

9. Johan Gullichsen, Hannu Paulapuro, Helsinki university of Technology, Book 4

papermaking chemistry, Finnish Engineers’ Association and Tappi, 2000.

10. Ian Thorn, Appications of wet end paper chemistry, second edition, 2009, EKA

Chemicals Ltd.

11. Dr Michael J.Kocurek, Volume 6 – Stock Preparation, Third edition, 1992





48





1


CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************


NGHIÊN CỨ U ÁP DỤNG PHƯƠ NG PHÁP GIA KEO KIỀMTÍNH CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ CÁC TÔNG

BAO GÓI

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

NỘI DUNG I:

KH Ả O SÁT TH Ự C TR Ạ NG S Ử DỤ NG NGUYÊN LI Ệ U BAO BÌ HÒM H Ộ P C Ũ

TRONG QUÁ TRÌNH S Ả N XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI CÓ GIA KEOCH Ố NG TH Ấ M B Ằ NG KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M TÍNH THEO H Ợ P ĐỒ NGTHUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 05-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 16 THÁNG 02

N Ă M 2011

Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ






3

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1


4



4


7







3.1 Khảo sát thự c tr ạng sử d ụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ pcũ ) trong sản xuấ t giấ y và các tông bao gói có gia keo chố ng


24





4

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây trên thế giớ i, đặc biệt là ở Việt Nam, bao bì hòm hộ p

đã qua sử dụng là nguồn cung cấ p xơ sợ i tái sinh quan tr ọng cho nhu cầu tiêu dùng bao

bì trong công nghiệ p đang gia tăng nhanh chóng. Xu hướ ng này có liên quan chặt chẽ đến quá trình phát triển của kinh tế thế giớ i và trong nướ c, bao bì hòm hộ p từ xơ sợ i

thực vật đóng vai trò quan tr ọng trong việc bảo vệ, vận chuyển các loại hàng hóa, thiết

bị đến mọi nơ i tiêu dùng.

Các loại giấy và các tông bao gói đượ c sử dụng r ộng rãi hiện nay chủ yếu đượ c

sản xuất từ nguyên liệu xơ sợ i thực vật, xơ sợ i có tính ưa nướ c (có chứa nhiều nhóm ưa

nướ c – OH, COOH), đồng thờ i giấy có cấu trúc xố p (có các lỗ nhỏ trên bề mặt tờ giấy).

Vì vậy, nướ c và một số chất lỏng dễ dàng thấm vào trong tờ giấy làm cho tờ giấy bị

mủn ra. Việc chống thấm cho tờ giấy dựa trên hai nguyên tắc cơ bản là tạo cho giấy cótính k ỵ nướ c và bịt kín những lỗ nhỏ trên bề mặt tờ giấy làm cho nướ c và một số chất

lỏng không thấm vào bên trong tờ giấy.

Tươ ng ứng vớ i hai nguyên tắc trên trong sản xuất giấy có hai phươ ng pháp đó là

gia keo nội bộ và gia keo bề mặt:

- Phươ ng pháp gia keo nội bộ thườ ng sử dụng những chất có tính k ỵ nướ c như:

Keo nhựa thông, keo AKD (Alkyl ketene dimers), keo ASA (Alkenyl succinic

anhydrides) v.v… để bổ sung vào dòng huyền phù bột tr ướ c khi đưa bột giấy lên máyxeo giấy. Trong phươ ng pháp này, chất gia keo nội bộ có tính k ỵ nướ c khi bám dính lên

bề mặt xơ sợ i sẽ làm cho xơ sợ i và tờ giấy mang tính k ỵ nướ c.

- Phươ ng pháp gia keo bề mặt thườ ng sử dụng những chất tạo màng như: tinh

bột, keo polyvinylalcol v.v… để tráng phủ lên bề mặt tờ giấy. Trong phươ ng pháp gia

keo này, chất tạo màng sẽ bịt kín đa số các lỗ tr ống trên bề mặt tờ giấy, làm giảm khả

năng thấm của nướ c và môt số chất lỏng vào bên trong tờ giấy. Phươ ng pháp gia keo bề

mặt còn có thêm công dụng là làm cho giấy có độ bền bề mặt cao, không bị bong sợ i

khi gặ p ma sát trong quá trình in ấn.Đối vớ i các loại giấy cần độ bền bề mặt cao, trong quá trình sản xuất giấy

thườ ng sử dụng cả hai phươ ng pháp gia keo nội bộ và gia keo bề mặt. Tùy thuộc vào

mục đích sử dụng, in mực nướ c (in phun, in offset, in lướ i…) và in mực khô (in laser,

photocopy…) mà sử dụng các chất keo và quy trình gia keo khác nhau.





5














tr ườ ng axít.



nghiền bột.







Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ y

ếu s

ản xu

ất gi












6















tông bao gói.













7

PHẦN I












toàn cầu.

















trong bảng 1.1.





8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





12


trong nướ c.

































14























năm.











16






















17


vững.

































18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







19


















độ thế từ 0,015 - 0,047.









, Mg2+










20






nhóm mang điện.






Hình 1.6 Phản ứ ng tạo thành muối eton khi có mặt Ca2+, Al3+












21





Al3+.























22


































23








v.v…









24

PHẦN II




các tông đượ c thu mua từ các nguồn thu gom trong nướ c gọi là OCC nội và các loại

hòm hộ p cao cấ p đượ c nhậ p khẩu từ Mỹ, Bắc Âu đượ c gọi là OCC ngoại.







1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9


1,5 1,4 1,1





3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75


5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:








25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

- Cân điện tử Metler độ chính xác ±0.0001g của Thụy S ĩ

- Máy đo pH HANNA do Rumania sản xuất

- Máy đánh tơ i 5 lít, cánh khuấy dạng chân vịt do Đức sản xuất

- Máy đo độ nghiền, hãng PTI của Áo sản xuất

- Máy đo độ dẫn HANNA do Rumania sản xuất

2.2 Phươ ng pháp nghiên cứ u

2.2.1 Mô t ả phươ ng pháp nghiên cứ u

* Chuẩ n bị mẫ u thí nghiệm:

Nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) đượ c tách loại đinh ghim, băng dính sau

đó xé nhỏ và bảo quản mẫu trong túi nilon.

Cân lấy 120 gam mẫu OCC đem đi đánh tơ i trên máy đánh tơ i 5 lít ở nồng độ 2% cho đến khi bột phân tán đều thì xả ra xô chứa 10 lít r ồi đem đi cô đặc trên lướ i r ửa

thí nghiệm đến nồng độ 3 % sau đó đem đi nghiền bột giấy.

* Quá trình nghiề n bột giấ y:

Bột giấy đượ c nghiền trên máy nghiền Hà Lan 4,5 lít vớ i nồng độ bột giấy

nghiền 3 % để đạt đến độ nghiền yêu cầu. Bột giấy sau khi nghiền, đượ c xả ra xô chứa

r ồi xác định nồng độ bột để tính toán lượ ng bột cho quá trình phối tr ộn hóa chất phụ

gia.

* Xeo mẫ u giấ y thí nghiệm:

Bột giấy sau khi phối tr ộn hóa chất phụ gia đượ c xeo thành mẫu giấy thí nghiệm

vớ i định lượ ng 70 g/m2 trên máy xeo Rapid-Kothen để xác định tính chất cơ lý của bột

giấy.

2.2.2 Phân tích tính chấ t cơ lý của bột gi ấ y đượ c xác đị nh t ại phòng thí nghi ệm hoálý của Vi ện Công nghi ệ p Gi ấ y và Xenluylô theo các tiêu chuẩ n sau:

Xác định định lượ ng : TCVN 1270 : 2008

Xác định độ hút nướ c Cobb60 : TCVN 6726 : 2007

Xác định độ bền kéo : TCVN 1862-2 : 2011

Xác định độ bền xé : TCVN 3229 : 2007

Xác định độ chịu bục : TCVN 7631 : 2007





27

PHẦN III


3.1 Khảo sát thự c trạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộp cũ) trong sảnxuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chốngthấm kiềm tính).

Hiện nay, đa số các dây chuyền sản xuất giấy và các tông sử dụng phần lớ n

nguyên liệu là OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong nướ c và nhậ p khẩu. Đối vớ i các loại

giấy và các tông bao gói yêu cầu chất lượ ng cao, nguyên liệu sử dụng thườ ng là bột sợ i

dài không tẩy tr ắng và OCC (bao bì hòm hộ p cũ) ngoại nhậ p khẩu, keo nhựa thông vẫn

đượ c ưu tiên sử dụng làm chất chống thấm. Đối vớ i các loại giấy và các tông bao gói

yêu cầu chất lượ ng trung bình, nguyên liệu chủ yếu là OCC nội, thì xu hướ ng sử dụng

keo chống thấm kiềm tính để chống thấm thay thế cho keo nhựa thông trong các dâychuyền sản xuất ngày càng phổ biến.

OCC chủ yếu đượ c sử dụng làm nguyên liệu trong quá trình sản xuất giấy bao

gói, các tông lớ p mặt (Kraft liner và test liner), lớ p sóng cho các tông sóng (Corrugated

medium) và các lớ p đệm, lớ p đế cho các tông nhiều lớ p (multi-plyboard). Tỷ lệ sử dụng

xơ sợ i từ OCC có thể thay đổi từ mức tươ ng đối thấ p (< 20%) trong giấy bao gói và

kraft liner, đến r ất cao (khoảng 80%) trong giấy lớ p mặt (test liner), thậm chí tớ i 100%

trong một số chủng loại sản phẩm giấy và các tông chất lượ ng thấ p hay các lớ p giữa,

lớ p đế.

Theo k ết quả khảo sát sơ bộ các nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói thì

phần lớ n các nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói đã chuyển gia keo nội bộ từ gia

keo axít (nhựa thông) sang keo kiềm tính (AKD) để chống thấm cho giấy và các tông

như: Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n, Công ty Cổ phần giấy Mục Sơ n, Công ty Cổ phần

giấy Tây Đô, một số công ty giấy ở Yên Phong - Bắc Ninh và một số Công ty sản xuất

giấy ở khu vực phía Nam v.v… Hiện nay, đa số các dây chuyền sản xuất ở Yên Phong

– Bắc Ninh và Công ty Cổ phần giấy Tây Đô chủ yếu là chạy giấy lớ p đế, lớ p giữa củacác tông sóng từ nguyên liệu là OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong nướ c, vớ i mức dùng

keo AKD thườ ng: 0,2 – 0,5% so vớ i nguyên liệu khô tuyệt đối. Mục đích gia keo cho

sản xuất các loại giấy này không phải là chống thấm mà chủ yếu là chống bám dính lô

sấy. Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n, Công ty Cổ phần giấy Mục Sơ n v.v… sản xuất

giấy kraft (lớ p mặt từ bột hóa không tẩy tr ắng hoặc OCC ngoại nhậ p khẩu, lớ p lót và

lớ p đế từ nguyên liệu OCC nội), vớ i mức dùng keo AKD: 1,2 – 1,5%, độ hút nướ c





28

Cobb60 < 30 g/m2.

Bảng 3.1 K ết quả khảo sát tại một số cơ sở sản xuất giấy và các tông bao gói

TT Tên một số cơ sở sản xuất Mứ cdùngkeo

AKD(%)

Độ hútnướ c

Cobb60 (g/m2)

Độ dẫnnướ ctrắng

( S/cm)

Ghi chú

1 Công ty Cổ phần giấy Tây Đô 100% OCC nội

Giấy mộc (lớ p đế, lớ p đệm) 0,3 108,2 530

2 Công ty Cổ phần giấy Lam Sơ n

Giấy kraft 1 mặt (SLS) 1,5 25 - 30 530 100% OCC nội

Giấy kraft mặt tr ắng (VLS2) 1,5 24 - 32 520 + Lớ p mặt 100% bột hóa

+ Lớ p lót + đế:100% OCC nội

Giấy kraft mặt vàng (VLS1) 1,5 24 - 32 530 100% OCC nội

Gia keo chống thấm AKD cho giấy và các tông bao gói ở một số cơ sở sản xuất

cho thấy sử dụng keo chống thấm kiềm tính AKD có hiệu quả chống thấm cao. Hơ n

nữa, trong sản xuất khi sử dụng keo AKD chống thấm cho giấy và các tông bao gói làm

giảm tối đa hiện tượ ng sinh bọt, giảm lượ ng bột giấy thất thoát, sử dụng tối đa tuần

hoàn lượ ng nướ c r ửa và nướ c tr ắng, vừa giảm thiểu số lần đứt giấy và giảm số lần vệ

sinh chăn lướ i, thao tác vận hành đơ n giản. Tuy nhiên, thực tế sản xuất gia keo chốngthấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo kiềm tính AKD cho thấy giấy không đượ c

đanh cứng như đối vớ i gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông. Theo phản ánh của

khách hàng thỉnh thoảng có hiện tượ ng hồi keo, nhưng theo k ết quả khảo sát cho thấy

hiện tượ ng hồi keo chủ yếu vào mùa hè, điều này có thể giải thích là do nướ c dùng cho

sản xuất chủ yếu là nướ c sông nên vào mùa hè là mùa mưa do vậy chứa nhiều các tạ p

chất như huyền phù. Do vậy, hàm lượ ng các ion kim loại nhiều như: Ca2+, Fe3+(độ dẫn

của nướ c sản xuất hay nướ c tr ắng cao). Các ion kim loại này phản ứng và thủy phân

keo AKD tạo thành Calcium beta keto salt, dẫn tớ i hiện tượ ng hồi keo.





29











nghiệ p giấy 03/2003.5. Lothar Gottsching: “General aspects and basis statistics” in “Recycled fiber and






8. Jerome M.Gess and Jose. Rodriquez, The sizing of paper, Technology Park/Atlanta,2005.




Chemicals Ltd.






1





BAO GÓI


NỘI DUNG II:

NGHIÊN C Ứ U Ả NH H ƯỞ NG C Ủ A KHO Ả NG PH ĐẾ N HI Ệ U QU Ả QUÁ TRÌNHGIA KEO CH Ố NG TH Ấ M B Ằ NG KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M TÍNH TRONG QUÁ

TRÌNH S Ả N XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 17-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 10 THÁNG 05 N Ă M

2011







2





BAO GÓI

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ NỘI DUNG II:

NGHIÊN C Ứ U Ả NH H ƯỞ NG C Ủ A KHO Ả NG PH ĐẾ N HI Ệ U QU Ả QUÁ TRÌNHGIA KEO CH Ố NG TH Ấ M B Ằ NG KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M TÍNH TRONG QUÁ

TRÌNH S Ả N XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 17-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 10 THÁNG 05 N Ă M

2011


Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh Tú

K ỹ sư công nghệ giấy

Danh sách nhữ ng ngườ i tham gia thự c hiện hợ p đồng:

1. Dươ ng Ngọc Kiên – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô2. Lã Thị Cúc – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô

3. Hoàng mạnh Vinh – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô

4. Lê Thị Quỳnh Hoa – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô





3

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1


4



4


7







3.1 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của khoảng pH và mứ c dùng keo đế nhiệu quả quá trình gia keo chố ng thấ m bằ ng keo AKD (keo

chố ng thấ m kiề m tính) trong quá trình sản xuấ t giấ y và các tôngbao gói.

24

3.1.1 Ảnh hưở ng của pH và mứ c dùng keo AKD đến hiệu quả quátrình gia keo

24

3.1.2 Ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy 25

3.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình

xử lý nguyên liệu (quá trình r ử a bột giấ y) đế n hiệu quả quá trình

gia keo.

26





4

MỞ ĐẦU































5














tr ườ ng axít.



nghiền bột.







Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ y

ếu s

ản xu

ất gi












6















tông bao gói.













7

PHẦN I












toàn cầu.

















trong bảng 1.1.





8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





9




+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%





























10


































11




























12


trong nướ c.

































13



vòng Lacton.







Chú thích

Hỗn hợ p C14 - C16 786

R = C16 825



AKD












14























năm.











15


















16






















17


vững.

































18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







19


















độ thế từ 0,015 - 0,047.









, Mg2+










20






nhóm mang điện.


















21





Al3+.























22


































23








v.v…









24

PHẦN II












1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9


1,5 1,4 1,1





3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75


5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:








25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

















gia.




giấy.











27

PHẦN III


3.1 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của khoảng pH và mứ c dùng keo đến hiệu quả quátrình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trong quá

trình sản xuất giấy và các tông bao gói.Theo các tài liệu tham khảo và thực tế sản xuất hiện nay, các yếu tố công nghệ

như độ pH và mức dùng keo AKD v.v… ảnh hưở ng đến hiệu quả của quá trình gia keo

cho giấy và các tông bao gói. Hiệu quả của quá trình gia keo đượ c đánh giá theo tỷ lệ

giữa lượ ng keo phối tr ộn vào hệ thống chuẩn bị bột giấy và độ gia keo giấy thành phẩm.

khi gia keo kiềm tính AKD thì sử dụng tinh bột cationic có tác dụng cải thiện độ bảo

lưu, do đó khi gia keo AKD thì tinh bột cationic đượ c sử dụng vì chỉ có độ bảo lưu cao

thì quá trình gia keo mớ i hiệu quả.

3.1.1 Ả nh hưở ng của pH và mứ c dùng keo AKD đế n hi ệu quả quá trình gia keo

Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của mức dùng keo kiềm tính AKD

và pH đến độ hút nướ c đến hiệu quả gia keo đượ c tiến hành như sau:




xeo giấy mẫu.+ Độ pH: 7,0; 7,5; 8,0; 8,5

+ Mức dùng keo AKD: 0; 0,5; 0,8; 1,0; 1,2; 1,5 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)

K ết quả nghiên cứu ảnh hưở ng của mức dùng keo AKD và pH đến độ hút nướ c

Cobb60 đượ c đưa ra trong bảng 3.1

K ết quả nghiên cứu trong bảng 3.1 cho thấy ảnh hưở ng của pH đến hiệu quả gia

keo là khá rõ r ệt, hiệu quả gia keo tăng lên (giá tr ị độ Cobb60 giảm). Hiệu quả của quá

trình gia keo có xu hướ ng tăng lên khi pH tăng từ 7,0 đến 7,5 và hiệu quả gia keo sau

đó lại giảm dần khi pH lớ n hơ n 8,5. Điều này đượ c giải thích là do sự có mặt của các

ion OH- làm thúc đẩy phản ứng của nhóm ketendime trong keo AKD vớ i các nhóm OH

trong xơ sợ i xenluylô. Mặt khác do bề mặt xơ sợ i xenluylô tr ở lên tr ươ ng nở hơ n, làm

các nhóm OH trong phân tử xenluylô linh động hơ n và dễ dàng phản ứng vớ i các nhóm

ketendime trong phân tử AKD khi độ pH của huyền phù bột giấy tăng. Tuy nhiên, khi





28

độ pH lớ n hơ n 9,0 tăng phản ứng thủy phân của keo AKD vớ i nướ c để tạo thành Keton

dẫn tớ i làm giảm hiệu quả gia keo (độ hút nướ c Cobb60 tăng).

Bảng 3.1 Ảnh hưở ng của mứ c dùng keo AKD và pH đến độ hút nướ c Cobb60 (g/m2)

Độ hút nướ c Cobb60 (g/m2)

Mứ c dùng keo AKD so vớ i bột KTĐ (%) Độ pH0 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5

7,0 120,7 98,8 49,5 33,0 27,1 22,2

7,5 114,3 90,0 34,9 24,6 22,3 20,8

8,0 116,9 91,7 35,1 25,0 23,9 20,4

8,5 117,1 92,9 36,9 27,0 24,2 21,7

9,0 119,2 95,0 39,1 30,8 27,0 24,5

Ghi chú: Bột giấ y đượ c nghiề n 35 0SR trên máy nghiề n thí nghiệm kiể u Hà Lan 4,5 lít, xeo mẫ u giấ y

thí nghiệm định l ượ ng 70 g/m

2

trên máy xeo rappid.

3.1.2 Ả nh hưở ng của pH đế n tính chấ t cơ lý của gi ấ y

Điều kiện tiến hành nghiên cứu ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy

đượ c tiến hành như sau:




xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5



K ết quả tính chất cơ lý của giấy ở các giá tr ị pH khác nhau vớ i mức dùng keo

AKD 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ) ở trong bảng 3.2 cho thấy khi tăng dần pH từ 7,0

đến 8,5 của dòng huyền phù bột giấy thì tính chất ở lý của giấy không thay đổi nhiều.Tuy nhiên, khi tăng pH của dòng huyền phù bột giấy lớ n hơ n 8,5 thì tính chất cơ lý của

giấy có xu hướ ng giảm, có thể do độ pH cao cũng có thể dẫn tớ i sự oxy hóa xenluylô

làm giảm độ bền cơ học của bột giấy.





29

Bảng 3.2 Ảnh hưở ng của pH đến tính chất cơ lý của giấy

pH AKD, (%)Chiều dài đứ t,

(m)

Chỉ số bục,

(kPa.m2/g)

Chỉ số xé,

(mN.m2/g)

7,0 1,0 4060 2,17 7,30

7,5 1,0 4050 2,19 7,35

8,0 1,0 4010 2,18 7,33

8,5 1,0 3980 2,09 7,21

9,0 1,0 3870 2,04 7,13

Ghi chú: Bột giấ y đượ c nghiề n 35 0SR trên máy nghiề n thí nghiệm kiể u Hà Lan 4,5 lít, xeo mẫ u giấ ythí nghiệm định l ượ ng 70 g/m2 trên máy xeo rappid.

3.2 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lý nguyên

liệu (quá trình rử a bột giấy) đến hiệu quả quá trình gia keo.Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá

trình xử lý nguyên liệu đến hiệu quả quá trình gia keo AKD, điều kiện thí nghiệm đượ c

tiến hành như sau:

+ Nguyên liệu: OCC nội, OCC ngoại



xeo giấy mẫu.+ Độ pH: 7,5


Bảng 3.3 Ảnh hưở ng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lý nguyên liệu đếnhiệu quả quá trình gia keo

OCC nội OCC ngoạiTT Các chỉ tiêu

Không

r ửa

R ửa bột Không

r ửa

R ửa bột

1 Cobb60, (g/m2) 26,3 23,0 25,6 22,4

2 Độ dẫn của huyền phù bột, (µS/cm) 520 510 490 480

K ết quả nghiên cứu cho thấy, hiệu quả gia keo đối vớ i nguồn nguyên liệu là

OCC ngoại cao hơ n so vớ i nguyên liệu OCC nội. Điều này có thể giải thích trong thành





30

phần của OCC ngoại thì thành phần bột cơ học chiếm ít hơ n so vớ i OCC nội. Trong

thành phần của bột cơ học có chứa nhiều chất sáp nhựa, axít nhựa và xơ sợ i mịn do đó

nhu cầu điện tích dươ ng của huyền phù bột tăng lên và ảnh hưở ng tớ i độ bảo lưu tổng

của các hạt keo AKD trên giấy. Hơ n nữa, trong thành phần của OCC nội hàm lượ ng các

tạ p chất nhiều hơ n OCC ngoại, chính các các tạ p chất này giảm hiệu quả của quá trình

gia keo. K ết quả này cũng phản ánh chất lượ ng nguyên liệu OCC khác nhau sẽ cho hiệu

quả gia keo khác nhau, OCC chứa nhiều thành phần bột hóa học, ít xơ sợ i vụn, ít tạ p

chất thì hiệu quả gia keo sẽ cao hơ n.

Quá trình r ửa bột giấy làm tăng hiệu quả của quá trình gia keo. Bở i vì bột sau

r ửa thì hàm lượ ng stickies cũng như các tạ p chất giảm, do đó bề mặt riêng cần phải gia

keo cũng giảm nên hiệu quả quá trình gia keo tăng đồng thờ i chất lượ ng bề mặt giấy

cũng đượ c cải thiện khi bột giấy đượ c r ửa. Vì vậy, để nâng cao hiệu quả của quá trình

gia keo kiềm tính AKD cho giấy và các tông bao gói trong hệ thống chuẩn bị bột giấynên sử dụng các thiết bị r ửa bột, thiết bị lọc cát, thiết bị tách loại các tạ p chất nhẹ.

Ngoài tác dụng làm sạch bột giấy để nâng cao hiệu quả quá trình gia keo, các thiết bị

này cũng góp phần nâng cao chất lượ ng giấy.





31





















Chemicals Ltd.






1





BAO GÓI


NỘI DUNG III:

NGHIÊN C Ứ U Ả NH H ƯỞ NG C Ủ A QUÁ TRÌNH TU Ầ N HOÀN N ƯỚ C TR Ắ NG ĐẾ N HI Ệ U QU Ả QUÁ TRÌNH GIA KEO CH Ố NG TH Ấ M B Ằ NG KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M

TÍNH TRONG S Ả N XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 22-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 01 THÁNG 07 N Ă M 2011







2





BAO GÓI


NỘI DUNG III:

NGHIÊN C Ứ U Ả NH H ƯỞ NG C Ủ A QUÁ TRÌNH TU Ầ N HOÀN N ƯỚ C TR Ắ NG ĐẾ N HI Ệ U QU Ả QUÁ TRÌNH GIA KEO CH Ố NG TH Ấ M B Ằ NG KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M

TÍNH TRONG S Ả N XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 22-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 01 THÁNG 07 N Ă M 2011




1. Dươ ng Ngọc Kiên – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô

2. Lã Thị Cúc – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô







4

MỞ ĐẦU































5














tr ườ ng axít.



nghiền bột.







Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ y

ếu s

ản xu

ất gi












6















tông bao gói.













8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





9




+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%





























10


































11




























12


trong nướ c.

































14























năm.











15


















16






















18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







19


















độ thế từ 0,015 - 0,047.









, Mg2+










20






nhóm mang điện.


















21





Al3+.























22


































24

PHẦN II












1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9


1,5 1,4 1,1





3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75


5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:








25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

















gia.




giấy.











27

PHẦN III


3.1 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của quá trình tuần hoàn nướ c trắng đến hiệu quả củaquá trình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) trong

quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói.

Xu hướ ng trong sản xuất giấy và các tông bao gói hiện nay là tối ưu hóa hệ

thống nướ c sản xuất như là: tăng hiệu quả sử dụng nướ c để giảm lượ ng nướ c nướ c sạch

tiêu thụ, hiệu quả các quá trình làm sạch nướ c trong vòng tuần hoàn cao, chất lượ ng

nướ c tuần hoàn khi làm sạch cao và có thể thay thế nướ c sạch ở một số vị trí quan

tr ọng.

Một số vị trí tiêu thụ nướ c chính trong dây chuyền sản xuất: vòi phun r ửa lướ i và

chăn, nướ c làm kính cho bơ m chân không vòng nướ c, nướ c làm kín tr ục cho bơ m vàcánh khuấy, nướ c chuẩn bị bột và pha loãng hóa chất phụ gia, nướ c vệ sinh máy v.v…

Vòng tuần hoàn chính là lượ ng nướ c thoát ra từ lướ i xeo đượ c đưa tớ i thùng đầu để pha

loãng bột giấy. Lượ ng nướ c dư từ vòng tuần hoàn chính đưa tớ i đượ c sử dụng tr ực tiế p

cho các điểm điều khiển nồng độ hoặc các vòi phun r ửa. Lượ ng nướ c dư tiế p tục đượ c

sử dụng để chuẩn bị bột hoặc đi ra bộ phận xử lý nướ c thải.

Yêu cầu chất lượ ng nướ c công nghệ tại các vị trí là khác nhau trong dây chuyền

nên dẫn tớ i việc cần thiết phải phân tách vòng tuần hoàn nướ c và loại bỏ các tạ p chất.

Tối ưu hệ thống tuần hoàn nướ c tăng sản lượ ng giấy do tăng tỷ lệ thu hồi bột, tiết kiệmnguyên liệu, hóa chất phụ gia. Tuy nhiên, chất lượ ng nướ c công nghệ phụ thuộc vào

chủng loại sản phẩm, độ bảo lưu, nguyên liệu sử dụng, hóa chất phụ gia và các điều

kiện khác của dây chuyền.

Nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng trong các nghiên cứu có các thông số đượ c đo

như sau:

+ Độ dẫn của huyền phù bột, (µS/cm): 530

+ pH = 7,5

3.1.1 Ả nh hưở ng của l ượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn ng ắn (vòng


Trong các thí nghiệm nghiên cứu ảnh hưở ng của lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

trong vòng tuần hoàn ngắn đến hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính AKD, nướ c tuần





28

hoàn đượ c sử dụng dùng để pha loãng tr ướ c khi xeo, điều kiện thí nghiệm tiến hành

như sau:




xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5




Bảng 3.1 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn ngắnđến hiệu quả quá trình gia keo


(µS/cm)

1 0 24,6 530

2 20 24,4 530

3 40 24,2 540

4 60 24,0 550

5 70 24,3 550

6 80 25,8 560

7 90 26,2 560

Ghi chú: Vòng tuần hoàn ng ắ n là vòng tuần hoàn nướ c tr ắ ng quay l ại: pha loãng bột tr ướ c xeo

K ết quả nghiên cứu cho thấy, nhìn chung khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

trong vòng tuần hoàn ngắn từ 20% đến 70% thì độ hút nướ c Cobb60 không thay đổinhiều, khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn lớ n hơ n 80%, độ hút nướ c Cobb60 có xu

hướ ng tăng dần. Điều này có thể do khi tăng lượ ng nướ c tr ắng quá cao thì độ dẫn của

dòng huyền phù bột giấy tăng, làm giảm hiệu quả gia keo. Tuy nhiên, khi tăng tuần

hoàn nướ c tr ắng đến 90% hiệu quả gia keo vẫn đảm bảo yêu cầu đối vớ i giấy và các

tông bao gói.





29

3.1.2 Ả nh hưở ng của l ượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn dài (vòng


Trong vòng tuần hoàn dài, nướ c tr ắng đượ c tuần hoàn về thủy lực để đánh tơ i

bột giấy, trong thực tế sản xuất lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn về đánh tơ i thủy lực khoảng

70% tổng lượ ng nướ c sử dụng cho đánh tơ i, còn lại là nướ c sản xuất và nướ c r ửa tuầnhoàn. Khi nghiên cứu yếu tố ảnh hưở ng này, nướ c sử dụng để đánh tơ i bột giấy là nướ c

tr ắng tuần hoàn và nướ c sản xuất. Điều kiện thí nghiệm đượ c tiến hành như sau:




xeo giấy mẫu.

+ Độ pH: 7,5



Bảng 3.2 Ảnh hưở ng của lượ ng nướ c trắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn dàiđến hiệu quả quá trình gia keo


(µS/cm)

1 0 24,6 530

2 20 24,7 530

3 40 24,7 540

4 50 24,8 540

5 60 26,0 560

6 70 27,5 570

Ghi chú: Vòng tuần hoàn dài là vòng tuần hoàn nướ c tr ắ ng quay l ại: đ ánh t ơ i thủ y l ự c

K ết quả nghiên cứu trong bảng 3.2 cho thấy khi tăng lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn

thì hiệu quả gia keo có xu hướ ng giảm và độ dẫn huyền phù của bột giấy tăng. Khi tăng

lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn đến 70% thì hiệu quả gia keo vẫn đảm bảo độ hút nướ c

Cobb60 nhỏ hơ n 30 g/m2 đối vớ i giấy và các tông bao gói.





30

3.1.3 Nghiên cứ u ảnh hưở ng của các ion kim loại trong nướ c tr ắng đế n hi ệu quả quá trình gia keo

Điều kiện thí nghiệm tiến hành nghiên cứu ảnh hưở ng của các ion kim loại trong

nướ c tr ắng đến hiệu quả của quá trình gia keo như sau:

+ 100% OCC nội


giấy mẫu.




+ Dùng CaCl2, Al2(SO4)3 (5 g/l) chỉnh độ dẫn của dung dịch huyền phù bột giấy

tr ướ c khi gia phụ liệu cho xeo mẫu giấy.

K ết quả nghiên cứu ở hình 3.1 cho thấy khi độ dẫn của dung dịch huyền phù bột

giấy tăng lên sẽ làm giảm hiệu quả của quá trình gia keo. Tuy nhiên, ảnh hưở ng của các

muối ion kim loại khác nhau trong dung dịch huyền phù bột giấy lên hiệu quả gia keolại r ất khác. Đối vớ i muối ion Ca2+, hiệu quả gia keo ảnh hưở ng rõ r ệt nhất khi độ dẫn

huyền phù bột giấy lớ n hơ n 700 µS/cm. Đối vớ i muối ion Al3+, hiệu quả gia keo giảm

rõ r ệt khi độ dẫn dung dịch huyền phù bột giấy cao hơ n 300 µS/cm.

Thực tế sản xuất giấy và các tông bao gói, hệ thống nướ c sản xuất nói chung và

nướ c tr ắng nói riêng vẫn chứa nhiều ion kim loại Ca2+, Al3+. Ion Ca2+ vào trong hệ

Hình 3.1 Ảnh hưởng của ion kim loại đến độ hút nước Cobb60

20

23

26

29

32

35

38

41

44

47

250 300 350 400 600 800 900

Độ dẫn của huyền phù bột giấy

Đ ộ

h ú t n ư

ớ c c o b b 6 0 ,

( g / m 2 )

Ion Al3+

Ion Ca2+





31

thống của quá trình sản xuất chủ yếu là do sử dụng chất độn CaCO3 và ion Al3+ đi vào

hệ thống chủ yếu do trong quá trình xử lý nướ c thô sử dụng Al2(SO4)3. Hầu hết các dây

chuyền sản xuất hiện nay không có hệ thống bắt anion hay kiểm soát chất lượ ng nướ c

tr ắng sản xuất, chỉ tiến hành xả bỏ theo một chu k ỳ nhất định.

Như vậy, để đảm bảo các ion kim loại Ca

2+

, Al

3+

trong nướ c tr ắng không ảnhhưở ng đến hiệu quả của quá trình gia keo các dây chuyền cần phân tích và kiểm soát

nồng độ của các ion trong hệ thống nướ c tr ắng và tiến hành xả bỏ, xử lý hoặc tiến hành

bổ sung nướ c sạch để không gây ảnh hưở ng đến hiệu quả quá trình gia keo.





32





















Chemicals Ltd.






1





BAO GÓI


NỘI DUNG IV:

NGHIÊN C Ứ U SO SÁNH M ỘT S Ố LO Ạ I KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M TÍNHTH ƯƠ NG PH Ẩ M Đ ANG LƯ U HÀNH ĐẾ N HI Ệ U QU Ả GIA KEO TRONG S Ả N

XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 23-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 04 THÁNG 08 N Ă M 2011







2





BAO GÓI


NỘI DUNG IV:

NGHIÊN C Ứ U SO SÁNH M ỘT S Ố LO Ạ I KEO CH Ố NG TH Ấ M KI Ề M TÍNHTH ƯƠ NG PH Ẩ M Đ ANG LƯ U HÀNH ĐẾ N HI Ệ U QU Ả GIA KEO TRONG S Ả N

XU Ấ T GI Ấ Y VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN MÔN S Ố: 23-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 04 THÁNG 08 N Ă M 2011












3

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1


4



4


7







3.1 Nghiên cứ u so sánh một số loại keo AKD (keo chố ng thấ m kiề mtính) thươ ng phẩ m đ ang l ư u hành đế n hiệu quả gia keo trong sản

xuấ t giấ y và các tông bao gói.

24

3.2 K ế t luận 25





4

MỞ ĐẦU































5














tr ườ ng axít.



nghiền bột.







Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ y

ếu s

ản xu

ất gi












6















tông bao gói.













7

PHẦN I












toàn cầu.

















trong bảng 1.1.





8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





9




+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%





























11




























12


trong nướ c.

































13



vòng Lacton.







Chú thích

Hỗn hợ p C14 - C16 786

R = C16 825



AKD












14























năm.











15


















16






















17


vững.

































18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







20






nhóm mang điện.


















22


































23








v.v…









24

PHẦN II












1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9


1,5 1,4 1,1





3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75


5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:








25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

















gia.




giấy.











27

PHẦN III


3.1 Nghiên cứ u so sánh một số loại keo AKD (keo chống thấm kiềm tính) thươ ng

phẩm đang lư u hành đến hiệu quả gia keo trong sản xuất giấy và các tông bao gói.

Điều kiện tiến hành nghiên cứu so sánh các loại keo thươ ng phẩm AKD đang

lưu hành trong sản xuất giấy và các tông bao gói gồm 03 loại keo: Công ty Đại Thịnh -

Phú Thọ, Công ty Xươ ng Giang - Bắc Giang và Công ty Thuận Phát Hưng.

+ Nguyên liệu: 100% OCC nội


giấy mẫu.




K ết quả trong bảng 3.1 cho thấy, nhìn chung hiệu quả của quá trình gia keo

AKD chống thấm cho giấy và các tông bao gói khi sử dụng các loại keo thươ ng phẩm

là không khác nhau nhiều. Bở i vì, chất lượ ng keo thươ ng phẩm đang lưu hành trên thị

tr ườ ng dùng cho sản xuất giấy và các tông bao gói hiện nay gần như tươ ng đươ ng nhau.

Bảng 3.1 Ảnh hưở ng của chủng loại keo AKD đến hiệu quả quá trình gia keo

Các loại keo AKDTT Các chỉ tiêu

Đại Thịnh Xươ ng Giang Thuận P.Hưng

1 Cobb60, (g/m2) 25,0 25,3 24,2

2 Định lượ ng, (g/m2) 70 70 70

3 Chiều dài đứt, (m) 3980 3970 3990

4 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 7,18 7,21 7,14

5 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 1,94 1,96 2,01





28

3.2 K ết luận

Từ các k ết quả nghiên cứu ở trên nhóm đề tài lựa chọn quy trình gia keo AKD

cho sản xuất giấy và các tông bao gói như sau:

+ 100% OCC nội




+ pH = 7,5 – 8,0



+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo giấy dướ i 90 % tổng lượ ng nướ c pha loãng.


giấy mẫu.





29



















2005.




Chemicals Ltd.






1





BAO GÓI


NỘI DUNG V:

S Ả N XU Ấ T TH Ử NGHI Ệ M 700 KG S Ả N PH Ẩ M GI Ấ Y BAO GÓI ĐẠT ĐỘ HÚT N ƯỚ C COBB60 NH Ỏ H Ơ N 30 G/M 2 THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN

MÔN S Ố: 30-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 28 THÁNG 09 N Ă M 2011







2





BAO GÓI


NỘI DUNG V:

S Ả N XU Ấ T TH Ử NGHI Ệ M 700 KG S Ả N PH Ẩ M GI Ấ Y BAO GÓI ĐẠT ĐỘ HÚT N ƯỚ C COBB60 NH Ỏ H Ơ N 30 G/M 2 THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁN CHUYÊN

MÔN S Ố: 30-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 28 THÁNG 09 N Ă M 2011












3

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1


4



4


7







3.1 S ản xuấ t thử nghiệm giấ y và các tông bao gói gia keo chố ng


24

3.1.1 Quy trình sản xuất thử nghiệm 243.1.2 Sản xuất thử nghiệm giấy bao gói gia keo chống thấm bằng

keo AKD24





4

MỞ ĐẦU































6















tông bao gói.













7

PHẦN I












toàn cầu.

















trong bảng 1.1.





8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





9




+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%





























10


































11




























12


trong nướ c.

































13



vòng Lacton.







Chú thích

Hỗn hợ p C14 - C16 786

R = C16 825



AKD












15


















16






















17


vững.

































18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







19


















độ thế từ 0,015 - 0,047.









, Mg2+










20






nhóm mang điện.


















21





Al3+.























23








v.v…









25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

















gia.




giấy.











27

PHẦN III


3.1 Sản xuất thử nghiệm giấy và các tông bao gói gia keo chống thấm bằng keo

AKD (keo chống thấm kiềm tính)

Có thể nói, quá trình sản xuất thử nghiệm theo quy trình đã đượ c xác lậ p từ các

nghiên cứu trong phòng thí nghiệm là một bướ c r ất quan tr ọng. Quá trình này cho phép

khẳng định các k ết quả nghiên cứu và hiệu chỉnh các thông số k ỹ thuật công nghệ để

đưa ra quy trình công nghệ phù hợ p tr ướ c khi ứng dụng cho sản xuất công nghiệ p.

M ục tiêu của quá trình sản xuấ t thử nghi ệm:

- Sản xuất thử nghiệm 700 kg giấy bao gói đạt chỉ tiêu chất lượ ng có độ hút nướ c

Cobb60 ≤ 30 g/m2

3.1.1 Quy trình sản xuấ t thử nghi ệm

+ 100% OCC nội




+ pH = 7,5 – 8,0




pha loãng.


giấy mẫu.

+ Định lượ ng giấy: 90 g/m2

3.1.2 S ản xuấ t thử nghi ệm gi ấ y bao gói gia keo chố ng thấ m bằng keo AKD

Giấy bao gói đượ c sản xuất trên dây chuyền máy xeo dài tại Xưở ng thực

nghiệm, Công ty TNHH - Viện công nghiệ p Giấy và xenluylô vớ i quy trình công nghệ

phù hợ p đã đượ c lựa chọn trong phòng thí nghiệm. Quá trình sản xuất bao gồm các giai

đoạn sau:





28

a. Giai đ oạn chuẩ n bị bột giấ y

Nguyên liệu OCC nội đượ c tách loại băng dính, đinh ghim sau đó đánh tơ i trên

máy đánh tơ i thủy lực vớ i nồng độ bột giấy 5,0 ± 1% và lượ ng nướ c tr ắng dùng để đánh

tơ i thủy lực đúng như quy trình đề tài đã đặt ra. Bột giấy sau khi đánh tơ i đượ c pha

loãng tớ i nồng độ bột giấy 4,0 ± 0,5% và đượ c nghiền trên 02 máy nghiền đĩ a mắc nốitiế p tớ i độ nghiền 35 ± 1 0SR, vớ i áp lực của hai máy nghiền lần lượ t là 70 và 70 Ampe.

Bột giấy sau khi đạt độ nghiền đượ c bơ m vào bể chứa bột giấy tr ướ c xeo dung tích 5

m3, đượ c pha loãng nồng độ bột giấy từ 2,0% đến 2,5% tr ướ c khi phối tr ộn vớ i tinh bột

cationic và điều chỉnh pH của dung dịch huyền phù bột.

b. Giai đ oạn xeo giấ y

Giấy bao gói vớ i định lượ ng giấy 90 ± 2 g/m2 đượ c sản xuất trên máy xeo dài

của Xưở ng thực nghiệm Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô. Keo chống thấm AKD

đượ c bổ sung vào dòng bột giấy tr ướ c hòm phun bột theo đúng lượ ng dùng đã tính

toán. Quá trình sử dụng nướ c tr ắng tuần hoàn, phối tr ộn hóa chất theo đúng quy trình dề

tài đặt ra. Tổng lượ ng giấy bao gói sản xuất thử nghiệm dự kiến là 700 kg. Các mẫu

giấy dùng để phân tích các chỉ tiêu tính chất cơ lý đượ c lấy đại diện từ các cuộn giấy.

Bảng 3.1 Độ hút nướ c và độ dẫn của nướ c trắng của giấy bao gói sản xuất thử nghiệm

Thờ i gian lấy mẫuTT Hạng mục

1h 2h 3h 4h 6h

1 Độ hút nướ c Cobb60,(g/m2)

27,0 26,4 26,1 26,3 26,6

2 Độ dẫn của nướ c tr ắng,(µS/cm)

580 580 590 600 600

K ết quả thu nhận đượ c trong bảng 3.1 cho thấy quá trình sản xuất thử nghiệm

cho k ết quả phù hợ p vớ i thí nghiệm. Độ hút nướ c có xu hướ ng giảm và sau đó tăng dần

theo thờ i gian chạy máy, điều này có thể giải thích khi thờ i gian chạy máy tăng thì hàm

lượ ng keo AKD dư trong nướ c tr ắng tăng lên. Tuy nhiên, tăng thờ i gian chạy máy độ

dẫn của nướ c tr ắng tăng lên, từ đó làm giảm hiệu quả gia keo. Do vậy, trong thực tế sảnxuất độ dẫn của nướ c tr ắng phải đượ c kiểm soát, hoặc nướ c tr ắng phải đượ c xả bỏ một

phần để bổ sung nướ c sạch vào hệ thống nướ c tuần hoàn trong dây chuyền sản xuất.

Như vậy, các k ết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và thực nghiệm cho

phép khẳng định r ằng gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo AKD

(keo chống thấm kiềm tính) hoàn toàn đáp ứng đượ c các yêu cầu đề tài như trong đề

cươ ng nghiên cứu. Tuy nhiên, trên thực tế cần khảo sát vớ i thờ i gian dài hơ n.





29



















2005.




Chemicals Ltd.






2





BAO GÓI


NỘI DUNG VI:

TÍNH TOÁN ĐƯỢ C S Ơ BỘ HI Ệ U QU Ả KINH T Ế THEO H Ợ P ĐỒ NG THUÊ KHOÁNCHUYÊN MÔN S Ố: 32-11/H Đ- ĐTKH KÝ NGÀY 10 THÁNG 10 N Ă M 2011



Danh sách nhữ ng ngườ i tham gia thự c hiện hợ p đồng:1. Dươ ng Ngọc Kiên – Công ty TNHH Viện Công nghiệ p Giấy và Xenluylô








4

MỞ ĐẦU































5














tr ườ ng axít.



nghiền bột.







Hiện nay,

ở trong n

ướ c ngu

ồn nguyên li

ệu ch

ủ y

ếu s

ản xu

ất gi












6















tông bao gói.













7

PHẦN I












toàn cầu.

















trong bảng 1.1.





8



Tro(%)

Tinh bột(%)




Châu Á (trung bình) 1,08 7,93 6,60 19,7 1,53 76,5

Nhật Bản 1,43 7,03 4,77 18,60 1,52 79,50Đài Loan 1,57 6,77 4,48 19,30 1,61 80,20

Indonexia 0,87 4,60 8,20 17,80 1,43 76,40

Trung Quốc 0,92 14,90 8,16 20,70 1,45 68,90

Hồng Kông 1,10 12,50 5,80 18,30 1,60 72,00

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30

Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10

Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40

M ỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
















gói.





10


































11




























12


trong nướ c.

































13



vòng Lacton.







Chú thích

Hỗn hợ p C14 - C16 786

R = C16 825



AKD












15


















16






















17


vững.

































18




















của xơ sợ i.







chất độn PCC.







19


















độ thế từ 0,015 - 0,047.









, Mg2+










20






nhóm mang điện.


















21





Al3+.























22


































23








v.v…









24

PHẦN II












1 Độ tro, (%) 15,6 12,1 7,9


1,5 1,4 1,1





3 Chỉ số bục, (kPa.m2/g) 2,20 2,75


5 Chỉ số xé, (mN.m2/g) 5,68 7,08

2.1.2 Hoá chấ t

Keo AKD:








25






Tỷ tr ọng, (kg/cm3) - 1,03 ± 0,02 -

Độ nhớ t (25 0C), cps < 20 6 - 9 20

pH 2,0 – 4,0 2,5 – 3,5 3,5



Tinh bột cation:







Độ ẩm, (%) 12 – 14


Ni tơ , (%) 0,2 – 0,35

Độ thế 0,02 – 0,04












26

















gia.




giấy.











27

PHẦN III


3.1 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu trự c tiếp cho quá trình sản xuất 1 tấn giấybao gói gia keo chống thấm bằng keo AKD.

Trên cơ sở các k ết quả nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm, nhóm đề tài ướ c tính

chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho quá trình sản xuất 1 tấn giấy bao gói từ 100%

nguyên liệu OCC nội. Tuy nhiên, ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho quá

trình sản xuất 1 tấn giấy bao gói chỉ gần sát vớ i 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 tr ực tiế p cho sản xuất 1 tấn

giấy bao gói nhóm đề tài chỉ tính toán chi phí: nguyên liệu chính, năng lượ ng, hóa chất.

Các thông số tính toán dựa trên k ết quả nghiên cứu của đề tài và k ết quả chạy sản xuất

thử nghiệm, các thông tin và tài liệu về các dự án đầu tư ở trong nướ c.

Bảng 3.1 Ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu trự c tiếp cho sản xuất 1 tấn giấy bao gói

Đơ n vị tính: 1.000 VN Đ

TT Nguyên, vật liệuĐơ n vị

tínhGia keo AKD Gia keo nhự a thông

I Nguyên li ệu chính Định mức cho1 tấn SP

Thành tiền Định mức cho1 tấn SP

Thành tiền

1 OCC nội kg 1.200 4.800 1.200 4.800

II Hoá chấ t1 Phèn kg/tấn - - 3,2 12,8

2 Tinh bột cation kg/tấn 5 85,8 - -

3 AKD kg/tấn 10 161,46 - -

4 Nhựa thông kg/tấn - - 10 600

III N ăng l ượ ng

1 Điện kWh/tấn 250 325 250 325

2 Than kg/tấn 250 362,5 250 362,5

3 Nướ c m3/tấn 30 75 40 100

Chi phí sản xuất 5.809,76 6.199,8





28

K ết quả ướ c tính chi phí nguyên nhiên liệu tr ực tiế p cho sản xuất 1 tấn giấy bao

gói gia keo chống thấm bằng keo AKD khoảng 5.809.760 đồng (năm triệu, tám tr ăm

linh chín nghìn, bảy tr ăm sáu mươ i đồng), gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông

truyền thống khoảng 6.199.800 đồng (sáu triệu, một tr ăm chín mươ i chín nghìn, tám

tr ăm đồng).

Bảng 3.1 cho thấy để đạt đượ c hiệu quả gia keo như nhau thì chi phí cho quá

trình gia keo chống thấm bằng keo AKD thấ p hơ n so vớ i gia keo chống thấm bằng keo

nhựa thông truyền thống. So vớ i quá trình gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông

truyền thống thì gia keo chống thấm cho giấy bằng keo AKD vận hành đơ n giản hơ n,

tiết kiệm đượ c nướ c sản xuất, giảm đượ c thờ i gian ngừng máy để vệ sinh chăn, lướ iv.v…





29

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

a. K ết luận

Quá trình thực hiện các nội dung nghiên cứu của đề tài cho phép rút ra một số

k ết luận như sau:

Đã đưa ra đượ c giải pháp sử dụng hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính sản xuất

giấy và các tông bao gói:

+ Đã khảo sát thực tr ạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộ p cũ) trong

quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống thấm bằng keo AKD.

+ Quá trình gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói bằng keo AKD

(keo chống thấm kiềm tính) trong môi tr ườ ng gia keo thích hợ p pH = 7,5 – 8,0.


nướ c sử dụng để đánh tơ i, lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn dùng pha loãng tr ướ c khi xeo

giấy ≤ 90% tổng lượ ng nướ c pha loãng.

+ Độ dẫn điện của nướ c tr ắng ảnh hưở ng đến hiệu quả gia keo AKD, vớ i ion

Ca2+ trong nướ c tr ắng khi độ dẫn lớ n hơ n 700 µS/cm, ion Al3+ trong nướ c tr ắng khi độ

dẫn lớ n hơ n 300 µS/cm thì hiệu quả gia keo giảm. Tuy nhiên, để quy trình khi áp dụng

vào thực tế sản xuất cần nghiên cứu thêm thờ i gian duy trì tỷ lệ bổ sung nướ c tr ắng trên

cân bằng trong bao lâu.

Đã tiến hành sản xuất thử nghiệm đượ c 700 kg giấy bao gói gia keo chống thấm

bằng keo AKD. Hiệu quả gia keo chống thấm cho giấy bao gói sản xuất thử nghiệm đã

đượ c kiểm tra chất lượ ng đạt yêu cầu đề tài đặt ra và tươ ng đươ ng vớ i chất lượ ng mẫu

giấy xeo trong phòng thí nghiệm.

Qua các k ết quả nghiên cứu và sản xuất thử nghiệm đề tài đã tính toán sơ bộ

đượ c giá thành 1 tấn giấy bao gói gia keo chống thấm bằng keo AKD từ nguyên liệu

100% OCC nội là khoảng 5.809.760 đồng (năm triệu, tám tr ăm linh chín nghìn, bảy

tr ăm sáu mươ i đồng). Giá thành này tươ ng đối thấ p hơ n so vớ i sản xuất 1 tấn giấy baogói gia keo chống thấm bằng keo nhựa thông truyền thống.



Nghiên cứu áp dụng phương pháp gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy và...

Documents

Transcript of Nghiên cứu áp dụng phương pháp gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy và...