Bài báo cáo Hóa học gỗ và Celluloseuy: Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy Carton

Chia sẻ: Lam Hong Dao | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:45

Thêm vào BST

Báo xấu

231
lượt xem 54
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo cáo Hóa học gỗ và Celluloseuy: Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy Carton được nghiên cứu nhằm mục đích tìm hiểu rỏ về quá trình sản xuất giấy carton và đề ra hướng xử lí nước thải nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường trong ngành sản xuất giấy. Hi vọng tài liệu sẽ giúp ích cho các bạn trong quá trình học tập cũng như nghiên cứu của mình.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài báo cáo Hóa học gỗ và Celluloseuy: Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải nhà máy giấy Carton

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA LÂM NGHIỆP . Bài báo cáo môn HÓA HỌC GỖ VÀ CELLULOSE Đề tài QUY TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY CARTON VÀ XỬ LÍ NƯỚC THẢI NHÀ MÁY GIẤY CARTON GVHD : ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn Nhóm 3 1. Lâm Hồng Đào MSSV: 14114356 2. Thi Phú Khải MSSV: 14114403 3. Trần Văn Toàn MSSV: 14115236 4. Trần Thị Mỹ Thơ MSSV: 14115125 5. Hồ Diễm Trinh MSSV: 14115400 TP.HCM, ngày 10 tháng 10 năm 2016
MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC VỀ GIẤY CARTON ..................................................... 2 CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARTON ................................................................................................................. 8 CHƯƠNG 3– XỬ LÍ NƯỚC THẢI Ở NHÀ MÁY GIẤY CARTON .............. 24 KẾT LUẬN DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Các loại sóng giấy......................................................................................4 Hình 2.Khuôn chữ chì in Typo............................................................................20 Hình 3. Một bản in Lito năm 1902, 33 x 24 cm..................................................21 Hình 4. In lụa.........................................................................................................23 DANH MỤC BIỂU ĐỒ DANH MỤC BẢNG Bảng 1 Công dụng một số loại bìa carton...........................................................5 Bảng 2 Một số nhà máy sản xuất giấy carton....................................................8 Bảng 3 Thành phần nước thải của nhà máy Giấy..........................................25 Bảng 4. Ước tính tải lượng chất thải ô nhiễm sau khi áp dụng SXSH.........35
Bảng 5. Bảng ước tính lượng chất thải ô nhiễm khi áp dụng sản xuất sạch hơn......................................................................................................................... 36 DANH MỤC SƠ ĐỒ
Hóa Học Gỗ & Cenllulose LỜI MỞ ĐẦU Giấy là sản phẩm không thể thiếu trong hoạt động xã hội của bất kỳ đất nước nào . Mặc dù phương tiện tin học trong thông tin và lưu trữ phát triển mạnh , nhưng giấy vẫn luôn là sản phẩm không thể thay thế được trong hoạt động giáo dục , in ấn , báo chí , văn học , hội họa ,… và đặc biệt trong các ngành công nghiệp . Và khi nền kinh tế quốc gia phát triển , nhu cầu xã hội gia tăng thì nhu cầu bao bì từ giấy và nhu cầu về các loại giấy gia dụng sẽ càng gia tăng. Và trong nhu cầu ngày càng tăng về giấy , các nhà sản xuất càng cho ra mắt thị trường nhiều loại giấy khác nhau , trong đó có bìa carton dùng trong sản xuất công nghiệp và sinh hoạt của con người . Với sự phát triển xã hội và nhu cầu tiêu dùng càng tăng thì lượng chất thải được thải ra môi trường cũng tăng theo , trong đó có chất thải của công nghiệp Giấy . Do đó , nhóm 3 đã chọn đề tài “ Quy trình sản xuất giấy carton và xử lí nước thải của nhà máy giấy carton “ nhằm mục đích tìm hiểu rỏ về quá trình sản xuất giấy carton và đề ra hướng xử lí nước thải nhằm làm giảm ô nhiễm môi trường trong ngành sản xuất giấy . Do còn hạn chế về chuyên môn nên tiểu luận sẽ khó tránh khỏi những sai sót mong cô chỉnh sửa cho chúng em . 1
Hóa Học Gỗ & Cenllulose CHƯƠNG 1 SƠ LƯỢC VỀ GIẤY CARTON 1.1 Giới thiệu chung về giấy carton 1.1.1Định nghĩa Giấy : là sản phẩm xơ sợi xenlulo có dạng tấm , trong đó sợi và các phần sợi được liên kết với nhau tạo mạng không gian ba chiều . Carton (giấy carton) là một loại giấy trong ngành bao bì, có ít nhất 2 lớp với 1 lớp sóng và lớp lót, có trường hợp lên đến 9 lớp (5 lớp lót và 4 lớp sóng). Giấy bìa ( bìa carton nhiều lớp ) có thể định nghĩa khái quát là loại giấy dầy và cứng . Giới hạn phân biệt giữa bìa và giấy cũng không thật rõ ràng nhưng theo tiêu chuẩn ISO thì định lượng trên 224gr/m2 ( dưới 224gr/m2gọi là giấy) sản phẩm được gọi là bìa và có bề dầy khoảng 0.25mm. 1.1.2 Vài điểm cơ bàn về giấy carton Cấu trúc của giấy carton gồm hai phần chính : Lớp giấy mặt và lớp sóng trung gian. Ngoài ra, một số giấy carton người ta còn thiết kế thêm lớp giấy đáy. Lớp mặt: Là lớp ngoài cùng, có màu trắng, vàng hoặc nâu, thường sử dụng các loại giấy phẳng, mịn và đẹp. Lớp trung gian: Lớp giấy tạo thành từ các lớp sóng giấy, rãnh. Được dán vào lớp mặt và đáy đóng vai trò như 1 tầng lớp đệm thùng carton. Lớp đáy: Có thể là lớp giấy bình thường hoặc là 1 lớp giấy cứng hỗ trợ trong việc trợ lực. 2
Hóa Học Gỗ & Cenllulose Loại giấy được sử dụng chủ yếu trong sản xuất giấy carton: giấy Kraft và giấy carton thường. Các loại giấy carton cơ bản: Giấy carton 2 lớp: tạo bởi một lớp mặt và một lớp sóng trung bình. Được dùng với mục đích gói đồ và cố định sản phẩm. Giấy carton 3 lớp : được tạo bởi một lớp mặt, một lớp đáy và một lớp sóng trung bình. Đây là dạng thường gặp nhất trên thị trường. Giấy carton 5 lớp: được tạo bởi một lớp giấy mặt, ba lớp giấy sóng và một lớp đáy. Dạng này được dùng cho các ứng dụng chịu lực cao, đặc biệt là dùng trong bao bì xuất khẩu. Giấy carton 7 lớp: được tạo bởi một lớp giấy mặt, năm lớp giấy sóng và một lớp đáy. Dạng này chủ yếu chỉ được sử dụng trong các ngành công nghiệp đòi hỏi tính chịu lực cao. Các loại sóng phổ biến dùng trong giấy carton: Giấy carton với 3 loại sóng chính tạo nên các rãnh, vòng uốn lượn của giấy tấm carton: sóng A, sóng B, và sóng E. Tùy theo mục đích sử dụng mà các loại tấm carton được thiết kế sử dụng các loại sóng khác nhau: Sóng A: Độ cao sóng giấy 4.7 mm – giấy tấm sử dụng sóng A chịu được lực phân tán tốt trên toàn bề mặt tấm giấy. Sóng B: Độ cao sóng giấy 2.5 mm – giấy tấm sử dụng sóng B chịu được lực xuyên thủng cao. Sóng E: Độ cao sóng giấy 1.5mm 3
Hóa Học Gỗ & Cenllulose Chất lượng của tấm carton phụ thuộc chủ yếu vào các lớp sóng trung gian. Việc sản xuất các tấm carton chất lượng phụ thuộc nhiều vào dây chuyền công nghệ của doanh nghiệp sản xuất. Do đó, việc tìm kiếm một đơn vị sản xuất giấy tấm carton tốt là điều kiện cơ bản để bảo vệ sản phẩm công ty bạn. Hình 1 Các loại sóng giấy 1.1.2.1 Carton sóng Loại này dùng để làm thùng chứa và vận chuyển hàng hóa . Cấu trúc của loại này là sự luân phiên của hai hay nhiều lớp phẳng và giấy sóng được dán lại với nhau trên máy tạo sóng . Mặt ngoài cùng gọi là lớp mặt được làm từ bột sunfat gỗ mềm không tẩy ( hoặc đôi khi có tẩy ) . Bột giấy được sử dụng làm lóp sóng có hiệu suất cao hơn so với lớp mặt và nó được nghiền ít hơn , cung cấp độ khối và độ cứng cho sản phẩm , thường là bột cơ và bột bán hóa của gỗ cứng , khoảng 15% là bột gỗ mềm . Bột làm lớp mặt được nghiền nhiều hơn để có được độ chịu lực và độ nhẵn . 1.1.2.2 Giấy bìa nhiều lớp Loại này được sử dụng làm bao gói . Độ khối của bột cơ trong những lớp ruột làm cho bìa có độ cứng . Bột cơ do vậy là thành phần quan trọng trong sản xuất giấy bìa nhiều lớp . Tùy theo chức năng mà thành phần bột giấy của các lớp khác nhau có sự khác biệt như lớp mặt do thường phải qua quá trình in nhiều 4
Hóa Học Gỗ & Cenllulose màu nên được làm từ bột hóa tẩy trắng , hoặc có khi còn được tráng phấn . Lớp mặt phía trong được làm từ hỗn hợp của bột hóa và bột cơ . Khi sử dụng làm bao gói thực phẩm , bột giấy phải không được chứa những tạp chất có khả năng thấm hay dẫn truyền làm thực phẩm có mùi lạ. 1.1.2.3 Công dụng của một số loại bìa carton Bảng 1 Công dụng một số loại bìa carton Loại giấy Công dụng Giấy Duplex Loại bìa có ít nhất hai lớp , lớp ngoài cùng có chất lượng tốt nhất và thường có màu trắng , lớp dưới có màu bột không tẩy . Được tạo hình trên máy xeo dài hoặc xeo tròn ( ít nhất từ hai trục lưới ) Bao bì thực Loại bìa được sử dụng trong bao gói thực phẩm , có cấu trúc phẩm một hay nhiều lớp , thường làm từ bột chính phẩm đã tẩy trắng Carton sóng .Loại bìa nhiều lớp dùng làm những hộp chịu gấp . Lớp ngoài cùng được làm bằng bột chính phẩm , những lớp khác ( lớp sóng và lớp thẳng nằm phía trong ) có thể làm từ bột giấy thu hồi . Bìa ép Loại bìa nhiều lớp làm từ 100% bột thu hồi chất lượng thấp . Giấy đế Loại giấy sẽ được dùng để tráng phấn hay áp dụng một xử lý bề mặt nào đó . 5
Hóa Học Gỗ & Cenllulose Bìa làm bao gói Loại bìa dùng làm các loại túi chịu lực cao như bao xi măng , chịu lực làm từ 100% bột hóa . 1.3 Tình hình ngành giấy carton ở nước ta Cơ c ấu nhập khẩu gi ấy 2015 Giấy khác 35% Giấy bao bì 45% Giấy in 16% Giấy tissue 4% Biểu đồ 1 Cơ cấu nhập khẩu giấy 2015 Tốc độ và tiềm năng tăng trưởng tốt. Bao bì giấy là sản phẩm chính của ngành giấy Việt Nam, chiếm gần 70% tổng tiêu thụ toàn ngành và 45% tổng kim ngạch nhập khẩu giấy năm 2015. Với quy mô dân số đông và tiềm năng tăng trưởng mạnh của ngành tiêu dùng trong nước cùng với triển vọng xuất khẩu được đẩy mạnh nhờ TPP, ngành bao bì giấy có triển vọng tăng trưởng khá tốt trong các năm tới. Cạnh tranh cao trong sản xuất bao bì thành phẩm tuy nhiên thiếu cung trong sản xuất giấy làm bao bì (giấy công nghiệp). Số lượng doanh nghiệp tham gia vào khâu sản xuất ra thành phẩm cuối cùng là bao bì giấy khá nhiều, với hơn 200 nhà cung cấp. Cạnh tranh giữa các doanh nghiệp này tương 6
Hóa Học Gỗ & Cenllulose đối gay gắt, đặc biệt là giữa các doanh nghiệp trong nước với các doanh nghiệp FDI. Tuy nhiên, cạnh tranh trong phân khúc giấy công nghiệp (đầu vào để sản xuất bao bì giấy hiện tương đối thấp do số lượng doanh nghiệp ít và nguồn cung chưa đáp ứng đủ nhu cầu. Hiện khoảng 40% nhu cầu giấy công nghiệp vẫn phải nhập khẩu. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu ở yếu tố vốn. Bao bì giấy là sản phẩm phụ trợ cho công nghiệp chế biến, không có tính đặc trưng và khác biệt lớn. Sản phẩm cũng không cần xây dựng kênh phân phối và không có rào cản về chính sách của Chính phủ. Rào cản gia nhập ngành chủ yếu ở yếu tố vốn, khi suất vốn đầu tư một nhà máy bao bì là khá lớn, đòi hỏi doanh nghiệp phải có tiềm lực tài chính tốt. Đây cũng là nguyên nhân khiến các doanh nghiệp vốn đầu tư nước ngoài đang thống lĩnh thị trường bao bì giấy Việt Nam. Quy định cao về bảo vệ môi trường trong sản xuất giấy công nghiệp. Ngành giấy là một trong những ngành sản xuất gây ô nhiễm môi trường nhất, đặc biệt là môi trường nước. Việt Nam quy định khá khắt khe về các tiêu chuẩn môi trường trong sản xuất giấy, trong đó một số tiêu chuẩn còn cao hơn cả Châu Âu. Tuy nhiên, theo thống kê thì hiện nay 90% các doanh nghiệp trong ngành không có hệ thống xử lý nước thải hoặc có nhưng chưa đạt yêu cầu, chỉ thực hiện để đối phó. Thuế suất xuất nhập khẩu. Thuế nhập khẩu giấy phế liệu phục vụ sản xuất giấy công nghiệp hiện tại chủ yếu ở mức 0%. Thuế suất nhập khẩu giấy kraft phổ biến ở mức 15% và các loại giấy bìa khác ở mức 10%. Tuy nhiên, giấy nhập khẩu từ các nước thuộc ASEAN, ACFTA, ASEAN – Hàn Quốc, ASEAN – Úc – Newzealand theo các hiệp định FTA sẽ có mức thuế nhập khẩu 0% và từ ASEAN Ấn Độ ở mức 5%. Ngoài ra, sau khi Việt Nam gia nhập TPP thì thuế nhập khẩu giấy công nghiệp từ Nhật Bản (quốc gia có ngành công nghiệp giấy rất phát triển) cũng sẽ giảm xuống 0%. 7
Hóa Học Gỗ & Cenllulose Bảng 2 Một số nhà máy sản xuất giấy carton Biểu đồ 2 Kim ngạch nhập khẩu các loại giấy làm bao bì chính ( triệu USD) 140 120 100 80 60 2014 2015 40 20 0 Giấy Giấy Giấy bao Giấy Giấy làm Giấy làm Giấy duplex carton bì kraft lớp sóng lớp mặt làm lớp đáy Nguồn : Bộ Công thương , BVSC tổng hợp CHƯƠNG 2 SƠ LƯỢC VỀ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT CARTON 2.1 Nguyên vật liệu sản xuất giấy carton Giấy carton được sản xuất với nguyên liệu chính là giấy tái chế và giấy sau khi sử dụng và nguyên liệu phụ gồm kiềm , nhựa thông và chất tẩy trắng . Thông thường thành phần trong giấy carton có khoảng 74% giấy , 22% 8
Hóa Học Gỗ & Cenllulose polyethylene và 4% nhôm . Carton dùng trong môi trường nhiệt độ thấp có khoảng 80% giấy và 20% polyethylene. 2.2 Quy trình sản xuất giấy carton Giấy phế liệu sau khi được thu gom từ các cơ sở thu gom phế liệu sẽ được đóng thành các thùng , kiện hàng để chuyển đến nhà máy . Tại đây , giấy phế liệu sẽ được trộn lẫn với nước trong máy xay để trích xuất tất cả các sợi giấy từ nhựa và nhôm . Lúc này các sợi giấy đã sẵn sàng để đưa vào sản xuất thành giấy cuộn . Từ giấy cuộn đưa vào máy chạy sóng và các máy móc khác tạo thành giấy carton. Sơ đồ 1 Sơ đồ sản xuất giấy carton Nguyên liệu Ghim sắt , băng Phân loại dán , nilon, bụi Ngâm Nước thải Nghiền Tiếng ồn Nước , hóa chất Than Đánh tơi Tiếng ồn Lò hơi Xeo Nước thải Xí than Sấy khô Tiếng ồn , bụi Giấy cuộn Tiếng ồn , bụi Sản phẩm 9
Hóa Học Gỗ & Cenllulose 2.2.1 Máy xeo nhiều lưới Máy xeo tròn là loại cũ nhất trong nhóm này ( phát hiện năm 1807) . vào năm 1870, một số lớn máy xeo tròn đã được sử dụng để sản xuất bìa nhiều lớp , sau này máy xeo dài được cải tiến ( như bổ sung thùng đầu ) cũng sử dunjng được cho mục đích này . Nguyên tắc cơ bản của việc tạo hình các loại giấy bìa này là lớp thứ hai được tạo hình trên bề mặt lớp thứ nhất trong khi chúng vẫn còn ở trạng thái ướt ngay trên lưới xeo . Kỹ thuật này ngày nay được sử dụng rất phổ biến . 2.2.1.1 Máy xeo lưới tròn Nguyên tắc tạo hình trên máy xeo lưới tròn tựa như một thiết bị lọc , làm cô đặc bột nhờ trọng lực . Một hình trụ rỗng đặt theo phương ngang với một bề mặt lưới ( bằng kim loại hay chất dẻo tổng hợp ) hay gọi là trục lưới ( lô lưới) được quay trong một bể chứa huyền phù bột có nồng độ thấp . Nước chảy qua trục lưới này sẽ để lại trên mặt lưới lớp đệm sợi . Tốc độ thoát nước được xác định dựa vào tính chất của huyền phù bột và độ chênh lệch giữa mức chất lỏng trong bể và mực nước bên trong trục lưới . Lớp sợi được lấy ra khỏi lưới nhờ một chăn đỡ trên một trục bụng có bọc lớp cao su mềm . Máy xeo tròn vận hành kiểu ngược dòng và kiểu thuận dòng . 2.2.1.2 Máy xeo tròn loại bể khô Khái niệm về bể xeo khô được phát triển từ đặc điểm là sự tạo hình của lớp sợi trên lưới xeo xảy ra trong giai đoạn đầu của quá trình ngâm trục lưới vào bể bột. Bằng việc hạn chế huyền phù bột trong một không gian nhỏ của bể chứa , sẽ có ít bột bị cuốn trôi đi và nhờ đó cải thiện được sự tạo hình. Loại máy xeo tròn bể khô này làm giảm thể tích bể chứa chỉ còn một nửa , như vậy giảm 10
Hóa Học Gỗ & Cenllulose được không gian chiếm chỗ . Đồng thời thiết bị kiểu này còn cải thiện được độ đồng đều cho định lượng trên toàn băng giấy . 2.2.1.3 Máy xeo tròn có hộp hút chân không Sự phát triển đáng quan tâm cho việc thiết kế máy xeo là tìm hạn chế hơn diện tích tạo hình và sử dụng quá trình tách nước bằng chân không. Việc kiểm tra diện tích vùng tạo hình có thể nhờ vào một bể điều hòa . Sự tạo hình bắt đầu với một thùng đầu thủy lực , kế đó việc tạo lớp đệm sợi trên lưới và sự thoát nước nhờ các hộp hút có thể điều chỉnh độ chân không tăng dần . Tốc độ dòng bột có thể được kiểm tra bằng bể điều hòa với tốc độ tương đương với tốc độ trục lưới. Như vậy làm giảm ảnh hưởng của tính định hướng trong quá trình tạo hình , tốc độ này có thể tăng đến 300 mét/phút. 2.2.1.4 Máy xeo tròn áp lực Beloit đã cải tiến máy xeo có hộp hút chân không thành máy xeo tròn thủy lực . Độ chênh áp sẽ dễ dàng được kiểm tra hơn với hệ thống chân không và áp suất thủy lực được gia tăng trong lớp tạo hình . Hệ thống ống dẫn được thay thế bằng việc sử dụng ống thắt điều chỉnh được có vai trò như bộ phận kiểm tra dòng chảy .Ưu điểm của loại máy xeo tròn thủy lực này là có thể bố trí nâng cấp cho một số máy xeo tròn cũ có sẵn . 2.2.1.5 Lưới xeo tròn có thùng đầu kiểu xeo dài Cơ sở của thiết kế này là vẫn duy trì hình dạng như máy xeo tròn huyền phù bột từ thùng đầu được nạp vào lưới tạo hình tại đỉnh trục lưới . Băng giấy kế tiếp sẽ được tạo thành giữa trục lưới và chăn . Trong vùng này , áp suất gia tăng để làm thoát nước từ chăn và băng giấy . Trục lưới sau khi quay một đoạn tương ứng với góc 2000 sẽ gặp phần hút nước . Mặc dù loại thiết kế này cho chất lượng giấy tốt nhưng tốc độ của nó bị hạn chế do lực ly tâm tại bề mặt của trục lưới . Những cải tiến kế tiếp có quan 11
Hóa Học Gỗ & Cenllulose tâm đến việc làm tăng tốc độ máy nhưng độ phức tạp và chỉ phí đầu tư cũng tăng dần . 2.2.1.6 Máy xeo dài nhiều lưới Vào năm 1930 , một vài nhà máy ở Châu Âu sản xuất bìa carton với sự bố trí nhiều máy xeo lưới dài , các băng giấy trên từng lưới có thể được kết hợp với nhau ngay lúc còn ướt . Dù đầu tư có tương đối cao nhưng phương pháp cho phép sản xuất bìa carton nhiều lớp chất lượng cao và có tốc độ tăng đáng kể . Từ những năm 1980 trở đi , máy xeo dài nhiều lưới đã được lắp đặt phổ biến , nó được áp dụng để làm những loại giấy có định lượng từ thấp đến trung bình , số lớp bìa hạn chế là 4 và thường dùng các loại bột chính phẩm . 2.2.2 Thoát nước qua lưới 2.2.2.1 Ép Với loại bìa carton nhiều lớp , đặc biệt loại định lượng cao , quá trình ép cần được thực hiện từ từ , êm dịu để tránh hiện tượng nén giấy ( ép nát) hay tạo túi khí giữa các lớp giấy . Đồng thời cũng bảo vệ được độ khối và lực liên kết giữa các lớp giấy. Yêu cầu cơ bản là tác động của ứng suất kéo trên băng giấy cần được giảm thiểu và mỗi khe ép cần có thiết kế đặc biệt tương ứng với lượng nước được tách ra ở mỗi khe ép . Trên máy xeo lưới tròn, chăn phải có độ bền đủ lớn để dằn băng giấy ướt , đồng thời cũng phải có độ thấm nước đủ lớn để lấy nước nhanh , thêm nữa chăn phải có bề mặt đủ mịn . 2.2.2.2 Sấy Sấy bìa carton có cấu trúc nhiều lớp đòi hỏi những yêu cầu đặc biệt vì nó có bề dầy cao và cấu trúc cũng đặc biệt . Hai yếu tố này có ảnh hưởng rất lớn đối với tốc độ truyền nhiệt từ bề mặt đến tâm của băng giấy hay tốc độ khuếch tán nhiệt từ tâm đến bền mặt . Số trục sấy khá lớn , ở một số máy cũ có thể lên đến cả trăm trục . 12
Hóa Học Gỗ & Cenllulose 2.2.3 Hoàn tất Hai phương pháp cơ bản để có được bề mặt hoàn tất của sản phẩm bìa carton nhiều lớp là tráng keo bằng dao gạt và cán bằng trục mài láng . 2.2.3.1 Tráng keo bằng dao gạt Sự làm phẳng và làm vững chắc bề mặt giấy được thực hiện bằng việc sử dụng 2 hay 3 trục ép keo được trang bị với 3 hoặc 4 hộp nước để đưa dung dịch tinh bột ( hay dung dịch keo thích hợp khác ) lên bề mặt giấy . Điều này làm tăng tính kháng xù lông cho mặt giấy . Trong xử lý này , độ ẩm ban đầu của sản phẩm giấy bìa khoảng 3% và sau xử lý khoảng 6% . Nếu độ ẩm trước xử lý cao hơn , độ khối sản phẩm sẽ bị giảm đáng kể . Khả năng bắt ẩm của giấy phụ thuộc vào tốc máy và sự gia keo bề mặt và thường được giới hạn khoảng 1% cho mỗi dao gạt. 2.2.3.2 Trục mài láng Để có được bề mặt phẳng và bóng , bìa carton sẽ được sấy khô một phần rồi được ép trên một trục bóng đường kính lớn ( trục Yankee) . Phương pháp này giúp duy trì được độ khối cho giấy bìa và bề mặt có được sẽ đặc biệt thích hợp cho những quá trình tráng phấn sau này . Tuy nhiên , phương pháp này chỉ hạn chế đối với giấy tương đối xốp và định lượng không quá 450gr/m2 , vì lúc này hơi ẩm tách ra sẽ phải khuếch tán qua một tập hợp nhiều lớp giấy khá dầy . Do sự sấy khô khác nhau giữa hai mặt tờ bìa , có thể làm xuất hiện ứng suất trong cấu trúc lớp của sản phẩm và ảnh hưởng của chúng có thể sẽ biểu hiện trong những xử lý sau này , như gây ra hiện tượng bìa bị uốn quoăn . Do vậy đối với những phần khác nhau của buồng sấy cần phải được kiểm tra thật chặt chẽ . 2.2.4 Liên kết giữa các lớp trong cấu trúc bìa carton Lực liên kết giữa các lớp của bìa carton là một thông số rất quan trọng , nhất là đối với những loại hộp carton . Trong những năm gần đây , do có sự thay 13
Hóa Học Gỗ & Cenllulose đổi của phướng pháp tạo hình ( xeo) , đã có một sự thay đổi đáng kể trong việc cải thiện sự liên kết giữa các lớp . Việc sử dụng máy xeo có áp suất đã làm thay đổi nhiều tính chất của từng lớp giấy , cải thiện quá trình tạo hình như cấu trúc bìa theo hướng bề dầy đồng đều và tính định hướng cũng được giảm . Tuy nhiên , tính hai mặt có tăng là do sự phân bố của thành phần mịn . Ngoài ra , càng ngày nhu cầu về gia công vật phẩm trong ngành giấy và bao bì càng tăng nên việc cải thiện liên kết trong cấu trúc bìa nhiều lớp lại càng được quan tâm . VD: trong phương pháp in bảng kẽm , giấy in phải chịu được ứng suất dịch chuyển cao . Hiểu được các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng liên kết giữa các lớp sẽ giúp cho việc tối ưu các quá trình sản xuất và xử lý giấy – đặc biệt các loại carton chất lượng cao . Lực liên kết giữa các lớp là chỉ số liên quan đến khả năng chống lại sự tách lớp trong cấu trúc bìa nhiều lớp dưới tác động của lực kéo áp dụng theo phương thẳng góc với mặt phẳng giấy . Liên kết này phụ thuộc vào tương tác cơ học của thành phần mịn và các sợi con có tại bề mặt tiếp giáp giữa các lớp và sự phát triển của liên kết hydro giữa các sợi khi tiếp xúc với nhau . Để đạt được mức độ liên kết cao nhất, cần phải có một số điều kiện sau: Thành phần mịn tại bề mặt tiếp xúc sẽ lắp đầy lỗ trống và làm tăng cường hơn bề mặt tiếp xúc giữa các lớp . Thực tế đã chứng minh rằng nếu phần mịn được lấy đi khỏi một hay hai bề mặt , lực liên kết lớp sẽ giảm đi một nữa . Như vậy nếu các lớp có tính hai mặt ( tính không đồng nhất về thành phần ở mặt trên và lưới của băng giấy ) khá lớn , sẽ gây những ảnh hưởng bất lợi cho liên kết lớp . Nước tự do phải được hiện diện tại khe ép để hỗ trợ cho sự di chuyển của thành phàn mịn. Nồng độ bột thấp do vậy là một yếu tố thuận lợi . VD một lớp có nồng độ dưới 9% thì lớp kia phải có 14
Hóa Học Gỗ & Cenllulose nồng độ cao từ 18%20% thì có thể đảm bảo lực liên kết không bị giảm . Quá trình thủy hóa và chổi hóa cũng làm phát triển liên kết . Khi các lớp giấy càng mỏng , lực liên kết giữa chúng càng lớn ( khi so sánh hai tờ bìa ở cùng một bề dầy ) . Với các lớp mỏng , sự định hướng của sợi tại bề mặt tiếp xúc được xem là tương đương như sự định hướng trong khối sợi và khi các lớp mỏng thì lực liên kết giữa chúng sẽ gần tương đương như lực liên kết giữa chúng sẽ gần tương đương như lực liên kết trong từng lớp thành phần . Khi áp suất ép giữa trục bụng và trục ép tăng thì lực liên kết giữa các lớp cũng tăng. Tuy nhiên , áp suất này chịu giới hạn nghiêm ngặt của lượng nước hiện diện . Chỉ tại hai hoặc ba khe ép sau cùng thì mới có thể giữ được một tải trọng đủ lớn vì sự phân bố tải trọng khe ép rộng hơn . Việc thành lập liên kết giữa các lớp thường dễ dàng hơn việc duy trì được nó . Ở các giai đoạn gia công tiếp theo , do sự hiện diện của lực chuyển dịch , có thể gây ra ảnh hưởng đối với liên kết này . Sự giảm liên kết này theo hai cơ chế cơ bản là : Lực nén ở khe ép có khuynh hướng làm cuốn mép của bề mặt giấy tại cạnh đi vào khe ép . Nếu một trong các trục có lớp phù tương đối mềm , sự biến dạng này là đáng kể . Sự uốn cong lớp bìa sẽ càng trở nên nghiêm trọng hơn khi bằng giấy khô hơn, dầy hơn , cứng hơn hay là khi bán kính uốn cong nhỏ hơn . Để giảm thiểu những vấn đề liên quan đến hiện tượng uống cong , cần tăng đường kính trục ép để giữ ứng suất trong một giới hạn cho phép . 15
Hóa Học Gỗ & Cenllulose 2.2.5 Tính chất bìa carton Chỉ tiêu đánh giá chủ yếu là bề dầy . Do vậy người sản xuất sẽ có lợi khi sử dụng những loại bột cho độ khối cao ( tỉ trọng thấp ) để làm giảm trọng lượng băng giấy và giảm giá thành . Thường loại bột giấy thu hồi mà thành phần chính là giấy báo được sử dụng chủ yếu làm những lớp phía trong của bìa carton . Trong quá trình hình thành , điều mong muốn là có được nhiều sợi mà trục của chúng song song vơi mặt phẳng bằng giấy và được định hướng một cách ngẫu nhiên . Nếu điều kiện này được đáp ứng , tờ giấy sẽ rất vững và độ bền lực ở mọi hướng là tương đương nhau. Tuy nhiên , khi sản phẩm giấy cần có độ khối , thì cần phải có một phần sợi được định hướng theo phương vuông góc với mặt phẳng giấy . Máy xeo tròn , đặc biệt loại ngược dòng , có ưu điểm hơn máy lưới dài là tạo được nhiều sự định hướng theo phương vuông góc hơn ( tuy nhiên cũng sẽ có nhiều sợi hơn được định hướng theo chiều quay của trục lưới ) . Tính chất quan trọng nhất đối với phần lớn các loại bìa carton là độ cứng ( hay còn gọi là độ kháng bẻ cong ). Những lớp ở mặt ngoài ( lớp trên và lớp dưới ) là lớp đóng góp cho độ cứng nhiều nhất , còn các lớp phía trong sẽ đóng góp cho độ khối . 2.2.6 Gia công vật phẩm Ở Bắc Mỹ, giấy và bìa cactong được qua giai đoạn gia công vật phẩm trước khi đưa ra thị trường tiêu thụ. Qúa trình in báo, in sách, in tạp chí không được xem là “gia công vật phẩm”. Tuy nhiên, trong nhiều phân xưởng, in cũng được xem là một công đoạn của quá trình gia công này. Qúa trình gia công vật phẩm có thể được xếp vào hai nhóm chính: 16
Hóa Học Gỗ & Cenllulose Gia công ở trạng thái ướt như: tráng phấn, dán lớp, tạo sóng, ngâm tẩm, dập hình nổi, tạo nếp nhún ướt... Gia công ở trạng thái khô như: làm túi xách, đế hộp, giấy bao gói, cắt và xếp giấy, ép nóng, cắt, cuộn... 2.2.6.1 Tráng (coating) Tráng trong phần “gia công vật phẩm” cũng tương tự như tráng phấn trong quá trình gia công bề mặt. Nhưng ở đây thường là tạo một lớp tráng kháng nước, có khả năng chống thấm khí, ẩm, dầu mỡ..., như tráng lên giấy lớp vecni, nhựa, sáp... 2.2.6.2 Dán lớp Dán nhiều lớp: Hai hay nhiều băng giấy được gián chồng lên nhau để tạo ra sản phẩm giấy dày hơn, chịu lực cao hơn, đanh cứng hơn, hay để tạo ra những sản phẩm giấy có tính chất bề mặt khác nhau. 2.2.6.3 Tạo sóng Tạo sóng là giai đoạn cơ bản của quá trình sản xuất cactong sóng. Loại bao bì này có giá thành thấp và lại có độ cứng, độ chịu lưc cao. Có thể có nhiều loại trong nhóm này như loại một mặt, hai mặt, hai lớp, ba lớp... tùy theo yêu cầu về độ bền và độ cứng. Hoặc có thể phân loại theo lớp sóng như sóng A, sóng B, sóng C, sóng E (phân loại này dựa vào bề dầy của lớp sóng và số sóng trên mỗi inch chiều dài). 2.2.6.4 Ngâm tẩm giấy Ngâm tẩm (hay bão hòa) giấy được thực hiện đối với nhiều loại sản phẩm, như các loại giấy trang trí, giấy chịu dầu, giấy chống thấm… Qúa trình gia công khái quát là cho băng giấy đi qua một hay nhiều bể chứa chất thấm (dạng dung dịch hay nóng chảy), kế đó sấy khô hay làm nguội. Băng giấy được cuộn lại hay cắt thành tấm trong trường hợp sản phẩm quá cứng và giòn. 17