Upload
day-kem-quy-nhon-official
View
221
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
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
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 2/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 3/228
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
thấ m bằ ng keo AKD (keo chố ng thấ m kiề m tính)
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 4/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 5/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 6/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 7/228
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 8/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 9/228
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 10/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 11/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 12/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 13/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 14/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 15/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 16/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 17/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 18/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 19/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 20/228
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 21/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 22/228
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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 23/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 24/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 25/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 26/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 27/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 28/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 29/228
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 30/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 31/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 32/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 33/228
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:
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 34/228
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
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 35/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 36/228
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:
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng: 20% đến 90%
+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l
K ết quả nghiên cứu đượ c đưa ra trong bảng 3.5
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 37/228
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 38/228
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
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 39/228
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 40/228
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
+ 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
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %
+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l
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
+ Mức dùng tinh bột cation: 0,5% so vớ i bột KTĐ
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 41/228
41
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ 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.
+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cation - AKD – Xeo
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
+ Độ nghiền bột giấy: 35 0SR
+ Mức dùng tinh bột cation: 0,5% so vớ i bột KTĐ
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ pH = 7,5 – 8,0
+ Điều chỉnh pH bằng dung dịch NaOH 5 g/l
+ 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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 42/228
42
+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cation - AKD – Xeo
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 43/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 44/228
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…
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 45/228
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).
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 46/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 47/228
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 48/228
48
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 49/228
1
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 50/228
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 51/228
3
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 52/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 53/228
5
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 y
ếu s
ản 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 54/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 55/228
7
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 56/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 57/228
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 58/228
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 59/228
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 60/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 61/228
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 62/228
14
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 63/228
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 64/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 65/228
17
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 - 9. 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 - 9.
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 66/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 67/228
19
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 0,015 - 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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 68/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 69/228
21
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 70/228
22
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 71/228
23
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 72/228
24
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 loại
hòm 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 73/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 74/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 75/228
27
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 76/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 77/228
29
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 78/228
1
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 79/228
2
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 80/228
3
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 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 81/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 82/228
5
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 y
ếu s
ản 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 83/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 84/228
7
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 85/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 86/228
9
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 87/228
10
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 88/228
11
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 89/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 90/228
13
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 91/228
14
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 92/228
15
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 93/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 94/228
17
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 - 9. 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 - 9.
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 95/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 96/228
19
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 0,015 - 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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 97/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 98/228
21
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 99/228
22
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 100/228
23
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 101/228
24
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 loại
hòm 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 102/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 103/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 104/228
27
PHẦN III
K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN
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:
+ 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)
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 105/228
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:
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
K ết quả nghiên cứu đượ c đưa ra trong bảng 3.2
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 106/228
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
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 107/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 108/228
31
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 109/228
1
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 110/228
2
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK 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 Xenluylô
2. 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 111/228
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 112/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 113/228
5
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 y
ếu s
ản 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 114/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 115/228
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 116/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 117/228
9
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 118/228
10
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 119/228
11
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 120/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 121/228
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 122/228
14
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 123/228
15
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 124/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 125/228
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 126/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 127/228
19
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 0,015 - 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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 128/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 129/228
21
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 130/228
22
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 131/228
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 132/228
24
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 loại
hòm 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 133/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 134/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 135/228
27
PHẦN III
K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN
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
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 136/228
28
hoàn đượ c sử dụng dùng để pha loãng tr ướ c khi xeo, điều kiện thí nghiệm 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng: 20% đến 90%
K ết quả nghiên cứu đượ c đưa ra trong bảng 3.1
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
TT Lượ ng nướ c trắng tuần hoàn, (%) Cobb60, (g/m2) Độ dẫn,
(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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 137/228
29
3.1.2 Ả nh hưở ng của l ượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn trong vòng tuần hoàn dài (vòng
tuần hoàn hoàn trên hình 1.8) đế n hi ệu quả của quá trình gia keo.
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:
+ 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: 7,5
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng tuần hoàn sử dụng: 20% đến 70%
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
TT Lượ ng nướ c trắng tuần hoàn, (%) Cobb60, (g/m2) Độ dẫn,
(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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 138/228
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
+ 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
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %.
+ 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+
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 139/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 140/228
32
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 141/228
1
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 142/228
2
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK 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 Xenluylô
2. 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 143/228
3
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 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 144/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 145/228
5
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 y
ếu s
ản 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 146/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 147/228
7
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 148/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 149/228
9
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 150/228
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 151/228
11
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 152/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 153/228
13
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 154/228
14
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 155/228
15
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 156/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 157/228
17
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 - 9. 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 - 9.
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 158/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 159/228
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 160/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 161/228
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 162/228
22
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 163/228
23
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 164/228
24
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 loại
hòm 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 165/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 166/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 167/228
27
PHẦN III
K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN
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
+ 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
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ Lượ ng nướ c tr ắng đượ c pha loãng khi xeo: 90 %.
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 168/228
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
+ Độ nghiền bột giấy: 35 0SR
+ Mức dùng tinh bột cation: 0,5% so vớ i bột KTĐ
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ 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.
+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cation - AKD – Xeo
giấy mẫu.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 169/228
29
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 170/228
1
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK ỹ sư công nghệ giấy
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 171/228
2
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK 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 Xenluylô
2. 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 172/228
3
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 S ản xuấ t thử nghiệm giấ y và các tông bao gói gia keo chố ng
thấ m bằ ng keo AKD (keo chố ng thấ m kiề m tính)
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 173/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 174/228
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 175/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 176/228
7
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 177/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 178/228
9
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 179/228
10
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 180/228
11
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 181/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 182/228
13
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 183/228
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 184/228
15
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 185/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 186/228
17
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 - 9. 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 - 9.
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 187/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 188/228
19
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 0,015 - 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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 189/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 190/228
21
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 191/228
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 192/228
23
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 193/228
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 194/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 195/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 196/228
27
PHẦN III
K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN
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
+ Độ nghiền bột giấy: 35 0SR
+ Mức dùng tinh bột cation: 0,5% so vớ i bột KTĐ
+ Mức dùng keo AKD: 1,0 % (so vớ i nguyên liệu KTĐ)
+ 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.
+ Trình tự tiến hành thí nghiệm: Điều chỉnh pH – tinh bột cation - AKD – Xeo
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:
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 197/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 198/228
29
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 199/228
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 200/228
2
BỘ CÔNG THƯƠ NGTỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ**************&************
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011
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 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
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh TúK 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 Xenluylô
2. 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 201/228
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 202/228
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 203/228
5
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 y
ếu s
ản 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 204/228
6
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
sản xuất giấy và các tông bao gói.
+ 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 205/228
7
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 206/228
8
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 207/228
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 208/228
10
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 209/228
11
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 210/228
12
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 211/228
13
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 212/228
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 213/228
15
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 214/228
16
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 215/228
17
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 - 9. 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 - 9.
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].
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 216/228
18
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 217/228
19
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 0,015 - 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 -.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 218/228
20
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 eton 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 219/228
21
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 220/228
22
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 221/228
23
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 222/228
24
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 loại
hòm 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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 223/228
25
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) 900 - 1200
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 224/228
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 225/228
27
PHẦN III
K ẾT QUẢ NGHIÊN CỨ U VÀ THẢO LUẬN
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
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 226/228
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…
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 227/228
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.
+ 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.
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.
WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM
WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON
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 228/228