Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy APMO từ cây đay việt nam (kency)

BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
************************




BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2010

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY APMP
TỪ CÂY ĐAY VIỆT NAM






Cơ quan chủ quản: Bộ Công Thương
Cơ quan chủ trì
: Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô
Chủ nhiệm đề tài
: ThS. Cao Văn Sơn

8232

Hà nội 12/2010
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

APMP Alkaline Peroxide Mechanical Pulping
Công nghệ bột cơ học peroxyt – kiềm
P-RC-APMP Pre-conditioning Refiner Chemical Alkaline Peroxide
Mechanical Pulping : Công nghệ bột cơ học peroxyt – kiềm
có sử dụng hóa chất trong quá trình nghiền
UHKP Unbleached hardwood kraft pulp,
Bột kraft gỗ cứng chưa tẩy trắng
USKP Unbleached softwood kraft pulp
Bột kraft gỗ mềm chưa tẩy trắng
BHKP Bleached hardwood kraft pulp
Bột kraft gỗ cứng tẩy trắng
BSKP Unbleached softwood kraft pulp
Bột kraft gỗ mềm tẩy trắng
CTMP Chemical Thermo- Mechenical Pulp
Bột hóa nhiệt cơ
BCTMP

Bleaching Chemical Thermo- Mechenical Pulp
Bột hóa nhiệt cơ tẩy trắng
ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long
DTPA Diethylene triamine pentaacetic acid

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ


Hình 1.1 Dây chuyền P-RC APMP của Anditz
Hình 2.1 Bảo quản đay ngoài trời
Hình 2.2 Bảo quản đay trong nhà
Hình 2.3 Xông hơi dăm mảnh
Hình 2.4 Mảnh đay sau xông hơi
Hình 2.5 Nghiền sơ bộ
Hình 2.6 Mảnh đay sau nghiền sơ bộ
Hình 2.7 Mảnh sau nghiền lần 1
Hình 2.8 Bột sau khi kết thúc nghiền
Hình 3.1 Đay sau 12 thángbảo quản trong nhà
Hình 3.2 Đay sau 12 tháng bảo quản ngoài trời

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Năng lực sản xuất bột của các nhà máy ở Việt Nam
Bảng 1.2 Bảng 1.2. Sản lượng bột giấy của Việt nam trong một số năm
Bảng 1.3 Sản lượng nhập khẩu bột giấy của Việt nam trong một số năm

Bảng 1.4 Năng lực sản xuất giấy của các nhà máy ở Việt Nam

Bảng 1.5 Sản lượng tiêu dùng và nhập khẩu bột giấy của Việt nam trong một số
năm
Bảng 1.6 Một số dự án đầu tư nhà máy bột giấy và giấy lớn ở Việt Nam đang
thực hiện
Bảng 1.7 So sánh một số thông số kỹ thuật giữa công nghệ APMP và BCTMP
*

Bảng 1.8 So sánh tính chất bột giấy P-RC-APMP, BAP-TMP và BCTMP
*

Bảng 1.9 So sánh một số thông số kỹ thuật giữa bột P-RC-APMP từ các loại

nguyên liệu khác nhau
Bảng 3.1 Tính chất vật lý của nguyên liệu đay sau thu hoạch
Bảng 3.2 Thành phần hoá học của vỏ đay và thân – lõi đay sau thu hoạch
Bảng 3.3 Tỷ lệ chất tan của vỏ đay và thân – lõi đay sau thu hoạch trong một số
dung môi
Bảng 3.4 Thành phần hoá học của vỏ đay và thân – lõi đay sau 3 tháng, 6 tháng
bảo quản (có bao che )
B
ảng 3.5 Thành phần hoá học của vỏ đay và thân – lõi đay sau 9 tháng, 12 tháng
bảo quản (có bao che )
Bảng 3.6 Thành phần hoá học của vỏ đay và thân – lõi đay sau 3 tháng, 6 tháng
bảo quản (không bao che )
Bảng 3.7 Thành phần hoá học của vỏ đay và thân – lõi đay sau 9 tháng, 12 tháng
bảo quản (không bao che )
Bảng 3.8 Mã hóa các biến thí nghiệm thực nghiệm
Bảng 3.9 Điều kiện thí nghiệm của các biến trong giai đoạn thẩm thấu
Bảng 3.10 Điều kiệ
n thí nghiệm của các biến trong giai đoạn tẩy trắng
Bảng 3.11 Kết quả về độ trắng và tính chất cơ lý của các mẫu thực nghiệm
Bảng 3.12 Các số liệu thực nghiệm trên mô hình
Bảng 3.13 Các số liệu tính toán trên mô hình
Bảng 3.14 Ma trận thực nghiệm tối ưu theo phương pháp tiến lên

Bảng 3.15 Chất lượng đay sau thời gian bảo quản





MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU


Trang

MỞ ĐẦU
1
CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY
CƠ HỌC TẨY TRẮNG
3
I.1.
NHU CẦU BỘT GIẤY VÀ GIẤY TRONG NHỮNG NĂM TỚI 3
I.2.
CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY CƠ HỌC TẨY TRẮNG 9
I.2.1. Công nghệ sản xuất bột giấy APMP 11
I.2.2. Đay –Nguyên liệu cho sản xuất bột giấy 18
I.2.3.
I.2.4.
Dây chuyền P-RC-APMP từ đay cách tại Việt Nam
Kết luận từ tổng quan
22
29

CHƯƠNG II
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

30
II.1 Đối tượng nghiên cứu 30
II.2 Hóa chất và thiết bị nghiên cứu 30
II.3 Phương pháp nghiên cứu 31
CHƯƠNG III
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

38
III.1 Thành ph
ần hóa -lý của nguyên liệu đay sau thu hoạch 38
III.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian bảo quản tới chất lượng đay
nguyên liệu
40
III.3

III.4.
Nghiên cứu xác định điều kiện tối ưu cho quy trình công nghệ sản
xuất bột P-RC-APMP từ nguyên liệu đay.
Quy trình công nghệ sản xuất bột P-RC-APMP từ nguyên liệu đay
45

54
III.5 Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian, phương pháp b
ảo quản
nguyên liệu đay tới chất lượng bột giấy
56
KẾT LUẬN 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO

1

MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, thế giới đang phải chứng kiến những thay đổi rất
bất thường của biến đổi khí hậu trên toàn trái đất: bão lũ, động đất, núi lửa liên tục
diễn ra ở nhiều nước trên thế giới với mức độ ngày càng tàn khốc. Một trong những
nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi khí hậu đó là sự tàn phá thiên nhiên bởi bản tay
con người, đặc biệt là ở những nước đang phát triển. Hàng năm hơn 13 triệu ha
rừng tự nhiên biến mất khỏi bản đồ xanh của thế giới. Mất rừng đồng nghĩa với môi
trường sinh thái bị hủy hoại, đất đai bị xa mạc hóa dần, lũ lụt, sạt lở đất ngày càng
thường xuyên hơn.
Theo thống kê của tổ chức FAO sản lượng g
ỗ rừng cung cấp cho sản xuất
năng lượng chiếm tới 54% và 46% dùng cho sản xuất các sản phẩm đồ gỗ và cho
ngành công nghiệp giấy. Năm 2005 sản lượng gỗ tiêu thụ cho chế biến đồ gỗ và
công nghiệp giấy là 1.766.746.000 m
3
và năm 2010 dự kiến là 1.880.738.000 m
3

trong đó lượng gỗ dùng cho sản xuất bột giấy khoảng 964.000.000 m
3
.
Đứng trước sức ép về bảo vệ môi trường sinh thái, hầu hết các quốc gia đã đưa
các diện tích rừng tự nhiên, rừng đầu nguồn vào quy hoạch, khai thác hạn chế và
bảo vệ nghiêm ngặt. Để đáp ứng nhu cầu về sản lượng gỗ cho các ngành công
nghiệp chế biến đặc biệt là ngành công nghiệp bột giấy và giấy, diện tích rừng trồng
không ngừng được mở rộng v
ới những giống cây rừng cho năng suất cao, chu kỳ
trồng ngắn.

Với diện tích rừng đang ngày càng giảm, chi phí sản xuất bột giấy và nhu
cầu về các sản phảm giấy ngày càng tăng, điều này khiến các nhà sản xuất giấy phải
chuyển sang xu hướng tận dụng giấy loại thu hồi, sử dụng các loại bột hiệu suất cao
và các loại bột giấy được s
ản xuất từ các vật liệu phi gỗ, các phụ phẩm nông - lâm
nghiệp.
Hiện nay, bột giấy hóa nhiệt cơ tẩy trắng được sử dụng ngày càng nhiều
trong quá trình sản xuất giấy in báo, các sản phẩm giấy in cao cấp và là thành phần
không thể thiếu đối với giấy tráng. Ngoài các yếu tố quan trọng là chi phí sản xuất
thấp, tiết kiệm nguyên liệu thô, bột cơ học còn góp phần tạo nên những ch
ỉ tiêu chất
lượng quan trọng của sản phẩm giấy như: độ đục, độ nhẵn cao, khả năng in ấn vượt
trội.
2

Trong vài năm trở lại đây, bột cơ học đã được nhiều nhà đầu tư Việt Nam
quan tâm và đầu tư như: Công ty cổ phần Tập đoàn Tân Mai với 03 dây chuyền
BCTMP tại Kon tum, Quảng Ngãi, Lâm Đồng với công suất lên tới 390.000
tấn/năm từ nguyên liệu gỗ cứng và đặc biệt là dây chuyền P-RC-APMP của nhà
máy Phương Nam công suất 100.000 tấn/năm từ nguyên liệu là cây đay…
Nhà máy bột giấy Phươ
ng Nam đầu tiên do công ty TRACODI Ltd, Co làm
chủ đầu tư với công suất 100.000 tấn bột cơ học tẩy trắng/năm, đây là dự án bột
giấy cơ học đầu tiên và duy nhất sử dụng nguyên liệu cây Đay Việt Nam. Công
nghệ sản xuất của nhà máy là công nghệ P-RC APMP (Pre-conditioning Refiner
Chemical Alkaline Peroxide Mechanical Pulping) với thiết bị tiên tiến và đồng bộ
do hãng Andritz cung cấp. Tuy nhiên do ảnh hưởng của cuộc khủng hoảng kinh tế
toàn cầu n
ăm 2008 – 2009, chủ đầu tư đã gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình xây
lắp, vùng nguyên liệu có nguy cơ mất do tiến độ chậm nên không thể mua hết đay

nguyên liệu của dân. Người trồng đay do không có đầu ra nên có xu hướng chuyển
qua trồng các loại cây khác. Trước thực trạng đó, Chính phủ đã quyết định chuyển
dự án sang cho Tổng công ty Giấy Việt Nam làm chủ đầu tư, với mong muốn dự án
ti
ếp tục được triển khai và sớm đi vào hoạt động.
Kể từ khi tiếp nhận, chủ đầu tư mới đã tích cực triển khai các hạng mục công
trình, đặc biệt là quy hoạch lại vùng nguyên liệu, nghiên cứu, khẳng định lại tính
khả thi của công nghệ P-RC-APMP cho dây chuyền và tìm kiếm các chủng loại
nguyên liệu mới.
Để hỗ trợ cho dự án, năm 2010 Bộ Công thương đã giao cho Viện CN Giấ
y
và Xenluylô thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy APMP từ
cây Đay Việt Nam (kenaf)” với mục tiêu là xác lập tính khả thi về kỹ thuật công
nghệ sản xuất bột APMP từ nguyên liệu đay trồng ở Đồng bằng sông Cửu long –
Việt Nam đáp ứng yêu cầu cho sản xuất giấy in, giấy viết:
+ Hiệu suất bột sau tẩy, %: ≥ 82
+ Độ
trắng bột, %ISO: ≥ 76
+ Chiều dài đứt,km: ≥ 3,8
+ Chỉ số độ bền xé: mN.m
2
/g: ≥ 4,2
+ Chỉ số bục kPa.m
2
/g: ≥ 2

3

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY

CƠ HỌC TẨY TRẮNG

I.1.NHU CẦU BỘT GIẤY VÀ GIẤY Ở VIỆT NAM TRONG NHỮNG NĂM TỚI
Qua hơn thập kỷ vừa qua, chúng ta đa chứng kiến những phát triển vượt bậc
của ngành công nghiệp giấy của Việt Nam, các sản phẩm giấy không chỉ dần đáp
ứng nhu cầu tiêu dung trong nước mà dần tiến tới xuất khẩu. Tuy nhiên sự phát triển
của các nhà máy sản xuất bột giấy không theo kịp t
ốc độ phát triển các nhà máy sản
xuất giấy dẫn tới tình trạng mất cân đối trong sản xuất nên hàng năm chúng ta phải
nhập khẩu một lượng lớn các loại bột giấy để đáp ứng sản xuất giấy trong nước.
Hiện tại theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, tổng công suất thiết kế
của các nhà máy sản xuất bột ở Việt Nam ướ
c đạt 595.000 tấn/năm và tăng dần khi
các dự án mới đi vào sản xuất , các số liệu thống kê được đưa ra trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Năng lực sản xuất bột của các nhà máy ở Việt Nam
Năm
Sản phẩm
2009 2010 2011
Bột gỗ cứng không tẩy trắng UHKP, tấn 160.000 165.000 210.000
Bột gỗ cứng tẩy trắng BHKP, tấn 120.000 250.000 250.000
Bột hóa nhiệt cơ BCTMP, tấn 40.000 40.000 240.000
Bột hiệu suất cao, tấn 150.000 140.000 140.000
Tổng công suất, tấn/năm 470.000 595.000 940.000
Nguồn: hội thảo công nghiệp giấy và bột giấy Châu Á lần thứ 2, 10/2010 tại Hàn quốc
Đối với bột BHKP, hiện tại chỉ có duy nhất Công ty TNHH nhà nước một
thành viên giấy Việt Nam (trước là giấy Bãi Bằng) với dây chuyền bột BHKP công
suất 75.000 tấn/năm đồng bộ, song công nghệ của những thập kỷ trước. Ngoài ra
còn có khoảng 3 dây chuyền với tổng công suất 45.000 tấn/năm (Công ty TNHH
4

Thương mại Thành Phát, Nhà máy bột giấy Kinh Môn, Nhà máy bột giấy Quảng
Bình), sử dụng thiết bị và công nghệ của Trung Quốc, không có hệ thống thu hồi
hóa chất nên chất lượng bột thấp và gây ô nhiễm môi trường. Các dây chuyền này
hoạt động không liên tục do không đáp ứng được các yêu cầu về môi trường.
Tuy nhiên, thị trường nội địa sẽ sắp đón nhận sản phẩm bột BHKP từ Công
ty cổ phầ
n giấy An Hòa với công suất 130.000 tấn/năm. Theo tiến độ, nhà máy sẽ
khởi chạy vào cuối năm 2010, song do một số khó khăn chủ quan và khách quan
nên thời gian khởi chạy sẽ chuyển sang đầu năm 2011. Đây là một dây chuyền
đồng bộ, công nghệ và thiết bị hiện đại, đáp ứng được các yêu cầu về chất lượng
cũng như về bảo vệ môi trường.
Một dự án khác c
ũng đã được khởi động cách đây 2 năm của Lee& Man tại
Hậu Giang, với công suất 330.000 tấn bột BHKP/năm, hy vọng giảm bớt sự mất cân
bằng sản xuất bột giấy và giấy trong nước. Song tính đến thời điểm này các hạng
mục của dự án cũng chưa triển khai được nhiều.
Đối với bột UHKP, bột hiệu suất cao, công nghệ và thiết bị t
ương đối đa
dạng song đều có công suất nhỏ, công nghệ lạc hậu và hầu như không có hệ thống
thu hồi hóa chất. Các thiết bị nấu chủ yếu là nồi cầu quay của Trung Quốc, các bể
nấu hở, bể ngâm…nguyên liệu sử dụng là gỗ cứng, tre nứa, các phế liệu từ quá trình
sản xuất mây – tre đan – đồ thủ công mỹ nghệ. Sản phẩm chủ yế
u dùng để sản xuất
giấy các tông, hòm hộp. Một số nhà máy có công suất trên 10.000 tấn/năm như:
Công ty cổ phần giấy Lam Sơn 15.000 tấn/năm; Công ty cổ phần giấy Mục Sơn
15.000 tấn/năm; Nhà máy bột giấy Hà Giang 20.000 tấn/năm; Công ty cổ phần giấy
Sông Lam 15.000 tấn/năm…Sản phẩm của các nhà máy chủ yếu được sử dụng trực
tiếp cho sản xuất các sản phẩm giấ
y bao bì, giấy vàng mã xuất khẩu…
Mặc dù với tiềm năng về công suất như vậy, song do các rào cản về môi

trường, tiến độ dự án chận nên sản lượng bột giấy trong năm 2009, 2010 thu được
chỉ đạt 65 – 70% công suất, các số liệu về sản phẩm bột giấy được đưa ra trong
bảng 1.2.

5

Bảng 1.2. Sản lượng bột giấy của Việt nam trong một số năm
Năm
Sản phẩm
2009 2010 2011
Bột gỗ cứng không tẩy trắng UHKP, tấn 130.000 140.000 150.000
Bột gỗ cứng tẩy trắng BHKP, tấn 100.000 120.000 210.000
Bột hóa nhiệt cơ BCTMP, tấn 35.000 40.000 40.000
Bột hiệu suất cao, tấn 47.000 60.000 72.000
Tổng công suất, tấn 312.000 360.000 472.000
Nguồn: hội thảo công nghiệp giấy và bột giấy Châu Á lần thứ 2, 10/2010 tại Hàn quốc
Với các sản lượng bột giấy như trên không thể đáp ứng được nhu cầu của sản
xuất giấy, hàng năm chúng ta phải nhập khẩu khoảng trên 100.000 tấn bột giấy các
loại cùng 230.000 tấn giấy loại phục vụ sản xuất các loại giấy, số liệu về nhập khẩu
bột giấy và giấy loại đưa trong bảng 1.3.
Bảng 1.3. Sản lượng nh
ập khẩu bột giấy của Việt nam trong một số năm
Năm
2009 2010 2011

Sản phẩm
Tiêu
dùng
Nhập
khẩu

Tiêu
dùng
Nhập
khẩu
Tiêu
dùng
Nhập
khẩu
Bột gỗ mềm không tẩy USKP, tấn 800 800 1.000 1.000 1.200 1.200
Bột gỗ mềm tẩy trắng BSKP, tấn 1.000 1.000 1.000 1.000 1.500 1.500
Bột UHKP, tấn 88.000 8.000 145.000 5.000 155.000 5.000
Bột BHKP, tấn 180.000 80.000 192.960 72.960 287.300 77.300
Bột CTMP, tấn 45.000 10.000 60.000 20.000 45.000 5.000
Bột hiệu suất cao, tấn 85.000 - 60.000 - 72.000 -
Tổng, tấn 399.800 99.800 459.960 99.960 562.000 90.000
Giấy loại, tấn 873.770 252.270 800.000 166.000 1.020.000 232.000
Nguồn: hội thảo công nghiệp giấy và bột giấy Châu Á lần thứ 2, 10/2010 tại Hàn quốc
6

Mặc dù các dự án nhà máy sản xuất bột giấy trong nước chậm triển khai, sản
lượng bột giấy thấp song không vì thế các nhà máy sản xuất giấy không phát triển.
Trong vài năm gần đây, hàng loạt các nhà máy sản xuất giấy lớn đã, đang được đầu
tư xây dựng, đặc biệt là giấy bao bì công nghiệp như: Công ty TNHH Vina Kraft
(Thái lan) 220.000 tấn/năm; Công ty cổ phần Giấy Sài Gòn 321.600 tấn/năm; Công
ty TNHH giấy Cheng Yang 100.000 tấn/nă
m; Công ty cổ phần Tập đoàn Tân mai
550.000 tấn giấy các loại/năm; Công TNHH nhà nước một thành viên giấy Việt
Nam 125.000 tấn/năm; Công ty cổ phần giấy An Bình 400.000 tấn/năm… nâng
tổng năng lực sản xuất trong tương lai gần lên trên 2 triệu tấn/năm, năng lực sản
xuất giấy được đưa ra trong bảng 1.4

Bảng 1.4. Năng lực sản xuất giấy của các nhà máy ở Việt Nam
N
ăm Sản phẩm
2009 2010 2011
Giấy in báo, tấn/năm 58.000 108.000 258.000
Giấy in - giấy viêt, tấn/năm 375.000 395.000 395.000
Giấy bao gói, tấn/năm 1.010.000 1.205.000 1.405.000
Giấy tráng phấn, tấn/năm 93.000 93.000 138.000
Giấy Tissue, tấn/năm 100.000 145.000 150.000
Giấy vàng mã, tấn/năm 150.000 150.000 160.000
Tổng, tấn/năm 1.786.000 2.066.000 2.506.000
Nguồn: hội thảo công nghiệp giấy và bột giấy Châu Á lần thứ 2, 10/2010 tại Hàn quốc
Mặc dù năng lực sản xuất khá cao nhưng các nhà máy sản xuất giấy trong
nước chỉ cung cấp ra thị trường gần 1,3 triệu tấn giấy các loại (năm 2010) còn lại
phải nhập khẩu trên 1 triệu tấn giấy các loại/năm để phục vụ nhu cầu tiêu dùng
trong nước. Nhu cầu và sản lượng giấy nhập khẩu được đưa trong bảng 1.5


7

Bảng 1.5. Sản lượng tiêu dùng và nhập khẩu bột giấy của Việt nam trong một
số năm
Năm
2009 2010 2011

Sản phẩm
Tiêu
dùng
Nhập
khẩu

Tiêu
dùng
Nhập
khẩu
Tiêu
dùng
Nhập
khẩu
Giấy in báo, tấn
95.688 75.157 88.000 65.000 96.000 58.000
Giấy in - giấy viêt, tấn
459.887 202.387 470.000 210.000 520.000 220.000
Giấy bao gói, tấn
1.073.519 387.519 1.200.000 400.000 1.320.000 400.000
Giấy tráng phấn, tấn
318.334 268.334 325.000 270.000 330.000 270.000
Giấy Tissue, tấn
59.565 3.265 66.100 100 76.100 100
Giấy vàng mã, tấn
3.500 - 4.000 - 4.500 -
Giấy khác, tấn
204.528 204.528 210.000 210.000 220.000 220.000
Tổng, tấn 2.215.021 1.141.000 2.363.100 1.155.000 2.566.000 1.168.000
Nguồn: hội thảo công nghiệp giấy và bột giấy Châu Á lần thứ 2, 10/2010 tại Hàn quốc
Từ các số liệu trên cho thấy, sản lượng giấy sản xuất trong nước mới đáp ứng
được khoảng 60% nhu cầu tiêu dùng trong nước và xuất khẩu. Điều này cũng cho
thấy tiềm năng phát triển ngành giấy của Việt Nam là rất lớn.
Để tận dụng triệt để nguồn nguyên liệu phong phú trong nước mà hiện nay
đang phải xuất khẩu dăm mảnh thô với khối lượng khá lớ
n và hiệu quả thấp (năm

2009 riêng xuất sang Trung Quốc là 1,2 triệu tấn dăm mảnh; 6 tháng đầu năm 2010
xuất khẩu 1.770.521 tấn dăm mảnh chiếm 24% tổng số dăm mảnh xuất khẩu trên
thế giới, đứng thứ 2 sau Úc (chiếm 28%)) hàng loạt các dự án nhà máy bột giấy và
giấy đã, đang và sẽ được đầu tư trên khắp mọi miền của Việt Nam, bảng 1.6.





8

Bảng 1.6: Một số dự án đầu tư nhà máy bột giấy và giấy lớn ở Việt Nam đang
thực hiện
Xí nghiệp - Công ty - Dự án Công suất, tấn/năm Ghi chú
I. Bột giấy:
1. Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai
+ Dự án nhà máy bột giấy và giấy Tân Mai –
Kontum
+ Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Quảng Ngãi
+ Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Lâm Đồng

150.000 tấn BCTMP/năm

40.000 tấn BCTMP/năm
200.000 tấn TMP/năm

- đang triển khai

- đang triển khai
- đang triển khai

2. Tổng Công ty giấy Việt Nam
+ Dự án mở rộng Bãi Bằng giai đoạn 2, bột hóa
tẩy trắng
+ Nhà máy bột giấy Phương Nam, Long An

175.000 tấn BHKP/năm

100.000 tấn APMP/năm

- đang triển khai

- đang triển khai
3. Công ty cổ phần giấy An Hòa – Tuyên Quang 130.000 tấn BHKP /năm - đang triển khai
4. Công ty cổ phần giấy Thanh Hoá 100.000 tấn BCTMP/năm - đang triển khai
5. Dự án đầu tư dây chuyền xử lý giấy loại của
Cty Cổ phần giấy Sài gòn
280.000 tấn/năm - đang triển khai
6. Lee & Man Hậu Giang 330.000 tấn BHKP/năm - đang triển khai
II. Giấy
1. Công ty Cổ phần Tập đoàn Tân Mai
+ Dự án nhà máy bột giấy và giấy Tân Mai –
Kontum: giấy tráng nhẹ LWC
+ Dự án nhà máy giấy Tân mai – Miền Đông:
giấy in báo
+ Dự án nhà máy bột giấy Tân Mai – Quảng
Ngãi, giấy in báo, giấy in, giấy viết

200.000 tấn /năm

150.000 tấn/năm

70.000 tấn/năm

- đang triển khai

- đang triển khai

- đang triển khai
2. Công ty giấy Bãi Bằng, cải tạo nâng công suất:
giấy in, giấy viết
125.000 tấn/năm đã triển khai
xong
3. Công ty cổ phần giấy Thanh. Hoá: giấy làm hộp 130.000 tấn /năm - đang triển khai
4. Công ty cổ phần Giấy Sài Gòn
+ Dự án mở rộng: giấy testline, white top

230.000 tấn/năm

- đang triển khai
5. Lee & Man Hậu Giang 420.000 tấn giấy bao bì/năm - đang triển khai
6 Công ty cổ phần giấy An Hòa – Tuyên Quang:
giấy tráng nhẹ
130.000 tấn LWC /năm

- đang triển khai

9

I.2. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY CƠ HỌC TẨY TRẮNG
Trong công nghiệp sản xuất bột giấy, có hai phương pháp chính là phương

pháp hoá học (phương pháp axít và phương pháp kiềm) và phương pháp cơ học.
Theo con đường hoá học (sử dụng tác nhân hóa học để tách loại lignin) để thu lại
bột giấy chứa chủ yếu là xenluloza. Đối với bột giấy cơ học thì xơ sợi được tách ra
bằng phươ
ng pháp cơ học (mài hoặc nghiền) nên các thành phần hóa học trong xơ
sợi gần như còn giữ nguyên. Hiệu suất thu hồi bột đối với bột cơ học rất cao đạt từ
90 – 98%, chi phí thấp đồng thời bột có những tính chất mà bột hóa học không có
như: độ đục rất cao, khả năng thấm hút mực in rất tốt nên thường được sử dụng
trong một số sản ph
ẩm như: giấy in báo, giấy in không tráng (SC), giấy in tạp chí có
tráng nhẹ (LWC), giấy dán tường, giấy in giấy viết thông thường
Nhìn chung công nghệ sản xuất bột cơ học đã có bề dầy lịch sử hơn 150 năm
và luôn được cải tiến và phát triển không ngừng, cho ra đời những công nghệ và
thiết bị hiện đại, tiên tiến đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao về các sản phẩm
giấy của ng
ười tiêu dùng.
Công nghệ bột cơ học có lẽ đầu tiên bắt đầu bằng ý tưởng của J.Ch.Shäffer
người Đức ngay đầu thế kỷ 18 khi ông phát hiện ra mùn cưa và các sản phẩm thừa
từ gỗ đem nghiền nhỏ có thể sản xuất giấy. Mặc dù vậy mãi sau này này mới được
thừa nhận, khi Friedrich Gottlod Keller (1816 - 95) và Charles Fenerty (1821-92)
khám phá ra bột gỗ nghiền và lần đầu tiên áp dụng. Năm 1843, Keller cho ra đời thể
hệ
máy đầu tiên: lô nghiền bằng đá và hoạt động bằng tay quay.
Trải qua nhiều năm, từ nguyên mẫu ban đầu đã có rất nhiều cải tiến. Từ năm
1852 đến 1867, Heninrich Voelter và Jonhann Matthäus Voith đã phát triển thành
một hệ thống sản xuất hoàn chỉnh bao gồm: bộ phận mài bột, bột phận sàng lọc và
bộ phận tách nước khỏi bột giấy. Cũng trong khoảng thời gian này đã có hơn 20 dây
chuy
ền được lắp đạt tại Châu Âu. Năm 1867 hệ thống này đã được giới thiệu tại hội
chợ quốc tế ở Paris.

Năm 1880 đánh dấu một bước cải tiến mới trong công nghệ bột gỗ mài bằng
sự xuất hiện hệ thống máy mài ở nhiệt độ cao với sự dẫn động bằng động cơ hơi
nước tại Mỹ
, chất lượng bột được cải thiện rất nhiều.
10

Hầu hết các thế hệ máy mài thời gian này hoạt động giãn đoạn nạp liệu kiểu
ống thủy lực, công suất nhỏ. Tuy nhiên năm 1922, lần đầu tiên xuất hiện thế hệ máy
mài với cơ cấu nạp liệu kiểu xích cho phép quá trình sản xuất diễn ra liên tục, chiều
dài khúc gỗ có thể đạt tới 1m, đường kính lô mài đến 1,5m do Voith thiết kế được
lắp đặt tại Schongau. Hệ thố
ng thiết bị và công nghệ này liên tục được cải tiến, tăng
quy mô và khả năng tự động hóa, tới năm 1984, hãng Voith đã cải tiến thành công
nghệ bột nhiệt mài (TGM).
Một hệ thống mài khác được công ty Great Northern – Waterous – Tempella
– Valmet thiết kế và sản xuất với hệ thống hai buồng nạp liệu và được lắp đặt đầu
tiên ở đông Millinocket năm 1926. Sau nhiều thời gian thăng trầm, ngày nay hãng
sản xuấ
t thiết bị này được biết đến với cái tên Valmet.
Tính đến năm 1960 hầu hết bột cơ học được sản xuất theo quy trình bột gỗ
mài và cũng thời điểm này xuất hiện các thế hệ máy nghiền đĩa dùng cho bột cơ đầu
tiên của một loạt các hãng như: Bauer, Sunnd, Enso và Jylhävaara. Với sự phát triển
về thiết bị trong công nghệ sản xuất bột cơ đã có những b
ước đột phá: các khúc
nguyên liệu được chặt nhỏ, sàng lọc kỹ đáp ứng được khả năng nghiền của các loại
máy, đồng thời do sự đòi hỏi ngày càng cao về chất lượng các sản phẩm giấy nên
công nghệ bột cơ đã có những thay đổi, song song với bột mài, đã xuất hiện bột cơ
nghiền (RMP), bột nhiệt cơ (TMP) và bột hoá nhiệt cơ (CTMP) cho chất lượ
ng
bột tốt hơn như: tỷ lệ xơ sợi dài cao hơn, độ bền của bột được cải thiện đáng kể,

đồng thời công suất của dây chuyền có thể đạt hàng trăm ngàn tấn/năm.
Để thu được bột có độ trắng cao đáp ứng được nhu cầu sản xuất giấy in giấy
viết và các sản phẩm giấy đặc biệt yêu cầu độ
đục và trắng cao, bột cơ học sau khi
qua các công đoạn nghiền được tẩy trắng bằng đithionit, hydroperoxyt hoặc cả hai.
Hiện nay phần lớn các nhà máy bột giấy cơ học có công suất lớn trên thế
giới đều áp dụng công nghệ BCTMP, APMP, đặc biệt một số công nghệ cải tiến từ
APMP như công nghệ: peroxyt kiềm có tiền xử lý hoá chất khi nghiền (P-RC-
APMP) do công nghệ này tiết kiệm về
đầu tư và chi phí điện năng, lượng COD thải
ra môi trường thấp trong khi chất lượng bột cao, khả năng tẩy trắng tới độ cao tốt
hơn (bột sau tẩy có độ trắng có thể đạt tới 89%ISO, tùy theo từng loại nguyên liệu),
11

hệ số tán xạ ánh sáng tốt hơn (tại cùng một độ trắng, độ bền). Một trong những hãng
nổi tiếng về công nghệ và thiết bị sản xuất bột cơ học là hãng Andritz.
I.2.1. Công nghệ sản xuất bột giấy perôxyt – kiềm (APMP)
Trong những năm qua để đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn của khách hàng về
sản lượng và chất lượng bột cơ học, các nhà sản xuất b
ột CTMP đã phải bổ sung
một số công đoạn vào dây chuyền sản xuất như rửa, tấy trắng nhiều giai đoạn liên
tiếp, nhằm giảm thành phần nhựa và nâng cao độ trắng của bột giấy.
Để giải quyết mâu thuẫn này, ngay từ nhưng năm 80 của thế kỷ trước, các
nhà khoa học và sản xuất đã nghiên cứu, cải tiến công nghệ sản xuấ
t bột giấy cơ học
(MP) thành bột giấy cơ học perôxít kiềm (Alkaline peroxide mechanical pulp:
APMP). Do đó, một số tính chất của bột APMP tương đương và có phần trội hơn,
đặc biệt là độ trắng so với bột giấy hóa nhiệt cơ tẩy trắng (BCTMP).
Thực chất, công nghệ sản xuất bột APMP là công nghệ sản xuất BCTMP cải
tiến, thay vì dăm mảnh chỉ được thẩm thấu b

ằng dung dịch kiềm thì dăm mảnh
được thẩm thấu bằng dung dịch kiềm – perôxyt. Bên cạnh quá trình trích lý nhựa,
làm trương nở, mềm hóa dăm mảnh thì quá trình tẩy trắng cũng được diễn ra trước
khi nguyên liệu được đưa vào nghiền. Quá trình thẩm thấu có thể diễn ra 1, 2 có khi
tới 3, 4 giai đoạn.
Công nghệ APMP lần đầu tiên được trình bầy tại hội nghị bột cơ học quốc tế
n
ăm 1989 bởi hãng Andritz và nhà máy vận hành thành công đầu tiên công nghệ
này là Malette, Quebec – Canada và nhà máy Yalujiang Paper Dandong, Trung
Quốc. Các thông số vận hành cho thấy công nghệ này cho chất lượng bột tốt hơn
bột BCTMP và giảm khá nhiều chi phí năng lượng. Bảng 1.7 so sánh một số thông
số kỹ thuật giữa 2 công nghệ BCTMP và APMP với nguyên liệu là gỗ thông
Ngày nay, phần lớn các dây chuyền mới xây dựng đều sử dụng công nghệ
APMP và công nghệ cải tiến từ APMP như: P – RC – APMP (Preconditioning
Refiner chemical treatment alkaline peroxide mechanical pulp).
Công nghệ P – RC – APMP hiện nay là công nghệ tốt nhất được ứng dụng cho
các nhà máy sản xuất bột cơ học trên thế giới như: ở Trung Quốc (Yue Yang Pulp
12

Paper Co.Ltd; Gaotang Paper Group (Shandong); QiQiHar Paper mill (Jilin);
Baoshan Paper Mill (Yunnan); Yalujiang Paper Mill (Dandong); Yibin Paper Mill
(Sichuan); Yincheng Paper Mill (Liaoning) ), ở Iran (Maragheh Pulp & Paper Ind.
Co., (Tehran); Gharb Paper Ind Co., (Tehran)), ở Canada (Millar Western (Meadow
Lake); Malette paper Mill (St. Raymond); Millar Western (Whitecounrt)); ở Costa
Rica (Scott Paper), ở Mỹ (Appleton Paper (Combined Locks) phần lớn công nghệ
và thiết bị các dây chuyền đều do công ty Andritz Inc. cung cấp.
Bảng 1.7: So sánh một số thông số kỹ thuật giữa công nghệ APMP và BCTMP
*

Các thông số kỹ thuật BCTMP APMP

Mức dùng Na
2
SO
3,
% 1,4 -
Mức dùng NaOH, % 1,8 – 4,3 4,8
Mức dùng H
2
O
2
, % 4,0 4,0
Năng lượng, MWh/t 1,72 1,22
Độ nghiền CSF, ml 77 77
Tỷ trọng, kg/m
3
555 558
Chỉ số xé, mNm
2
/g 6,3 6,3
Chỉ số độ bền kéo, Nm/g 58 60
Độ trắng, %ISO 82,8 84,5
Độ đục, % 80 82
Độ tán xạ ánh sáng, m
2
/kg 39 43
Ghi chú:
*
nguyên liệu gỗ thông
Với công nghệ P-RC-APMP ngoài quá trình tiền xử lý dăm mảnh bằng dung
dịch kiềm – peroxyt trước khi nghiền, do có quá trình xử lý hóa chất trong khi

nghiền (RC) nên đã tăng cường quá trình phối trộn ở nồng độ cao và nhiệt độ cao
tạo điều kiện cho phản ứng tẩy trắng xẩy ra triệt trong thời gian rất ngắn nên công
nghệ này cho bột có độ trắng rất cao. Tùy theo yêu cầu mà bột có thể đượ
c bổ sung
thêm 1 – 2 giai đoạn tẩy trắng, độ trắng của bột thu được có thể đạt tới 89%ISO,
tính chất cơ lý của bột hơn hoặc tương đương với bột sản xuất bằng công nghệ
APMP, BCTMP song tiết kiệm năng lượng nghiền, lượng COD, BOD trong nước
thải thấp và nước thải rễ xử lý hơn.
13

Bản chất của quá trình tẩy trắng bột cơ học là song song với quá trình loại bỏ
một phần lignin thì chủ yếu là quá trình làm mất màu các nhóm mang màu có trong
lignin và các hợp chất có nguồn gốc từ lignin sinh ra trong quá trình sản xuất bột.
Đại phân tử lignin không mang màu song thành phần của nó có các tập hợp liên kết
chưa bão hoà, mang màu như: nhóm cacbonyl, nhóm etylenic, các vòng aromatic
[5], khi có mặt của các nhóm trợ màu thì cường độ màu sắc của chúng tăng lên khá
nhiều.
Đối với bột cơ họ
c, quá trình tẩy trắng chủ yếu được áp dụng theo hai
phương pháp: phương pháp khử hoặc phương pháp oxy hoá. Hai phương pháp này
có thể sử dụng kết hợp với nhau. Tác nhân tẩy trắng mang tính khử thường sử dụng
là: bisunphit, đithionit, bohyđro song chất hay được sử dụng nhất là natri
hyđrosunphit (Na
2
S
2
O
4
) với mức dùng 0,5 – 1% tại nồng độ 5 – 10%, nhiệt độ 60
0

C
và trong thời gian 60 phút.
Tác nhân oxy hoá bao gồm hợp chất peroxyt, ôzôn. Đối với bột APMP, P-
RC-APMP bản thân quá trình thẩm thấu và nghiền bột cũng đã diễn ra quá trình tẩy.
Để tăng thêm độ trắng, một giai đoạn tẩy bằng hyđrôperoxyt (H
2
O
2
) thường được
sử dụng.
Quá trình tẩy trắng bằng hydro peroxyt thường được tiến hành trong môi
trường kiềm. Dưới tác dụng kiềm, H
2
O
2
tạo thành ion perhyđrôxyl HOO
-
theo
phương trình (I.2). Ion OOH
-
là tác nhân oxy hoá các nhóm mang mầu của các hợp
chất hữu cơ có trong ligin và một số hợp chất hữu cơ phân tử lượng thấp khác, đem
lại độ trắng cho bột.
H
2
O
2
+ OH
-
→ OOH

-
+ H
2
O (I.2)
Theo Martin trong môi trường pH nhỏ hay nồng độ ion OH
-
thấp, không đủ
cho phản ứng tạo ion OOH
-
nên hiệu quả tẩy rất thấp (tại pH 10,5 chỉ có dưới 10%
H
2
O
2
tạo thành OOH
-

trong khi tại pH là 12,5 thì lượng này là 95%). Tuy nhiên nếu
pH của môi trường tẩy quá cao sẽ phá huỷ ngay các ion OOH
-
ngay sau khi tạo
thành, mặt khác trong môi trường kiềm mạnh còn thúc đẩy phản ứng hoá học giữa
kiềm và lignin làm độ trắng của bột giảm, đặc biệt khi tiến hành tẩy trắng ở nhiệt độ
cao. Như vậy việc khống chế pH là rất quan trọng trong quá trình tẩy trắng bột cơ
14

học bằng peroxyt. Thông thường pH thường được giữ trong khoảng 10,5 – 12,5
trong suốt quá trình tẩy.
Natri hydroxyt là nguồn cung cấp kiềm chính trong công nghệ tẩy H
2

O
2
.
Trong suốt quá trình tẩy, pH của môi trường giảm liên tục theo thời gian, để khắc
phục hiện tượng này natrisilicat đến nay vẫn được sử dụng thêm vào dịch tẩy. Nó
không chỉ là nguồn kiềm bổ sung mà còn làm ổn định pH môi trường tẩy.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy Na
2
SiO
3
thường được dùng ở mức 3 -5%
(so với bột khô tuyệt đối) [1,6]. Một lượng nhỏ khoảng 0,05% muối MgSO
4
được
thêm vào cùng với Na
2
SiO
3
, chúng có tác dụng khử hoạt tính xúc tác phân huỷ
H
2
O
2
của các ion kim loại chuyển tiếp như: Mn, Fe [5,11]. Mặt khác nó còn hoạt
hoá H
2
O
2
tạo ra phản ứng phân ly qua sản phẩm trung gian là các peroxyt silicat
HOO

-
.SiO
3
không bền trong nước có tác dụng oxxy hoá mạnh hơn nhiều so với
peroxyt. Bên cạnh việc sử dụng hỗn hợp Na
2
SiO
3
và MgSO
4
thêm vào trong dịch
tẩy để hạn chế tới mức tối đa ảnh hưởng của các kim loại chuyển tiết người ta còn
bổ xung thêm một giai đoạn xử lý bột (giai đoạn Q) trước khi tẩy bằng một số hợp
chất như: EDTA, DTPA, HEDTA, DTPMA Giai đoạn chelat hoá thường được
tiến hành ở nồng độ tương đối thấp do khả năng tạo ph
ức tại nồng độ thấp tốt hơn,
nồng độ thường dùng là 5% . Nhiệt độ tiến hành khoảng 60
0
C. Giai đoạn Q này có
thể kết hợp cùng với giai đoạn peroxyt (P).
Đối với quá trình tẩy trắng bột cơ học bằng H
2
O
2
nồng độ bột tẩy có ảnh
hưởng khá nhiều tới độ trắng của bột sau tẩy do bản chất của quá trình tẩy bột cơ là
tẩy trắng bề mặt nên tại nồng độ cao thì nồng độ hoá chất tẩy trên bề mặt xơ sợi
tăng lên, tăng hiệu quả của quá trình tẩy. Xu hướng các hệ thống tẩy hiện đại ngày
nay kể cả b
ột hoá lẫn bột cơ đều sử dụng các thiết bị tẩy có nồng độ trung bình hoặc

nồng độ cao 15 – 35%, nhiệt độ tẩy thường được giữ trong khoảng 70 - 90
0
C và thời
gian tẩy không quá 210 phút.





15

Bảng 1.8. So sánh tính chất bột giấy P-RC-APMP, BAP-TMP và BCTMP
*
Loại bột
Chỉ số
P-RC-APMP BAP-TMP BCTMP
1. Hóa chất
+ Tổng NaOH, %
+ Tổng H
2
O
2
, %
+ Tổng Na
2
SO
3
, %

3,4

2,6
-

5,3
4,5
-

6,7
5,9
-

4,4
4,2
-

7,6
7,2
-

3,0
3,0
1,2

6,0
4,0
1,2
2. Tính chất giấy
+ Độ nghiền CSF,ml
+ Chỉ số bục, kPa.m
2

/g
+ Chỉ số bền kéo, Nm/g
+ Độ trắng, %ISO
+ Độ đục, %
+ Độ tán xạ ánh sáng,
m
2
/g

311
0,66
16,5
78,8
86,0
59,0


242
1,38
30,0
83,7
82,8
52,5

232
2,72
54,9
84,7
80,7
33,6

254
0,59
16,1
82,7
84,8
55,3

311
1,22
29,9
85,5
80,0
44,7

252
0,54
15,1
76,7
85,7
55,6

239
1,18
26,8
84,3
81,3
47,9
Ghi chú:
*

nguyên liệu gỗ dương
Nhìn chung, các công đoạn của công nghệ APMP nói chung và công nghệ P-
RC-APMP nói riêng thường bao gồm các công đoạn chính:
* Chuẩn bị nguyên liệu:
Từ bãi nguyên liệu, các khúc nguyên liệu được xe cạp vào mâm phân phối. Từ
đây nguyên liệu được cấp vào hệ thống băng tải xích, băng tải cao su chuyển tới
tang bóc vỏ (kiểu ướt hoặc khô). Các khúc nguyên liệu được bóc sạch vỏ, các khúc
nguyên liệu không hợp cách (quá cơ, có lẫn kim lo
ại hoặc quá ngắn) được loại ra
khỏi hệ thống băng tải. Khúc nguyên liệu được chặt trong máy cắt dăm dạng mâm
dao. Mảnh nguyên liệu thoát ra từ máy cắt mảnh được tách bụi bởi xiclon và sàng
trên hệ thống sàng. Mảnh hợp cách được băng tải chuyển tới bãi chứa mảnh. Mảnh
qua cỡ được quay lại máy cắt mảnh lại, mảnh quá nhỏ cùng với bụi được thu gom
tới
đốt ở lò hơi.
* Xông hơi mảnh nguyên liệu
Mảnh nguyên liệu từ bãi nguyên liệu được chuyển tới bình gia nhiệt sơ bộ bằng
băng tải. Tại đây mảnh nguyên liệu được xông hơi sơ bộ bằng hơi thu hồi từ hệ
thống nghiền và hơi áp suất thấp. Dưới tác dụng nhiệt của hơi nước, các phân tử
lignin dần bão hoà nước và trở nên nềm h
ơn tạo điều kiện cho quá trình nghiền tách
16

xơ sợi sau này. Nhiệt độ lignin bắt đầu chuyển sang trạng thái mềm khoảng 80 –
90
0
C, tuỳ từng quy trình sản xuất bột cơ mà người ta có thể sử dụng hơi có nhiệt độ
100 – 150
0
C.

Thời gian xông hơi đảm bảo cho lượng không khí thoát hết ra khỏi các mao
mạch của dăm mảnh khoảng 15 –20 phút.
Tiếp đó mảnh nguyên liệu được chuyển dần tới máy rửa mảnh bằng hệ thống
vít tải. Quá trình rửa nhằm tách bỏ cát sạn bám trên mảnh. Cát sạn từ hệ thống rửa
sẽ được lọc tách ra ngoài, nước sạch được tuần hoàn lại hệ thống rửa. Nguyên liệ
u
sau rửa được vắt ép tách nước và qua hệ thống vít tải tới phễu nạp liệu vào bình gia
nhiệt. Tại đây mảnh nguyên liệu được xông hơi trực tiếp trong một thời gian nhất
định trước khi được vít nạp đặc biệt nạp vào thiết bị thẩm thấu hoá chất
* Thẩm thấu hoá chất
Thiết bị thẩm thấu hoá chất có dạng trụ đặt thẳng đứng ho
ặc nghiêng với vít tải
kép, nguyên liệu đi ngược từ dưới lên, dịch thẩm thầu gồm hỗn hợp NaOH, DTPA,
H
2
O
2
, MgSO
4
, silicat natri với tỷ lệ, nồng độ nhất định được bơm vào liên tục, mức
dịch trong thiết bị được khống chế tuỳ thuộc vào quy trình công nghệ.
Dưới tác dụng của hoá chất các hợp chất trích ly, hợp chất có phân tử lượng
thấp và một phần lignin sẽ bị hoà tan, song tác dụng quan trọng nhất là làm cho các
thớ gỗ bị trương nở mạnh và trở nên mềm hơn. Quá trình nghiền s
ẽ dễ ràng hơn và
xơ sợi ít bị vụn gẫy hơn. Song song với quá trình trên là quá trình tẩy trắng dăm
mảnh của H
2
O
2

trong môi trường kiềm.
Tuy nhiên không thể thẩm thấu với một lượng hoá chất lớn, trong thời gian
dài và nhiệt độ cao bởi độ trắng của bột sẽ bị giảm, ảnh hưởng lớn tới quá trình tẩy
trắng. Thông thường nhiệt độ thẩm thấu dưới 100
0
C, trong thời gian 5 -15 phút, với
lượng dùng thường dùng NaOH là 2 -5%, H
2
O
2
từ 1 – 5%.
Mảnh nguyên liệu từ đỉnh thiết bị thẩm thấu được chuyển vào chứa trong tháp
chứa. Đối với công nghệ APMP, quá trình thẩm thấu thường tối thiểu là 2, có dây
chuyền quá trình thẩm thấu lên tới 4.
*Nghiền bột
Máy nghiền dùng trong công nghệ APMP thường là máy nghiền đĩa công suất
lớn với hệ thống đĩa nghiền và cơ cấu nạp liệu chuyên dụng. Quá trình nghiền bột
17

thường tiến hành với 2 giai đoạn. Giai đoạn 1: nồng độ nghiền khoảng 35 – 50%,
nhiệt độ nghiền 120 -130
0
C ( 2-3 at), giai đoạn 2: nồng độ nghiền 20 -25%, áp suất
môi trường. Xơ sợi mới nghiền chịu tác động đồng thời của lực xoắn và lực duỗi
nên cần thiết phải ngâm bột trong nước nóng một thời gian để xơ sợi duỗi thẳng ra
nên bột sau nghiền được pha loãng và chứa trong bể ở nồng độ khoảng 3%.
Đối với công nghệ P-RC-APMP, dăm mảnh ngoài được thẩm thấ
u bằng dung
dịch peroxyt – kiềm trong các giai đoạn thẩm thấu thì một phần dịch thẩm thấu
được cấp trực tiếp vào buồng nghiền của máy nghiền nhằm làm tăng cường các

phản ứng tẩy trắng tại nồng độ và nhiệt cao trong thời gian rất ngắn.
* Sàng chọn và làm sạch
Bột từ bể chứa tiếp tục được pha loãng trước khi được bơm tới sàng áp lực .Các
mảnh nguyên liệu còn sót lại và búi xơ sợi được tách ra, qua hệ thống sàng cong, cô
đặc và được nạp trở lại vào giai đoạn nghiền thứ 2. Bột tốt sau sàng được đưa tới hệ
thống lọc cát nồng độ thấp 2 hoặc 3 cấp nhằm loại bỏ cát sạn. Bột sau khi đã được
làm sạch được đưa vào máy cô đặc, bột được chứa trong các tháp chứa trước khi
chuyển tới hệ
thống chuẩn bị bột của máy xeo hoặc tới hệ thống tẩy trắng bột (đối
với bột yêu cầu độ trắng cao sẽ được tẩy trắng 1 – 2 giai đoạn)
*Tẩy trắng bột
Tuỳ từng loại nguyên liệu cũng như yêu cầu chất lượng bột cho các mục đích sử
dụng nhất định mà bột APMP, P-RC-APMP sẽ được tẩy trắng thêm v
ới mức dùng
hoá chất nhất định.
Bột từ bể chứa sau thiết bị cô đặc được chuyển tới thiết bị trộn hoá chất và gia
nhiệt tới nhiệt độ nhất định theo yêu cầu kỹ thuật trước khi chuyển vào tháp tẩy.
Tuỳ công nghệ mà quá trình tẩy có thể được tiến hành tẩy một giai đoạn hoặc 2 giai
đoạn với các loại hoá chất tẩy khác nhau như
H
2
O
2
hoặc đithionit. Bột sau tẩy ở giai
đoạn cuối cùng được rửa sạch và trung hoà bằng khí SO
2
hoặc axit sunphuric trước
khi tới bể chứa.

18



Hình 1.1. Dây chuyền P-RC APMP của Anditz [19]
* Tồn trữ bột
Đối với các nhà máy sản xuất bột APMP, P-RC-APMP thương phẩm, bột sau
rửa được sàng chọn – làm sạch một lần nữa bằng hệ thống sàng áp lực và lọc cát
nồng độ thấp. Bột được cô đặc, vắt ép tới nồng độ khoảng 30 -35% sẽ được phun
vào hệ thống hầm sấy để sấy khô (nhiệt sấy thường sử
dụng khí nóng từ quá trình
đốt khí ga từ hệ thống xử lý nước thải kỵ khí và khí ga bổ sung từ ngoài). Bột khô
sẽ được ép, đóng bành và bao gói. Do bột có hiệu suất rất cao, hàm lượng lignin gần
như không thay đổi nên độ trắng của bột sẽ dần bị thay đổi dưới tác dụng của môi
trường nên thời gian tộn trữ bột thấp hơn nhiều so với bột hoá tẩy trắng.

I.2.2. Đay – nguyên liệu cho sản xuất bột giấy
Nguyên liệu dùng để sản xuất bột cơ trên thế giới chủ yếu từ gỗ rừng với cả
hai loại gỗ cứng và gỗ mềm. Đối với gỗ mềm bao gồm: gỗ cây vân sam (Norway
spruce, Black spruce, White spruce ); gỗ cây linh sam (Blasam fir, Silver fir ); gỗ
thông (Radiata pine, White pine, Red pine, Papula pine, Pitch pine, Longleaf
pine ); gỗ cây độc cần (hemlock) Bột cơ học làm từ nguyên liệu này cho chấ
t
lượng bột rất tốt, xơ sợi mảnh, dài, mềm mại, độ trắng cao. Tuy nhiên do công nghệ
và thiết bị ngày càng phát triển và hoàn thiện nên một số loài gỗ cứng cũng đã được
D
ị
ch kiềm –

p
erox
y
t D
ị
ch kiềm –
p
erox
y
t
N
g
hiền sơ cấ
p
N
g
hiền thứ cấ
p

Dăm mảnh
Thá
p
thẩm thấu
19

đưa vào sử dụng như: gỗ cây Dương (loài Populus tremuloides ở vùng Bắc Mỹ; loài
Populus tremula ở Châu Âu); một số dòng bạch đàn Urophylla ở Nam Mỹ, Trung
Quốc chất lượng bột khá tốt không thua kém nhiều so với bột làm từ gỗ mềm, độ
trắng của bột có thể đạt tới trên 80%ISO tuỳ thuộc vào công nghệ. Các cải tiến mới
đây trong quá trình thẩm thấu, nghiền và tẩy trắng đố

i với công nghệ P-RC-APMP
cho phép sản xuất ra bột có chất lượng và độ trắng rất cao (trên 84%ISO) đối với
nguyên liệu là gỗ cây Dương [8]. Cũng với công nghệ này, đối với nguyên liệu là
cây bulô (Birch) độ trắng của bột cũng đạt 84,8%ISO (với độ nghiền CSF 285ml, )
[7]. Phần lớn các nhà máy bột cơ có công suất lớn trên thế giới đều áp dụng công
nghệ BCTMP, APMP, đặc biệt một số công nghệ cả
i tiến từ APMP như công nghệ:
peroxyt kiềm có tiền xử lý hoá chất khi nghiền (P-RC-APMP) do công nghệ này tiết
kiệm về đầu tư, chi phí điện năng, lượng COD thải ra môi trường thấp trong khi
chất lượng bột cao, khả năng tẩy trắng tới độ cao tốt hơn, hệ số tán xạ ánh sáng tốt
hơn (tại cùng một độ trắng, độ bền).
Ở Việt Nam bước đầu c
ũng đã có những nghiên cứu về các công nghệ sản
xuất bột cơ học sử dụng nguồn nguyên liệu nội địa như: năm 2004 Bộ Công Nghiệp
(nay là Bộ Công Thương) và Tổng Công ty giấy Việt Nam đã giao cho Viện CN
Giấy và Xenluylô kết hợp với Công ty giấy Tân Mai (nay và Công ty cổ phần Tập
đoàn Tân Mai) thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất bột hoá
nhiệt cơ từ nguyên li
ệu gỗ keo lai”. Kết quả nghiên cứu đã khẳng định, nguyên liệu
gỗ keo lai hoàn toàn có thể dùng làm nguyên liệu cho sản xuất bột BCTMP, bột sau
tẩy trắng bằng H
2
O
2
, với quy trình QP
1
P
2
cho độ trắng >75%ISO, chất lượng bột
tương đương với bột nhập khẩu sản xuất từ bạch đàn và hoàn toàn đáp ứng được

yêu cầu của sản xuất giấy in, giấy viết theo TCVN. Năm 2007 - 2009 trong chương
trình KH&CN trọng điểm cấp nhà nước KC.06.08/06-10 :“ Nghiên cứu, phát triển
và ứng dụng công nghệ tiên tiến trong sản xuất các sản phẩm xuất khẩu chủ lực ’’,
Viện CN Giấy và Xenluylô được giao thực hiện đề tài: Nghiên cứu công nghệ và
dây chuyền thiết bị sản xuất bột giấy hiệu suất cao từ nguồn nguyên liệu trong nước
đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, trong đó có phần nghiên cứu bột tẩy trắng theo công nghệ
APMP. Kết quả sơ bộ cho thấy, bột APMP từ keo tai tượng, bạch đàn Urophylla và