Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu trong nước cho sản xuất túi giấy đựng hàng dùng cho siêu thị

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






BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2009


NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG NGUYÊN LIỆU TRONG NƯỚC CHO
SẢN XUẤT TÚI GIẤY ĐỰNG HÀNG DÙNG CHO SIÊU THỊ


Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì: VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY VÀ XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh Tú
Kỹ sư công nghệ giấy





7623
28/01/2010

HÀ NỘI 01/2010

MỤC LỤC

TT Nội dung Trang

MỞ ĐẦU 1
I Tổng quan về túi giấy và nguyên liệu sử dụng cho sản xuất
túi giấy
3
1.1 Tổng quan về túi đựng hàng dùng cho siêu thị 3
1.1.1 Túi đựng hàng siêu thị từ chất dẻo không phân hủy được bằng
sinh học
3
1.1.2 Túi đựng hàng siêu thị từ chất dẻo phân hủy được bằng sinh học 6
1.1.3 Túi đựng hàng siêu thị từ xơ sợi tự nhiên (bột giấy) 7
1.1.3.1 Giới thiệu s
ơ lược về giấy làm túi 9
1.1.3.2 Giới thiệu sơ lược về gia công túi giấy 12
1.1.4 Xu thế sử dụng túi giấy dùng cho siêu thị 13
1.2 Nguyên liệu sử dụng trong quá trình sản xuất túi giấy dùng
cho siêu thị
13
1.2.1 Giấy loại OCC 13
1.2.2 Bột giấy kraft 15
1.2.2.1 Nguyên liệu gỗ sử dụng trong sản xuất bột giấy kraft 16
1.2.2.2 Phương pháp nấu sunphát (kraft) 18
Kết luận và định hướng nghiên cứu 19
II Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu 20

2.1 Nguyên liệ
u, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 20
2.2 Phương pháp nghiên cứu 21
III Kết quả nghiên cứu và thảo luận 22
3.1 Tính chất vật lý và thành phần hóa học của gỗ thông caribê và
cây luồng
22
3.1.1 Tính chất vật lý 22
3.1.2 Thành phần hóa học 22
3.2 Nghiên cứu xác lập quy trình sản xuất bột giấy từ thông caribê
và cây luồng
23
3.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng kiềm và thời gian bảo ôn
trong quá trình nấu bột giấy từ gỗ thông caribê.
24
3.2.2 Nghiên c
ứu ảnh hưởng của mức dùng kiềm và thời gian bảo ôn
trong quá trình nấu bột giấy từ cây luồng.
26
3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của độ nghiền bột giấy đến tính chất
cơ lý của bột giấy.
29
3.3.1 Ảnh hưởng của độ nghiền bột giấy đến tính chất cơ lý của bột
giấy từ gỗ thông caribê.
29
3.3.2
Ảnh hưởng của độ nghi
ền bột giấy đến tính chất cơ lý của bột
giấy từ cây luồng.
30

3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ phối trộn bột giấy từ gỗ thông 31
caribê và cây luồng đến tính chất cơ lý của giấy làm túi.
3.5 Nghiên cứu xác lập quy trình sản xuất giấy làm túi đựng hàng
từ gỗ thông caribê và cây luồng.
32
3.6 Kết luận 36
3.7 Sản xuất thử nghiệm bột giấy, giấy làm túi, gia công túi giấy. 37
3.7.1 Sản xuất thử nghiệm bột giấy từ nguyên liệu cây luồng 38
3.7.2 Sản xuất thử nghiệm giấy cho gia công túi giấy dùng cho siêu thị 39
3.7.3 Gia công túi giấy 41
3.8 Đánh giá hiệu quả kinh tế
quá trình sản xuất 1.000 túi giấy
dùng cho siêu thị.
42
3.9 Đề xuất giải pháp triển khai sử dụng túi giấy vào thực tế 43

Kết luận và kiến nghị 46








Thông tin chung về đề tài
1. Tên đề tài
Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu trong nước cho sản xuất túi giấy đựng hàng
dùng cho siêu thị.
2. Mục tiêu của đề tài

- Xác định được loại nguyên liệu và chế độ công nghệ phù hợp sản xuất giấy
có độ bền cao dùng làm túi đựng hàng trong các siêu thị.
3. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu nguyên liệu sử dụng: gỗ lá kim, tre luồng.
- Nghiên cứu công nghệ nấu bột giấy đạt yêu cầu chất lượng
để sản xuất giấy
làm túi đựng hàng (mức dùng hóa chất, thời gian bảo ôn).
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất giấy đạt yêu cầu chất lượng để sản xuất giấy
làm túi đựng hàng và một số loại túi đựng hàng dùng trong các siêu thị.
- Sản xuất thử nghiệm 500 kg giấy dùng để làm túi đựng hàng trong các siêu
thị, gia công túi đựng hàng chịu được trọng lượng tới 3,0 kg.
4. Sản phẩm tạo ra và yêu cầu khoa học-kỹ
thuật, kinh tế-xã hội
- Xác lập được công nghệ sản xuất bột giấy từ nguồn nguyên liệu trong nước
thay thế cho nguyên liệu nhập khẩu để sản xuất giấy đạt yêu cầu làm túi dùng cho các
siêu thị.
- Xác lập được chế độ công nghệ sản xuất túi giấy đựng hàng trong các siêu thị
thay thế túi nylon nhằm giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
- Sản xuất thử nghiệm 500 kg giấy làm túi, và gia công 1.000 túi giấy
đựng
hàng dùng cho các siêu thị.


1
MỞ ĐẦU
Hàng ngày, dù mua những vật dụng nhỏ nhất như mấy quả cà, mớ rau, con cá
hoặc các vật dụng như quần áo, giày dép, mỹ phẩm v.v… hầu như tất cả các loại
hàng hóa đều được bao gói, đựng trong một dạng bao bì tiện dụng và bền chắc, đó là
những chiếc túi nylon. Hiện nay, hầu hết các siêu thị trong nước đều sử dụng túi
nylon làm từ PE (polyetylen), PS (polystyren), PP (polypropylen), PVC

(polyvinylclorit) làm túi đựng hàng. Túi nylon được làm từ những chất khó phân h
ủy,
muốn phân hủy túi nylon trong môi trường đất phải mất vài chục năm, thậm chí vài
trăm năm và lâu hơn thế tùy thuộc vào từng loại túi. Tuy nhiên, dù bị phân hủy và lẫn
vào đất thì chất nhựa PVC sẽ làm đất bị trơ, không giữ được nước và chất dinh dưỡng
cần thiết cho cây trồng. Bên cạnh đó, nếu xử lý túi nylon bằng phương pháp đốt cũng
không ổn vì túi nylon chứa hai chất PE và PP, khi đốt sẽ t
ạo thành khí CO
2
, CH
4
và
khí dioxin cực độc.
Hiện nay, để giảm thiểu việc nhập khẩu hạt nhựa PE và PP, người ta đã thu
mua và tái chế túi nylon. Tuy nhiên, việc tái chế cũng có nhiều bất cập: là người lao
động tiếp xúc trực tiếp với nhựa sức khỏe bị ảnh hưởng, môi trường xung quanh bị ô
nhiễm, chất lượng túi nylon tái chế rất kém, hơn nữa hiệu quả kinh tế không cao.
Không kể những tác hại môi trườ
ng các thế hệ sau phải gánh chịu, túi nylon còn gây
ra nhiều tác hại trước mắt, trực tiếp vào người sử dụng. Rác thải nhựa làm tắc các
đường dẫn nước thải gây ngập lụt cho đô thị, dẫn đến ruồi muỗi phát sinh, lây truyền
dịch bệnh…
Ở Việt Nam hiện nay có rất nhiều cơ sở sản xuất giấy bao gói, sử dụng nguyên
liệu chính là OCC (Old Corrugated Containers). Tuy nhiên, một vấn đề nảy sinh
đang
làm ảnh hưởng tới quá trình tái sử dụng xơ sợi tái sinh từ OCC là chất lượng xơ sợi
giảm đi sau mỗi lần tái sinh. Các kết quả nghiên cứu (17) cho thấy bột giấy sản xuất
theo các phương pháp hóa học trải qua các quá trình sấy, thủy hóa lặp lại sẽ bị xơ
cứng hay còn gọi là “sừng hóa” (Hornification) và giảm đáng kể về chiều dài xơ sợi
cũng như khả n

ăng tạo liên kết.
Do sử dụng nguồn nguyên liệu OCC và công nghệ sản xuất lạc hậu nên các
sản phẩm sản xuất được chỉ có thể sử dụng để làm giấy bao gói hoặc ghép với sản
phẩm từ nhựa cho sản xuất vỏ bao xi măng.

2
Trước thực trạng nêu trên việc nghiên cứu công nghệ sản xuất bột giấy từ
nguồn nguyên liệu trong nước để sản xuất đạt yêu cầu làm túi giấy là một việc làm
cần thiết và có ý nghĩa thực tế. Vì vậy, Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô được Bộ
Công Thương giao nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ năm 2009, thực hiện đề
tài: “Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu trong nướ
c cho sản xuất túi giấy đựng hàng
dùng cho siêu thị”.
Mục tiêu đề tài:
- Xác định được loại nguyên liệu và chế độ công nghệ phù hợp sản xuất giấy
có độ bền cao dùng làm túi đựng hàng trong các siêu thị.
Nội dung nghiên cứu:
- Nghiên cứu nguyên liệu sử dụng: gỗ lá kim, tre luồng
- Nghiên cứu công nghệ nấu bột giấy đạt yêu cầu chất lượng để sản xuất giấy
làm túi đựng hàng (mức dùng hóa ch
ất, thời gian bảo ôn).
- Nghiên cứu công nghệ sản xuất giấy đạt yêu cầu chất lượng để sản xuất giấy
làm túi đựng hàng và một số loại túi đựng hàng dùng trong các siêu thị (độ nghiền, tỷ
lệ phối trộn).
- Sản xuất thử nghiệm 500 kg giấy dùng để làm túi đựng hàng trong các siêu
thị, gia công túi đựng hàng chịu được trọng lượng tới 3,0 kg.

3
PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ TÚI GIẤY VÀ NGUYÊN LIỆU SỬ DỤNG
CHO SẢN XUẤT TÚI GIẤY
1.1 Tổng quan về túi đựng hàng dùng cho siêu thị
1.1.1 Túi đựng hàng siêu thị từ chất dẻo không phân hủy được bằng sinh học
Túi đựng hàng dùng cho siêu thị làm từ chất dẻo là loại túi phổ biến nhất ở
nước ta hiện nay. Túi nylon thường được sản xuất theo phương pháp đùn hoặc dán từ
các tấm màng mỏng bằng các loại vật liệu là chất dẻo như polyetylen (PE),
polystyren (PS), polypropylen (PP) hoặc các chất dẻo khác. Các chất dẻo PE, PS và
PP là các polyme được tổng hợp từ các monome là etylen, propylen và styren là các
sản phẩm thu nhận được trong quá trình chế biến dầu mỏ. Các loại polyme này có cấu
tạo hóa học tương đối đơn giản, có độ bền hóa học, độ bền điện tốt và không phân
hủy được bằng sinh học.
Túi nylon được biết đến như một vật dụng hết sức tiện lợi trong đời sống sinh
hoạt của ngườ
i dân. Vì thế, ai ai cũng dùng túi nylon để chứa đựng bất cứ thứ gì có
thể. Hầu hết các siêu thị, các chợ, trung tâm thương mại, các cửa hàng bách hóa, shop
thời trang v.v… đều sử dụng túi nylon. Ngoài ra, túi nylon còn được mọi người sử

dụng vào các mục đích khác nhau.
Theo kết quả khảo sát thực tế của Quỹ tái chế TP. HCM, tình trạng sử dụng túi
nylon trong cộng đồng hiện rất cao. Kết quả khảo sát cho thấy có đến 93% ngườ
i dân
khi đi mua hàng không mang theo túi đựng hàng vì chắc chắn rằng người bán sẽ cung
cấp, những người này cũng cho rằng mang theo túi đi mua hàng sẽ khá bất tiện. Mặt
khác, có đến 28% người dân vứt ngay túi nylon sau khi mua hàng về, một số người
khác giữ lại những túi còn sạch để đựng rác.
Việc sử dụng túi nylon tràn lan như hiện nay dẫn đến hậu quả môi trường đang
chịu sự tác động rất lớn củ
a loại rác thải nguy hiểm này. Theo ước tính của Bộ Tài
nguyên – Môi trường, trung bình mỗi ngày một gia đình Việt Nam sử dụng và thải ra
ít nhất một túi nylon (tương ứng với 5 g túi nylon). Trong khi việc sử dụng túi nylon
của một số nước trên thế giới ở Ireland 328 túi/người/năm, Australia 250
túi/người/năm, Scotland 153 túi/người/năm v.v… nghĩa là họ sử dụng chưa tới 1 túi
nylon/ngày. Con số thống kê trên phạm vi cả nước là khoảng 25 triệ
u túi/ngày (tương
ứng khoảng 80 tấn/ngày). Theo Phòng Quản lý chất rắn thuộc sở Tài nguyên và Môi

4
trường TP.HCM cho biết rác túi nylon hiện nay chỉ chiếm khoảng 5 ÷ 7% tổng lượng
rác thải các bãi rác của thành phố, lượng rác thải ở các bãi rác của thành phố khoảng
7.000 tấn/ngày. Như vậy mới chỉ có khoảng 35 – 40 tấn túi nylon được tập trung về
các bãi rác, số túi nylon còn lại hẳn đã bị vứt bừa bãi xuống sông, kênh, rạch của
thành phố. Trong đó khu vực sử dụng túi nylon nhiều nhất là chợ chiếm khoảng 70%,
kế đến là siêu thị 25% và cuối cùng là trung tâm thương mại 3%.
Tác hại của túi nylon đến sức khỏe và môi trường là điều mà đến 80% người
dân biết rõ. Không chỉ gây hại đến môi trường, mà túi nylon nếu không được sử dụng
đúng cách cũng gây hại cho chính người sử dụng. Hiện nay, túi nylon vẫn đang được
sử dụng phổ biến rộng rãi trong hầu hết các siêu thị, thói quen của cả người bán hàng

và người mua hàng. Không kể th
ực phẩm tươi sống, ăn liền hay các loại đồ dùng
hàng ngày, túi nylon đã dần trở thành thói quen khó bỏ của người nội trợ. Khoa học
khẳng định, các loại nhựa PE, PP v.v… hoàn toàn có thể đựng được thức ăn. Tuy
nhiên, chính các phụ gia mà nhà sản xuất đưa vào trong túi nylon như các chất hóa
dẻo, như chất TOCP (triortocresylphosphat), được xem là yếu tố gây độc nhiều nhất.
Đây là loại chất rất độc hại, nó sẽ làm tổ
n thương, thoái hóa thần kinh ngoại biên và
tủy sống. Chất BBP – một chất phtalat có thể gây độc cho tinh hoàn và gây ra một số
dị tật bẩm sinh nếu tiếp xúc với nó. Phthalates là chất được bổ sung vào nhựa PVC
thông thường để làm mềm sản phẩm, như túi nhựa dùng để đựng máu, huyết thanh,
áo mưa, đồ chơi trẻ em v.v…
Theo TS. Nguyễn Hữu Hoan, Trung tâm Phân tích và xử lý môi trường, Viện
Hóa học Công nghiệp cho biết các chất phụ gia được pha tr
ộn làm tăng thêm tính chất
đàn hồi, chống oxy hóa, kéo dài tuổi thọ của túi nylon được sử dụng nhiều nhất phải
kể đến một số chất muối hữu cơ của kim loại nặng như: thiếc hữu cơ, thiếc dibulyl
dilaurat, chì, thủy ngân, bột talc, amiăng, phấn viết v.v… Những chất độn trên
thường dễ tìm thấy trong nhựa PVC vì loại nhựa này khó định hình khi không có chất
hóa dẻo. Nế
u nhà sản xuất muốn giảm nguyên liệu, làm túi nylon mỏng đi thì sẽ cho
thêm phụ gia rẻ tiền. Thế nên túi nylon, đồ nhựa mỏng, đặc biệt là các loại túi nylon
màu, được pha thêm các chất màu hữu cơ. Đây là màu độc hại, khi sử dụng đựng
thực phẩm, đặc biệt là thực phẩm nóng, chua v.v… sẽ phai ra và gây nguy hại cho
sức khỏe người sử dụng (2).

5
Việc sử dụng túi nylon như hiện nay đã và đang gây ra những tác hại rất lớn
cho môi trường, bởi túi nylon lẫn vào đất có thể làm chận sự tăng trưởng của cây
trồng, ngăn cản oxy đi qua đất, gây xói mòn đất. Túi nylon làm tắc các đường dẫn

nước thải gây ngập (lụt) cho đô thị, dẫn đến ruồi muỗi phát sinh, lây truyền dịch bệnh
v.v… PGS.TS Ngô Quốc Quyền, Viện Hóa học (Viện KH và CN Vi
ệt Nam) cho biết
túi nylon bị chôn vùi xuống lòng đất làm lớp đất bị bít lại, bị xi măng hóa. Không chỉ
ảnh hưởng đến môi trường đất và nước, các nhà khoa học còn cho rằng từ từ đất và
nước bị ô nhiễm do túi nylon sẽ gián tiếp ảnh hưởng tới sức khỏe con người, thậm chí
ảnh hưởng trực tiếp. Theo GS. TSKH Phạm Ngọc Đăng, Chủ tịch Hội Môi trường
Xây dựng cho biết tác hại
đầu tiên của túi nylon là gây ô nhiễm đất và môi trường
nước. Túi nylon được làm từ những chất khó phân hủy, muốn phân hủy túi nylon
trong môi trường đất phải mất vài chục năm, thậm chí vài trăm năm và lâu hơn thế,
tùy thuộc vào từng loại túi nylon (2). Trong khi đó, hiện nay ở Việt Nam số lượng túi
nylon được tập trung về bãi rác chiếm tỷ lệ không cao. Số túi nylon còn lại thường bị
vứt xuống sông hồ, cống, rãnh, kênh, rạch v.v… gây
ảnh hưởng nghiêm trọng tới đất
và nước.
Các chuyên gia cũng cho rằng, việc xử lý túi nylon là một bài toán khó có lời
giải. GS. TS Phạm Ngọc Đăng khẳng định, nếu mang rác thải túi nylon đi chôn lấp
thì ảnh hưởng tới môi trường đất, nước do túi nylon khó phân hủy. Tuy nhiên, nếu
mang đi đốt sẽ tạo ra khí thải độc trong đó có cả chất độc dioxin gây ảnh hưởng đến
sức khỏe con người. Nguy hại hơ
n là hiểm họa từ các túi nylon tái chế. Rất nhiều túi
nylon tái chế từ rác thải, công đoạn tái chế xử lý rất thủ công, trong quá trình sản xuất
được trộn các hóa chất làm tăng độ dẻo và bền của sản phẩm, tiềm ẩn nhiều hóa chất
độc hại. Ngoài ra, chỉ riêng việc tái chế túi nylon để dùng đi dùng lại cũng mang
nhiều nguy cơ.
Đằng sau những chiếc túi nylon đủ màu sắc, nhiều kích cỡ
, nhiều dáng vẻ là cả
mối họa khôn lường. GS. TSKH Phạm Ngọc Đăng nhấn mạnh cứ giả sử mỗi hộ gia
đình Việt Nam một ngày dùng 1-2 túi nylon thôi, thì một ngày chúng ta đã thải ra môi

trường một lượng khổng lồ túi nylon. Đã đến lúc chúng ta phải thực sự đưa việc lạm
dụng túi nylon để bàn luận và tìm các giải pháp, hạn chế khắc phục việc sử dụng túi
nylon.
Hiện nay, việ
c thay thế sử dụng túi nylon bằng những vật liệu thân thiện với
môi trường đang được một số nước trên thế giới áp dụng. Thủ đô Dhaka của

6
Bangladesh là thành phố đầu tiên trên thế giới cấm sử dụng túi nylon từ năm 2002,
sau khi có quá nhiều túi nylon bị thải ra làm tắc nghẽn hệ thống thoát nước của thành
phố, dẫn đến lụt lội vào mùa mưa. Kế tiếp là Ireland, đánh thuế túi nylon kể từ năm
2002 nhằm giảm lượng tiêu thụ túi nylon 90%. Ở Đài Loan kể từ năm 2003, các cửa
hàng bách hóa và siêu thị buộc phải giảm dần số lượng túi nylon phát mi
ễn phí cho
khách hàng. Đã nhiều năm nay, phần lớn các siêu thị tại Hà Lan không phát túi nylon
khi bán hàng. Khách hàng được khuyến khích mua các túi đựng hàng lớn bằng nylon
tự phân hủy, túi giấy v.v có thể sử dụng được nhiều lần và nhận được sự ủng hộ,
hưởng ứng đông đảo của người dân. Từ ngày 1/7/2008, Trung Quốc chính thức cấm
sản xuất túi nylon loại 0,025 mm (loại mỏng nhất) và cấm các của hàng bán lẻ miễn
phí túi nylon cho khách hàng. Nhữ
ng chiến dịch “nói không với túi nylon” cũng diễn
ra ở Rwanda, Singapore, Israel, Tây Ấn Độ (1) v.v… Ở Việt Nam tại thành phố Hội
An kể từ ngày 9/9/2009 đã diễn ra lễ phát động “Ngày không túi nylon” hàng năm,
đây là sáng kiến của Trung tâm Hỗ trợ ứng phó biến đổi khí hậu và Báo Khoa học và
Đời sống.
Ưu điểm nổi bật của túi nylon là rẻ tiền (thông thường túi nylon được đóng gói
và bán theo kilôgam, mỗi kilôgam từ 50 ÷ 550 túi, giá cả cũng tùy từng loạ
i dao động
từ 15.000 đến 45.000 đồng/kg). Tuy nhiên, như đã nói ở trên, bên cạnh các ưu điểm
này thì túi nylon cũng có rất nhiều nhược điểm, gây ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp

đến người sử dụng, đặc biệt là không phân hủy được bằng sinh học gây ô nhiễm môi
trường đất và nước, nên hiện nay loại vật liệu này đang được nghiên cứu thay thế
bằng các loại vật liệu khác có nhi
ều tính năng ưu việt hơn.
1.1.2 Túi đựng hàng siêu thị từ chất dẻo phân hủy được bằng sinh học
Trong thời gian gần đây (từ năm 1990 của thế kỷ XX đến nay) có rất nhiều
công trình nghiên cứu về vật liệu sản xuất túi nylon và các vật dụng khác bằng chất
dẻo có thể tự phân hủy sinh học đã được công bố. Các bằng sáng chế của Mỹ số
US 2005043462 (14), US 2001003761 (15) và c
ủa Châu Âu EP 1491523 (16) v.v…
đã miêu tả các phương pháp sản xuất chất dẻo phân hủy sinh học được như axit
polylactic, đồng trùng hợp của axit lactic hoặc các axit hydrocarboxylic mạch thẳng
khác, polyeste của các rượu polyhydric mạch thẳng và các chất đồng trùng hợp của
tinh bột với rượu polyvinyl biến tính v.v…

7
Một số chất dẻo đã được triển khai sản xuất thành công và được thương mại
hóa với các nhãn hiệu như: “Biopol” của Hãng Zeneta K.K, “Mater-Bi” của Hãng
Nippon Synthenic Chemical Industry Co.,Ltđ; “Novol” của Werner Lambert
Corporation, “Praccel” của Daicel Chemical Industry v.v…
Ở nước ta, việc nghiên cứu và sản xuất túi nylon tự phân hủy thay thế túi
nylon gần đây mới bắt đầu. Một số nhà sản xuất đã quan tâm và sản xuất trong lĩnh
vực này như: Công ty sản xuất kinh doanh Người tàn tậ
t Hà Nội đã nhập một dây
chuyền sản xuất túi nylon tự phân hủy hiện đại của Đài Loan. Sản phẩm của Công ty
chủ yếu mới dừng lại ở những đơn đặt hàng của các bệnh viện lớn để đựng rác thải y
tế, vì loại túi này có giá thành cao. Cuối năm 2005, Công ty cổ phần văn hóa Tân
Bình (ALTA) đã đầu tư sản xuất bao bì nhựa tự hủy theo công nghệ hi
ện đại của
Canada. Ưu điểm của loại bao bì này là phân hủy trong vòng từ 3 tháng đến 3 năm và

khi phân rã sẽ lẫn với rác, đất không gây tác hại cho môi trường. Tuy nhiên, túi nylon
tự phân hủy có những hạn chế nhất định như giá thành cao (gấp 3-4 lần túi nylon bình
thường), túi không để được lâu.
Ưu điểm chính của vật liệu bằng chất dẻo phân hủy sinh học được là ít gây ô
nhiễm môi trường và có độ bền cơ lý
đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng. Tuy
nhiên, do giá thành cao nên cho tới nay các vật dụng bằng chất dẻo phân hủy sinh học
vẫn chưa được áp dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất, nhất là trong siêu thị, tiêu
dùng, Lâm nghiệp và Nông nghiệp.
1.1.3 Túi đựng hàng siêu thị từ xơ sợi tự nhiên (bột giấy)
Để giải quyết các vấn đề đặt ra đối với các loại vật liệu là chấ
t dẻo không phân
hủy và phân hủy được bằng sinh học đã nêu ở các phần trên, trên thế giới rất nhiều
nước đã quan tâm nghiên cứu và triển khai sản xuất túi giấy đựng hàng dùng cho siêu
thị từ vật liệu chính là xơ sợi xenluylô. Đây là loại xơ sợi tự nhiên, phân hủy dễ dàng
trong môi trường đất không những không gây hại mà còn có tác động tích cực làm
tăng độ phì nhiêu cho đất.
Hiện nay, túi giấy dùng cho siêu thị có nhiều ch
ủng loại và kích cỡ khác nhau
phụ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng và đặc tính của từng loại túi. Thông thường
túi giấy dùng cho siêu thị là: túi giấy không quai, túi giấy hai quai xách dạng xoắn,
túi giấy hai quai xách dạng phẳng, túi giấy in offset quai xách sợi tổng hợp v.v…

8

Hình 1. Hình ảnh một số loại túi giấy dùng cho siêu thị
Túi giấy dùng cho siêu thị thường sản xuất từ bột sunphát không tẩy trắng từ
gỗ lá kim, vì bột sunphát từ gỗ lá kim có độ bền cao phù hợp cho sản xuất túi giấy.
Ngoài ra, còn một số loại túi giấy sản xuất từ giấy nhiều lớp (giấy duplex lớp trong có
thể sản xuất từ nguyên liệu OCC, lớp ngoài sản xuất t
ừ bột sunphát tẩy trắng hoặc bột
sunphát không tẩy trắng), hoặc giấy có ngâm tẩm, tráng phủ v.v…
Độ bền của túi giấy dùng cho siêu thị phụ thuộc vào chất lượng giấy làm túi.
Ngoài ra, độ bền túi giấy còn phụ thuộc vào keo dán túi giấy. Keo dán túi giấy có độ
bám dính tốt, độ nhớt không cao nhưng nồng độ cao, đáp ứng yêu cầu cho dây
chuyền gia công túi giấy tốc độ cao. Keo dán túi giấy có khả năng tẩm ướt đề
u trên
giấy, mà không có sự khuếch tán xuyên qua giấy và sự loang ra của các mối dán, keo
dán có khả năng đóng rắn và khô nhanh để tránh sự dính giữa các túi giấy với nhau.
Keo dán túi giấy có khả năng đóng rắn ở nhiệt độ thường, độ bền của mối nối dán keo
phải tương đương hoặc lớn hơn độ bền của giấy làm túi (9).
Ưu điểm lớn nhất của túi giấy là sau khi sử d
ụng qua vài lần mà không thể sử
dụng được nữa, thì người sử dụng có thể thu gom lại, bán cho những người mua giấy
cũ, các túi giấy này sẽ được tận dụng để tái chế. Đây là một đặc tính có ý nghĩa cực

9
kỳ quan trọng và thiết thực, là nguyên liệu có giá trị để tái sinh dễ dàng thành các sản
phẩm giấy khác, hơn nữa nếu thải ra nó không gây ô nhiễm môi trường đất và nước.
1.1.3.1 Giới thiệu sơ lược về giấy làm túi
Hiện nay, trên thế giới thường sử dụng bột sunphát không tẩy trắng từ nguyên

liệu là gỗ kim (thông) cho sản xuất giấy làm túi. Vì bột sunphát từ gỗ lá kim có xơ sợi
dài, độ b
ền cao thích hợp cho sản xuất túi giấy. Để sản xuất túi giấy, thông thường
yêu cầu chất lượng bột giấy nấu theo phương pháp sunphát từ gỗ lá kim được đưa ra
trong bảng 1 (9).
Bảng 1. Tính chất cơ lý của bột giấy nấu theo phương pháp sunphát
không tẩy trắng từ gỗ lá kim
TT Hạng mục Giá trị
Chỉ tiêu sau nấu của bột giấy
1 Trị số kappa 34 ÷ 60
Tính chất cơ lý của bột giấy
2 Chiều dài đứt, (km) 9 ÷ 12
3 Độ bền xé, (G) 90 ÷ 130
4 Độ chịu bục, (kg/cm
2
) 2 ÷ 4
Hiệu suất nấu của bột sunphát không tẩy trắng để làm giấy bao bì từ gỗ lá kim
khoảng 48%, với hiệu suất này bột sunphát có chứa 5 ÷ 6% lignin và 10% pentozan.
Khi nấu bột giấy với hiệu suất cao hơn đến 54% thì hàm lượng lignin trong bột khá
cao (7 ÷ 15%), hiệu suất bột sống tăng, bột giấy sunphát cứng hơn làm giảm độ bền
xé, độ bền gấp và làm giảm các tính chất sử dụng của túi giấy.
Ảnh hưởng của hiệu
suất cao là gây cho xenluylô có độ cứng cao hơn, diện tích bề mặt ngoài xơ sợi nhỏ
hơn (khoảng 1,5 ÷ 2 lần) và giảm lực liên kết giữa các xơ sợi khoảng 66 ÷ 75% so
với cùng một điều kiện nghiền bột giấy (9).
Với mục tiêu tăng thêm nguồn nguyên liệu sử dụng ngoài gỗ lá kim cho sản
xuất túi giấy đã có một số công trình nghiên cứu sử d
ụng nguyên liệu cây Tùng,
nhưng không mang lại kết quả khả quan. Chất lượng bột giấy từ gỗ cây Tùng có độ
bền cơ lý (độ bền kéo, độ bền gấp) thấp hơn so với bột giấy từ cây Thông (9).

Để sản xuất bột giấy cho sản xuất túi giấy không sử dụng gỗ lá rộng vì xơ sợi
của loại nguyên liệu này ngắn và độ bền cơ lý của b
ột giấy thấp hơn nhiều so với gỗ
lá kim. Nhiều khi thiếu bột giấy gỗ lá kim người ta sử dụng một phần bột giấy gỗ lá

10
rộng như gỗ bạch dương, nhưng tỷ lệ phối trộn bột giấy từ gỗ bạch dương không vượt
quá 20% trong hỗn hợp thành phần bột giấy sản xuất túi giấy (9).
Giấy để làm túi nhiều lớp là một trong các loại giấy có độ bền cao và được sản
xuất phổ biến. Yêu cầu chất lượng đối với loại giấy làm túi phải tính đến các đ
iều
kiện gia công túi và sử dụng túi. Tuy nhiên, việc sản xuất loại giấy đáp ứng tất cả các
yêu cầu là không thể và không hợp lý.
Giấy làm túi có gần 20 loại: giấy không tẩm định lượng 60 ÷ 120 g/m
2
từ bột
sunphát không tẩy trắng và có độ bền kéo cao, giấy tẩm nhựa đường, giấy phủ
polyetylen v.v… Một số loại giấy gia công bề mặt với mục đích làm tăng độ thẩm
thấu khí, nước và hơi.
Một số loại giấy đặc chủng khác, vì chúng có các tính chất bảo vệ đặc biệt,
hoặc có tính chất in tốt, hoặc có độ bền rất cao. Chúng được sản xu
ất theo đơn đặt
hàng riêng biệt, giấy có đặc tính bảo vệ, được sử dụng chỉ để làm lớp ngoài hoặc lớp
bên trong của túi (bao bì). Giấy không tẩm được sử dụng trong tất cả các loại giấy túi.
Hiện nay, trong thực tế có khoảng 20 loại giấy làm túi được sản suất:
+ Giấy không ngâm tẩm, định lượng giấy là 70, 80, 90 g/m
2
được làm từ bột
sunphát không tẩy, hoặc từ bột sunphát tẩy trắng nhẹ.
+ Giấy nhẵn một mặt định lượng 45 ÷ 50 g/m

2
dùng để dán đúp hai lớp
+ Giấy không ngâm tẩm làm nhăn dạng vi sóng, định lượng 70 ÷ 120 g/m
2
+ Giấy không ngâm tẩm làm nhăn nhẹ trên trục ép máy xeo
+ Giấy tẩm nhựa đường
+ Giấy đúp nhựa đường (2 lớp với định lượng 50 g/m
2
, dán bằng nhựa đường)
+ Giấy phủ tẩm dầu bóng
+ Giấy phủ polyetylen 10 ÷ 40 micron
+ Giấy phủ PVC 20 ÷ 40 micron
+ Giấy phủ polyvinylidenclorua
+ Giấy phủ paraphin hoặc sáp
+ Giấy phủ bằng hỗn hợp sáp và copolyme etylen
+ Giấy chống dính (phủ silicon)
+ Giấy dán với màng lưới

11
+ Giấy dán với màng nhôm
+ Giấy dán với màng chất dẻo (polyetylen, polypropylen)
+ Giấy hai lớp không tẩm, lớp ngoài từ bột sunphát tẩy trắng, lớp trong từ bột
sunphát không tẩy trắng.
Tùy thuộc vào yêu cầu của sản phẩm, yêu cầu của người tiêu dùng, tính năng
của túi đựng hàng mà giấy làm túi có thể là giấy một lớp hoặc giấy nhiều lớp khác
nhau. Tuy nhiên, các loại giấy làm túi cần phải có độ bền cần thiết,
độ dẻo và độ
đồng đều cao nhất có thể.
Bảng 2. Tính chất cơ lý của giấy làm túi (9)
Định lượng giấy, (g/m

2
)
TT Các chỉ tiêu
68 ÷ 75 76 ÷ 82
1 Độ bền kéo, (kG)
Chiều dọc 7,5 – 10,5 8,5 – 11,5
Chiều ngang 3,5 – 5,5 3,5 – 6,0
2 Độ giãn dài, (%)
Chiều dọc 2,2 – 3,3 2,0 – 3,0
Chiều ngang 3,3 – 6,5 3,0 – 6,0
3 Độ bền xé, (G)
Chiều dọc 80 - 110 90 – 120
Chiều ngang 90 - 120 100 - 140
4 Độ bền gấp, lần gấp kép
Chiều dọc 2500 - 5500 3000 – 4500
Chiều ngang 1500 - 3000 1000 – 2500
5 Độ chịu bục, (kG/cm
2
) 2,2 – 3,0 2,4 – 3,4
6 Độ thấu khí, (ml/phút) 200 - 600 200 - 850
7 Độ gia keo, (mm) 1,5 – 2,0 1,5 – 2,0
Độ bền của giấy làm túi phụ thuộc vào nguyên liệu sử dụng và công nghệ sản
xuất, ngoài ra còn phụ thuộc vào độ ẩm và nhiệt độ của môi trường xung quanh. Phần
lớn độ ẩm được giấy hấp thụ từ 2 ÷ 3 giờ đầu tiên, để giấy đạt độ ẩm cân bằng có thể
đến 48 ÷ 72 giờ. Tuy nhiên, độ ẩm của giấy còn phụ thuộc vào điều kiện tu
ần hoàn
không khí, độ nghiền của bột giấy, định lượng giấy, sự bổ sung các chất kỵ nước vào
giấy và gia công bề mặt giấy bằng nhựa đường và polyetylen v.v… những chất đó
làm chậm quá trình hút ẩm.

12
Theo các kết quả nghiên cứu của Kh.Iacobxen thì sự hút ẩm xảy ra nhanh hơn
nhiều so với sự thoát ẩm. Sự hút ẩm của giấy kèm theo là sự thay đổi kích thước và
sự phá hủy cấu trúc tờ giấy, trương nở chiều dài xơ sợi khoảng 1%, nhưng bề rộng có
thể tăng gấp 20 lần.
Thông thường nguyên liệu dùng cho sản xuất giấy làm túi dùng cho siêu thị
thường sản xuất từ bộ
t nguyên thủy, không dùng bột giấy tái sinh. Vì chất lượng bột
giấy tái sinh như (giấy loại OCC) không đảm bảo chất lượng và vệ sinh an toàn khi
đựng hàng dùng cho siêu thị.
1.1.3.2 Giới thiệu sơ lược về gia công túi giấy
a. Gia công túi giấy bằng phương pháp thủ công
Quá trình sản xuất giấy có thể cơ giới hóa và tự động hóa phần lớn các công
đoạn bằng các thiết bị máy móc thông dụng trong ngành giấy.
Quá trình gia công túi giấy thường được thự
c hiện theo một số giai đoạn như
cắt giấy, in logo, gấp nếp túi giấy, dán túi giấy và dán quai túi giấy. Giai đoạn gấp
nếp túi giấy có thể tiến hành bằng máy bế thay cho công đoạn thủ công làm bằng tay.
b. Gia công túi giấy bằng dây chuyền sản xuất công nghiệp.
Trên các dây chuyền sản xuất công nghiệp của Trung Quốc, Nhật Bản hầu hết
các công đoạn trong quy trình sản xuất đều đượ
c cơ giới hóa và tự động hóa điều
khiển bằng hệ thống máy tính PLC, hiển thị màn hình, môtơ servo điều chỉnh kích
thước túi giấy. Hệ thống dây chuyền hoạt động ổn định, dễ thao tác, bảo trì, tự động
công đoạn bế, gấp, dán keo. Hiện nay, dây chuyền công nghiệp sản xuất túi giấy
thường có hai loại: dây chuyền sản xuất túi giấy từ cuộn giấy, dây chuy
ền sản xuất túi
giấy từ tờ rời. Dây chuyền sản xuất túi giấy từ cuộn giấy tiết kiệm được chi phí cắt tờ,
dùng hệ thống nâng hạ thủy lực cuộn giấy, năng suất máy sản xuất túi giấy cao hơn
so với dây chuyền sản xuất túi giấy từ tờ rời.

Một số tham số kỹ thuật của máy làm túi giấy ZD-F17A loại làm từ
cuộn giấy
ra túi giấy do Trung Quốc sản xuất: Độ rộng cuộn giấy: 600 ÷ 1190 mm, độ dài túi
giấy: 280 ÷ 480 mm, độ rộng túi giấy: 245 ÷ 435 mm, độ rộng đáy túi giấy: 40 ÷ 150
mm, định lượng giấy: 60 ÷ 175 g/m
2
, tốc độ làm túi giấy: 40 ÷ 100 chiếc/phút.


13
1.1.4 Xu thế sử dụng túi giấy dùng cho siêu thị
Qua các kết quả tham khảo tài liệu trong nước và trên thế giới cho thấy túi
nylon mặc dù có nhiều ưu điểm như rẻ tiền, hết sức tiện dụng và bền chắc, công nghệ
sản xuất tương đối đơn giản nhưng nhược điểm lớn nhất và quan trọng nhất là gây ô
nhiễm môi trường sinh thái nên trong những năm gần đây trên th
ế giới túi nylon bằng
vật liệu PE, PP, PS đã được thay thế dần bằng túi được sản xuất từ các loại vật liệu
phân hủy được bằng sinh học.
Các loại vật liệu tổng hợp phân hủy được bằng sinh học là loại vật liệu quý do
vừa không gây hại cho môi trường vừa có các tính năng đáp ứng được các yêu cầu
của người sử dụng. Các loại vật li
ệu này hiện đang là mục tiêu của các chương trình
trọng điểm của các trung tâm nghiên cứu trên thế giới. Tuy nhiên, trong thời điểm
hiện nay và trong tương lai gần do giá thành cao nên các loại vật liệu này chưa được
sản xuất và sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày nhất là trong lĩnh vực siêu thị
cũng như bán lẻ nói chung.
Xu hướng nghiên cứu và triển khai sản xuất công nghiệp túi của thế giới cũ
ng
như ở trong nước đang tập trung vào nguồn nguyên liệu có thể tái sinh, có trữ lượng
dồi dào trong tự nhiên và quan trọng nhất là có thể phân hủy được bằng sinh học và

không gây ô nhiễm môi trường sinh thái đó là xơ sợi xenluylô.
Hiện nay, trên thế giới cũng như trong nước đặc biệt quan tâm đến công tác
bảo vệ môi trường sinh thái, phát triển bền vững, việc sử dụng các loại vật liệu thân
thiện với môi tr
ường là xu thế quan trọng trong đời sống sinh hoạt cũng như trong sản
xuất kinh doanh, trong đó vật liệu bao bì, đóng gói là rất đáng kể. Vì vậy, việc thay
thế sử dụng túi nylon bằng những vật liệu thân thiện với môi trường như túi giấy để
giảm thiểu ô nhiễm môi trường đang được một số nước trên thế giới áp dụng với
nhiều biện pháp khác nhau.
1.2 Nguyên liệu s
ử dụng trong quá trình sản xuất túi giấy dùng cho siêu thị
1.2.1 Giấy loại OCC
Trên thế giới, OCC là vật liệu được thu hồi và tái chế nhiều nhất trong số các
sản phẩm giấy và cáctông đã qua sử dụng (khoảng 49-51% so với lượng giấy và
cáctông thu hồi được). Hiện nay OCC chủ yếu được sử dụng làm nguyên liệu trong
quá trình sản xuất giấy bao gói, cáctông lớp mặt (kraft liner), lớp sóng cho cáctông
sóng (corrugated medium) và các lớp đệm, lớp đế cho cáctông nhiề
u lớp (multi-

14
plyboard). Tỷ lệ sử dụng xơ sợi OCC có thể thay đổi từ mức tương đối thấp (< 20%)
trong giấy bao gói và kraft liner, đến rất cao (khoảng 80%) trong test liner, thậm chí
tới 100% trong một số chủng loại sản phẩm giấy và cáctông chất lượng thấp.
Công nghệ tái chế OCC nhằm thu hồi xơ sợi cho sản xuất giấy và cáctông bao
gói chủ yếu sử dụng các phương pháp cơ học, qua một số công đo
ạn đánh tơi, sàng
chọn, lọc cát sơ bộ, nghiền, sàng tinh và lọc cát nồng độ thấp trước khi xeo tạo thành
sản phẩm.
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học
kỹ thuật, để tăng giá trị sử dụng OCC các thiết bị phân tách xơ sợi dài, xơ sợi ngắn từ

nguyên liệu này đã được nghiên cứu và áp dụng vào trong công nghiệp. Xơ s
ợi dài
sau khi tách thường được dùng cho sản xuất lớp mặt của cáctông sóng. Có thể nói,
với quy trình sản xuất tương đối đơn giản, giá nguyên liệu thấp hơn nhiều so với bột
nguyên thuỷ, nên OCC ngày càng có vị trí quan trọng trong công nghiệp sản xuất
giấy và cáctông.
Mặc dù OCC có nhiều ưu điểm như vậy nhưng một vấn đề quan trọng nảy
sinh làm ảnh hưởng tới quá trình tái sử dụng loạ
i nguyên liệu này: chất lượng của xơ
sợi từ OCC giảm đi sau mỗi lần tái sinh, đặc biệt là các chỉ tiêu liên quan đến độ bền
nén, độ bền xé và khả năng thoát nước. OCC thường chứa rất nhiều tạp chất đặc biệt
là các tạp chất có khả năng kết dính cao gây nhiều khó khăn cho quá trình sản xuất
như làm rách giấy, dính lên chăn và lưới, trục ép, lô sấy.v.v. nên bột từ OCC thường
được xử lý cơ nhiệt nhằm loại bớt các tạp chất này.
Các kết quả nghiên cứu cho thấy trải qua nhiều lần sử dụng và tái sinh, các
quá trình sấy, thuỷ hoá lặp đi lặp lại sẽ làm cho xơ sợi bị xơ cứng (sừng hoá) và giảm
đi đáng kể về chiều dài cũng như khả năng tạo liên kết.
Hiện tượng sừng hoá được đặc trưng b
ằng mức độ giảm sút khả năng lưu giữ
nước của xơ sợi qua các chu kỳ tái sinh (6) :
S = [(WRV
0
– WRV
1
)/WRV
0
] x 100%
Trong đó:
S : Mức độ sừng hoá, (%)
WRV

0
: Khả năng lưu giữ nước của bột hoá mới
WRV
1
: Khả năng lưu giữ nước của bột sau sấy và tái đánh tơi

15
Hiện tượng sừng hoá xuất hiện trong mạng các vách tế bào của xơ sợi hoá học.
Trong quá trình sấy giấy, các vách tế bào đã phân lớp một phần (chổi hoá trong quá
trình nghiền) liên kết chặt chẽ với nhau bằng liên kết hyđrô. Khi đánh tơi và nghiền
trong môi trường nước, xơ sợi khó phân tán hơn do một số liên kết hyđrô tạo ra
không phân huỷ được. Xơ sợi tái sinh trở nên cứng và giòn hơn xơ s
ợi mới. Mặt
khác, do một phần liên kết hyđrô tạo ra giữa các xơ sợi trong quá trình sấy không
phân huỷ được nên xơ sợi không hoàn toàn duỗi thẳng khi đánh tơi và nghiền làm
cho kích thước xơ sợi tái sinh không đạt được kích thước ban đầu của xơ sợi mới.
Như vậy, sau mỗi lần tái sinh, xơ sợi không còn giữ được độ bền và một số
tính chất cơ lý ban đầu. Việc s
ử dụng các phương pháp xử lý hoá học và cơ học nhằm
phục hồi các tính năng tạo giấy của xơ sợi tái sinh là giải pháp hiện đang được các
nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu. Tuy nhiên, hiện tại nhằm đảm bảo tính ổn
định tính chất cơ lý của sản phẩm giấy, cáctông, giấy bao gói trong quá trình sản xuất
vẫn phải phối trộn một lượng nhất định với bột kraft vào hỗn h
ợp bột OCC.
1.2.2 Bột giấy kraft
Sự xuất hiện của phương pháp kiềm là rất sớm, từ những năm 50 sau công
nguyên, khi những người Ảrập học được nghề làm giấy từ Trung Quốc, họ đã dùng
dung dịch kiềm để xử lý các nguyên liệu thực vật trước khi đem sản xuất giấy. Năm
1879 Dahl một nhà khoa học người Đức đã phát minh ra phương pháp nấu sunphát.
Tuy nhiên, thờ

i kỳ đầu của quá trình ứng dụng công nghiệp của công nghệ gặp rất
nhiều khó khăn và diễn ra tương đối chậm do bột giấy có màu đen và khó tẩy trắng
hơn so với bột nấu theo phương pháp xút hay sunphít. Mãi đến năm 1885 một nhà
máy đầu tiên sản xuất bột giấy theo phương pháp này mới được xây dựng và đi vào
vận hành ở Thụy Điển.
Ngoài phương pháp nấu bột sunphát gián đ
oạn truyền thống, để sử dụng một
cách hiệu quả nguồn nhiệt lượng trong quá trình sản xuất, phương pháp nấu bột
sunphát liên tục cũng đã được đưa vào áp dụng công nghiệp từ rất sớm. Kể từ giữa
những năm 80 của thế kỷ 20, để giảm chi phí sản xuất, tăng khả năng cạnh tranh của
sản phẩm, giảm thiểu ô nhi
ễm môi trường, các công ty sản xuất thiết bị, các nhà máy
bột giấy và giấy đã liên tục áp dụng những thành tựu của khoa học kỹ thuật hiện đại
vào sản xuất công nghiệp nhờ đó nhiều công nghệ nấu bột sunphát cải tiến lần lượt
xuất hiện. Công nghệ nấu bột sunphát gián đoạn cải tiến (nấu RDH, nấu Superbatch,

16
nấu Enerbatch). Công nghệ nấu bột sunphát liên tục cải tiến (nấu sunphát liên tục cải
tiến MCC, nấu sunphát liên tục cải tiến tăng cường EMCC v.v… ).
Các công nghệ nấu bột cải tiến này đều dựa trên nguyên lý điều chỉnh nồng độ
kiềm hoạt tính trong suốt quá trình nấu. Ưu điểm chủ yếu của các cải tiến này là tăng
tính lựa chọn của quá trình tách loại lignin: bột thu nhận
được có trị số kappa thấp
hơn trong khi hiệu suất bột và độ bền cơ lý của bột tương đương với bột nấu theo
phương pháp sunphát truyền thống. Ngoài ra, hiệu quả kinh tế của phương pháp nấu
bột sunphát cải tiến cao hơn so với phương pháp nấu bột sunphát truyền thống do
nhiệt lượng được sử dụng tiết kiệm hơn và tận dụng các hóa chất nấ
u dư trong quá
trình nấu bột giấy.
Tuy nhiên, có thể khẳng định rằng bản chất hóa học của quá trình nấu bột

sunphát rất ít thay đổi trong các phương pháp nấu cải tiến so với nấu truyền thống.
Hơn nữa, chất lượng của bột giấy nấu theo phương pháp truyền thống hoàn toàn
không thấp hơn so với nấu cải tiến. Do đó, phương pháp nấu bột sunphát gián đoạn
truy
ền thống vẫn thường được các phòng thí nghiệm trên thế giới áp dụng cho các
quá trình nghiên cứu nấu bột giấy.
1.2.2.1 Nguyên liệu gỗ sử dụng trong sản xuất bột giấy kraft
Trên thế giới hiện nay nguyên liệu xơ sợi thực vật đang được sử dụng để sản
xuất bột giấy là gỗ rừng trồng như: gỗ thông, gỗ keo các loại, gỗ mỡ, bồ đề
, bạch đàn,
tre nứa, luồng .v.v. Theo các tài liệu tham khảo (9) đối với sản xuất bột hóa học dùng
cho sản xuất túi giấy thông thường nguyên liệu được sử dụng là gỗ lá kim.
a, Gỗ thông:
Ở nước ta thông được trồng chủ yếu ở Lâm Đồng và một số ít đang được trồng
ở Vĩnh Phúc, Quảng Trị, Kontum, Thuận Hải, Tuyên Quang .v.v… Gỗ thông có ưu
điểm là cho xơ sợi dài, chất l
ượng bột giấy tốt. Hiện nay một số giống thông đang
được trồng như: thông 3 lá, thông 2 lá, thông mã vĩ và thông nhựa, thông caribê. Các
khảo sát về lâm sinh cho thấy cây gỗ thông thích hợp trồng ở khu vực Lâm Đồng.
Cây sinh trưởng nhanh về đường kính và chiều cao, thân thẳng, cành nhánh nhỏ, mấu
mắt ít so với gỗ thông trồng ở Vĩnh Phúc, Quảng Trị cây chỉ phát triển được vài năm
đầu sau đó sinh trưởng chậm, sâu bệnh, tán bằng cành nhánh nhiề
u. Về đường kính
ngang ngực thông caribea 12 tuổi ở Lâm Đồng tương đương với cây 18 tuổi ở Quảng

17
Trị (D
1,3
= 22,2cm), cao hơn cây 15 tuổi ở Vĩnh Phúc (D
1,3

= 19,0 cm) và chiều cao
của cây cũng tương tự như vậy. Các kết quả phân tích về hình thái xơ sợi cũng khẳng
định không chỉ loài thông caribê mà còn thông 2 lá và thông 3 lá đều rất thích hợp
cho khu vực Lâm Đồng.
Khi nghiên cứu về thành phần hóa học cho thấy hàm lượng xenluylô của gỗ
thông trong khoảng 44-52%, lignin khoảng 26-33% tùy thuộc vào từng vùng lập địa.
Từ kết quả nghiên cứu (7) cho thấy rất ít loại thông và vùng trồng thích hợp cho sản
xuấ
t nguyên liệu giấy, chủ yếu là các tỉnh phía nam do có điều kiện khí hậu phù hợp.
Theo danh mục các loài cây chủ yếu cho trồng rừng sản xuất theo 9 vùng sinh thái
lâm nghiệp đối với gỗ thông: thông caribê, thông 3 lá được chỉ định trồng Bắc Trung
Bộ, Nam Trung Bộ, vùng Tây Nguyên, vùng Nam Trung Bộ (quyết định số
16/2005/QĐ-BNN ngày 15 tháng 03 năm 2005).
b, Luồng:
Cây luồng có đường kính trung bình 7-8cm, chiều cao từ 6-7m, trọng lượng
cây khoảng 15-18kg, chu kỳ khai thác 3-4 năm. Khi phân tích các thành phần hóa học
cho thấy, hàm lượng xenluylô cao hơn hẳn so với các loại tre nứa thông thường và
các loại gỗ đạt tới 50%, chiều dài xơ sợi đạt mức trung bình 1,89-2,01 mm (5). Luồng
sinh trưởng tốt các địa hình vùng đồi trên độ cao dưới 800m so với mặt biển, nơi đất
bằng, chân đồi hoặc sườn thoải có độ dốc vừa phải (dưới 300m). Luồng thường được
trồng trên đất feralit phát triển trên đá poocphia, đá vôi, phi
ến thạch, phillit, hoặc phù
sa có độ sâu 50-150 cm hoặc cao hơn. Thành phần cơ giới thường là sét pha nặng đến
sét trung bình, độ ẩm 80-90%, màu đất vàng hoặc vàng đỏ, pH(H
2
O) = 4,6-7, hàm
lượng P
2
O
5

và K
2
O dễ tiêu thường nghèo, hàm lượng chất hữu cơ trong đất thấp.
Luồng có thể mọc tự nhiên hoặc trồng thành từng cụm phân tán ở các huyện
ven sông Mã thuộc tỉnh Sơn La. Các huyện phía tây tỉnh Thanh Hóa như Quan Hóa,
Lang Chánh, Bá Thước, Ngọc Lạc là vùng trồng luồng tập trung nhất. Tổng diện tích
rừng trồng luồng của Thanh Hóa trên 50.000 ha. Tới nay luồng đã được trồng ở một
số vùng như: Yên Bái, Nghệ an, Hòa Bình v.v… đề
u sinh trưởng và phát triển bình
thường.
Hiện nay, cây luồng đã được đưa vào danh sách cây chủ yếu cho trồng rừng
sản xuất ở các vùng: Vùng Tây Bắc, vùng Trung Tâm, vùng Bắc Trung bộ (quyết

18
định số 16/2005/QĐ-BNN và quyết định số 13/2005/QĐ-BNN ngày 15 tháng 03 năm
2005).
1.2.2.2 Phương pháp nấu sunphát (kraft)
Quá trình nấu bột hóa học dựa trên nguyên tắc phân hủy, hòa tan đủ lượng
lignin và các tạp chất khác để xơ sợi xenluylô trong mảnh nguyên liệu có thể tách rời
nhau mà không làm ảnh hưởng đến độ bền vật lý của chúng. Có hai giai đoạn chính
xảy ra trong quá trình nấu bột hóa học:
- Giai đoạn thẩm thấu hóa chất: Giai đoạn này m
ảnh được bão hòa bởi lượng
dịch chứa hóa chất trước khi phản ứng tách loại lignin bắt đầu.
- Giai đoạn nấu bột: Các phản ứng hóa học phân hủy, hòa tan lignin và một số
hợp chất hữu cơ khác, phản ứng này chủ yếu xảy ra ở nhiệt độ tương đối cao (150 ÷
180
0
C).
Các phương pháp nấu bột thông dụng nhất hiện nay là nấu sunphát (nấu bột

kraft), nấu sunphít và nấu xút. Phương pháp nấu xút được dùng chủ yếu để nấu các
loại cây nguyên liệu hàng năm như: rơm rạ, bã mía. Phương pháp nấu sunphít hóa
chất nấu thông thường là hỗn hợp NaHSO
3
, SO
2
, H
2
SO
3
, Na
2
SO
3
. Tuy nhiên, nấu
theo phương pháp sunphít có yêu cầu tương đối khắt khe về nguyên liệu đầu vào
(không nấu được nguyên liệu nhiều nhựa), độ bền của bột tương đối thấp, ô nhiễm
không khí do phát thải khí SO
2
và các hợp chất của lưu huỳnh. Do vậy, phương pháp
nấu sunphít hiện nay rất ít được sử dụng trên thế giới. So với phương pháp sunphít,
công nghệ nấu bột sunphát có các ưu điểm:
- Có thể dùng nấu hầu như tất cả các loại nguyên liệu
- Thời gian nấu tương đối ngắn
- Chất lượng bột cao
- Hiệu quả thu hồi hóa chất cao
Ngày nay, công nghệ nấu kraft là công nghệ nấ
u bột chủ yếu và chiếm tới 80%
tổng sản lượng bột giấy trên thế giới. Chỉ có khoảng 10% tổng sản lượng bột giấy
được sản xuất theo công nghệ nấu sunphít, 5% được sản xuất theo công nghệ nấu xút.

Lượng sản phẩm còn lại được sản xuất theo các công nghệ nấu bột khác.


19








Hình 2. Sơ đồ công nghệ sản xuất bột giấy theo phương pháp sunphát

Kết luận và định hướng nghiên cứu
Kết quả nghiên cứu tổng quan cho thấy:
+ Hiện nay, túi nylon được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống hàng ngày nhất là
trong lĩnh vực siêu thị cũng như bán lẻ nói chung với nhiều ưu điểm như rẻ tiền, hết
sức tiện dụng và bền ch
ắc nhưng có nhược điểm là gây ô nhiễm môi trường.
+ Ở trong nước giấy bao gói chủ yếu được sản xuất từ OCC. Do tái chế sử
dụng nhiều lần nên chất lượng bột giấy từ OCC giảm, không cho phép sản xuất được
các loại giấy bao gói chất lượng cao nói chung, cũng như sản xuất túi giấy dùng cho
siêu thị.
+ Với mục tiêu sản xuất bột giấy có độ bền cao phù h
ợp cho sản xuất túi giấy
từ nguồn nguyên liệu trong nước, nhóm đề tài tập trung nghiên cứu sản xuất bột giấy
từ các loại nguyên liệu thông dụng ở nước ta là gỗ thông và tre luồng. Phương pháp
công nghệ được sử dụng trong nghiên cứu là phương pháp nấu bột sunphát (Kraft) từ
hai loại nguyên liệu trên. Chất lượng bột giấy thu nhận được (hiệu suất, độ bền cơ lý

của bột gi
ấy và giấy) từ hai loại nguyên liệu sẽ được so sánh. Nguyên liệu nào có quy
trình công nghệ sản xuất đơn giản, chi phí sản xuất thấp, khả năng cung cấp nguyên
liệu dồi dào, chất lượng bột giấy đạt yêu cầu đề ra sẽ được sử dụng trong nghiên cứu
sản xuất thử nghiệm.




Bóc vỏ Chặt mảnh Sàng mảnh Nấu bột
Đánh tơi
Rửa bột
Sàng bột
SX giấy
Bốc hơi Lò đốt thu hồi Xút hóa

20
PHẦN II
NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên liệu, hoá chất và thiết bị nghiên cứu
2.1.1 Nguyên liệu
Nguyên liệu được dùng để nghiên cứu là gỗ thông caribê (17 tuổi) lấy ở Trung
tâm Khoa học Sản xuất Đông Bắc Bộ - Đại Lải – Vĩnh Phúc, nguyên liệu luồng (4
tuổi) lấy ở Công ty nguyên liệu giấy Thanh Hóa, xã Ngọc Lặc, huyện Ngọc Lặc, tỉnh
Thanh Hóa.
Mỗi loại nguyên liệu lấy 3 cây đại diện, mỗi cây lấy 3 đoạn gố
c, giữa và ngọn,
mỗi đoạn dài 1 ÷ 1,2 m.
Mẫu sau khi lấy được vận chuyển tới phòng thí nghiệm, được cưa rồi chẻ

thành những mảnh nhỏ có kích thước: 25 x 20 x (2-3) mm. Sau đó, mảnh được phơi
khô, loại bỏ cát sạn và mảnh không hợp cách còn sót lại. Mảnh sau đó được cho vào
túi nilon bảo quản, giữ đồng ẩm và xác định độ khô trước khi tiến hành thí nghiệm.
2.1.2 Hoá chất
Hoá chất sử dụ
ng chính trong nghiên cứu là hoá chất công nghiệp: NaOH độ
thuần 95-98%, Na
2
S độ thuần 60%. Các hoá chất phân tích khác dạng tinh khiết.
2.1.3 Thiết bị
- Nồi nấu bột thí nghiệm thể tích 4,5 lít gia nhiệt trực tiếp bằng điện
- 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 xu
ất
- Máy đo độ bền kéo và độ bền nén vòng Housfield sản xuất tại Anh.
- Cân điện tử Metler độ chính xác ±0.0001g của Thụy Sĩ




21
2.2 Phương pháp nghiên cứu
2.2.1 Mô tả phương pháp nghiên cứu
* Quá trình nấu bột giấy:
Các mẻ nấu được thực hiện trong nồi nấu thí nghiệm đứng dung tích 4,5 lít,
gia nhiệt bằng điện. Mỗi mẻ nấu sử dụng 700 g dăm mảnh khô tuyệt đối. Mỗi loại

nguyên liệu được tiến hành nấu 02 lần, kết quả lấy giá trị trung bình.
* Quá trình nghiền bột giấy:
Bột giấy sau nấ
u được rửa và xả qua hai lưới mắt ≠40, ≠80 . Phần bột giấy qua
lưới ≠40 (hợp cách) đem đi nghiền tiếp ở máy nghiền Hà Lan 4,5lít với nồng độ bột
giấy nghiền 2% để đạt đến độ nghiền yêu cầu.
* Xeo mẫu giấy thí nghiệm:
Bột giấy sau nghiền được xeo thành mẫu giấy thí nghiệm với định lượng 70
g/m
2
trên máy xeo Rapid-Kothen để xác định tính chất cơ lý của bột giấy .
2.2.2 Phân tích thành phần hoá học nguyên liệu.
Thành phần hoá học của nguyên liệu được xác định theo các tiêu chuẩn sau:
Xenluylô : Kiurscher-Hoffer
Lignin : TAPPI-13
Pentozan : TAPPI-19, Bromít-bromát
Các chất tan trong
+ Axeton : TAPPI T-280
+ NaOH 1% : TAPPI T-212
+ Nước nóng : TAPPI T-207
+ Nước lạnh : TAPPI T-207
2.2.3 Phân tích tính chất cơ lý của bột giấy được xác định tại phòng thí nghiệm
hoá lý của Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô theo các tiêu chuẩn sau:
Xác định định lượng : TCVN 1270 : 2000
Xác định độ bền kéo : TCVN 1862 : 2000
Xác định độ bền xé : TCVN 3229 : 2000
Xác định độ chịu bục : TCVN 3228 : 2000
Bột giấy được nghiền đến độ nghiền 45
0
SR trên máy nghiền thí nghiệm kiểu

Hà Lan 4,5 lít. Bột giấy sau khi đạt độ nghiền được xeo thành tờ giấy mẫu với định
lượng 70 g/m
2
trên máy xeo rappid thí nghiệm. Tờ giấy mẫu xeo thí nghiệm được bảo
quản trong điều kiện tiêu chuẩn và sau đó xác định các tính chất cơ lý theo tiêu chuẩn
tại phòng thí nghiệm của Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô.