Đặc điểm sử dụng nguyên liệu và và năng lượng

Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
Mục lục
Trang
Mở đầu 1
I. Tình hình sản xuất
1. Tổng quan ngành giấy
2. Đôi nét về giấy tái chế
II Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế
1. Chuẩn bị nguyên liệu
2. Sản xuất bột giấy
3. Phối liệu bột
4. Xeo giấy
III Đặc điểm sử dụng nguyên liệu và và năng lượng
1. Nguyên liệu
2. Năng lượng
IV Các vấn đề môi trường
1. Các dòng thải
2. Các vấn đề môi trường khác
V Đề xuất hướng giải quyết
Danh mục tài liệu và ghi chú
2
4
7
8
8
10
11
12
14
16

17
18
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
1
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
MỞ ĐẦU
Rừng tự nhiên là một nguồn tài nguyên vô cùng quý giá của loài người.
Tuy nhiên, ngày nay diện tích rừng tự nhiên đang bị thu hẹp một cách báo
động bởi sự phát triển mạnh mẽ của các nghành công nghiệp dùng gỗ làm
nguyên liệu. Đặc biệt là ngành giấy. Lượng cây rừng sử dụng trong nghành
này nhiều đến nỗi người ta tính rằng nếu toàn bộ công nghiệp sản xuất giấy
chuyển sang sử dụng 10% xơ sợi đã dùng thì chỉ riêng việc tiết kiệm gỗ đã
đủ để lập một hàng rào bằng gỗ cao khoảng 1,8 mét bẩy lần vòng quanh
nước Mỹ.
(1)
Để có thể bảo tồn được rừng tự nhiên, các Viện nghiên cứu, các cơ
quan chính phủ, các nhóm bảo vệ môi trường và nhiều nhà cung ứng giấy
ủng hộ sản xuất và sử dụng giấy tái chế. Thực tế cũng cho thấy nguồn
nguyên liệu này đang ngày càng đóng một vai trò quan trọng trong nghành
công nghiệp giấy của hầu hết các nước trên thế giới.
Nhóm chúng em gồm 3 sinh viên:
- Lê Tiến Dũng
- Lê Thị Thanh Thủy
- Phạm Đức Hiệp
Chúng em chọn đề tài "Tìm hiểu công nghệ sản xuất giấy tái chế và các
vấn đề môi trường” với mong muốn được tìm hiểu về công nghệ sản xuất
giấy tái chế, một trong những vấn đề hiện đang được các nhà sản xuất và các
nhà môi trường quan tâm. Tuy nhiên, do việc tìm kiếm nguồn tư liệu còn

gặp khó khăn nên không tránh được nhiều thiếu sót. Kính mong nhận đựơc
sự quan tâm và đóng góp từ thầy và các bạn.
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
2
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
I- TÌNH HÌNH SẢN XUẤT
1. Tổng quan về ngành giấy:
Giấy được sản xuất đầu tiên trên thế giới tại Trung Quốc vào đầu Công
nguyên, sau đó lan rộng khắp thế giới. Lúc này giấy được sản xuất bằng
phương pháp thủ công rất nặng nhọc. Đến thế kỉ 19, ngành sản xuất giấy
mới được cơ giới hoá và phát triển thành một ngành công nghiệp mạnh. Nhờ
cơ giới hoá, tự động hoá, nâng cao công nghệ sản xuất, công nghệ sản xuất
giấy đã sản xuất ra nhiều loại sản phẩm khác nhau, với hơn 600 loại giấy.
Các cường quốc sản xuất giấy hiện nay phải kể đên như Mỹ, Trung Quốc,
Nhật Bản...
Sau đây là bảng số liệu công nghiệp giấy một số nước giai đoạn 2006-
2008
(2)
Tên nước Sản lượng bột
(1.000 tấn)
Sản lượng giấy
(1.000 tấn)
2006 2007 2008 2006 2007 2008
Toàn châu Á 42.656 44.145 46.070 117.940 123.220 130.800
Trung Quốc 18.160 20.235 21.130 49.470 52.460 56.440
Nhật Bản 10.884 10.898 10.900 31.107 31.265 31.250
Hàn Quốc 500 497 520 10.703 10.932 10.800
Đài Loan 392 405 378 4.646 4.610 4.650

Inđônêxia 5.672 6.020 6.000 8.853 8.850 8.850
Thái Lan 1.100 1.080 1.200 4.300 4.320 4.500
Việt Nam 300 355 465 959 1.120 1.310
Nga 5.790 6.310 6.280 6.980 7.580 7.820
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
3
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
Riêng đối với Việt nam: ngành giấy Việt Nam trong 20 năm qua đã
đạt tốc độ tăng trưởng 15% - 16% mỗi năm, sản lượng từ 80.000 tấn/năm đã
tăng lên tới 824.000 tấn/năm. Nhưng chủng loại giấy sản xuất trong nước
vẫn rất nghèo nàn, chỉ có giấy in báo, giấy in và viết, giấy bao gói (không
tráng), giấy lụa.
Năm 2005 khả năng đáp ứng tiêu dùng trong nước của toàn ngành
giấy là 61,92%, trong đó giấy in báo đáp ứng 68,42%, giấy in và viết
89,29%, giấy bao bì (không tráng) 71,50%, giấy tráng 5,75% và giấy lụa
96,97%.
Hiện nay sản xuất bột giấy ở Việt Nam mới đáp ứng được 37% nhu
cầu, còn lại vẫn phải nhập khẩu. Trước đây chỉ nhập bột tẩy trắng, nay bột
giấy không tẩy trắng ngày càng nhập nhiều, vì các cơ sở phải ngừng sản xuất
do không có khả năng xử lý nước thải và quy mô nhỏ, công nghệ lạc hậu.
Với khả năng rừng đủ để sản xuất bột giấy đáp ứng cho nhu cầu trong nước
và xuất khẩu, rõ ràng phương thức phân bổ nguồn lực cho phát triển kém
hiệu quả. Nếu chỉ cần khoảng 400 - 500 triệu USD (một khoản đầu tư khiêm
tốn so với nền kinh tế) thì đến nay ngành giấy đã chủ động hoàn toàn về bột
giấy và còn dư để xuất khẩu.
Trình độ công nghệ của ngành giấy Việt Nam hiện đang ở mức dưới
trung bình của thế giới, nên chất lượng chỉ ở mức trung bình thấp. Cung
cách quản lý ở cơ sở lớn vẫn mang dáng dấp kế hoạch hóa, còn ở cơ sở nhỏ

mang tính chất gia đình.
Do lệ thuộc vào bột nhập khẩu nên sức cạnh tranh của ngành giấy yếu.
Dây chuyền bột giấy lớn nhất nước ta hiện chỉ đạt công suất 61.000 tấn/năm,
trong khi ở đảo Hải Nam (Trung Quốc) là 1.000.000 tấn/năm. Máy seo lớn
nhất của ta có công suất 50.000 tấn/năm, chiều rộng lưới là 4,15m, tốc độ
600-700 m/phút. Còn ở Trung Quốc là 800.000 tấn /năm, chiều rộng 10,4m
và tốc độ 2.000 m/phút.
Hầu hết các doanh nghiệp đều mua nguyên liệu nhỏ lẻ, không theo kế
hoạch, chưa bao giờ ký hợp đồng kỳ hạn mua bột giấy cho dù kế hoạch đã
được xác định. Từ đầu năm đến hết tháng 7/2006, chúng ta đã nhập 78.000
tấn bột giấy, nhưng do 29 công ty nhập khẩu (bình quân mỗi công ty 2.690
tấn), với 172 đơn hàng (bình quân 453 tấn/đơn hàng). Đơn hàng nhập lớn
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
4
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
nhất là 2.000 tấn, nhỏ nhất là 1 tấn. Nhập như vậy phải chịu giá cao và luôn
luôn bị động.
Công nghiệp giấy Việt Nam giai đoạn 2000 - 2008
(3)
Sản lượng 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008*
Giấy 408 445 468 530 787 850 959 1.120 1.310
Bột giấy 174 197 252 232 281 290 300 355 465
Tiêu thụ
giấy
591 660 750 971 1.220 1.331 1.566 1.800 2.050
Dân số,
triệu người
77,70 78,43 79,29 80,26 81,34 82,49 83,43 84,38 85,33

Bình quân,
kg/ng.năm
7,60 8,40 9,46 12,10 15,00 16,13 18,77 21,33 24,00
2. Đôi nét về sản xuất giấy tái chế:
2.1. Lợi ích của việc sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế
Nguyên liệu cho quá trình sản xuất giấy được chia làm hai nhóm dựa
vào nguồn:
- Nguyên liệu nguyên thuỷ: gỗ hoặc các nguồn chứa xơ sợi
xenlulozo như rơm, rạ,… Tuỳ vào điều kiện của từng khu vực và
số lượng có sẵn mà người ta quyết định loại gỗ nào sẽ được sử
dụng làm nguyên liệu nguyên thuỷ.
- Nguyên liệu tái chế: giấy loại (giấy đã qua sử dụng hoặc phế
phẩm quá trình sản xuất và phân phối giấy).
Lợi ích chính của việc sử dụng nguyên liệu tái chế là rừng bảo quản.
Tức là giảm lượng rừng bị chặt hạ để lấy gỗ và giảm áp lực chuyển đổi rừng
tự nhiên và các khu vực nhay cảm về sinh thái thành rừng sản xuất. Việc tái
chế giấy giúp nhân loại giữ gìn toàn bộ giá trị mà hệ thống sinh thái rừng
cung cấp như nước sạch, nơi cư trú của muôn thú và tính đa dạng sinh học.
Sản xuất giấy từ nguyên liệu tái chế nhìn chung là sạch hơn từ gỗ do
việc tách xơ sợi và tẩy trắng đã được làm trước đó. Nghĩa là sử dụng ít năng
lượng, nước và hoá chất hơn đồng thời thải ra không khí và nước ít độc hại
hơn.
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
5
Vin Khoa hc v Cụng ngh Mụi trng
K thut mụi trng K52
Hn na, vic sn xut gy t nguyờn liu tỏi ch cũn lm gim ỏp lc
ca cht thi rn cỏc bói chụn lp. Mt khỏc s phõn hu giy sinh ra rt
nhiu khớ methan (CH

4
) - õy l loi khớ nh kớnh cú tỏc dng lm tng nhit
cao gp 21 ln cacbon dioxit (CO
2
).
Ngun nguyờn liu ny ngy cng c s dng rng rói trờn th gii vỡ
nhng li ớch ca nú i vi mụi trng. Vic sn xut t cỏc ngun nguyờn
liu tỏi ch l mt trong nhng hng i trong lai cho mi lnh vc sn xut
cụng nghip.
2.2.Tỡnh hỡnh sn xut giy tỏi ch trờn th gii:
T u nhng nm 90, ti cỏc nc phỏt trin nh M hay Canada,
trc tỡnh trng cac-tụng tr thnh ngun ph liu khng l, vic t hay
chụn lp s vụ cựng lóng phớ v ụn nhim. Chớnh vỡ th cỏc nh sn xut cú
xu hng tỏi ch ph liu ny thnh "fine paper" (giy tt) dnh cho nghnh
in n v vit. Cho n nay trờn th gii cú cụng ty DOMTAR (Canada) ó
t sn lng 80.000 tn fine paper/nm bng bt giy tỏi sinh t cac-tụng
ph liu.
Cng trong thi gian ny, cỏc nh khoa hc M ó nghiờn cu
phng phỏp kh mc trờn giy in. Cho n nay, cụng ngh ny ó c
phỏt trin v ỏp dng rng rói trờn ton th gii.
Theo thng kờ, nm 1998, lng giy tỏi sinh trờn th gii chim 46%
trờn tng lng giy sn xut l khong 140 triu tn. T l ny ang ngy
mt gia tng trong nhng nm gn õy.
Nm 2007, mc tỏi ch giy ca Chõu u t 64,5%, tng lng giy
thu gom v tỏi ch cỏc nh mỏy giy l 60,1 triu tn, tng 14,5% so vi
nm 2004. Mc tiờu ca nghnh cụng nghip giy Chõu u l t mc tỏi
ch 66% giy vo nm 2010.
Tỡnh hỡnh xut nhp khu v s dng giy tỏi ch theo vựng lónh th
(8)

Khu vc
Tỏi ch Nhp khu Xut khu
2005 2006 2005 2006 2005 2006
Châu Âu 57.671 61.717 11.630 12.371 18.506 19.669
Bắc Mỹ 49.918 51.819 2.625 2.407 15.741 16.926
Châu á
62.991 70.040 25.340 28.612 5.564 5.944
Châu úc
1.691 1.716 9 7 889 1.171
Mỹ latinh 8.616 8.927 2.161 1.925 255 294
Châu Phi 1.708 1.790 202 235 79 71
Tổng số 182.895 196.009 41.967 45.557 41.034 44.075
Đơn vị: nghìn tấn
Tiu lun mụn Quỏ trỡnh sn xut
S lc cụng ngh sn xut giy tỏi ch v cỏc vn mụi trng
6
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
2.3. Tình hình sản xuất giấy tái chế ở Việt Nam:
Ở Việt Nam, nhu cầu giấy mỗi năm khoảng 1,8 triệu tấn, trong đó
giấy đã qua sử dụng hiện chiếm tới 70% tổng số nguyên liệu đưa vào để sản
xuất giấy. Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, từ năm 2000 đến nay,
nhiều doanh nghiệp lớn đã lắp đặt dây chuyền hiện đại, sản xuất bột giấy từ
phế liệu với tổng công suất 160.000 tấn/năm.
Tập đoàn giấy Tân Mai hiện có 3 dây chuyền sản xuất, trong đó có 2
dây chuyền sản xuất từ phế liệu với công suất 50.000 tấn/năm và 50% lượng
giấy vụn tái chế được sử dụng sản xuất giấy in báo. Dự kiến sau năm 2010,
tập đoàn sẽ đầu tư thêm một dây chuyền sản xuất nữa, công suất khoảng
100.000 tấn/ năm.
Tuy vậy, so với khu vực, tỉ lệ giấy thu hồi của nước ta rất thấp, chỉ đạt

25% (trong khi tỉ lệ này ở Thái Lan là 65%). Từ năm 1999 đến năm 2007, tỉ
lệ giấy đã sử dụng thu hồi được so với tổng lượng giấy tiêu dùng ít thay đổi,
chỉ ở mức 24-25% và tỉ lệ giấy thu hồi trong nước so với giấy thu hồi nhập
khẩu hầu như không thay đổi (từ 48% lên 50%).
Hoạt động thu gom giấy vẫn theo phương thức cổ điển, không có công
ty chuyên doanh giấy thu hồi, việc thu mua trong nước gặp rất nhiều khó
khăn do chưa có những chính sách hợp lý.Các cơ sở sản xuất quy mô lớn
thường chịu mua giấy thu hồi nhập khẩu, Giấy thu hồi nhập khẩu vào Việt
Nam từ nhiều nước, nhưng chủ yếu từ Mỹ, Nhật Bản, New Zealand bao gồm
các loại giấy chính: giấy hòm hộp các tông cũ (OCC), giấy báo cũ (ONP),
tạp chí cũ (OMG), giấy lề (dẻo giấy, lề giấy - phế thải trong gia công...),
giấy đứt, giấy trộn lẫn. Giấy thu hồi nhập khẩu đắt nhưng đem lại hiệu quả
cao hơn về thời gian và chi phí sản xuất, đồng thời chất lượng giấy thu hồi
nhập khẩu lại cao hơn giấy thu hồi trong nước.
Bên cạnh những doanh nghiệp sản xuất lớn, có trang bị dây chuyền
sản xuất hiện đại và có hệ thống xử lý nước thải tương đối tốt, sản xuất giấy
tái chế giấy đa phần tồn tại dưới hình thức làng nghề với công nghệ còn lạc
hậu, quy mô nhỏ và phân tán. Đi liền với đó là tình trạng ô nhiễm của một số
khu vực làng nghề sản xuất giấy tái chế đang ở mức độ báo động.
II. Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế:
Thành phần chính của giấy là xenluloza và một số chất độn, chất gia
keo khác. Tuy nhiên sản xuất giấy tái chế, chúng ta chỉ có thể thu hồi được
xenluloza từ giấy loại. Các chất độn, chất gia keo, hóa chất khác sẽ được
phối liệu lại với bột giấy trong quá trình sản xuất. Nhìn chung, quá trình sản
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
7
Viện Khoa học và Công nghệ Môi trường
Kỹ thuật môi trường K52
xuất giấy tái chế không có các công đoạn xử lí hóa học phức tạp. Có thể mô

phỏng quy trình sản xuất theo sơ đồ đơn giản như sau:
1. Chuẩn bị nguyên liệu
Giấy loại sau khi được tập kết tại nhà máy, người ta sẽ tiến hành
khâu chuẩn bị nguyên liệu để nguyên liệu phù hợp với thiết bị sản xuất hơn
và quan trọng là để tiết kiệm hơn và đạt hiệu quả cao hơn trong quá trình sản
xuất.
- Phân loại nguyên liệu: theo hàm lượng bột giấy và mức độ mực
in trên giấy (công đoạn này thương được các cơ sở thu gom giấy
loại thực hiện). Vịêc phân loại nguyên liệu này sẽ giúp sản xuất
hiệu quả hơn và đỡ tốn tài nguyên.
- Loại bỏ các vật liệu không mong muốn: băng dính, ghim, vải…
- Xử lý cơ học để kích cỡ của nguyên liệu phù hợp với máy
nghiền.
Tiểu luận môn Quá trình sản xuất
Sơ lược công nghệ sản xuất giấy tái chế và các vấn đề môi trường
8
Nguyên
liệu thô
Chuẩn bị
nguyên liệu
Sản xuất bột
giấy
Chuẩn bị phối
liệu bột
Xeo giấy
Sản phẩm