Kỹ thuật xenlulô và giấy nguyễn thị ngọc bích pdf

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ Hổ CHÍ MINH
TRƯỜNG DẠI HỌC BÁCH KHOA
NGUYỄN THỊ NGỌC BÍCH

KỸ THUẬT
XENLULÔ và GlẤY


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP H ồ CHÍ MINH
TRtTỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
Nguyễn Thị Ngọc Bích

KỸ THDẬT
XENLDLÔ Và GIẤY
(Tái bản lần thứ nhất)
Ĩ R Ỉ . B Â I HỌC MHẤTRANG
TH Ư

VỈẸĨ-ủ

10024952
٠

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA
TP HỒ CHÍ MINH - 2010


MỤC LỤC
Lời ììồì đciu

9

Cỉiươìig 1
G IƠ IT H IỆ Ư

11

1.1 Vai trò cUa giấy

11

1.2 Đ ịnh nghĩa giấy, bộtgiấy, bia cactỏng

11

1.3 Lịch sư phẩt triến

13

1.4 Yêu cầu về nguyên liệu cho cOng Ị٠:ighiệp giấy

14

1.5 Công nghệ shn xuâ't bột giấy và giấy

15

1.6 Đ ánh gih tin h cliat cha bột giấy và giấy

18

1.7 Xu t he phat triến

٠

27

1.8 So sán h tin h châ't bột và Ung dniig

27

Kết luận

28

Chương 2
THÀNH THẦN VÀ TÍN H CHẤT CỦA CO
2..1 Giới tlilệu

١

29
29

2.2 Câ'u trUc co' só٠cua gỗ và sợi

30

2:3 Nguyên !iệu gố cho cOng nghiệpí giày

49

2.4 T hanh phần hOa học

55

cha gỗ

2.5 Thẩn ií٠iig cua hytlrat cacbon vk iignin tìong inOi trường axit và
kiềní

66

Kết luận

74

Chương 3
BỘTCGHGC

75

3-1 Tống quan

75

3.2 Lịch sứ

79

3.3 Cơ sh' ly thuyết cOng nghệ sản xuất bột cơ

80

3.4 Nguyhn liệu

92

3.5 COng nghệ sản xuất bột cơ

95


G Thu hồ .3 ‫ ؛‬nhiệt

loe

Sàng chọn - rửa bột 3.7

107

Nghiền bột không hợp quy cách (sau khi qua sàng chọn)

l i c 3.8

Lầm áặc huyền phU bột - bảo quản bột 3.9

11 ‫ﺫ‬

Tắy trấng bột cơ học 3.10

11 ‫؛‬

Kiểm tra - áấnh giấ 3.11

11 ‫؛‬

luận

Kết

Chương

4

‫ ﺍ‬1٤

BỘTSULKAT
Lịch sử

11 ‫؛‬

4.1

11 ‫؛‬

Mô tả quấ trinh nấu bột sulfat 4.2

12 ‫؛‬

Một số áịnh nghĩa (theo hệ T A P I 4.3)

122

Phản ứng hOa học trong quá trinh nấu bột sulfat 4.4

12 ‫ﻡ‬

Động học của quắ trinh sulfat 4.5

131

Các quả trlnli sultathiến tinh 4.6

141

Thiết bị nấu bột 4.7

145

sulfatPhạm vi sử dụng bột 4.8
Chucmg

161

5

THU HỒI TÁC CHẤT Từ DỊCH DEN VA x ử LÝ BỘT SAU KKI
NẤU

162

Thu hồi tác chất từ dịch den 5.1

162

Xử ly bột sau nấu 5.2

182

Chương

6

BỘTSULPIT
Tổng quan

‫ﺍ‬210

6.1

210

Hệ axit "ẩn” s ٥ 2 trong Η2Ο 6.2

‫ﺁ‬210

Biến thiên ph của dịch nấu trong phương pháp sulfit 6.3

.212

Chuẩn bị dịch nấu 6.4

214

Phản ứng hóa học của các cấu tử trong quá trinh sunfit 6.5
bị nấu bột sulfitNguyên liệu và thiết

6.6

.217
220


6.7 Thu hồ‫ ؛‬hOa chất trong quá trinh sunfit

222

6.8 ứ n g dụng bột suifit

224

CìuXơng 7
BỘT GIẤY THU HỒI VÀ SỢI PHI GỖ

227

Phần A..GIẤY THU HỒI

227

7.1 Tổng quan

227

7 .‫ ﺓﺫ‬Hệ thOng th ‫ ﺍﺍ‬gom'và phân loại giấy thu hồi

231

7.8 Quá trinh và th‫؛‬ết bị cho xử lý g‫؛‬ấy thu hồi

233

Pỉiần 5 ٠- BỘT GIẤY TỪ NGUỔN NGUYÊN LIỆU PHI G ỗ

257

BÃ MÍA

258

7.4 B ặt vấn dề

258

7.5 Cấu trUc của ba mía

259

7.6 Tinh chất hóa học

260

7.7 Phương pháp khử tủy

260

7.8 Xử ly, tồn trữ và bảo quản

263

7.9 NâU bột. giấy từ bã mía

265

7.10 Thu hồi hóa chất

265

rpRE

267

7.11 Một, số dặc tinh

267

7.12 Nấu bột, giấy từ tre

268

KƠM

268

7.13 Tồn trữ và bíio quản

268

7.14 Nâ'u bột giấy từ rơm

269

7.15 Tẩy trắng

270

7.16 Thu hồi hóa chất

270

Chương 8
TẨY TRẮNG BỘT GIẤY

271

8.1 Tổng quan quá trinh tấy trắng bột giâ'y

271

8.2 Tác châ't tẩy trắng bột giâ'y

272

8.3 Hóa học cUa quá trinh tẩy trắng bột- giấy

279

8.4 Quy trinh t.ẩy trắng

314


8.5 Tẩy trắ n g bột cơ

319

8.6 T hiết bị

325

8.7 H iện tượng bồỉ màu cUa bột giấy

331

K ết luận

349

Chương 9
CHƯẨH BỊ HUYỀN PHỪ BỘT CHO MÁY XEO

341

9.1 Tổng quan

341

9.2 Nguyên liệu

342

9.3 P hân tá n bột (nghiền thUy lực.)

343

9.4 ThUy hóa và chổi hóa sợi ("reftiilng" hay "heating"}

348

9.5 Hệ thống vận chuyển bột dến máy xeo

362

9.6 T inh che' huyền phU bột trước khi vào máy xeo

363

Clrương 10
PH Ụ GIA SỬ DỰNG TRONG CÒNG NGHIEPGIAY

365

10.1 Tổng quan về "hóa học cUa giầy'’

365

10.2 Quá trin h tạo hình trên iưứi xeo

372

10.3 Quá trin h bảo lưu t,rên lưới xeo

373

10.4 Sự th o át nước qua lưới xeo

379

10.5 Quíin íhểm l.hực tế ciía sự bao lưu và ^t.ỉ' thoát nước

380

10.6 Cíic chat trợ bào 1‫ داى‬phO biến

386

10.7 t:ha't dộn vá bột (nàu phán tán

390

10.8 Gia keo nội bộ

405

10.9 Hoá liọc cua nưức từ máy xeo

428

10.10 C hat gia Cường kho

440

10.11 Chat, gia cường ướt

455

10.12 Phâm màu

458 ‫؛‬

Kết luận

464

Ch.ương 11
MÁY XEO PH Ầ N U Ơ T
11.1 Giới thiệu máy xeo

465 ‫؛‬
465 ‫؛‬

11.2 H ệ thông phụ trợ

466

11.0 l ١hùng đấu và bộ phặn phân phoi bột cho máy xeo

467

11.4 Quá trìn h tạo hình tờ giấy

478

ll.T) M áy xeo lưới đôi

497

11.G Hệ thống nước trắ n g

499

11.7 G iấy đứt

503

11.8 Ép

503

11.9 H oàn th à n h

514

Chương 12
MÁY XEO PHẦN KHÔ - SẤY VÀ x ú LY BỀ MẬT GlẤY

515

12.1 Sấy giấy

515

12.2 Cán láng

526

12.3 Kiếm tra sự thay đối tín h chất

528

12.4 Cuộn giấy

529

12.5 Fíệ thống truyền động cúa máy xeo

530

12.6 Cắt giấy

531

12.7 Hoàn th àn h

532

12.8 Xử lý bề mặt

532

Chương Ỉ3
SẢN XUẤT CACTÒNG VÀ GIẤY

543

13.] Sàn xuất bìa cactông nhiều lớp
13.2 Sán xuát một số loại giấy và bìa cactông

543
552

13.3 Gia còng vật phấm

564

13 4 In

565

Cììưưng ĩ 4
CÒNG NGHIỆP GIÀY VÀ VẤN ĐỂ 0 NHIẾM MÔI TRƯỜNG

570

14.1 Tông quan

570

14.2 Các chảt gày 6 nhiềm

571

14.3 Đặc tính của chất thái công nghiệp giấy

577

14.4 Phưưug pimp xứ lý nước thải

579

Tài ỉiộu ỊỈiani kháo

583


Lời nói đầu
KỸ T H U Ậ T XEN LU LỎ VÀ G IẤ Y được biên soạn và
dựa trên sự tham khảo từ những tài liệu cập nh ậ t và
dang p h ổ hiến trên th ế giới. Đây là tài liệu chuyền

ngành d ành cho sinh vièn ngành kỹ th u ậ t Hóa học,
đồng thời củng có th ể dùng làm tài liệu tham khảo cho
quý độc giả đ ang làm công việc có liên quan tới lĩn h vực
này.
X in chân thành cảm ơn T h S Cao T hị N hung, K S
Vũ Tiến Hy về những góp ý xác thực và cần th iế t cho
cuốn sách này, đặc biệt là việc sử dụng mội số th u ậ t ngữ
chuyên ngành.
Do K Ỹ T H U Ậ T XENLU LÔ V ii QỊẤY.~Ạược biên
soạn và xuất bản lần đầu, sẽ không th ể tránh khỏi
những thiếu sót về nội dung và lỗi chính tả. R ấ t m ong
được sự góp ý của các bạn đồng nghiệp, các độc giả đ ể
lần tái bản cuốn sách sẽ được hoàn thiện hơn.
Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về Khoa Công nghệ
Hóa học và Dầu khí, Đại học Quốc gia T P HCM,
Trường Đại học Bách khoa, sổ 268 Lý Thường Kiệt,
Q .lồ, TP H C M .
ĐT: 08.8650484.

Tác g iả
TS. N guyễn T hị N g ọ c B ích


Chương

1

GIỚI THIỆU
1.1 VAI 1RÒ c Ua g i Ay
Giấy là sản phẩm không thê ihieu trong iìoạt dộng xà hội của bất

kỳ dâ't nước nào. Mặc dù các phương t.iện tin học tro n g thhng tin và lưu
trử p h át triể n m ạnh, nhưng giâ'y vần luOn là một sản phẩm không thế
thay th ế dược tro n g hoạt dộng giáo clục١in ấn ١ báo chi, ván học, hội họa...
Và khi nền kin h t ế quốc gia chng phht triên, nhu cầu xã hộl gia tă n g thl
nliu cắu bao bì tư giấy và nhu cổu về các loại giấy gia dụng sẽ càng gia
tăng.

1.2 0ỊNH NGHlA G!Ay , BỘT G!Ay ١ bI a CACĨÒ^IG
i

. ;

-

- ٠

‫ﺐ‬
.

‫ﺳ‬
٠ ١

1. Giây
Giâ'y là một sản phẩm cha xo. sỢi xenluio cO dạng tá'm, tro n g đd sợi
và các phần sợi dược liên kết với nhau tạo mạl‫ ا‬g khOng gian ba chiều.
Tíí thời xa xưa, người ta da có thc Ihin ''giâ'y" từ dây cOi bằng cách chẻ
nho rồi xếp chhng lên nhau, minh họa này cho thâ.y giấy cO cà'u trd c lOp
til.1.1).

b)

I

H١
nH
i 1. 1: M ln ١alioa cđu tì.úc lOp cila sán pììam giấy sơ klxaì làm
tư dáy cói


12

сниоы оі
Sự tạo hinh tờ giấy dược chuẩn bị từ một huyền phù của bột giíy

trong môi trường nước, qua một mặt lưới mịn nước dược lấy di và dể lii
trên lưới lớp dệm sợi. Tập hợp sợi này k ế dó dược qua trục ép dể vát b،t
٠nưởc rồi dược sấy khô và sẳn phẩm cuối dược gọi một cách khái quốt ‫ﻩ‬

giấy. Tinh chất của tập hợp vật chất này phụ thuộc vầo tinh chất cía
cấc thầnh phần cấu thành nên nO, tinh chất của cấc liên kê't hình thành
gíữa chUng và tinh dồng nhất của sự phân bố các thành phần trong bãrg
giấy. Trong da phần cấc trường hỢp, có thể nói giấy bao gồm hai thầnh
phần cơ bản là xơ sợi và phụ gia. Các phụ gia khOng mang bản chất sci,
diều nầy cho thấy rằng không những tinh chất vật lý mả các tinh chít
hda học của xơ sợi giữ một vai trồ quan trọng dối vơi tinh chất của giấy.
Kích thươc và một số tinh chất cUa xơ sỢi gỗ như chi.ều dài, bán
kinh, bề dầy lớp tường tế bào sợi... thường không dồng dều, chUng pbụ
thuộc vầo loại gỗ, nơi trồng, diều kiện phat triển, thời kỳ phát triển...
Và ngoải những tinh chất tự nhiên này, các quá trinh sản xuất bột giếy
có một ẳnh hương quyết định dối với tinh chất của xơ sợi.

Trong quấ trinh tạo hình tờ giấy (xeo giấy), cấc xơ sợi dược tiếp xUc
vơi nhau - ở giai đoạn ép và sấy, làĩh hinh thành các liên kết và từ đó
cung cấp nhíhig tinh chất cơ lý cho bầng giấy. Bộ bền cơ lý của bâng
giấy sẽ phụ thuộc vào diện tích tiếp xUc và cường lực của cấc liên kết tạo
thầnh. Và yếu tố cơ bản quyết định độ liên kết là diện tích bề mặt tự do
của xơ sợi hay phần có khả nấng tạo liên kết. Thông số này liên quan
vơi công nghệ sẳn xuất bột giấy và giấy.
Tinh dị thể của bang giấy dược nhận thấy rõ hơn trong nhtog
trương hợp như xơ sợi dược định hương theo chiều mấy xeo, bang giấy có
tinh hai m ặt vầ cơ sự tạo hinh ít phầng. Ngoài dặc tinh của qua trinh
sản xuất, tinh chất xơ sợi - nhất là kích thươc sợi.cững cơ ành hương
trên độ dồng nhất của cấu trUc.
Một khi bang gia'y dược hình thậnh, mạng cấu trUc này không
n h to g cơ độ bền cơ lý mà cơn phẳi thỏa một số tinh chất khac như độ
che phủ (độ dục), độ xốp, độ nhẳn, độ chống thấm nươc. Những yêu cầu
nầy sẽ dược diều chinh tùy theo ứng dụng của từng loại sàn phầm giấy.
Bươc dầu tiên là chọn nguyên liệu, tức la chọn tinh chất cho xơ sợi, tuy
nhiên trong qua trình sần xuất bột giấy cơ hiện tượng la một vầi tinh
chất nầy của sẩn phẩm cơ thể bị tổn thương khi ta tim cấch cảỉ. thiện
một số tinh chat khac. Bo dó cần điề.i chỉnh qua trinh tạo hlnh hoặc sử
dụng cấc phụ gia dể tlm dược dấp ứng phu hợp nhat.


G/Ớ/ THIỆU

13

2- B ộ t g iấ y
٠ Bột giấy là nguồn nguyên liệu có tính chất sợi dùng để làm giấy.

Bột giấy thường có nguồn gôc từ thực vật. Tuy nhiên, người ta cũng có
thể làm những loại giấy đặc biệt từ các loại sợi động vật, sợi vô cơ hay
sợi tổng hợp.
٠ Những loại bột giấy được xử lý hóa học tạo ra những sản phẩm

không có tính chất giấy gọi chung là bột hòa tan. Những loại bột này
dược sử dụng để sản xuất những dẫn xuâ١ xenlulô như xenlôphan, axêtat
xenlulô, nitrat xenlulô, carboxymetyl xenlulô. Bột hòa tan có th ể được
sản xuất từ bột xenlulô sulíĩt hay sulfat biến tính, vấn đề cần được kiểm
tra chặt chẽ là độ sạch và độ đồng đều của bột giấy (sau tẩy trắng).
٠ Ngoài ra, còn có dạng bột giây được chuẩn bị như dạng bông, được

ứng dụng trong lĩnh vực đặc biệt hoàn toàn khác với giây như những sản
phẩm có tính hấp phụ cao (tã lót, bông báng vệ sinh, ...).
3 - B ia ca c tô n g
Về câu trúc và thành phần thì bìa cactông và giấy tương đương
nhau. Sự khác biệt rõ nhất giữa hai nhóm sản phẩm này là h ٠ề dầy.
Thông thường, tâ١ cả các sản phẩm từ bột giấy có bề dầy trên 0,3mm
được gọi là bìa cactông.

1.3 LỊCÍI sử PHÁT TRIỂN
Một sô sự kiện quan irọng được xem là các mô"c lịch sử của quá
trình phát triển công nghiệp giấy trên thế giới là;
- 1798; Nicholas-Louis Robert (Pháp) được nhận patent cho phát
minh về máy xeo giấy liên tục đầu tiên.
٠ 1803-1807: Anh em nhà Fourdrinier nhận patent cho máy xeo liên

tục cải tiến (máy xeo dài) từ thiết kế của Donkin (Anh).
■- 1809; John Dickinson (Anh) nhận patent về máy xeo tròn.
- 1817: Máy xeo tròn đầu tiên ở Mỹ

- 1827: Máy xeo dài (hay được gọi là máy xeo Fourdrinier) đầu tiên
ở Mỹ.
- 1840: Công bô" của phương pháp sản xuất bột mài tại Đức.
- 18u4: Oột giây lần đầu tiên được sản xuất từ gỗ theo phương pháp
sođa (Anh)


CHƯƠNG 1

14

- 1867; Benjaniin Tilp٢hinan (Mỹ) nhận patent cho phương pháp sulĩit
- 1870: T riên khai công nghiệp đầu tiên quá trìn h sản xuất bột niàc.
- 1874; Triển khai công nghiệp đầu tiên quá trìn h sản xuất bột sulTit
- 1884: P h á t minh CLÌa Carl Dahl (Đức) về phương pháp sulíat.
N hừng công trìn h này là những đột phá cơ bản, làm n ền tả n g cho
sự p h á t triế n của nền công nghiệp giấy hiện đại ngày nay. Và th ế kỳ 20
được xem là giai đoạn cùa những cái tiến tìn h vi cho nền công nghiệp
n ày như sự p h á t triển của công nghệ sán xuât bột nghiền, công nghệ
n âu bột liên tục, tẩy bột liên tục nhiều giai đoạn, trá n g giấy trê n máy
xeo, máv xeo lưới đôi, cũng như hệ thống diều k h iển kiểm tra b ằn g máy
tín h . Vì quá trìn h sản xuất bột giấy và giày luỏn cần sự chuyển vận một
khôi lượng lớn nguyên vật liệu, nên việc cơ giới hóa luôn là một lĩn h vực
r â t được quan tám trong sự p h á t triến cùa nền còng nghiệp này.

1.4 YÊU CẨU VỂ NGUYÊN LIỆU CHO CÔNG NGHIỆP GIẤY
Các nguyên liệu được sứ dụng để làm giấy trước tiên phái có tính
c h ấ t sợi, chúng cần có khá năng đan kêt và ép th à n h dạng tấm đồng
n h ấ t, ơ những chỗ xơ sợi tiếp XLÍC, có SL/ hinh th à n h của những Hèn k êt
c h ặ t chẻ. Trong một sô ứng dụng, cáu trúc sợi này phải bảo đảm độ bền

tro n g m ột thời gian dài. Độ iĩẻn kết sợi được đ án h giá thông qua độ
k h án g kéo hay độ bục của tờ giấy. Một sỏ ìigLiyèn liệu có tín h ch ất sợi
r ấ t đặc trưng - sợi rấ t dài, như sợi đay, sợi ỉanh nhưng lại r â t khó tạo
được Hên k ế t sợi tố t thì cũng khó được sư dụng đế là.m giấy, lúc này cần
phải có nhừng xứ lý cơ học thích hợj) nham làm p h át triển sự Hên k ế t
giừa các sợi và điều này thường làm tiẽu tôn nhiều năng lượng. Một số
nguyên liệu được sử dụng phố biến cho công nghiệp giây được tóm tắ t
tro n g báng 1.1.
C hiểu dài sỢi
imm)
G ỗ m ém ٠
G ỗ c ứ n g ٠٠
R ơ m .(!ú a g ạ o - lúa mì)
B ã m ía

4

l

Ti sô

Đưòng kinh sỢi d

t/ứ

(un٦J
100

40

2

22

90

0 ,5 -1 ,5

9 -1 3

6 0 -1 2 0

1.7

20

80
180

T re

2.8

15

Lanh

55

20

L á dứ a dại

2,8

21

130

S ợ i c o tío n

30

20

1500

٦

2600

Gỗ m ềm : cồn gọi lồ gỗ lá kim như tỉìỏng, trác ..
٩^٠١' Gồ cứng: còn gọi là gỗ lá rộng như hạch đàn, tràm, keo...


GIỜỊ THÌỆU

15

1.5 CÔNG NGHỆ SẢN XUAt bột Gi Ay và G‫ا‬AY

Các n h à m ay làm bột giấy và gỉấy b ‫؛‬.ệi) đại sử dụng nguồn nguyên
liệu cơ b ản là gp, với mức độ tự dộng hóa khá cao. Theo quan điểm k in h
tê' ở Bắc Mỹ, những n h à máy lớn sẽ cO nhiều thuận lợi về n ăn g suất, lợi
nhuận. C h in h vi vậy m à vốn dầu tư cho một nhà mẩy hiện dại râ^t cao,
ví dụ m ột n h à ,máy sản xuất bột sulfat tẩy trắn g n ãng su ấ t 1000
tấn /n g ày cần v.ốn khoảng 1 tỉ dô-la. Tuy nhiên, tùy theo chUng loại sản
phẩm m à vốn dầu tư cO th ể ít nhiều khác nhau. 0 ặc thù của n g à n h giấy
nói chung là quy trin h công nghệ cO tinh liên ngành cao, sử dụng nhiều
hóa ch ất, nhiều m ặ t .bằng và các th iế t bị dOi hỏi mức độ cơ giới hóa cao.
Quá trin h sả n .xuất giấy d i.từ nguyên liệu gỗ hay tư một số thực v ậ t phi
gỗ (tre, rơm , cỏ, bã mía...) la m ột quy trinh phức tạp, bao gồm nhiều công
đoạn, có th ể dược tOm tắ t qua sơ dồ khối dưới dây (Η.1.2).

H ìn h 1.2‫ ؛‬S o dồ công nghệ.tổng qndt sản xuđt bột gidy υα gidy từ gỗ
Từ sơ đồ h ìn h 1.2, ta n h ận thấy cO hai công đoạn cơ bẩn tro n g quá
tr in h sản x u ất g٤ấy là: sản xuất bột giấy và sản xuất giấy.
- Cong đoạn sản xuất bột giấy (loại không hoặc cO tẩ y trdng): la giai
đoạn ch ế biến dể tách th à n h phần xơ sỢi từ nguyên liệu gỗ hay m ột số
thực v ật bằn g các phương p h ấp hóa học hay cơ học. TUy theo yêu cầu cụ
th ể , bột có th ể không hoặc dược tẩy trắng ở những mức độ khác nhau.
T rên sơ dồ h ìn h 1.2, cOng đoạn sản xuất bột dược hiểu là d ến lUc
d ạ t dược "bột tẩy trắng".


16

CHƯƠNG 1

- Công đoạn sản xuất giấy: hay là giai đoạn tạo hình tờ giấy từ các
loại bột giây “ gọi là công đoạn xeo. ở công đoạn này sẽ có một số xử lý

cơ học (như quá trình nghiền) hay hóa học (như sử dụng một sô" phụ gia)
để phát triển liên kết xơ sợi nhằm có được những tính chất cần thiết
cho một sản phẩm giấy. Tóm lại, làm giấy là xây dựng nên một tập hợp
gồm bột giấy và các phụ gia, nó gồm những phần như:
- Chuẩn bị bột cho máy xeo (phân tán bột, nghiền bột, phôi trộn
phụ gia)
- - Xeo
- Xử lý bề mặt, hoàn tất sản phẩm.
Có thể tồn tại nhừng kiểu nhà máy liên hợp, nghĩa là vừa sản xuất
bột, vừa làm giấy. Hoặc là có những nhà máy chuyên sản xuất bột để
cung cấp cho các nhà máy sản xuất giấy.■
Ngoài ra, nếu nguyên liệu là nguồn giấy thu hồi, thì tùy theo tính
chất của sản phẩm giấy cuôì cùng, có khi phải cần đến giai đoạn khử
mực, khử màu... bằng những thiết bị và quy trình công nghệ đặc thù.
Đã từ lâu gỗ được xem là nguồn nguyên liệu thích hợp nhất cho
công nghệ sản xuất bột giấy. Trước khi đi vào quy trình chế biến bột, gỗ
cần được bóc vỏ vì thành phần này chứa nhiều tạp châ"t làm ảnh hưởng
đến tính chất sản phẩm và làm tiêu tô"n nhiều năng lượng, hóa chất
(hàm lượng vỏ chiếm khoảng 1% so vổi trọng lượng gỗ). Nước rửa gỗ sau
khi lắng sẽ được đưa trở lại sử dụng cho thiết bị bóc vỏ. Tiếp theo sẽ là
giai đoạn cắt gỗ thành dám và sàng chọn để có dăm đồng đều. Phần vỏ
mịn, mạt cưa hay những dăm gỗ nhỏ (có kích thước nhỏ hơn 3mm) sẽ
được loại ra để dùng làm nhiên liệu, phần lớn hơn có thể cho cắt lại.
Ngoài ra, việc bảo quản gỗ hay dám gỗ cũng cần được lưu ý vì trong kho
chứa thường phát sinh hiện tượng tự làm nóng, làm giảm chất lượng gỗ.
Gỗ với cấu trúc đanh chắc, cần có nhừng quy trình chế biến thích
hợp để chuyển chúng sang dạng xơ sỢi mềm mại, thích hợp cho việc làm
giây. Quy trình xử lý nhằm mục đích làm mềm hoặc làm hòa tan phần
lignin (được xem là chât kết dính các bó sợi tạo nên cấu trúc chặt chẽ
của gỗ), từ đó các bó sợi sè được giải phóng. Dưới tác dụng hóa học hoặc

cơ học, các sợi xenlulổ sẽ được tách rời ra và tạo nên huyền phù đồng
nhất trong nước. Từ hai phương pháp hóa học và cơ học, ta có một số
loại bột có đặc tính khác nhau như:
Phương p h á p hóa học: Với phương pháp này hiệu suất bột đạt từ 45
đến 55%, các thành phần không phải là xenlulô đã hòa tan phần lớn
trong dịch nấu. Bột giây chứa chủ yếu là sợi xenlulô có độ bền môi
trường và cơ lý cao, vì vậy bột■ giấy loại này được gọi là bột hóa hay bột
xenlulô. Tùy theo hóa châ"t sử dụng, ta có các loại bột sau:
- Bột sođa, thuộc loại bột kiềm - dịch nấu nấu gỗ là dung dịch NaOH


‫‪٧‬عا ™ اهاى‬

‫‪17‬‬

‫‪٤‬ج ﻵؤح ﺣﺆ‪ 0‬ﻵ( ا ‪3‬اال‪٧‬‬
‫‪ ٤ ki‬ﻷ اج‪ 0‬ا ‪ ^ ٧0٠‬ﺟﺎﻟ ﺔة ا)ﻵﻷ‪ ٣‬ظ‪bột 0‬‬
‫‪0‬ق‪1‬‬
‫‪ ٧ là N aO H và N 328‬ﻗﺎ ل‬
‫ا ‪ 66‬ﻛﻞ ‪ tín h , 63‬ﺟﺎل‪ 1 1٢٧‬ة ا ا‪ axil, 661 8٧‬ةا ل‪ th ể 00 661 3 1 ٧‬ا‪٢‬ﻵﻟﻼ‪- 861 500 ,1‬‬
‫‪ềm‬؛ ‪ k‬اةﻵل‪8٧‬‬
‫ﰿ‪ khá 1‬ﺅﻕ ﺍ ﺟ ﻪ ﺓ ‪٧‬ﺟﺎﻝ ‪0‬ﻱ؛ﺃﻝ( ﺍ‪118‬ﻻ‪ 1 8‬ﺅ ‪ 1 6‬ﻭ‪ 0‬ﺍ ‪ hóa , 16‬ﻵﺥ ‪1 6‬ﻱ ‪- 8‬‬
‫ﻯ ‪ ٧‬ﻻﺇﻩ ‪6‬‬
‫‪ xử 1۶ €٠ 600‬ﺍﻝ ‪03‬ﺍ( ا ‪ 6‬ا ج ‪ m ộl‬د ‪ 66‬ا ي‪ 60 1٢‬ﺝ‪ 8 ٠ 3, 83٧ (16 8‬ﻻ‪ 6‬ﻵ‬
‫‪٠‬ﺍﻱ‪06 8‬ﻑ‪1‬‬
‫ﺀ ‪ 66‬ﺀ ﺟﻠﻞ ‪0‬ى ‪ 6‬ﺀ ذى ‪٧‬‬
‫ﺍﻟﺮﺝ‪ 61‬ج ‪ ۶6‬ذو‪ 0‬ا ‪ 80 %,‬ﺍﻝ'‪ 6‬ﺓ ‪ là n g‬ﺳ ﻞ‪ ٠‬ج ‪ 6‬ا‪ su ất 00 0‬ﻻ ‪ 6‬ا ‪6‬‬
‫ﻝ\ﺓ‬
‫ﺅ‬
‫ﻯ‪1٣‬ﻵﺣﻶ( ‪0‬ﺓ ‪1 1‬‬

‫ﻯ‪0‬ﺍﺉ‪06‬ﺍﻵﺁﺡ‪0 8‬ﺍﺃ!ﻛﺔ ﺍ‬
‫‪\).‬ﺍ‬
‫ن‪ 1 1‬و ‪ 6‬ج ‪ 6‬ا ‪ 060, 00‬ا ‪ sưất ٣685‬ﻻ ‪6‬ذ ‪ 6‬ذ ‪ ٧6‬ا ‪ 00.. 060 66‬أ‪P huong p h d p 0(7 /‬‬‫؛‪ 1‬ا ‪66‬ل ‪ 00‬؛ ‪0 (06‬ى ى ‪ 6 6‬ى ‪6‬ىىق ى ‪ 6‬ﻻاأ‪ này 00 16666 p 6 ần 1‬و‪ 0‬ا‪ giấy 1‬ؤ ‪95%. 8 1‬‬
‫ا ‪6 16 60‬ج‪ ng6iền^, d\χac gọi 1‬ا‪ 6 1٢‬ﻻ ‪ lro n g 6 6 ٩‬ا ‪ 606‬ا ‪ c6 ấ l 6 6 6‬ال ج ‪1060 66‬‬
‫‪ p6ân‬ا ﻟ ﺔ ‪ . Y6І p6ương p66p 66^, ٩٧6 1 6‬ا‪6‬ﻻ‪- 8‬ﻻ‪0‬ذ ‪ 6‬ا ‪ gỗ 66^ 66060‬ي ‪, 6‬ى ‪0 1‬‬
‫‪ p661 111611‬ذ ‪ m ộl 80' 061 1 6 ،‬ى ‪06‬ق ‪66 160‬ال ﻻ ‪1606 8.1 066 ^ ، 1660 .600 . 0‬‬
‫ؤ‪, 6 ٠‬ى‪ 0‬ا‪ 0‬ا ‪ 6 6‬ا ‪ 6 00 60‬ا ‪ -‬ا‪ 0‬ا ‪6‬ال‪ d6ng 160 0‬ا „ ‪ 66‬ا ‪0‬ل‪ 1‬ج ‪6^, 00 160 6‬ال ‪86160 ٧‬‬
‫‪ .‬ا ‪0‬ذ ‪ 606 6 6‬ا ‪ 60‬ذو‪ 0‬ا ‪ 0 060‬ة ‪ 0‬؟ ‪ 6 6‬ة ‪ 6‬ا ‪66 060 060‬ال ى ‪6 6‬ى‪ 6 1 1‬ااا ‪6‬ﻻ‪ 0‬ى ‪06‬ق ‪00‬‬
‫ؤ ‪ xuất 6 1‬اﻟ ﺬ‪6 1٣‬ﻻ ‪y 6661 ٩٧61 060 866 6 ٩‬اﻻ‪١‬ل ‪ day 166 6‬ذىىه ‪B6ng 1.2‬‬
‫^‪ lương ứng‬ﺍ‪6‬ﻻ‪ 0٧ 8‬ﺍ ‪ 0 ٧6 6‬ﺡ ﻻ‪ 0‬ﺍ‪ nguyên 1‬ﻭ‪ 0‬ﺍ ‪1 060‬ﻯ ‪giấy 1٧‬‬
‫ﺍ‪ 6‬ﺍﻵ ‪ 6‬ﻻ ‪ dượo ٩‬ﺝ‪ 00 8‬ﺍ ‪ay 60‬ﻱ ‪ dụng, 66 606 1‬ﻥ‪٧ 06٧ 8‬ﺟﳣﺪ ‪ lùy 1660‬ﻻ‪ 6‬ﺓ )‪16‬‬
‫‪ . d6m gi6‬ﺅ‪ 61‬ﻻ‪ 0‬ﺍ ‪ giấy lrong 666 6‬ﻱ ‪ tang 60 trắng 060 6 1‬ﻵﺍ ‪ 6‬ﺍ ‪doạn tẩy dể‬‬
‫‪ giay .‬ﺍ ‪6 60‬ﺕ‪ 1 0‬ﺅﻻ ‪ 6‬ﺍ ‪ c6ất 6 ۶‬ﺍﺍ ‪6 ٧ 6 11‬ﺍﻝ ‪ 66‬ﺍ ‪6‬‬
‫‪ l6ủy‬ا‪6 1٣‬ﻻ‪ gọi 16 66 ٩‬ﺛﻤﺪ‪ ng6i0n, 66‬ﺑ ﻰ ‪ lẩ y lгắng 60 66 6 0‬؟ ‪661 606 6 0‬‬
‫ا‪0‬ﻵل ‪ 06‬ا ‪ 6‬ا ‪ 1 , 061‬؟‪ 8‬ا ‪6 60‬ج ‪ ng 60 11٧61‬ااﻟ ﺔ ‪ 1 , 66‬؟‪ 6 8‬ة ‪606 ٧6 0601 616 1^ 16‬‬
‫‪ ,‬؟ ‪ 6‬ة‪ 0‬ا‪0‬ﻻ‪ glấy 0‬ى ‪ n6ng 010 060 1۶‬اا ‪ 6‬ا ا‬
‫‪ p6a‬ى ‪ 6‬ج‪ 1 8‬ؤ>‪ glấy - 6uyền p6ù 6 70‬ا ‪ 0 6‬و ‪ 6 1‬و‪ 60‬ا‪6‬اى ‪860 cùng 16 10 66‬‬
‫ص‪ 80‬ا‪0‬اال ‪ ٧01‬اا‪ p6ôi 1٣0‬ا‪ 00‬ا ‪loang, s6ng‬‬
‫‪ m6y‬ى ‪ 6‬ا‪ ٢0‬ا‪'1‬ج‪ 61‬ا‪p6ụ gla 006 ٩٧6 6‬‬
‫ا‪ ếp‬س ‪ 6‬ج ‪ glấy 001, 60 60 60 8 0‬ﻵ ‪ 6 16666 666‬اﻟ ﺬ ‪ X60, 6‬ا ال‪6‬ل ‪xeo gỉấy. 1 0 6 1‬‬
‫ﻻ ‪66‬ال‪ g 8611 p6ẩm glấy 6660 .‬د‪ n6‬ا‪6‬اال ‪ mộl 80 xử 1۶ 60 ٣6 060 60‬ؤ‪sấy 60٩66 0‬‬
‫ﻱ ^ ‪2،..‬ﺍ‪80 1‬‬
‫ﻵ‪\ plгUc‬‬
‫‪ng p 6 áp 8‬‬
‫‪6‬‬
‫ﳌﺎ^ ‪6‬ﺓ‬
‫ﺝ ‪ 00 6‬ﺍ ‪ 60‬ﺍ ‪0‬‬
‫‪0‬‬

‫ﻻﻳﺂ ‪5‬‬

‫؛‪٠0٠ ٥٥٠‬ﻻﺍ ‪00 00(1‬‬
‫ﻩ‪6‬‬

‫‪ứn٠‬ﺀ ﻫﺔ‬

‫ﺍﺀﻭﻻﺓ‬
‫)‪(%‬‬
‫‪90-95‬‬

‫‪3‬‬

‫‪5‬‬

‫‪3‬‬

‫‪5-6‬‬

‫‪90-95‬‬

‫‪ .٦‬ﺓ‬

‫‪90‬‬

‫‪5-6‬‬

‫‪85-90‬‬

‫‪5-6‬‬

‫‪85-90‬‬

‫‪6‬‬

‫‪65-80‬‬

‫ﺓ‬

‫‪٦‬‬

‫‪55-75‬‬

‫‪6‬‬

‫‪7‬‬

‫‪50-70‬‬

‫‪7-8‬‬

‫‪10‬‬

‫‪40-50‬‬

‫‪9‬‬

‫‪45-55‬‬

‫‪7‬‬
‫‪7-8‬‬

‫‪45-55‬‬

‫‪0٠‬ﻭﻩ‬
‫‪١‬ﺍﺓ‪١9٧¥‬ﺍ‬
‫ﻻ ‪٠‬ﺍﺍ‬
‫‪030‬ﺓ ﺓ ‪6‬‬
‫‪111‬ﺓ ‪66 .‬‬
‫ﺍ‪0‬ﻕ‪66 (1‬‬
‫‪030‬ﺓ ﺝ ‪6‬‬
‫‪01‬ﻗﻞ( ﺝ ‪6‬‬
‫ﺍﺍ(ﻕ‪5 5 0‬‬
‫ﺍﺍﺍﺟﺔ ‪ 5‬ﺓ‬
‫ﺍﺍ(ﻕ‪55 0‬‬
‫ﺍﺍ(ﻗﺔ ‪5 5‬‬
‫ﺍﺍ(ﻕ‪55 0‬‬
‫ﺍ‪0‬ﻕ‪55 (1‬‬

‫‪1‬ﻭ‪ 0‬ﺃ‬
‫' ‪0‬ﺀ‪١,‬ﻻ‪0٠‬‬
‫ﺝ‪ ٠‬ﺍﺍ‪٠‬؛ﺍ‬
‫‪(0‬ﺟﺎ‪ 0‬ﺝ ‪5‬‬
‫‪ (11601‬ﺝ ‪5‬‬
‫‪(11‬ﺓ‪ 01‬ﺝ ‪6‬‬
‫ﻩ‪0‬ﻷ‪ 0‬ﺓ ‪6‬‬

‫‪8‬‬

‫‪-‬‬

‫ﺍ‪0٠‬ﺍ ‪n‬ﺓ‪Ph‬‬

‫‪٠n٠ phốp‬ﻯ‪Ph‬‬
‫ﻑ ‪5.1 m‬‬
‫‪i‬‬

‫ﺀ ﻭ ﺓ‪1 0‬ﻱ ‪8‬‬

‫‪ển‬؛ ‪ngh 6.1‬‬
‫‪ nbjệt 00‬ﺍ ‪6 .‬‬
‫‪١۶‬ﺍ ‪ xử‬ﺓ‪ 0‬ﺍ ‪m à 5.1‬‬

‫‪03‬ﺍﺃ ﻫﺢ ﺀﺅ ‪8‬‬

‫ﻷ ﺓ‪6‬‬

‫‪N55.‬‬

‫‪ ban hỏa‬ﺃ ‪60‬‬

‫‪ạnh‬ﺍ ‪k \k‬‬

‫‪0 03‬‬

‫‪5.1‬‬

‫‪ 016171‬ﺝ ‪6‬‬

‫ﻕ‪ 5٧‬ﻻ‪hiộ 1‬ﺃﺃﺍﻻ ‪5‬‬
‫‪١ 030‬‬

‫‪(11‬ﺝ‪71‬ﺍ ‪65‬‬

‫‪ 030‬ﺀ'ﺝ‪ 3٧‬ﻻﺅ‪ 01‬ﺍ‪3‬ﺃﺍ‪5 ٧‬‬

‫ﺍ‪ha‬ﻑ ‪.‬‬

‫ﺃ‪3‬ﺃﺍ‪5 ٧‬‬

‫ﺍ‪ha‬ﻑ ‪.‬‬

‫‪1‬ﺍﺃﺍﻻ ‪5‬‬

‫‪ cứog‬ﻕ ‪5‬‬

‫‪3‬ﺓﻩ ‪5‬‬

‫‪5.1 hỏз hợc‬‬


CHƯƠNG 1

18

1.6 ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CỦA BỘT GIẤY VÀ GIẤY
N hững sả n phẩm thuộc loại giây và bột giấy được biểu th ị đặc điềhi
và được trao đổi trê n cơ sở của những quy ước về tê n gọi cũng như về các
quy trìn h kiểm tra đánh giá. Điều này giúp cho việc trao đổi th ông tin
được thông n h ấ t và dễ dàng hơn. Trong khuôn khổ giáo trìn h , chúng tòi
chỉ giới thiệu m ột sô" thông sô" cơ bản đế đ án h giá tín h châ"t của bột giấy

và giấy, nội dung chi tiế t của các phương p h áp đánh giá có th ể tham
khảo từ các tà i liệu trong hệ thống kiểm đ ịn h chuẩn hóa cua V iệt Nam
hay quốc tế.
1.6..1 C ác h ệ k iểm định ch u ẩn h óa trên t h ế giớ i
Các tổ chức hiệp hội công nghiệp sản xuâ"t bột giây và giấy trê n th ế
giới được viết bằng tiếng Anh và được gọi tê n theo các chữ tắ t, như:
- TAPPI: Technical Association o f the Pulp and Paper Industry (USA‫؛‬
- CPPA -TS: Canadian Pulp and Paper Associationy Technical Section
- SCAN: Scadinavian Pulp, Paper and Board T esting Committee
- ASTM: Am erican Society for Testing and M aterials
- BPBIF: B ritish Paper and Board In d u stry Federation
- APPĨTA: Technical Association o f the A u stra lia n and N ew Zealand
Pulp and Paper Industry
Mỗi tổ chức trê n có hệ kiểrn định riêng, nhưng phổ biến và khái
quát cho ngành giây là hệ kiểm định TAPPI và SCAN.
1.6.2

Mục đ ích v iệ c k iểm tra, đ án h giá

Để bảo đảm được tín h ổn định cho sả n xuâ"t và cho sản phẩm , việc
kiểm tra đ án h giá được tiến hành ở nhiều p h ân đoạn tro n g quy trìn h
sản xuâ"t với những mục tiêu cụ th ể khác nhau như: kiểm tr a nguyên
liệu, kiểm tr a điều kiện vận hành, kiểm tr a châ"t lượng sản phẩm , kiểm
tra các sự CO' kỹ th u ật hay lượng sản phẩm bị hư hỏng, kiểm tra độ ô
nhiễm môi trường....
Trong quá trìn h kiểm tra, yếu tô" đặc b iệ t quan trọng là độ chính
xác. Để có những sai số ở mức th ấp n h ất, các kiểm tr a n ên được thực
hiện trê n cùng m ột th iế t bị, trong thời gian ngắn, bởi cùng m ột người.
Việc lấy mẫu cũng rấ t quan trọng, thường nên lấy nhiều m ẫu để kiểm
tr a độ lặp lại của việc kiểm nghiệm.

GIỚI THIỆU
1.6.3

19

Đ án h g iá tín h c h ấ t b ộ t giấy
Có nhiều phương pháp được sừ dụng đề đánh giá tín h chất bột. liên

quan đến chất lượng, tín h thích ứng đôi với các quá trìn h xử lý hay đôi
với quá trìn h sử dụng. Có th ê xếp các chi tiêu đánh giá th à n h hai nhóm
chính là nhóm cơ sở và nhóm kỹ thuật.
Các chỉ tiêu đ án h giá thuộc nhóm cơ sờ bao gồm:
- Chiều dài sợi tru n g bìn h trọng lượng hay sự phân bố^ sợi (weighted
average fiber length)
- Độ bền nội tạ i của sợi (intrinsic fiber strength)
- Độ thô ráp của sợi (fiber coarseness)
- Bề m ặt riêng và th ể tích rièng (specific surface and specific volume)
- Độ ch ặt của tờ giây ướt (luct compactability)
- T ính k h án g lọc (filtration resistance)
- Điểm bão hòa của sợi (fiber saturation point)
Các chi tièu đánh giá thuộc nhóm kỷ th u ật bao gồm:
- Chí sô kappa (kappa number)
- Độ nhớt dung dịch xenlulỏ (ceỉìuỉosc solution viscosity)
- Kha năng th o át nước ỉdrainahiliiy)
- Màu và độ trắ n g (color and brightness)
* Độ sạch (cleanliness)
- T hành phần sợi theo kích thước - T ính năng cơ lý của bột: độ khíing đứt١ độ bục, độ kháng xé, độ

kháng gấp...
/- C h ỉ 80 k a p p a (chỉ số K)
Đáy là khái niệm dùng với loại bột hóa, cho biết mức độ hòa tan
ligin trong quá trìn h nâu hay tẩy tráng bột giấy. Nó đặc trưng cho hàm
lượng lignin và những ch ất không phải là xenlulô bằng cách cho bột giây
ph án ứng với dung dịch perm anganat trong môi trường axit. Với những
loại bột có hiệu su ât dưới 70 ‫؟‬٤١ có sự lién quan tuyến tín h giữa chỉ số
k appa và hàm lượng ligiìin như:
Lượng ligiun cúa bột Ự7( ) - K. 0,Ĩ5
Theo định nghĩa, chi sỏ K là số m ililit dung dịch KMnƠ4 0,1N cần
cho phán ứng oxy hóa 1 gram bột giấv khô tuyệt đối.


CHƯƠNG 1

20
2■ Đ ộ n h ớ t d u n g d ịch xenlulô

Cuprietylen điamin hyđroxyt (gọi tắt là CED hay cuen) đứợc xem là
dung môi phổ biến nhất cho xenlulỏ vì nó hòa tan nhanh và dung dịch
có độ ổn định cao. Nhiều kết quả khảo sát đã khẳng định rằng độ bền cơ
lý của bột giấy sẽ bị ảnh hưởng đáng kể khi mà độ trùng hợp (DP) của
xenlulô giảm dưới giá trị tới hạn. Việc xác định giá trị này phụ thuộc
vào từng loại bột trong từng trường hợp cụ thể. Độ nhớt cuen được sử
dụng đế kiểm tra quá trình tẩy trắng các loại bột hóa học.
3· A lp h a x en lu lô (axenỉuỉô)

Đây là thành phần hydrat cacbon có mạch phân tử dài, được định
nghĩa là thành phần không tan trong dung dịch kiềm mạnh. Việc xác
định dược thực hiện bằng cách ngâm bột giấy trong dung dịch kiềm ở

nồng độ và nhiệt độ quy định để hòa tan phần hêmixenlulô và mạch
xenlulô ngắn. Phần hòa tan này được định lượng bằng dung dịch
bicromatkali, từ sự khác biệt trọng lượng sè tính được hàm lượng aìpha
xenlulô.
4- T ính c h ấ t v ậ t lý củ a bột

Không kể các tính chất hóa học, các tính chất còn lại của bột giây
đều được gọi là tính chất vật lý (bao gồm cá chỉ tiêu cơ sở và kỹ thuật).
5- C h iều d à i sỢi
Chiều dài sợi trung bình trọng lượng hay sự phân bố. sợi của m ột
mảu bột giấy được xác định hoặc bằng phương pháp kính hiển vi, hoặc
bằng một rây đặc biệt liên quan độ thoát nước, hoặc bằng phương pháp
phân loại sợi qua sàng. Đây là nhừng phương pháp cổ điển và cơ bản.
Trong phương pháp kính hiển v i ١ hình ảnh phóng đại của m ột lượng
sợi xác định dược chiếu lên một bảng ehia lưới (có khắc vạch đo), tất cả
các sợi sẽ được đo và với công cụ toán học sẽ cho ta kết quả phân bô"
chiều dài sợi hay chiều dài sợi trung bình. Trong phương pháp dùng rây
thoát nước đặc biệt, thiết bị rất đơn giảii, là một vòng bằng thau có
mang nhừng thanh được đặt cách đều nhau, đóng vai trò như một m ặt
sàng. Cho một lượng huyền phù bột xác định chảy qua vòng sàng này và
trọng lượng phần sợi được giừ lại trên vòng đặc trưng cho chiều dài
trọng lượng sợi (íìber vveigìit length), giá trị này có môl tương quan với
chiều dài sợ trung bình. Với phương pháp phân loại sỢi qua sàng, huyền
phù bột với nồng độ thấp sè được chảy qua hệ thông sàng - thường là
năm mặt sàng với độ rây khác nhau, với tôc độ cao. Ngày nay những
phương pháp đo truyền thống này đã được tha}^ th ế bằng những th iết bị


G tò iT H ỊỆ l

21

dcTa quang học h iện dại. Ví dit, iná^ phân tích K ajaaiii dựa vàc sự tương
thich của xeníuio dối với án h sáng phán cực và không p h ân c^c, từ dó do
số sợl tlieo 144 I.hóm ch‫؛‬ều dài khác nhau. Một huyền phu bột cO nồng
độ ^oãng dược đổ vào m ột buồng phân tích nhỏ; huyềr، phu kê' do chảy
qua ống mao quản bằng thUy tinh dưới tác dộng cUa m ột ỉực hut. Sợi sẽ
bị cảu trở khl chảy dọc theo ồ'ng mao quản và dược do bằng những diot
quang. Tin hiệu n h ậ n dược sẽ dược phân tlch bằng bộ vi xử ỉý dể cho k ết
quả chiều dài sợi tru n g binh và phân bô' kích thước sợi.
Ổ- Độ thoát nước
Độ chn trở cUa lớp dệni sợi doi vOi sự chảy cUa dOng nước là một
thOng số quan trọ n g liên quan dê'n quá trin h xử ỉý bột giấy và xeo giấy.
Phương phap cổ điển dể xác định tin h chất này là "độ tự do tiêu chuẩn
C an ad a”, CFS - từ chừ C anadian Standard freeness, nhưng cO th ể gọi
theo cách phổ' biê'n hơn la độ thoát nước. CFS dược đ ịn h n ghĩa là số
m ililit nước chảy tích tụ từ m ột lỗ th o át bẻn hOng m ột th iế t bị do chuẩn
hOa cUa huyền phù bột cO nồng độ Q,3c/c 0 20"c. NêU nước chảy n h an h
qua lOp dệm sợi, ta nOi bột ''tự do" [free), nẽ'u nước chảy chậm ta nOi bột
"chậm" (slow). "Độ tự do" và ”độ chậm chạp" cO mối quan hệ dối nghịch
.‫؛‬hau. Phương p h áp do "độ chậm chạp" Schopper -٠Riegler (Slowness
T ester), gọi là độ SR ("SR) hay cOn dược gọi là "độ nghiền", là phương
pháp danh gia độ th o á t nước dược sử dụng phổ biê'n ở các phOng th i
nghiệm châu Ảu. Vậy ٧SR và CFS biè'n thiên ngược chiều nhau.

HliiK 1.3: T lu ít bì do CFS

H ìn h lÀ : ĩ ìiiểt bị đo ٠ SR

22

CHƯƠNG 1

Độ th o á t nước được sử dụng rộng rãi nhằm đầnh giá k h ả năng thích
ứng của bột giây dôi với quá trìn h tạo hình trên máy xeo ím áy làm
giấy). T rong quá trìn h sán xuất bột cơ học, độ th o át nước được điều
chỉnh th ô n g qua mức tiêu tôn n ăn g lượng nghiền trong một khoảng hẹp.
Đôl với bột hóa, quá trìn h thiiy hóa và chổi hóa là cách can th iệ p chủ
yếu để điều ch ỉn h độ th o át nước th ích hợp trước khi phôi trộ n vào huyền
phù bột. Ví dụ k ế t quá khảo s á t đã cho th ây ràng th àn h phần m ịn (trên
rây 200 m esh) là nguyên n h â n cơ bán của sự giảm độ th o ạt nước. Đế
đ á n h giá độ th o á t nước của m ột huyền phù bột, có thế dùng phễu đo CSF
hoặc ٥SR (H.1.3 và hình 1.4).
7. K h ả n ă n g nghiền
T ính c h ấ t quan trọng n h ấ t cúa một loại bột giấy là khả n ăn g đáp
ứng với quá trìn h xeo (tạo hình). T ính nàng này có th ể được điều chỉnh
thông qua quá trìn h nghiền bột dưới những điều kiện xác đinh. Để kiểm
tr a tương tác của quá trìn h nghiền đôi với tín h chát bột giấy, bột sau
ngh iền sẽ được tạo th àn h tấm theo điều kiện chuân hóa để đo các tín h
c h ấ t v ật lý của bột. Quá trìn h nghiền làm cho tính chất sỢi th ay đổi
dưới m ột tác động cơ học và là m ột giai đoạn râ t quan trọng trong quy
tr ìn h sản xuât giấy. Nó làm tăn g độ đàn hồi, độ lien k ế t cho sợi, tuy
n h iên là quá trìn h tiêu tốn nhiều n ăn g lượng. Việc th ăm dò tín h chất
này được thực hiên trên nhừng th iế t bị nghiền ở phòng thí nghiệm và
hai loại th iế t bị phô biên n h ấ t ỉà máy nghiền Hà Lan (ughiổn Valley) và
m áy nghiền PFI như được giới thiệu khái quát ờ hình 1.5 và hình 1.6.

H ìn h 1.5: Máy nghiền Hờ Lan

H ìn h 1.6: Máy nghiền PF I


GIỚỊ THIỆU

23

M áy nghiền Hà Lan đà được sử dụng từ rất lâu nhưng do m ột sô^
hạn ch ế nên nó được thay thê dần bởi niáy ỉighiên PFI. Nhược điểm cơ
bản ciìa máy n g h iền Hà Lan là rấ t khó có dược những k ết quá đo với
tín h lặp lại cao, n h át là khi quá trìn h kháo sát được kéo liên tục trong
thời gian khá dài bởi vì dao nghiền bị bào inòu dần. Máy n g h iền P F I có
cơ cấu chính là khôi trụ bằng thép có khắc răng nghiền đ ặ t lệch tâ m với
một vòng trụ p h ẳn g (không khắc răng) và huyền phù bột với nồng độ
10% sẽ được chuyến động qua khe hở giữa hai m ặt h ìn h trụ này. Cả hai
m ặt trụ đều quay nhưng với vận tốc biên khác nhau, tác động này sinh
ra lực m a sá t giữa các sợi và làm thay đổi tinh ch ất bề m ặt sợi, từ đó
liên k ế t xơ sợi cũng thay đổi (cơ chế quá trình nghiền được mô tả chi
tiế t hơn trong chương 9).
8- Đảnh g iả độ bền bột giấy
Độ bền các m ẫu bột giây được so sánh với nhau ớ một k h o ản g giá
trị đặc trưng của độ th o át nước - 500 v à‘300 CSF. Việc so sán h tín h chát
v ật lý cùa bột thường được minh họa bằng dường biểu diễn theo độ th o át
nước ("SR hay CSF). Thường một tính chầt quan trọng náo đó được xem
là một hàm sô^ cùa một tín h khác và hai íiiih c.hất này biến th iê n theo
chiều hướng trá i ngược nhau, Như dường bièu dien Ikháng x é-kháng đứtl
là ])hương tiện cơ bán đê so sánh tính năng các loai bột giấy với nhau
(xein thèm chương 9, phần 4.7). Nhửng dồ thị này chi đạc trưng cho tín h
chất về dộ bén mà không liên quan dên độ ihnat nước.
1.6.4 Đ ánh g iá tín h ch ấ t giấ y

Có rất nhiều loại giảy với Iihừng tính chat, ứng dụng khác nhau và
do vậy can có nhiều phương pháp khác nhau dẽ danh giá chúng. Việc do
dạc nhưng thông sỏ quan trọng nhất, nhằm xác dính khá n àn g sứ dụng
cúa giây phụ thuộc nhiều vào thiết bị đo và quá trình thực hiện phép đo.
Giấy có cả hai tín h ch ảt - đàn hồi deo và lìut ám. Vì vậy b ất kỳ việc đo
đạc nào có liên quan đên sự biên dạng nảu (kháng xé. kháng đứt...) th ì
k ết quá đo chịu phụ thuộc rấ t nhiều vào tôc dộ tác dộng lực. M ột sô chỉ
tiêu quan trọ n g để đ án h giá tính chái vật lý của giáv được trìn h bày ớ
báng 1.3.


24

CHƯƠtỉG 1
Bảng 1.3: Các chỉ tiêu đánh giá tinh chất vật lý cùa giấy

T ín h c h ấ t c ơ h ọ c v à đ ộ k h á n g lực

TAPPi

CPPA

Đ ơn vị

- Đ ịn h lư ợ n g

T410

D .3

G /m ‫؟‬

- Bể dầy

T411

D .4

Mm

- T ỉ trọ n g

T411

D .4

G /c m ^

- Đ ộ khối

T411

D .4

c m ‫^؛‬/g

- K h á n g g ấ p (M IT )

T423

D .1 7

- K h á n g xé

T470

D .9

m N .m ‫؟‬/g

٠ Đ ộ bục

T403

D .8

k P a .m ‫؛؛‬/g

- C h iể u d à i đ ứ t

T404

D .6

- Đ ộ c ứ n g (G u rle y )

T451

- E)ộ d ã n dài

T457

- Đ ộ h ấ p ph ụ n ă n g lư ợng k é o (T E A )

T494

j/m ‫؟‬

- Đ ộ m ể m (G u rle y .H ill)

T498

s /1 0 0 m l

km
mN

D .7

%

T ín h c h ấ t bể m ặ t
- Đ ộ th ô rá p (S h e ffie ld )

T479

- Đ ộ k h á n g x ù lõ n g

T459

- Đ ộ c h ịu m a s á t

T478

- Đ ộ c h ịu m à i m ò n

T476

m l/p h
D .11

T ín h c h ấ t q u a n g h ọ c (e lre p h o )
- Đ ộ trắ n g

£ .2

- Đ ộ c h e phủ
- Đ ộ bóng

%
%

T424

%

- M àu
T ín h th ấ m
- Đ ộ hổ
- Đ ộ th ấ m d ầ u , c h ấ t bé o

T466
R C 278

- Đ ộ h ấ p ph ụ n ư ớ c

T441

F .2

- Đ ộ th ấ m kh í

T454

F .6

- Đ ộ th ấ m h ơ i nư ớc

T460

٠

T448

g /m ‫؛‬

D .1 4
D .1 5

Ì- S ự đ iểu h òa m ôi trường cho mẩu kiểm đ ịn h

Tính chất của sản phấm giấy phụ thuộc rất nhiều độ ẩm. Giấy lại là
một vật iiệu dễ hút ẩra, do vậy đê có những kết quả đo chính xác với độ
ỉặp lại cao, mẫu giấy cần đưỢc chuẩn bị trong một trường được chuẩn
hóa. Theo hệ chuẩn hóa Bắc Mỹ, điều kiện là 23 ٥c và hàm ẩm tương đối
là 50%. Cũng không thể khái quát được những ảnh hưởng của độ ẩm đối
với tính châ١ giấy, vì sự thay đổi tính chất giấy còn phụ thuộc vào thành
phần sợi, độ nghiền (CSF )١ phụ gia và các xử lý bề m ặt giấy.
2- Tỉnh h ai m ặt củ a g iấy
Giấy từ máy xeo dài có mặt lưới (m ặt áp vào lưới xeo) tương đôi thô
ráp hơn, còn m ặt trên thì có cấu trúc ch ặt hơn, ínịn hơn. T ính hai m ật
này là do có sự khác nhau về th àn h phần xơ sợi, m ặ t lưới chứa th à n h
phần sợi dài cao hơn, mặt trên chứa th à n h phần m ịn cao hơn. Sự khác


‫ ة ا ة‬١ THÌỆU

25

nhau giữa hai bề m ặ t có th ể dược nhận thấy rO liơn hhi ngâm m ẫu giấy
n h a n h tron g nước hay trong dung dịch kiềm íoãng rồ‫ ؛‬sau do th ấ m khô
nO. Quá trin h này làm lOng lẻo cấu trUc sợi và là‫؛‬n cho b ăn g g‫؛‬ấy khó
phdng hơn khi ٩ua trụ c cdn láng. TUy theo thOng số cần do dạc mà phép
do cần dược thực h iệ n trê n một m ặt hay hai mặt giâ'y١ ví dụ độ tr ắ n g th i
dược do tu' m ặt trèn hoặc tư cả ,hai mặt, cOn độ thồ ráp thi do tư m ặt lưới.
3· Tinh đ ịn h h ư ầ g của g iấ y

T rong băng giấy, xơ sợi cO mức độ định hướng cao hơn theo chiều
chạy của m áy xeo. T in h định hướng của sợi sẽ dược xem x ét k h i do các
tin h ch ấ t v ậ t lý. N hư khi do độ kháng xé, kháng kéo và k h án g gấp, các
mầu giấy sẽ dược cắt theo cả ha‫ ؛‬hướng: hướng mẩy chạy (MD) và hướng

ngang (CD). C ần ằ ý rằn g những đánh g‫؛‬a về tinh đ ịn h hương sẽ tương
ứng với lực tác dụng, chứ không pha‫ ؛‬tương ưng vơi hướng cUa quá tr in h
pha mẫu. Trong kiểm tra độ kháng xé Elmendorf. lực tác dụng và sự pha
hUy m ẫu là cUng hướng, nhưng troiíg kiê’m tra về độ k h án g kéo và độ
k h an g gấp th i cO sự -pha mẩu ơ gOc phải cUa tực tac dụng. Độ b ền kéo và
bền gấp lớn hơn tro n g hướng chạy máy MD, t.rong khi độ bền xé của
hướng CD lại lớn hơn. Tí số độ kháng ỉ Lie theo hướng MD/CD khoảng
1,5-2 dối vơ‫ ؛‬m áy xeo dai và khoảng 5 dối với máy xeo trOn.
Dựa vào chê' độ chảy, áp lực trong thUng dầu và độ dồng dều của
môi phun, sẽ cứ nhữ ng th ay dổi tương ứng dỏ'i với qua trin h tạo h ìn h hay
dối với sự định hướng cUa xơ sợi trong bâng g‫؛‬a'y. Những th ay đổi này sẽ
càng rõ khi cO sự khOng dồng dều cLÌa ứng suất ép, cUa sự th o á t nước,
hoặc cUa quá trin h sấy. CUng tương dối dể nhận biết hướng MD hay CD
cUa mẫu giấy khi th ấ m ướt nO. Khi thấm ướt, lĩiảu giấy luOn luOn bị uốn
cong lạ ‫ ؛‬và trụ c uốn sẽ theo hướng chạy mấy. lloặc các băng giấy dược
cắt dể do th i ta n h ậ n thâ'y mẩu cát theo chiều MD sẽ cứng hơn. Hoặc cO
th ể n.hận đ ịn h n h a n h bằn g thử xé bằng tay, theo chiều MD sẽ dễ xé hơn
theo chiều CD.
4- ĐánH g iá các tin h c h á t cật 1‫لآ‬

Các tinh chất vật lý cUa giâ'y dược chia lầm bốn nhóm (xem bảrĩg 1.3) la
- T inh c h ấ t cơ học và độ kháng lực
- T inh ch ấ t bề m ậ t (độ thô ráp, độ nhẩn, độ khô'i)
- T inh chất' quang hpc (độ trắng, độ che phU,..)
- T inh thâ'm (khi, dổu, nưức..,)


CHƯƠNG 1

26

5- T ính c h ấ t h óa học củ a g iấ y
T ín h c h â t hóa học của giấy được quy đ ịn h bdi quá trìn h sản xuất
bột, chủng loại và hàm lượng các phụ gia không m ang tín h châ١ sợi.
T ính c h ấ t hó a học có vai trò quan trọ n g đôi với m ột số loại giấy Iihư
giấy rử a ả n h , giây in màu và photocopy, giấy cách điện, giấy bao gói
thực phẩm , giây chôhg làm giả mạo, giấy chôhg mờ (để gói bạc, thép),
giấy chôhg cháy... Mỗi lại giây tùy vào ứng dụng m à cần có những kiểm
đ ịn h k h ác nhau, ví dụ giấy gói bơ th ì phải có hàm lượng đồng dưới
3ppm , s ấ t dưới 6ppm , vì trê n mức này bơ sè dễ bị ôi.
6- Ả n h hư ởng củ a q u ả trìn h lão h ỏ a m ẫu

Các tín h c h â t v ật lý và hóa học của các sả n p h ẩm giấy sè th a y đổi
tro n g quá tr ìn h lão hóa m ầu, hay có th ể hiểu là quá trìn h bảo quản hay
sử dụng thực tế. Đ ể có th ể đ án h giá được tín h bền sả n phẩm giấy, người
ta tiế n h à n h các kiểm tr a tro n g nhữ ng th iế t bị cho phép tạo sự lâo hóa
tá n g tô'c (lão hóa cưỡng bức). Các điều kiện cưỡng bức này có th ể khồng
giống điều k iệ n thực tê nhưng phương pháp này cho .phép đ án h giá một
cách tương đối độ bền các sản phẩm giấy. Cách phố biến là cho m ẫu chịu
tác kích ở n h iệ t độ 105.C, với những thời gian khác nhau tùy theo tính
ch â t cần k hảo sát. Ví dụ đé đo độ h ồ i màu (giảm độ trắn g ) bột giây th ì
thờ i gian ớ n h iệ t độ này là 4 giờ (TA PPl SM-200). Độ bền gáp được xem
là th ô n g số n h ậy với môi trường nhiều hơn so với các thông
khác, do
vậy người ta hay khảo s á t á n h hưởng của n h iệ t độ ảốì với độ bền gâp.
7- T ính th íc h n gh ỉ sả n xu ất
H ai tín h c h ấ t của bột giấy và giấy r â t được quan tâm là k h ả năng
chạy m áy và k h ả n àng in án.
- K hả n án g chạy máy: là kh ả n ă n g có được tờ giấy khi qua các trục
ép tr ê n m áy m à không bị đứt.

- Khả n ăn g in ân: là ản h hưởng của tờ giấy đôì với k h ả n ăn g tá i tạo
m ột cách chính xác h ìn h ản h cần in.
8‘ Tự đ ộ n g h ó a quy trìn h đ ả n h g iả tỉn h c h ấ t b ộ t g iấ y và g iấ y

Từ những n ám 1980, các cơ câu đo lường tự động hóa b ắ t đầu được
đưa vào sử dụng tro n g n g àn h giây. Thường là những th iế t bị kiểm tr a
tạ i chỗ -tức Ih được bô" tr í ngay trê n m áy xeo, cho phép kiểm tr a định
lượng giấy, độ ẩm , độ dầy... các bộ p h ậ n cảm ứng được sử dụng để đo độ
trắ n g , m àu, độ bóng, độ p hăng, độ tro, trọ n g lượng lớp p h ân trá n g và
đặc điểm tạo hình,. Xu th ế h iện nay là các th iế t bị kiểm tr a châ"t lượng
tạ i chỗ (QCS quaỉity control System) sẽ ngày càng p h á t triể n để thay
-


Glởi THIỆU

27

th ế d ần các th iế t bị kiếm tr a rời được bố tri troìig j)hong th í n g h iệm hay
phòng kiểưA tra ch ấ t lượng.

1.7 XU THẾ PHẤT TRIỂN
Các n h à m áy sả n xuât bột hóa học có khuynh hướng liên hợp lại vì
vấn đề mùi hôi của sulfua sin h ra trong clỊch nâu, Mùi sulfua có th ể được
giảm đáng kế b ằng những kỹ thuật thích hợp và xử lý hiệu quả, nh ư ở
m ột số n h à m áy h iệ n đại ngày nay mức độ mùi hôi chỉ còn b ằn g kh o ản g
10% so với cách đây 25 năm . Tuy nhiên, trờ ngại lớn là các khí sulfua dù
nồng độ chỉ ở mức 10'^ vẫn gây mùi rấ t m ạnh. Một số phương p h áp nâu
bột sulfat biến tín h đã th ế hiện được tín h ưu việt và được áp dụng.
M ột p h á t triể n thú vị trong công nghệ san xuất bột hóa là phương

p h áp nấu có dung môi {organosolv process), như dùng etan o ỉ để hòa ta n
lignin. T ín h k h ả th i của phương pháp này đã dươc k h an g đ ịn h ở m ột sổ.
n h à m áy có n àn g su ât 300 tá.n/ngàỵ sứ dụng loại gỗ cứng. T ính châT bột
tương đương với bột sulfat và có kha năng dề tày trắn g hơn. Sau đó dung
môi được th u hồi từ dịch nâd, còn lignin, fufural và đường có th ể sử dụng
cho công nghiệp hóa chất. Tuy nhiên, phương pháp n ày chỉ th íc h hợp
cho n h à m áy có n ăn g suá١ nhỏ (dưới 300 tấn/ngày).
N hìn chung, lĩnh vực có mức độ p h át triôn n h an h n h á t là bột cơ
học. B ằng m ột số cải tiến , những loại bột hiệu suất cao này có th ể được
th a y th ế m ột p h ần cho bột hóa học trong một số sản p h ẩm - n h ư bột hóa
cơ hay hóa n h iệ t cơ có th ế thay thê một phần cho bột hóa. Tuy n h iên,
điếm h ạn chế cơ bán là chưa ngán chận được hiện tượng hồi m àu quá
n h a n h của loại bột này.

1.8 SO SÁNH TÍNH CHẤT BỘT VÀ ỨNG DỤNG
T ính ch át của sản phẩm giấy không những phụ thuộc vào nguyên
liệu gỗ, pÌỊƯơng pháp sán xuá١ bột, mà còn phu thuộc nh ữ n g xử lý bố
sung như quá trìn h tẩy trắ n g , nghiên, sấy.
N hững tín h ch ấ t quan trọng quy định chất lượng sợi và k h ả n ăn g
đáp ứng cho việc sản xuâ't giấy là
- Chiều dài sợi
- Tỉ trọ n g và độ thô ráp của sợi
- Độ bền sỢi
- Tổn thương v ật lý của sợi
- Tổn thương hóa học của mạch xenlulô
- B ản ch ấ t và sự p h ân bô^ cúa lignin
- B ản chất và sự p h an bô" của hêmixenlulô
Các ản h hưởng cda quá trìn h sản xuâ١ bột đôi với ch â t lượng xơ sợi