cong nghiep san xuat giay

rfi1369385375.doc
Ngày nay giấy đối với ta quá bình thường. Ta vò nó trong tay rồi ném đi không chút
thương tiếc bởi ta có biết đâu sau ba ngàn năm từ ngày có những nét những hình đầu
tiên được viết nơi hang động, đất sét... cho tới cách đây hai ngàn năm mới chế biến
được giấy thô sơ và qua biết bao quá trình, mới trở thành hoàn hảo như ngày hôm nay.
I. Lịch sử phát triển của nghề làm giấy:
Trước khi có giấy
Các hình vẽ trong hang động là những văn kiện lâu đời nhất do con người vẽ bằng
bột màu. Người Sumer, có nền văn hóa cao lâu đời nhất
được biết đến, viết trên những tấm bia bằng đất sét (văn
tự hình nêm, bắt đầu từ khoảng 3300 năm trước Công
nguyên). Các vật liệu hữu cơ dùng để viết lên sau đó ít
bền hơn. Nếu không có những tấm bia bằng đất sét của
người Sumer thì chúng ta biết rất ít về thời gian này.
Da, giấy da, gỗ, vỏ cây, giấy cói (giấy chỉ thảo) – có ở
Ai Cập khoảng 3000 năm trước Công nguyên – và giấy
đều có thể cháy và bị phân hủy sinh học.
Giấy cói (giấy chỉ thảo) làm bằng một loại lau sậy (cây cói giấy hay cây chỉ thảo –
cyperus papyrus) được buộc vào với nhau và đặt chéo lên nhau trước khi được ép lại.
Người ta viết trên đó bằng mực đỏ hay đen. Mực đen bao gồm bồ hóng và một dung
dịch từ nhựa của cây keo. Mực đỏ được làm từ hoàng thổ. Người ta dùng một cây cọ
làm từ cây sậy (cây lau) để viết.
Mặc dù cây cói giấy (cây chỉ thảo) cũng có ở Hy
Lạp nhưng không được lan truyền ra ngoài nước.
Trong thế kỷ thứ 3 người Hy Lạp thay thế cọ viết
bằng lông chim. Từ giấy trong các thứ tiếng ở châu
Âu (papier, paper...) dẫn từ tên của cây cói giấy –
papyrus.Ngoài ra người ta còn viết trên giấy da
(parchment) là loại da mỏng chưa được thuộc.
Ở Roma người ta sử dụng cả giấy cói (giấy chỉ
thảo) lẫn bảng làm bằng sáp, văn thơ được khía lên bằng

một cây nhọn. Dùng một tấm cạo có thể làm phẳng sáp lại và lại có thể viết lên trên tấm
bảng này. Ở Ấn Độ người ta dùng lá cây cọ. Ở Trung Quốc, trước khi phát minh ra
giấy, xương, vỏ sò ốc, ngà voi, sau đó là đồng thau, sắt, vàng, bạc, thiếc, thạch anh, đá,
đất sét, tre và tơ lụa đều được dùng đến.
Cây cói giấy
Giấy cói cổ từ Ai Cập
Trang 1
rfi1369385375.doc
Lịch sử đã chứng minh rằng công nghiệp sản xuất giấy đã có từ hàng nghìn năm. Ai
cũng biết rằng, từ lâu nghề làm giấy được coi là một trong những phát minh lớn của
Trung Quốc cổ đại, cùng với nghề in, la bàn, thuốc súng. Bốn phát minh này đã thúc
đẩy quá trình truyền bá và giao lưu văn hóa khoa học thế giới, ảnh hưởng sâu sắc tới
tiến trình của lịch sử thế giới. Mỗi phát minh trong 4 phát minh này đều trải qua quá
trình cải tiến và diễn biến trong thời gian dài, không phải chỉ riêng là công lao của một
người và một thời đại.
Tuy nhiên, nguồn gốc của nghề giấy vẫn còn nhiều chỗ mơ hồ. Theo các tài liệu lịch
sử và truyền thuyết thì viên quan Thái Luân (Ts'ai Lun), phụ trách xưởng chế tác hoàng
cung dưới thời Hậu Hán đã xin Hoàng đế cho phép làm giấy vào năm 105 sau CN.
Sách Hậu Hán thư có ghi :
“Từ thời cổ đại, sách và tài liệu phần lớn được chép trên thẻ tre, rồi sau đó chép trên
lụa, gọi là chỉ. Lụa thì đắt tiền, thẻ tre thì nặng, cả hai đều không thuận tiện. Bấy giờ
Thái Luân bèn có ý định dùng vỏ cây, sợi gai, vải cũ và lưới đánh cá để làm giấy. Năm
Nguyên Hưng thứ nhất, ông trình với Hoàng đế và được chấp thuận. Từ đấy, giấy bắt
đầu được dùng khắp nơi và vì vậy mà trong toàn cõi đế chế, người ta gọi nó là giấy
Thái Hầu. “
Từ vài chục năm nay, nhờ các phát hiện khảo cổ học, người ta nhận thấy đoạn dẫn
trên nói về việc phát minh nghề làm giấy được ghi trong Hậu Hán Thư, soạn vào thế kỷ
thứ 5 sau Công Nguyên có lẽ không đúng với sự thật, và giấy bắt đầu ra đời có thể lùi
về thế kỷ thứ 1 trước CN và thậm chí là thế kỷ thứ 2 trước CN.
Việc phát hiện những mẫu giấy có hoặc không ghi chữ đã trở thành đề tài thảo luận

sôi nổi về niên đại ra đời của giấy và cả về nguồn gốc Trung Hoa của giấy nữa. Vì vậy,
ta phải xác định giấy là gì, thành phần, cách chế tạo, tính chất của nó.
Người ta cho rằng giấy đầu tiên được phát minh nhằm thay thế lụa, có thể lúc đầu
dùng vào việc khác chứ không phải để viết, ví dụ để gói đồ, làm thuốc,…Sự phát triển
của việc sử dụng giấy có thể tương đối chậm, bởi lẽ, cho đến TK 3 sau CN, người ta
vẫn dùng các loại thẻ gổ, thẻ tre để viết. Suốt TK thứ 2, giấy chỉ được dùng đến khi
không có lụa để ghi chép. Sang TK 3, tình hình đã thay đổi và giấy được dùng rộng rãi.
Nó có mặt ở vùng phía Tây như Lân Lan gần hồ Lobnor, trên sa mạc Taklamakan hay
ở bồn địa Thổ Phồn, cách Urumxi 100km, tại vùng Tân Cương. Việc sử dùng giấy
được truyền bá lên cả vùng Động Bắc, ở Triều Tiên, và sau đó sang Nhật Bản (vì tại
đây mãi cho đến TK thứ 7 mới có nghề sản xuất giấy). Nó cũng lan xuống phía Nam, ở
những vùng chịu ảnh hưởng của Trung Hoa, tuy nhiện cho đến nay, không còn dấu vết
nào của thời đó còn lưu lại.
Trang 2
rfi1369385375.doc
Các khám phá về khảo cổ ở Trung Hoa cộng với phép tính tuổi bằng carbon phóng
xạ chứng minh rằng giấy đã hiện diện từ hai thế kỷ trước
Thái Luân (Ts'ai Lun), nhưng người ta vẫn cho Thái Luân
(Ts'ai Lun) là người phát minh ra giấy thực thụ như ngày nay.
1. Thái Luân: Năm 105, dưới triều Hán, thời hoàng đế Ho Ti bên Trung quốc, Thái
Luân đem mấy mẫu giấy dâng vua, được vua hài lòng và phong tước quý tộc và cho
ông làm quan trong triều đình. Ông là hoạn quan vì phải giữ tài sản và tiền bạc nhiều
trong triều đình. Nhờ chế được giấy, ông trở thành giàu có. Tuy nhiên sau đó ông bị
triều đình âm mưu gây rắc rối nên sa sút và bị vua ghét bỏ. Ông tắm rửa sạch sẽ, mặc
áo quần thât đẹp, uống thuốc độc rồi lên giường nằm.
Người ta cho rằng Thái Luân là người Việt, sinh ra trên đất Việt nhưng làm quan
trong triều của nhà Hán. Và công trình phát minh ra giấy của ông bị người Tầu nhận là
do người Tầu làm ra!
Thái Luân chế tạo giấy:
Thái Luân tổng kết kinh nghiệm làm giấy của thế hệ trước, dẫn nhiều người thợ dùng

vỏ cây, vải gai, vải rách, lưới rách nát v.v... để làm giấy. Thái Luân lấy bên trong vỏ
thân cây dâu tằm và xơ cây tre đem trộn với nước rồi giã nát với dụng cụ bằng gỗ, xong
ông đổ hỗn hợp lên tấm vải căng phẳng và trải mỏng rồi để ráo nước, phơi dưới ánh
sáng mặt trời. Khi đã khô, Thái Luân khám phá ra rằng có thể viết lên đó dễ dàng mà
lại nhẹ nhàng. Loại giấy làm bằng biện pháp này có đặc điểm nhẹ và mỏng, rất thích
hợp viết chữ, nhận đựợc sự hoan nghênh của mọi người, nhà vua khen ngợi. Thái Luân
đã cải tiến kỹ thuật làm giấy. Từ đó, toàn Hán quốc đều bắt đầu dùng biện pháp làm
giấy. Cách chế tạo giấy này đầu tiên được dùng bên Trung quốc rồi qua Hàn Quốc,
Samarkand, Batda và Damascus.
Cho dù Thái Luân phát minh ra giấy sớm, nhưng phải hàng ngàn năm sau người ta
mới sản xuất giấy cho khắp châu Âu và châu Á.
2. Các nước và sự phát minh giấy:
Khoảng năm 400 người Ấn Độ đã biết làm giấy.
Thái Luân (Ts'ai Lun)
Trang 3
rfi1369385375.doc
Sau khoảng 500 năm sau, dân Abbasid Caliphate bắt đầu dùng giấy.
Người theo đạo Islam dùng giấy rất sớm, từ Ấn Độ tới Tây
Ban Nha, trong lúc người theo đạo Thiên chúa vẫn còn dùng
giấy da.
Ảnh hưởng của Arabe tiếp tục trải ra từ Phi Châu tới
Méditerranée: Khoảng năm 650 người Árập xâm nhập Sicile,
rồi tràn qua Maroc . Hai thành phố này sau đó biến thành hai
trung tâm văn hóa của Ảrập truyền bá truyền thống và tín
ngưỡng của mình. Trong những thế kỷ tiếp theo, lãnh thổ Ảrập lớn dần, thêm các nước
tân tiến như Angieri, Tunisie và Lybi cùng với những lãnh thổ to lớn của Ai Cập, Thổ
Nhĩ Kì và Italia.
Năm 751, dân Ảrập sống trong thành phố Samarkan, trong Kasakhstan -khoảng 800
km từ biên giới Trung Quốc – bị quân đội Trung Quốc tấn công. Cuộc tấn công bị
quân đội Ảrập không những đẩy lùi mà họ còn bị đuổi theo. Quân Ảrập bắt tù binh

Trung Quốc biết kỹ thuật làm giấy. Để đổi lấy tự do, người Trung Quốc đã truyền lại
nghề làm giấy. Người Ảrập biết làm giấy từ đó và cách làm giấy được lan tràn nhanh
chóng trong dân Ảrập.
Vào thế kỷ thứ X, người Ảrập dùng bông vải để chế giấy để có loại giấy mỏng tốt.
Khoảng năm 1100, Ý và Espagne đuổi dân Arập đi nhưng ngành sản xuất giấy được
giữ vững. Tại Ý, tài liệu cổ xưa nhất được viết trên giấy xưa nhất đã được dâng lên vua
Roger của Sicile, ghi năm 1102.
Đầu những năm 1200 Thiên chúa giáo khống chế người Tây Ban Nha theo đạo
Islam, nhờ vậy mà họ học cách làm giấy nơi người đạo Islam. Năm 1250 người Ý bắt
đầu học cách làm giấy và bán khắp châu Âu.
Năm 1338, các giáo sĩ Pháp bắt đầu chế giấy lấy. Năm 1411 tức là sau 15 thế kỷ từ
khi Thái Luân phát minh ra giấy, người Đức mới bắt đầu sản xuất giấy và nhất là từ
năm 1450 ngành báo chí và máy in ra đời do Johannes Gutenberg. Rẻ tiền hơn và đồng
dạng, giấy trở nên cần thiết cho sự sản xuất lớn mà giấy da thú không thể có đủ điều
kiện đáp ứng.
II. Công nghệ sản xuất giấy:
Giấy là sản phẩm được chế từ xenlulozơ. Nguyên liệu của công nghiệp giấy là xơ
thực vật, chủ yếu từ gỗ, một số thực vật khác như đay, gai, tre, nứa và các phụ phẩm
nông nghiệp như rơm, bã mía hoặc các loại sợi tái sinh. Giấy là nhu cầu cần thiết trong
cuộc sống cuộc sống con người để thực hiện nhiều mục đích khác nhau: giấy tốt in ấn
phẩm loại đặc biệt, giấy in viết bình thường, giấy gói, giấy sinh hoạt... Ở các nước phát
triển, số lượng giấy cho đầu người bình quân là 300kg/năm, ở các nước đang phát triển,
Trang 4
rfi1369385375.doc
con số này mới đạt khoảng 10kg/người/năm.Đây cũng là một trong những ngành công
nghiệp gây ra nhiều vấn đề tác động tới môi trường.
Công nghệ sản xuất giấy sử dụng từ 1,5–3 tấn nguyên liệu khô tuyệt đối hay 3–6 tấn
nguyên liệu có độ ẩm 50% để sản xuất ra một tấn bột giấy và sản xuất ra một tấn giấy
trắng đã dùng tới 500–550m
3

nước.
1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột giấy:
Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất bột giấy và giấy có kèm theo các nguồn phát sinh
nước thải được thể hiện ở hình 1.

Hinh 1: Sơ đồ công nghệ sản xuất giấy và các nguồn nước thải
Trang 5
rfi1369385375.doc
Gia công nguyên liệu thô bao gồm: rửa sạch nguyên liệu, rửa sạch tạp chất và cắt
mảnh theo kích cỡ thích hợp, đáp ứng yêu cầu của phương pháp sản xuất bột giấy.
Công nghệ sản xuất giấy bao gồm hai quá trình cơ bản: sản xuất bột giấy từ nguyên
liệu thô và sản xuất giấy từ bột giấy (xeo giấy).
2. Sản xuất bột giấy:
Sản xuất bột giấy là quá trình gia công xử lí nguyên liệu để tách các thành phần
không phải là xenlulozơ sao cho thu được bột giấy có hàm lượng xenlulozơ càng cao
càng tốt.
Những loại cây dùng làm giấy phải có hàm lượng xenlulozơ cao hơn 35%. Các thành
phần khác như hemixenlulozơ, lignin... cần phải thấp để giảm hoá chất dùng cho nấu
chảy.
Lignin là chất có độ trùng hợp cao ở dạng vô định hình, thành phần chủ yếu là các
đơn vị phenylpropan nối kết với nhau thành khối không gian 3 chiều. Lignin dễ bị ôxi
hoá, hoà tan trong kiềm, trong dung dịch muối sulfit hay muối của axit H
2
SO
3
như
Ca(HSO
3
)
2

khi đun nóng.
Hemixenlulozơ là hyđratcacbon được tổng hợp từ các đơn vị thành phần là đường
hexozơ và pentozơ. Hemixenlulozơ không tan trong nước nhưng tan trong dung môi
hữu cơ và bị thuỷ phân trong dung dịch kiềm hay axit loãng khi đun sôi.
Các chất chiết của các tổ chức thực vật như axit béo, nhựa, chất thơm, alcol... hầu hết
tan trong các dung môi hữu cơ.
Tiêu chuẩn kỹ thuật về thành phần hoá học của nguyên liệu sản xuất bột giấy bao
gồm:
• Hàm lượng xenlulozơ phải lớn hơn 35% khối lượng trong nguyên liệu khô tuyệt
đối để đạt được hiệu suất thu hồi bột cao và hạ giá thành sản phẩm.
• Hàm lượng hemixenlulozơ, lignin và các tạp chất khác thấp để giảm hoá chất
nấu, tẩy, giảm thời gian nấu và qua đó tránh được ảnh hưởng xấu đến chất lượng của
xenlulozơ.
Thành phần hoá học của một số loại gỗ dùng trong công nghiệp giấy được thể hiện
qua bảng sau:
Bảng 1: Thành phần hóa học của một số loại gỗ
Tính theo % khối lượng khô tuyệt đối
Loại gỗ
Thành phần
Gỗ bạch dương Gỗ bạch đàn Gỗ tràm
Trang 6
rfi1369385375.doc
Xenlulozơ % 43 38 43
Lignin % 29 25 23
Hemixenlulozơ % 26 34 31
Chất chiết % 1.7 2.3 1.5
Tro % 0.3 0.4 0.7
Ngoài nguyên liệu xơ, sợi, công nghiệp giấy còn sử dụng một lượng lớn các hoá chất
ở các công đoạn nấu, tẩy, xeo giấy như đá vôi, xút, cao lanh, nhựa thông, các chất kết
dính tự nhiên và tổng hợp, các chất ôxi hoá để khử lignin như clo, hypoclorit, peroxit...

Các phương pháp sản xuất bột giấy gồm có cơ học, nhiệt học và hóa học. Trong thực
tế sản xuất thường áp dụng kết hợp các phương pháp trên, đó là: phương pháp bán hóa,
phương pháp hóa nhiệt cơ và phương pháp hóa học. Phương
pháp cơ học thuần túy cho hiệu suất bột cao (85% đến 95%)
nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và bột này tạo ra giấy có độ
bền không cao, giấy dễ bị biến vàng. Trong các phương pháp
đều dùng hóa chất để nấu nhằm tách lignin và các tạp chất
khác ra khỏi xenlulozơ.
2.1. Xử lý cơ học:
• Bột gỗ mài trắng: được mài từ gỗ đã được bóc vỏ
trong các máy mài gỗ.
• Bột gỗ mài nâu: hình thành khi các cuống cây được thấm ướt trong các nồi nấu
trước khi được mài.
• Bột nhiệt cơ: được sản xuất từ phế liệu gỗ
được băm nhỏ và vỏ bào của các xưởng cưa.
Theo phương thức TMP (thermo-mechanical
pulp), hay "bột nhiệt cơ", chúng được làm
thấm ướt ở 130°C. Các liên kết lignin nhờ vậy
bị yếu đi. Sau đó nước được thêm vào và các
miếng gỗ này được nghiền trong các máy
nghiền. Nếu hóa chất được sử dụng thêm vào
trong lúc thấm ướt phương pháp này được gọi là
phương pháp CTMP (chemo-thermo- mechanical pulp), hay "bột hóa nhiệt cơ".
Máy mài gỗ trong Viện bảo
tàng công nghiệp "Alte Dombach"
tại Bergisch Gladbach (Đức)
Trang 7
rfi1369385375.doc
Nếu chỉ dùng các phương thức cơ để sản xuất, thành phần của bột gỗ không phải là
các sợi xenlulozơ mà là các liên kết sợi đã được mài và nghiềm nhỏ ra. Để có thể lấy

được sợi nguyên thủy phải dùng đến các biện pháp xử lý gỗ bằng hóa học.
2.2. Xử lý hóa học:
Các mảnh gỗ được xử lý hóa học bằng cách nấu. Sau khi nấu 12 đến 15 tiếng các sợi
sẽ được tách ra khỏi các thành phần cứng đi cùng với xenlulozơ. Nhìn theo phương
diện hóa học, gỗ bao gồm:
• 40% - 50% xenlulozơ
• 10% - 55% hemi xen lulozơ
• 20% - 30% lignin
• 6% - 12% các hợp chất hữu cơ khác
• 0,3% - 0,8% hợp chất vô cơ
Tùy theo hóa chất được dùng để nấu, người ta phân biệt ra các phương pháp kiềm,
sulfat hay sulfit. Sulfat và sulfit là hai hóa chất được dùng để nấu phổ biến trong quá
trình sản xuất bột giấy, phương pháp này gắn liền với công đoạn tẩy bột. Hiện nay trên
thế giới tới 75% công nghệ sản xuất bột giấy là công nghệ sulfat và su lfit. Bột giấy sản
xuất bằng hai công nghệ này có độ bền, độ trắng cao(bằng phương pháp sulfit, bột có
thể tẩy đạt độ trắng cao nhất). Hai loại công nghệ này có thể áp dụng nấu nhiều loại
nguyên liệu như gỗ, tre nứa và có khả năng thu hồi hóa chất nấu bằng phương pháp cô
đặc – đốt – xút hóa, dịch đen được tái sinh được sử dụng lại như dung dịch kiềm cho
công đoạn đầu.Phần linhin còn sót lại sau khi nấu sẽ làm cho bột giấy có màu vàng hay
nâu vì thế mà phải rửa sạch và tẩy bột giấy.
Sản lượng sản xuất bột giấy theo phương pháp hóa học ít hơn là sản xuất bột gỗ. Các
sợi xenlulozơ có ưu điểm là dài hơn, bền và mềm mại hơn. Các sợi xenlulozơ từ các
cây lá kim thường dài khoảng 2,5 – 4mm, sợi từ các cây lá rộng dài khoảng 1mm.
Bột giấy sunfat so với bột giấy sunfit thì dài hơn và bền hơn vì thế chủ yếu được sử
dụng để làm giấy in và giấy viết có độ trắng cao. Bột giấy sunfit đa số được dùng để
sản xuất các loại giấy vệ sinh mềm.
Bột giấy cần phải được tẩy để làm giấy trắng. Mục đích của việc tẩy trắng là tách
phần lignin còn lại và một số thành phần khác không phải là hemixenlulozơ. Các tác
nhân tẩy thường dùng để tẩy trắng bột giấy là clo, hypoclorit natri NaOCl, hypoclorit
canxi Ca(OCl)

2
, dioxit clo ClO
2
, hydropeoxit H
2
O
2
và ozon . Chức năng của các hóa
chất dùng để tẩy bột giấy được trình bày trong bảng 2:
Bảng 2: Chức năng của một số chất dùng trong tẩy bột giấy.
Trang 8
rfi1369385375.doc
Hóa chất Chức
năng
Ưu điểm Nhược điểm
Cl
2
Ôxi hóa và
clo hóa lignin
Khử lignin tốt, rẻ
tiền
Nếu sử dụng không hợp lý có thể làm
mất độ dai của bột, tạo AOX
NaOCl Ôxi hóa,
hòa tan
lignin, làm
sáng màu
Dễ làm và dễ sử
dụng
Nếu sử dụng không hợp lý có thể làm

mất độ dai của bột, tạo ra cloroform
ClO
2
Ôxi hóa,
hòa tan lignin
Đạt độ trắng cao,
không phân hủy bột
Tạo ra clo hữu cơ (AOX)
O
3
sử dụng
cùng với NaOH
Ôxi hóa,
hòa tan lignin
Dòng thải không
chứa clo, không gây
độc hại
Phải có thiết bị chuyên dùng để sản
xuất ôzon, có thể làm mất độ dai của bột
H
2
O
2
(2–5 %) Ôxi hóa và
làm sáng màu
Dễ sử dụng, không
gây độc hại
Giá thành cao
Bột giấy sunfat thông thường được tẩy bằng clo, vì thế mà nước thải sẽ nhiễm các
hợp chất cácbon của clo. Bột sunfit được tẩy bằng hidro peroxit hay bằng ôxy. Kỹ

thuật thân thiện hơn với môi trường, thay thế tẩy bằng clo dùng ôxy và điôxít clo. Bột
giấy tẩy không có clo có độ bền của sợi kém hơn là tẩy bằng clo, nhưng do ít ô nhiễm
đến môi trường hơn nên ngày càng được dùng nhiều hơn.
Hiệu suất sản xuất bột giấy bằng các phương pháp được trình bày trong bảng 3. Ở
đây cho thấy hiệu suất bột của phương pháp bán hóa là cao hơn cả.
Bảng 3: Các phương pháp sản xuất và hiệu suất bột giấy.
Phương pháp Xử lý hóa học
(hóa chất nấu)
Hiệu suất(%)
(không tẩy)
1. Bán hóa
- sulfit trung tính
- sulfat
- soda
- bisulfit
Na
2
SO
3
+Na
2
CO
3
+NaHCO
3
NaOH + Na
2
S
Na
2

CO
3
+ NaOH
Mg – sulfit
65 – 90
75 – 85
65 – 85
60 – 90
2. Hóa nhiệt
cơ(CTMP)
NaOH + Na
2
S 55 – 60
Trang 9