đồ án quá trình sản xuất giấy bằng phương pháp cơ học

Mục Lục
Phần 1: Khái quát về ngành kỹ thuật………1
hóa học
1,Giới thiệu về ngành kỹ thuật hóa học………………..1
2, Chương trình đào tạo KTHH của ĐHBK Hà Nội….4

Phần 2: Khái quát về quá trình……………………4
sản xuất (giấy, bột giấy)
II.1Lịch sử của giấy và ngành sản xuất giấy…………………...5
II.1.1 Tình hình sản xuất giấy trên thế giới ………………………..6
II.1.2 Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam

II.2 Tìm hiểu phương pháp sản xuất bột giấy…………………7
bằng phương pháp cơ học
II.2.1.Khái niệm………………………………………………………….9
II.2.2 Tổng quát về quy trình sản xuất bột giấy…………………….. 9
II.2.3 Sản xuất bột cơ ……………………………………………….....10
II.2.3.1Phương pháp mài………………………………………… 12
II.2.3.2 Phương pháp nghiền……………………………………….17

Phần III: Kết luận và kiến nghị.................................19.
III.1 Kết luận…………………………………………………………...20
1


III.2 Kiến nghị………………………………………………………… 21
Tài liệu tham khảo

Phần 1: Khái quát về ngành kỹ thuật hóa học
I,Giới thiệu về ngành kỹ thuật hóa học
VAI TRÒ CỦA HÓA HỌC: Hóa học hiện diện khắp nơi trong cuộc sống. Hóa

học không thích phô trương bản thân mình. Nó có mặt xung quanh chúng ta
trong những sản phẩm nhỏ bé hàng ngày, đồng thời cũng không thể thiếu
bóng hóa học trong những thành tựu ngoạn mục của thế giới. Người ta đã
gọi hóa học là một khoa học trung tâm của các khoa học khác, bởi nếu
không có hóa học thì không thể có những bước đột phá thăm dò vào không
gian, không thể có những phát minh mới trong điều trị bệnh, không thể có
những khám phá kì diệu về công nghệ. Hóa học đóng góp rất lớn trong lĩnh
vực thực phẩm, thuốc men, năng lượng, nguyên vật liệu, vận chuyển và
thông tin liên lạc. Nó cung cấp nguyên liệu cho lĩnh vực vật lý, các chất cơ
bản cho sinh học, dược học cũng như nguyên liệu cho các ngành công
nghiệp khác.

Ngành hóa học liên quan đến các ngành nghề khác
Một thế giới không có hóa học sẽ không có vật liệu tổng hợp. Điều đó có
nghĩa là sẽ không có những vật dụng hàng ngày chúng ta thường sử dụng
như: điện thoại, máy tính, quần áo..., và cũng sẽ là một thế giới không có
2


aspirin hoặc xà phòng, dầu gội, kem đánh răng, mỹ phẩm, sẽ không có giấy
rồi không có báo chí, sách, keo hoặc sơn. Không có hóa học, sẽ không có
các loại phân bón, thuốc bảo vệ thực vật, điều đó đồng nghĩa với việc thiếu
lương thực, và không có những loại nước hoa tạo mùi hương quyến rũ.
Chúng ta cũng không quên rằng, hóa học còn giúp các nhà sử học nghiên
cứu về các bí mật đằng sau các bức tranh, tác phẩm điêu khắc nghệ thuật,
giúp cho các nhà khoa học pháp y phân tích mẫu từ một hiện trường gây án,
từ đó nhanh chóng tìm ra thủ phạm. Trong khi ngành vật lý có nhiệm vụ giải
mã các quy luật của vũ trụ, ngành sinh vật học giải mã thế giới sống thì
ngành hóa học là khoa học của vật chất và sự biến đổi của nó. Hóa học đóng

một vai trò quan trọng hàng đầu cho sự hiểu biết của nhân loại về các hiện
tượng vật chất, khả năng của con người hành động theo chúng để kiểm soát
và thay đổi chúng. Trong khoảng gần 2 thế kỷ nay, hóa học phân tử đã đưa
ra một loạt các vấn đề về phân tử cũng như vật liệu tinh vi. Từ sự tổng hợp
Urê năm 1828, hóa học bắt đầu một cuộc cách mạng thật sự. Đó là một bằng
chứng cho thấy đã tạo ra được một phân tử hữu cơ từ các thành phần vô cơ.
Đến sự ra đời và phát triển như vũ bão của vật liệu nano trong khoảng 2 thập
niên trở lại đây càng cho thấy rõ bức tranh nghệ thuật của hóa học trong lĩnh
vực vật chất của mình. Hóa học có thể chế tạo ra hàng loạt các vật liệu có
cấu trúc đặc biệt, ở kích thước nano. Và các vật liệu này sẽ đem lại một cuộc
cách mạng lớn trong công nghệ khi được ứng dụng vào các thiết bị điện tử,
trị liệu y học, dược liệu, năng lượng, mỹ phẩm…
Những vật liệu nano được tổng hợp hiện nay phần lớn là các ống than nano,
fullerence C60, các hạt nano kim loại, chất bán dẫn hay polymer có kích
thước từ 1 - 100 nanomét. Chúng có những tính chất và ứng dụng đặc biệt,
ví dụ như so với thép thì ống than nano cứng hơn 5 lần, bền hơn 160 lần và
nhẹ hơn gần 6 lần. Khi thêm vào một lượng nhỏ (khoảng 1%) ống than nano
đã có thể làm tăng cơ tính của polymer cao hơn 5 lần. Trong y học, các hạt
nano mang theo những dược liệu trị liệu và chẩn đoán ung thư. Đã có nhiều
báo cáo về việc tổng hợp các loại hạt nano “thông minh” có thể cảm nhận
được tế bào ung thư, có khả năng tải thuốc và nhả thuốc tấn công vào các tế
bào này. Trong ngành thẩm mỹ, đang hình thành ngành nano phẫu thuật
thẩm mỹ (Cosmetic Nano Surgery), khi các ứng dụng công nghệ nano được
ứng dụng trong vi phẫu thuật thẩm mỹ để bóc mỡ thừa, căng da, xóa nếp
nhăn, đổi màu tóc... Các loại kem bôi da chứa hạt nano giúp thay đổi màu da
hay ngăn chặn tia tử ngoại dễ gây ung thư da…
Kỹ thuật hóa học là một nhánh của khoa học ứng dụng khoa học cơ bản
(hóa học và vật lý) và khoa học sự sống (vi sinh vật và hóa sinh) cùng
với toán ứng dụng và kinh tế để tạo ra, chuyển hóa, vận chuyển, và sử dụng
3

hóa chất, vật liệu và năng lượng đúng cách. Về cơ bản, các kỹ sư hóa học
thiết kế các quy trình, quy mô lớn để chuyến đổi các hóa chất, vật liệu thô,
các tế bào sống, vi sinh vật và năng lượng thành các dạng và sản phẩm hữu
ích. Đây là một lĩnh vực khoa học và công nghệ nghiên cứu và ứng dụng
những kiến thức hóa học và kỹ thuật vào quá trình sản xuất các sản phẩm
hóa học phục vụ công nghiệp và đời sống.
Ngành kỹ thuật hóa học đang được coi là một trong bốn ngành kinh tế trọng
điểm của nước ta, đóng góp một phần không nhỏ vào nền kinh tế quốc dân.
Có thể nói hóa học không chỉ là khoa học của những khám phá phát hiện,
mà còn là khoa học của những sự sáng tạo. Hóa học như một bức tranh phức
tạp về vật chất.

2, Chương trình đào tạo KTHH của ĐHBK Hà Nội.
Trường đại học bách khoa Hà nội là một trong những trường đầu tiên trong
nước đào tạo về ngành kỹ thuật hóa học. Trong ngành kỹ thuật hóa học
trường chia ra làm nhiều chuyên ngành nhỏ để đào tạo chuyên sâu, vừa giúp
sinh viên định hướng được chuyên ngành phù hợp với mình, vừa đáp ứng
được nhu cầu khác nhau của từng lĩnh vực cụ thể.Dưới đây là các chuyên
ngành liên quan đến hóa được đào tạo tại trường:
Công nghệ giấy và Xenluloza
Công nghệ Vật liệu Silicat
Công nghệ Ðiện hoá và Bảo vệ kim loại
Công nghệ Hữu cơ - Hoá dầu
Công nghệ các hợp chất Cao phân tử
Quá
trình
Thiết
bị

Công
nghệ
Máy và Thiết bị Công nghệ các chất vô cơ
 Công nghệ Hóa dược và các chất bảo vệ thực vật
 Công nghiệp Hoá chất - Dầu khí
 Công nghệ Hoá lý







Hoá

học

Hàng năm, trường đào tạo ra nguồn nhân lực chất lượng cao về các ngành
thuộc lĩnh vực hóa học, đáp ứng nhu cầu của nhiều ngành. Có thể nói trường
đại học bách khoa Hà Nội là một trong số ít trường đào tạo nguồn nhân lực
có uy tín nhất, đảm bảo chất lượng đầu vào cũng như đầu ra.

4


Phần 2: Khái quát về quá trình sản xuất
(giấy, bột giấy)
II.1 Lịch sử của giấy và ngành sản xuất giấy
Giấy là một sản phẩm cuả nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng
nghìn năm. Từ thời cổ đại, người Ai Cập đã biết làm giấy từ sợi của cây

papyrus mọc bên bờ sông Nile.
Xuất sứ của giấy là từ Trung Quốc. Giấy là một loại vật liệu từ các xơ dài
từ vài mm đến vài cm, thường có nguồn gốc từ thực vật được tạo thành
mảng lưới bởi lực liên kết hidro không có chất kết dính. Loại giấy quan
trọng là giấy viết, bên cạnh đó giấy được sử dụng làm bao bì, giấy vệ sinh,
giấy ăn, giấy trang trí ngoài ra còn phục vụ cho nhiều mục đích khác. Ngay
từ những năm trước công nguyễn, giấy đã được phát triển rộng khắp ở Trung
Quốc. Thế kỉ II đã có khan giấy. Tờ báo Bắc Kinh phát hành số đầu tiên năm
363, thế kỉ VI đã có khăn giấy phục vụ cho triều đình và hoàng gia. Dần dần,
giấy được lan rộng khắp trên toàn thế giới. Đầu tiên là thế giới Ả Rập, sau
đó nhanh chóng phổ biến ở châu Âu.
Ban đầu , phương pháp sản xuất giấy còn rất thô sơ và đơn giản :người ta
nghiền ướt các nguyên liệu thực vật thành bột nhão rồi chải ra thành lớp
mỏng rồi sấy khô. Nhờ cách này các sợi thực vật sẽ liên kết với nau tạo
thành tờ giấy. Nhiều thế kỉ trôi qua, mãi đến thế kỉ VIII phát minh này người
Trung Hoa mới được du nhập vào Trung Á, tiếp đó là Châu Âu. Đến thế kỉ
XV cách sản xuất này đã xuất hiện ở Tây Ban Nha , Italia, Pháp và Đức. Khi
đó giấy được sản xuất thủ công với nguyễn liệu chủ yếu là bông và mảnh
lanh vụn.
Đầu thế kỉ XIX, sản xuất giấy được cơ giới hóa ngày càng nhiều, năng
suất lao động tăng nhanh. Bên cạnh đó, nhu cầu lao động tăng nhanh khiến
nhu cầu về vải vụn cũng tăng nhanh. Bên cạnh đó, nhu cầu về giấy và
nguyên liệu sản xuất giấy cũng liên tục tăng khi nhà máy in được pháp minh
vào thế kỉ XV. Đặc biệt là vào thời điểm nhà máy giấy xuất hiện, người ta đã
nghiên cứu dùng gỗ làm nguyên liệu thay cho vải vụn. Năm 1840 ở Đức,
người ta phát triển phương pháp nghiền gỗ thành bột giấy bằng thiết bị
nghiền cơ học. Năm 1866, nhà hóa học người Mỹ Benjamin Tigh đã pháp
minh ra quy trình sản xuất bột giấy bằng Na2CO3 và NaOH. Kể từ đó gỗ trở
thành nguyễn liệu sản xuất chính.
Thành phần chính của giấy là cellulose. Để tách cellulose người ta phải

băm gỗ thành các mẩu vụn rồi nghiền ướt các mẩu vụn này thành bột nhão.
5


Bột giấy được lót qua sàng bằng một lưới kim loại , nước sẽ chảy đi còn các
sợi cellulose sẽ liên kết với nhau tạo thành tấm giấy thô. Tấm giấy thô này
được đưa qua nhiều cục lăn để sấy khô, ép phẳng và sử lý hoàn thiện cho
thích hợp với nhu cầu sử dụng chẳng hạn như giấy viết được tẩm chất chống
thấm nước để không bị nhòe khi ta viết.
Quy trình sản xuất bột giấy bằng phương pháp nghiên cơ học là quy trình
có hiệu quả thu hồi cellulose cao nhưng tốn nhiều năng lượng và không loại
bỏ hết được lignin khiến chất lượng giấy không cao. Vì vậy qúa trình này
được dùng chủ yếu để sản xuất giấy in báo, khăn giấy, giấy gói, hoặc các
loại giấy chất lượng tháp khác. Ngày nay người ta cũng sáng tạo ra nhiều
phương pháp khác mang lại hiệu quả cao hơn.
Sự pháp triển của giấy và ngành giấy ngày càng mạnh vì nó có tầm ảnh
hưởng quan trọng đối với đời sống xã hội cũng như phát triển của nhân loại
gắn liền với văn hóa đọc, viết , tiền giấy…
`II.1.1 Tình hình sản xuất giấy trên thế giới:
Sản xuất giấy và bìa trên toàn cầu tiếp tục tăng trong năm 2006 và đạt
382 triệu tấn(năm 2005 là 366 triệu tấn), theo RISI Annual Review of
Global Pup &Paper Statistics 2007. Sản xuất bột giấy năm 2006 tăng 1,9%
và đạt 192 triệu tấn. Năm 2006, Mỹ vẫn là nước đứng đầu trong sản xuất và
tiêu dùng giấy, xếp thứ hai và thứ ba là Trung Quốc tiếp tục củng cố vị trí
của mình.
Khi sản xuất giấy và tăng trưởng nhiều nhất với mức độ tăng trưởng là 16%.
Trong khi các nước sản xuất giấy như Phần Lan và Canada thì sản lượng lại
giảm xuống do bãi công và đóng cửa các cơ sở sản xuất. Riêng châu Á sản
lượng năm 2006 đã tăng thêm 12 triệu tấn so với năm 2005

6


Úc

II.1.2 Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam
Đặc trưng của ngành sản xuất giấy ở Việt Nam là quy mô nhỏ (về sản
lượng và đầu tư), công nghệ sản xuất còn lạc hậu hoặc chưa làm chủ được
công nghệ, mất cân đối năng lực sản xuất bột giấy, gây ô nhiễm môi trường
ở khu vực sản xuất và vung lân cận…
2.1.2.1, Quy mô nhỏ nhưng tốc độ tăng trưởng cao
Ở Việt Nam, giấy cũng xuất hiện khá sớm do ảnh hưởng của nền văn hóa
từ Trung Hoa. Ngày này, nhanh công nghiệp sản xuất giấy của Việt Nam dù
quy mô vẫn còn quá nhỏ bé so với khu vực và thế giới dẫu rằng nó vẫn có
một vị trí quan trọng trong nền kinh tế quốc dân. Năm 1995, ngành công
nghiệp giấy Việt Nam đạt 572 tỉ VNĐ, chiếm 2,34% tổng giá trị công
nghiệp của cả nước và đứng hàng thứ 10 trong ngành công nghiệp. Bao gồm
1408 cơ sở sản xuất, trong đó có 42 cơ sở quốc doanh, 39 cơ sở thuộc kinh
tế tập thể, 38 xí nghiệp tư nhân và phần còn lại là các hộ lao động thủ công
cá thể. Tổng công suất sản xuất bột giấy và giấy của công nghiệp giấy Việt
Nam tương ứng là 200.000 tấn/năm và 400.000 tấn/năm.
Theo thống kê của hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng
trưởng cao và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến 1999, tốc
độ tăng trưởng bình quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001 và 2002)
đạt 20%. Dự báo tốc độ tăng trưởng 5 năm tiếp theo là 28%/năm.

7


Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với việc gia tăng sản phẩm giấy

nhập khẩu, đã giúp định hướng sản xuất trong nước đạt 1,38 triệu tấn
giấy/năm và 600.000 tấn bột giấy.
Đặc trưng của ngành giấy Việt Nam là quy mô nhỏ. Tính đến năm 2004,
toàn ngành giấy có trên 300 nhà máy sản xuất giấy và bột giấy nhưng phần
lớn chỉ có quy mô 1.000 đến 20.000 tấn/năm. Chỉ có khoảng 20 nhà máy có
quy mô trên 20.000 tấn/năm.
2.1.2.2. Mất cân đối năng lực sản xuất bột giấy.
Hiện tại , trong thời kì hội nhập với nền kinh tế thế giới, ngành giấy của Việt
Nam đang gặp nhiều khó khăn, thách thức về chủ động nguồn bột giấy, về
quy mô, trình độ công nghệ và các vấn đề sử lý môi trường cũng như sức ép
từ phía nguồn giấy nhập khẩu với mức thuế thấp. Nhất là các vấn đề nguồn
nguyên liệu. Giá bột giấy liên tục tăng, bình quân trên 120USD/tấn so với
trước . Những doanh nghiệp nào có thể chủ động được giấy có khả năng lãi
to, trong đó hàng đầu là công ty giấy Bãi Bằng. Hiện nay hầu như hoàn tòan
chủ động về nguyên liệu sản xuất giấy in, giấy viết. Công ty giấy Sài Gòn
cũng có dây chuyền sản xuất bột giấy từ phế liệu nên chủ động được nguồn
bột cho sản xuất giấy carton và giấy về sinh. Một số doanh nghiệp có vốn
đầu tư nước ngoài cũng có những dây chuyền sản xuất bột giấy từ phế liệu
giúp tăng khả năng cạnh tranh. Tuy nhiên năng lực sản xuất của các công ty
này vẫn chưa đủ lớn để cung ứng cho sản xuất nên vẫn còn phải nhập thêm
bột giấy. Trong khi đó thì đa phần các nhà máy khác mới chỉ bước đầu tư
hoặc không chủ động được nguồn bột giấy đều rơi vào tinh trạng căng thẳng,
sản phẩm tạo ra có giá thành cao, nếu bán ra thị trường thì sẽ bị thua lỗ nặng.
Cũng bởi do ngành giấy của Việt Nam chưa đầu tư được một nhà máy sản
xuất bột giấy lớn nào đáng kể để cung cấp cho toàn ngành nên phần lớn
doanh nghiệp phải nhập khẩu thêm bột giấy dẫn đến việc phụ thuộc. Mỗi
năm nhập khẩu khoảng 130.000-150.000 tấn bột giấy.
2.1.2.3 Chưa làm chủ được công nghệ
Hiệp hội giấy việt nam cho biết, riêng nhu cầu nhập khẩu giấy bao bì
công nghiệp, giấy tráng chiếm 36,84%(175.000 tấn), giấy làm mặt carton

song chiếm 18,69%, giấy làm carton chiếm 29,27%, giấy duplex ( một mặt
trắng hoặc hai mặt trắng ) chiếm 5,7%, giấy làm bao bì xi măng chiếm 9,5%.
Như vậy nhu cầu giấy tráng phấn rất lớn. Vừa qua công ty giấy Việt Trì ,
công ty giấy Bình An, công ty giấy Hải Phòng đã đầu tư vào sản xuất giấy
tráng phấn. Đây được xem là bước đi đúng hướng nhằm đáp ứng nhu cầu
8


tiêu dùng trong nước. Tuy nhiên, hầu hết các mặt các mặt hàng giấy tráng
phấn chưa được sản xuất ổn định, sản phẩm làm ra chưa đáp ứng được nhu
cầu trong nước gây tổn thất lớn. Ngoài các dự án cửa công ty giấy Hải
Phòng mới đưa vào hoạt động nên chưa có đanh giá chuẩn xác , còn lại hai
dự án của công ty giấy Vệt Trì và Bình An đã trở thành gánh nặng tài chinh
do thiết bị đầu tư không hiệu quả, không khai thác được hết năng lượng đầu
tư. Theo nhận xét của các chuyên gia, nguyên nhân chủ yếu là do các doanh
nhiệp chưa có kinh nghiệm sản xuất mặt hàng này và thị trường chưa ổn
định. Đối với mặt hàng giấy in và giấy viết, trong những năm qua giấy Bãi
Bằng, Tân Mai, Đồng Nai đã chủ động được công nghệ sản xuất. Tuy nhiên,
có nhiều dự án đầu tư của tư nhân sản xuất mặt hàng này mới chỉ chú trọng
thiết bị mà chưa làm chủ được công nghệ khiến sản phẩm làm ra không tiêu
thụ được. Đến nay nhiều doanh nghiệp đứng trước nguy cơ phá sản vì không
trả được nợ và gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.

II Tìm hiểu phương pháp sản xuất bột giấy bằng phương pháp
cơ học
II.2.1.Khái niệm
1.Bột(Plup):Là nguyên liệu sơ sợi được sử dụng để sản xuất giấy.
2.Xơ sợi(Fibers): Là những tế bào dài có nguồn gốc từ gỗ và nhiều loại thực
vật khác.
+ Xơ sợi nguyên thủy: Là loại sơ chưa từng qua sử dụng, loại xơ này

không hoặc có thể qua quá trình sấy khô và sử lý cơ hóa.
+Xơ sợi thứ cấp: Là loại xơ sợi đã qua quá trình sử dụng, loại sơ này
thường trải qua giai đoạn trung gian như:in ấn, gia công…
3.Các quá trình sản xuất bột có những giai đoạn sau:
• Nguồn nguyên liệu (Raw material resource)
• Xử lý nguyên liệu (Handling of raw material)
• Phân tách xơ sợ i(Fiber separation)
• Làm sạch (Cleaning)
• Tẩy trắng (Theo yêu cầu)(Bleaching)
• Sấy khô(theo yêu cầu)(Drying)
**Nguồn nguyên liệu: Nguyên liệu sử dụng cho quá trình sản xuất bột cơ
bao gồm
+Gỗ: gỗ cứng và gỗ mềm
+Phi gỗ: Rơm dạ, bã mía, tre, luồng, đay…
** Xử lý nguyên liệu gỗ
-Đo đạc lượng gỗ
9


-Bốc dỡ và dự chữ gỗ tròn
-Bóc vỏ
-Đánh thành dăm mảnh
-Sàng dăm mảnh
-Dự trữ dăm mảnh
-Xử lý vỏ
II.2.2 Tổng quát về quy trình sản xuất bột giấy:

THU HOẠCH (DẠNG KHÚC)
DĂM MẢNH

XỬ LÝ CƠ HỌC

XỬ LÝ HÓA HỌC
NHIỆT

SÀNG VÀ LÀM SẠCH

SÀNG

LÀM SÁNG BỘT

RỬA

TẨY TRẮNG

BỘT GIẤY

Nguyên liệu: gỗ được thu hoạch ở dạng khúc (dễ vận chuyển) sau đó chặt
gỗ dạng khúc ra nhỏ cho vào máy nghiền, mài thu được dăm mảnh (tiết kiệm
nguyên liệu, tiết kiệm được diện tích nồi nấu). Sau đó, đem dăm mảnh đi xử
lý cơ, xử lý hóa học hoặc xử lý bán cơ học. Xừ lý cơ học, nhiệt từ ma sát từ
máy nghiền (mài) sẽ làm cho dăm mãnh tách thành các xơ sợi nhằm làm
mềm lignin mà không loại bỏ hoàn toàn. Xử lý hóa học, cung cấp nhiệt từ
bên ngoài và sử dụng hóa chất để tách hẳn lignin ra. Bột giấy sẽ được qua
10


quá trình sàng và làm sạch để loại bỏ các tạp chất có trong bột. Tùy theo
nguyên liệu để ta lựa chọn cách tẩy trắng bột.
Đối với bột cơ, chỉ làm sáng bột ( làm mềm lignin) bằng cách thêm một số

chất vào. Đối với bột hóa học thì phải tẩy trắng (loại bỏ gần như hoàn toàn
lignin) bằng một số hóa chất nhất định.
II.2.3 Sản xuất bột cơ
-Phương pháp cơ học là sản xuất dùng cơ học mài hoặc nghiền nguyên liệu
gỗ thành bột giấy hay còn gọi là bột cơ.
Tuy có 2 phương pháp chính sản xuất bột cơ nhưng đều có một giai đoạn
cơ bản tương tự nhau.
Dưới đây là sơ đồ đơn giản mô phỏng 2 phương pháp đó

Gỗ đoạn
bóc vỏ

PP mài

Cối mài

Sàng chọn

Thiết bị
nghiền

Nghiền phần sợi
không hợp cách

Sàng tinh

PP nghiền

Cắt,sàng,
chọn dăm

Tồn trữ

Tẩy

Xeo

11

Lọc rửa

Cô đặc


Sơ đồ chung sản xuất bột cơ học

.
12


II.2.3.1Phương pháp mài
-Bột gỗ được mài dưới áp suất khí quyển
+Mô tả quá trình: Nguyên liệu sử dụng là những đoạn gỗ dài từ 1-1,5m, đã
được bóc vỏ, rửa sạch, sẽ được ép xong xong với trục quay của lỗ đá sần sùi.
Nhiệt sinh ra do ma sát giữa gỗ và lô đá sẽ làm nóng các xơ sợi của gỗ và
làm mềm lignin có trong lớp trung gian, làm cho quá trình tách xơ được dễ
dàng hơn. Các viên đá lồi trên lô đá có tác động cắn xé để tách các sợi sơ ra
khỏi gỗ. Sợi tách ra được giữ lại ở những lô trũng trên mặt lô đá. Lô đá sẽ
được làm ẩm, nước sẽ hấp thụ nhiệt làm cho gỗ không bị cháy và đồng thời
rủa lô đá kéo bột ra ngoài.

+Nguyên lý tách sợi gỗ bằng phương pháp mài: Nguyên lý chính của quá
trình mài hay mọi quá trình tách cơ học là đưa gỗ vào môi trường chịu tác
động tuần hoàn của một ứng suất, ở đó năng lượng cơ học được hấp thụ để
phá vỡ cấu trúc ban đầu của nguyên liệu. Sợi được tách ra và vấn đề cần
thiết là kiểm tra được hiện tượng sợi bị cắt và tính mềm mại của sợi, điều
này phụ thuộc vào nhiệt độ, hàm ẩm của gỗ. Cơ chế của quá trình mài có thể
giải thích như sau:
+Sự phá vỡ cấu trúc bằng sự “mỏi” gỗ: Trong quá trình mài, các xơ sợi
trong cấu trúc gỗ chịu tác động tuần hoàn của tác động cắt , xén và duỗi sợi.
Vì gỗ có cấu trúc sơ sợi phức tạp và là 1 polyme đàn hồi nhớt, một số điều
kiện cần được quan tâm là:
Sự mềm của gỗ trước khi tách sợi là yếu tố chủ yếu để có được xơ sợi không
bị cắt. Ở một nhiết độ nhất định, càng có nhiều nước được hấp thụ bởi gỗ thì
tác động hóa dẻo càng lớn. Trong điều kiện khô,lignin và hemixenluloz hóa
dẻo ở nhiệt độ khoảng 180-2200C. Polymer càng ưa nước như hemixenluloz
và xenlulozvoo định hình hấp thụ nước nhiều hơn 4-5 lần so với lignin và có
nhiệt độ chuyển pha thủy tinh đàn hồi dẻo tại điều kiện bão hòa nước tương
đối thấp (khoảng 200C). Điểm chảy mềm của lignin bão hòa nước ở 80900C. Nhưng ở điều kiện đặc trưng của quá trình sản xuất bột cơ nhiệt độ
chảy mềm của lignin trong trạng thái “động” có cao hơn, ở khoảng 1001300C. Do vậy lignin là thành phần cứng nhất trong gỗ dưới điều kiến sản
xuất.
Trên mặt cối đá, các hạt sần sùi cao hơn bề mặt cối đá làm sinh ra tác động
xung của lực cắt và lực nén. Các hạt sần sùi thì phải có kích thước xác định (
tốt nhất là kích thước 0.2-0.5mm) nhằm được mức phá hủy cấu trúc gỗ
mong muốn. Nếu kích thước hạt quá nhỏ sẽ có sự cắt sợi do vậy làm giảm
13


chất lượng bột giấy. Ngoài ra để đạt được sự biến dạng dẻo cho xơ sợi trong
khoảng thời gian thích hợp thì tải trọng nạp tiêu thụ vào vùng mài tương đối
dư. Nếu mức nạp liệu quá thấp, gỗ hay xơ sợi sẽ được làm “mỏi” quá chậm

và có thể là không thích hợp, sự biến dạng dẻo chỉ đủ cho việ hâm nóng gỗ
và do vậy làm tăng năng lượng tiêu tốn.
Quá trình mài phải có đủ nước và sự tuần hoàn nước tốt để làm mát cối đá
do sự sinh nhiệt trong quá trình ma sát, ngoài ra cũng để làm chất bôi trơn ở
vùng mài làm giảm năng lượng vận hành máy và chống cháy cho gỗ. Trong
quá trình mài, nhiệt có tác dụng làm thuận lợi cho việc phá hủy cấu trúc gỗ
tạo ra những bó xơ sợi không bị tổn thương. Kiểm soát nhiệt độ mài thông
qua việc đo nhiệt độ của nước, nếu nhiệt độ quá thấp thì sợi sinh ra sẽ cứng,
ngược lại nếu nhiệt độ quá cao thì sợi sinh ra thì sẫm màu không mong
muốn.
* Bột gỗ mài dưới áp suất khí quyển (SGW):
+ Tách xơ sợi bằng tác động bóc vỏ:
Khi gỗ được nạp bằng piston nén vào cối mài, do tiếp xúc với các hạt đá
sần sùi trên bề mặt cối mà cấu trúc gỗ bị lỏng lẻo dần bằng tác động “bóc
vỏ”. Các đầu lỏng lẻo của sợi tách ra khỏi cấu trúc gỗ và các tổ chức lân cận
được cuốn vào theo hướng quay của cối mài. Sự bóc vỏ bắt đầu trên bề mặt
bắt đầu tạo góc 450 với bề mặt hạt sần sùi. Chính trong quá trình bóc vỏ này,
một phần lớn xơ sợi mịn đã được hình thành. Nếu bề mặt hạt cát quá nhỏ
hoặc quá bén (trong trường hợp của cối đá mới), một phần lớn sợi bị cắt
ngắn với khả năng liên kết thấp.
Thiết bị sử dụng cho bột gỗ mài

14


Một số kiểu thiết kế cối mài để sản xuất SGW

Cơ cấu làm sắc đá mài
khắc

Cấu tạo chi tiết lô đá mài

Trước và sau khi làm sắc lô đá mài

15

Các dạng mẫu gời


Thiết bị mài gỗ Valmet áp suất khí quyển
+ Đá mài: Là bộ phần chủ yếu của máy mài, có thể được làm bằng phương
pháp đúc cả lô đá hoặc chế tạo từng phần. Chất lượng bột phụ thuộc chủ yếu
vào tình trạng mặt đá. Ngày nay hầu hết đá mài là đá nhân tạo có độ chịu
mài mòn cao. Tuy nhiên sau 1 thời gian mặt đá bị mòn nên phải được khắc
lại bằng máy khắc đá có dao khắc bằng kim loại siêu cứng. Lớp mặt cứng
của đá (bằng oxit nhôm hoặc bằng Carbua Silic dày khoảng 7cm) thường
được đúc thành phiến, gắn lên khung thép và được đúc bêtông gắn vào hòn
đá. Khi lớp này bị mòn (sau khoảng 2 năm) thì người ta thay 1 lớp khác.
Phân loại đường rãnh trên mặt đá tùy theo bột thô hay bột mịn : rãnh thô mài
ra bột thô (độ tự do cao, dễ thoát nước) thích hợp cho các loại giấy cactông,
loại rãnh nhỏ mài ra bột mịn, loại trung bình mài ra bột dùng cho giấy in
báo.
Trong thực tế sản xuất khống chế áp lực mài và độ sắc cạnh của vằn đá là 2
thông số quan trọng nhất. Định kì phải khắc lại vằn đá để đảm bảo độ sắc,
đảm bảo ổn định năng suất mài cũng như chất lượng bột mài. Răng đá quá
sắc thì thu được bột thô ít xơ mịn, thoát nước dễ, bột có độ bục và độ chịu
kéo thấp. Vì vậy khi đó cần phải giảm bớt áp lực mài.
Các loại bột 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.

16


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 (refiner). 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".
Đây là quy trình có hiệu quả thu hồi cellulose cao nhưng tiêu tốn nhiều
năng lượng và không loại bỏ hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao. Vì
vậy quy trình này được áp dụng chủ yếu để sản xuất giấy in báo, khăn giấy,
giấy gói hoặc các loại giấy chất lượng thấp khác.
Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có màu nâu, vì vậy muốn
sản xuất giấy trắng vàng chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin. Thường
người ta oxy hóa lignin bằng clo hoặc ClO2 nhưng các phương pháp này đều
gây ô nhiễm môi trường ở mức độ khá cao. Vì vậy các nhà hóa học đã tích
cực nghiên cứu các quy trình thân môi trường để áp dụng cho việc tẩy trắng
giấy, kể cả các quy trình sử dụng ozon. Cuối thập niên 1980, ở Phần Lan
người ta đã áp dụng các quy trình tẩy trắng giấy với xúc tác enzym.
•

Nếu chỉ dùng các phương thức cơ để sản xuất, thành phần của bột gỗ
không phải là các sợi cellulose 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.

II.2.3.2 Phương pháp nghiền
Sản xuất bột cơ nghiền là sản xuất bột cơ theo phương pháp nghiền dăm
mảnh gỗ trên máy nghiền thành bột giấy gọi là bột cơ nghiền.
Nguyên tắc nghiền: nguyên liệu gỗ được cắt thành dăm mảnh gỗ qua rửa
để loại bỏ tạp chất nặng, rồi qua máy nghiền ( máy nghiền đĩa ) làm trà sát sẽ
bị phá vỡ, tách cắt sợi gỗ trong dăm mảnh gỗ tạo thành bột cơ nghiền.
Công nghệ sản xuất bột cơ nghiền có thể trong môi trường nhiệt độ cao, môi
trường hóa học

17


Thiết bị nghiền: có những loại máy sau: máy nghiền hai đĩa nằm ngang
quay ngược chiều, loại máy nghiền hai đĩa trong đó có một đĩa quay và một
đĩa cố định, máy nghiền côn. Thường đĩa mài quay với tốc độ 1500
vòng/phút…..

18


Hình ảnh một số loại máy nghiền

Nguyên tắc sản xuất : Dòng dăm mảnh gỗ và nước bổ sung với nồng độ
nhất định được đưa vào phần gần tâm các đĩa, làm tách các sợi gỗ khỏi dăm
mảnh gỗ, dòng sợi gỗ này sẽ chuyển động ly tâm cùng với nước ra biên của
các đĩa, rồi sau đó theo bột tháo ra ngoài. Ngoài ra có thể sử dụng hóa chất
cho vào cùng với nước bổ sung khi cần xử lý dăm mảnh gỗ.
Cấu tạo của đĩa nghiền cũng có những dạng như: số răng thưa hay dày sâu

hay không trong một đĩa có nhiều loại răng từ tâm ra mép của đĩa vì vậy
trong máy nghiền đĩa có nhiều loại đĩa mà ta phải chọn máy nghiền đĩa sao
cho phù hợp cới mục đích sử dụng để nghiên các dăm mảnh gỗ và yêu cầu lỹ
thuật của bột nghiền cơ. Vật liệu làm đĩa nghiền phải chịu mài mòn cao.

Quy trình sản xuất bột nghiền ở áp suất khí quyển(RMP)
Nguyên liệu dăm gỗ sau khi rửa được đi qua máy nghiền để tạo thành bột
cơ nghiền RMP. Đặc điểm của bột RMP là sợi gỗ thường bị đướt ngang, nên
chiều dài sợi gỗ ngắn, độ bền cơ lý thấp.
Dăm mảnh gỗ hợp cách được rửa ( thông thường rửa bằng nước nóng ) để
loại các sỏi và cũng hâm nóng dăm. Sau đó dăm mảnh sạch được nạp vào hệ
thống nghiền ( có thể nghiền cấp 1, cấp 2 or cấp 3 tùy công nghệ ) thông
thường là công nghệ nghiền 2 giai đoạn:
-Giai đoạn một nghiền thô: dăm mảnh gỗ qua hệ thống nhiều máy nghiền
đĩa bị trà sát sẽ phá vỡ thành bột nghiền cơ thô ở nồng độ nghiền cao thay
đổi từ 16-25%
-Giai đoạn hai nghiền tinh: Bột sau khi nghiền khô được thực hiện trên máy
nghiền đĩa hoặc nghiền côn có răng nhỏ hơn lại tiếp xúc trà sát tiếp cho đến
khi tạo thành bột sơ sợi đáp ứng yêu cầu. Nhưng bột sau khi quá máy nghiền
thường bị xoắn lại. Do vậy phải cho xơ sợi thẳng ra để tăng tính liên kết cho
tơ giấy vì thế người ta phải duỗi thẳng xơ sợi trong bột bằng cách pha loãng
bột đến nồng độ 3% trong nước nóng và khuấy trộn hoặc rung động trong
nhiệt độ 85-900 trong khoảng thời gian 30 phút làm cho xơ sợi duỗi thẳng ra,
19


đây là công đoạn giúp cho những xơ sợi bị cong duỗi thẳng ra trước khi qua
hệ thống lọc sàng, cô đặc và bảo quản bột giấy.
Đây là sự khác biệt trong quá trình sản xuất bột cơ nghiền RMP và bột mài
SGW. Bột nghiền RMP thường có chiều dài xơ sợi lớn hơn nên có độ bền cơ

lý thường cao hơn so với bột mài SGW, nhưng nhược điểm của bột RMP có
màu tối hơn so với bột SGW
Ngày này phương pháp sản xuất bột nghiền cơ được cải tiến bằng nhiều
cách dựa trên nguyên tắc làm mềm lignin trước khi nghiền để xơ sợi dễ bị
tách hơn, ít bị tổn hại hơn và có độ bền cơ lý cao hơn.
Quá trình sản xuất bột nghiền ở nhiệt độ cao (TMP)
Tính năng cơ lý của bột nghiền được cải thiện đánh kể khi dăm gỗ được xử
lý ở nhiệt độ cao trước và sau khi nghiền(110 0-1300). Ở nhiệt độ này gỗ
được hóa dẻo nên sợi được tách ra dễ dàng và dễ dàng và ít bị đứt.
Quá trình sản xuất bột nhiệt cơ như sau: dăm gỗ được trục vít xoắn đưa
vào khoang xông hơi. Tại đây ra nhiệt bằng tận dụng hơi thoát ra từ máy
nghiền đĩa để làm nóng dăm mảnh tới nhiệt độ 90 0 và có thời gian lưu thích
hợp. Việc xông hơi có tác dụng đuổi không khí ra khỏi dăm mảnh gỗ trước
khi vào máy nghiền đĩa, tránh hiện tượng áp suất giả trong máy nghiền.
Dòng bột ra sẽ xử lý ngầm nước để duỗi sợi gỗ trước khi qua sàng lọc xơ
sợi. Vì vậy để được chất lượng bột như mong muốn ta phải giám sát kĩ càng
chất lượng từng công đoạn.
Như vậy có nhiều phương pháp để sản xuất ra bột cơ , mỗi phương pháp
mang một đặc điểm riêng phù hợp với từng loại giấy. Vì vậy các công đoạn
sản xuất giấy cần được chú trọng để có được sản phẩm như mông muốn.

Phần III: Kết luận và kiến nghị
III.1 Kết luận
Qua phần tìm hiểu về phương pháp sản xuất bột giấy nói chung, phương
pháp sản xuất bằng phương pháp cơ học nói riêng đã giúp em có thêm nhiều
kiến thức bổ ích. Từ đó em nhận thức được để có sản phẩm giấy cho chúng
20


ta dùng hàng ngày là thành quả của nhiều quá trình mà không hề dễ dàng.

Chất lượng giấy, bột giấy phụ thuộc rất nhiều vào nhiệt độ, áp suất, lượng
nước, phương pháp sản xuất,…Có nhiều phương pháp sản xuất giấy nhưng
mỗi phương pháp có những ưu nhược điểm riêng , phù hợp với các loại giấy
khác nhau. Vì vậy để có thể vận hành quá trình sản xuất giấy, bột giấy thì
phải có kiến thức và nền tảng thật chắc đồng thời phải có tính cẩn thận thì
mới có thể đảm nhiệm tốt công việc này.
Từ tìm hiểu quá trình sản xuất bột cơ, em nhận thế một thực trạng ảnh
hưởng nhiều môi trường:
+Ô nhiễm không khí:
-Bụi thoát ra trong quá trình mài, nghiền nguyên liệu khá lớn
-Ô nhiễm tiếng ồn do hoạt động của máy móc công suất lớn
+Ô nhiễm nước thải:
-Nước trong quá trình tẩy rửa nguyên liệu đầu vào
- Nước trong quá trình sản xuất, giấy bột giấy khó được sử lý triệt để,nước
chứa nhiều kim loại nặng bị đưa ra ngoài trong quá trình xả thải gầy ô nhiễm
môi trường xung quanh
+Lãng phí khá nhiều nước ngọt:
-Công nghệ sản xuất giấy ở Việt Nam còn khá lạc hậu. Để sản xuất ra một
tấn giấy thành phẩm, các nhà máy phải sử dụng từ 30-100m 3 nước, trong khi
các nhà máy giấy hiện đại trên thế giới chỉ sử dụng 7-15m 3/ tấn giấy. Sự lạc
hậu không chỉ gây ra sự lãng phí nguồn nước ngọt,tăng chi phí xử lý nước
mà còn đưa ra sông, rạch lượng nước thải khổng lồ.
III.2 Kiến Nghị
Ngày nay,ở nước ta giấy được sản xuất chủ yếu từ gỗ của các loại cây-đây
là nguồn nguyên liệu có hạn. Nếu chỉ phụ thuộc vào nguồn nguyên liệu này
thì ngành giấy nước nhà sẽ không thể đáp ứng nổi nhu cầu thị trường trong
nước cũng như không thể phát triền vươn xa được. Vì vậy ta cần đẩy mạnh,
tìm kiếm nguồn nguyên liệu mới thay thế nguồn nguyên liệu cũ. Ngoài ra ta

21

có thể áp dụng phương pháp tái chế các loại giấy cũ, phương pháp này khá
tối ưu mà tốn kém ít hơn phương pháp sản xuất trực tiếp.
Bên cạnh đó, ta cũng phải không ngừng tìm kiếm, sáng tạo các phương
pháp sản xuất thân thiện với môi trường tức là hạn chế tối đa tác động đến
môi trường xung quanh. Luôn đặt vấn đề phát triển sản phẩm và vấn đề bảo
vệ môi trường song song cùng nhau thì mới có thể phát triển lâu dài bền
vững được. Chúng ta có thể học hỏi, nhập khẩu máy móc của các nước phát
triển trên thế giới, mới đầu sẽ tốn chi phí khá lớn nhưng nó sẽ mang lại hiệu
quả và lợi nhuận lớn hơn.
Bài viết của e còn nhiều thiếu sót do chưa có kinh nghiệm làm đồ án cũng
như lượng kiến thức về ngành giấy còn ít. Bài viết còn còn nhiều lỗi, diễn
đạt chưa được trau chuốt hợp lý. Mong thầy cô góp ý để bài viết của e thêm
hoàn thiện hơn. Em xin trân thành cảm ơn.

Tài liệu tham khảo
-Tailieu.vn
-Wikipedia.org-bột giấy
-Tài liệu 123doc.org
-Quá trình sản xuất giấy-Lan Vi paper.
22