NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TÁI CHẾ GIẤY VĂN PHÒNG CÔNG SUẤT 70 TẤNNGÀY

NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ TÁI CHẾ GIẤY VĂN PHÒNG
CÔNG SUẤT 70 TẤN/NGÀY

Tác giả:
TRẦN THANH SANG
NGUYỄN HOÀNG TRUNG

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng ngành
Công Nghệ Hóa Học

Gíao viên hướng dẫn:
Th.S LÊ TẤN THANH LÂM

Tháng 8 Năm 2012
i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập tại trường và thực hiện khóa luận tốt nghiệp,
chúng em luôn nhận được sự quan tâm và giúp đỡ nhiệt tình của các Thầy Cô,
bạn bè, gia đình và các tổ chức.
Đầu tiên chúng em xin lời cảm ơn sâu sắc đến Th.S Lê Tấn Thanh Lâm và
K.S Huỳnh Tấn Nhựt. Cảm ơn các Thầy đã dành nhiều tâm huyết hướng dẫn
tận tình, truyền đạt nhiều kinh nghiệm quý báu và bổ ích cho chúng em trong
suốt quá trình thực hiện khóa luận tốt nghiệp.
Xin cảm ơn anh Thành, anh Thế, cô Hà cùng các cô chú trong công ty
cổ phần giấy Tân Mai đã tạo mọi điều kiện tốt nhất để chúng em hoàn thành
khóa luận này.
Xin chân thành cảm ơn TS Phan Trung Diễn và Cô Chi cùng các Thầy
Cô ,các bạn khoa Lâm Nghiệp đã giúp đỡ chúng em rất nhiều trong thời gian
làm khóa luận.

Xin cảm ơn các Thầy Cô trong bộ môn Công Nghệ Hóa Học, Trường Đại
Học Nông Lâm TP.HCM lời cảm ơn chân thành vì đã truyền đạt cho chúng em
những kiến thức quý giá và bổ ích trong quá trình học tập, giúp đỡ và tạo mọi
điều kiện thuận lợi cho chúng em trong suốt bốn năm học tập tại trường.
Xin gởi lời cảm ơn trìu mến nhất tới các bạn DH08HH đã luôn sát cánh và
chia sẻ cùng chúng em những lúc vui buồn trong học tập và cuộc sống, cảm ơn
vì đã cho em những phút giây thật đẹp của thời sinh viên.
Cuối cùng, chúng em xin gởi lời cảm ơn chân thành và lòng kính yêu vô
hạn đến cha mẹ và những người thân trong gia đình. Con luôn biết ơn công ơn
sinh thành, dưỡng dục của cha mẹ, cảm ơn mọi người đã luôn che chở, động
viên, là chỗ dựa vững chắc cho con, giúp con vượt qua mọi khó khăn, thử thách
trong cuộc sống để có được thành công ngày hôm nay.
Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 8/2012
Sinh viên thực hiện

ii


Trần Thanh Sang - Nguyễn Hoàng Trung

iii


TÓM TẮT
Đề tài “ Nghiên cứu và thiết kế tái chế giấy văn phòng công suất 70 tấn/
ngày” được tiến hành tại phòng thí nghiệm bộ môn Công Nghệ Hóa Học và
trung tâm Công Nghệ Giấy & Bột Giấy, trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM,
thời gian từ tháng 2 năm 2012 đến tháng 7 năm 2012.
Kết quả của đề tài là tìm hiểu quy trính tái chế giấy quy mô công nghiệp và đã
tìm ra các nồng đô hóa chất tối ưu cho quá trình khử mực tái chế giấy văn

phòng như:
-

Nồng độ NaOH 1,5%

-

Nồng độ Na2SiO3 là 1,5%

-

Nồng độ tẩy trắng H2O2 (30%) là 6%

-

Nồng độ chất khử mực Promolish là 0,3-0,45%

Bên cạnh đó kết quả cũng tìm ra được một số nồng độ phụ gia tối ưu phối
trộn cho giấy tái chế làm tiền đề để nghiên cứu ảnh hưởng gia keo lên chất
lượng giấy tái chế.
-

Nồng độ keo AKD 2%

-

Nồng độ tinh bột biến tính 0.75%

-

Nồng độ chất trợ bảo lưu 0.05%

-

Nồng độ chất độn CaCO3 17.5%

Dựa vào quá trình tìm hiểu quy trình sản xuất giấy tái chế tại công ty Tân
Mai, đề tài tính toán - đề xuất ra được quy trình tái chế giấy khử mực cho giấy
loại văn phòng công suất 70 tấn/ ngày.
Giá 1kg bột giấy sau khi tái chế có giá khoảng 6.500 VNĐ, rẻ hơn khoảng
1.000 so với giá thị trường, nên dây chuyền thiết kế quy trình tái chế giấy hoàn
toàn có khả thi,áp dụng vào sản xuất thực tế.

iv


MỤC LỤC
Trang tựa ........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. ii
TÓM TẮT ................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ....................................................................................................................iv
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT................................................................................ viii
DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................ix
DANH MỤC SƠ ĐỒ .................................................................................................... x
DANH MỤC HÌNH .....................................................................................................xi
Chương 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ............................................................................................................ 1
1.2. Mục tiêu thực hiện ............................................................................................... 1
1.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................................. 2
1.4. Phương pháp thực hiện ......................................................................................... 2

1.5. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu ................................................................ 2
1.5.1. Đối tượng .................................................................................................... 2
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 2
1.6.Ý nghĩa đề tài ......................................................................................................... 2
1.6.1.Ý nghĩa khoa học ......................................................................................... 2
1.6.2.Ý nghĩa thực tiễn.......................................................................................... 2
1.6.3.Ý nghĩa môi trường ...................................................................................... 3
1.6.4.Ý nghĩa xã hội .............................................................................................. 3
Chương 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................... 4
2.1. Tổng quan về giấy tái chế ..................................................................................... 4
2.1.1. Định nghĩa tái chế ....................................................................................... 4
2.1.2. Các sản phẩm từ giấy tái chế ...................................................................... 4
2.1.3. Ảnh hưởng của các loại tạp chất trong giấy ............................................... 4
2.1.4. Tình hình tái sản xuất giấy hiện nay ở Việt Nam và trên Thế Giới............ 5
2.1.5 Một số hóa chất được sử dụng trong công nghiệp sản xuất giấy ................ 9
2.1.6. Quy trình sản xuất giấy tái chế ................................................................. 23
2.1.7. Khâu chế biến nguyên liệu ....................................................................... 24
v


2.1.8. Quá trình khử mực in ................................................................................ 24
2.1.9. Gia công nguyên liệu sau chế biến .......................................................... 34
2.1.10. Quá trình nghiền gia keo và nhuộm ....................................................... 35
2.1.11. Hệ thống tạo tờ giấy .............................................................................. 36
2.1.12. Bộ phận ép .............................................................................................. 36
2.1.13. Bộ phận sấy ........................................................................................... 37
2.2. Phương pháp luận .............................................................................................. 38
2.2.1. Lịch sử phát triển công nghiệp giấy trên thế giới .................................... 38
2.2.2. Sản xuất giấy từ nguồn nguyên liệu phi gỗ.. ............................................ 39
Chương 3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................... 42

3.1. Đối tượng, hóa chất và thiết bị nghiên cứu ....................................................... 42
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu .............................................................................. 42
3.2. Thiết kế thí nghiệm ............................................................................................. 42
3.2.1. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................... 42
3.2.2. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 42
3.2.3. Quy trình thực nghiệm .............................................................................. 43
3.2.4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm ............................................................................ 45
3.3. Thí nghiệm 1: Giai đoạn đánh tơi giấy ............................................................... 45
3.3.1. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 45
3.3.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................. 46
3.3.3. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu ................................................................ 46
3.3.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ NaOH tới kết quả đánh tơi và
khử mực giấy. ..................................................................................................... 46
3.3.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới kết quả đánh tơi. ................ 47
3.3.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đánh tơi đến độ nghiền bột
giấy...................................................................................................................... 48
3.4. Thí nghiệm 2: Giai đoạn khử mực cho giấy. ...................................................... 49
3.4.1. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 49
3.4.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................. 49
3.4.3. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu ................................................................ 50

vi


3.4.4. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng Na2SiO3 tới kết quả khử mực
giấy loại bằng hóa chất. ...................................................................................... 50
3.4.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực
giấy loại bằng hóa chất. ...................................................................................... 51
3.4.6. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực tới kết quả
khử mực giấy loại bằng hóa chất. ...................................................................... 52

3.5. Thí nghiệm giai đoạn xeo giấy ........................................................................... 53
3.5.1. Mục đích nghiên cứu ................................................................................ 53
3.5.2. Nội dung nghiên cứu................................................................................. 53
3.5.3. Hóa chất và thiết bị nghiên cứu ................................................................ 54
3.5.4. Nghiên cứu ành hưởng của keo AKD tới chất lượng giấy. ...................... 54
3.5.5. Nghiên cứu ành hưởng của tinh bột biến tính tới chất lượng giấy. .......... 55
3.5.6. Nghiên cứu ành hưởng của bột đá CaCO3 tới chất lượng giấy ................ 56
3.5.7. Nghiên cứu ành hưởng của chất trợ bảo lưu tới chất lượng giấy. ............ 56
3.6. Phương pháp phân tích ....................................................................................... 57
3.6.1. Phương pháp định lượng giấy................................................................... 57
3.6.2. Phương pháp xeo tờ giấy .......................................................................... 58
3.6.3. Phương pháp đo độ trắng ISO ................................................................. 63
3.6.4. Phương pháp đo độ bền xé........................................................................ 65
3.6.5. Phương pháp đo độ nghiền bột giấy ......................................................... 68
3.6.6. Phương pháp phân tích phương sai một yếu tố ........................................ 70
Chương 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................ 73
4.1. Kết quả thí nghiệm 1: Giai đoạn đánh tơi giấy................................................... 73
4.1.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng NaOH tới kết quả khử mực
giấy loại bằng hóa chất ...................................................................................... 73
4.1.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới kết quả đánh tơi ................. 77
4.1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian đánh tới độ nghiền bột giấy........... 80
4.2. Kết quả thí nghiệm 2: Giai đoạn khử mực cho giấy .......................................... .81
4.2.1. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng Na2SiO3 tới kết quả khử mực
giấy loại bằng hóa chất ...................................................................................... .81

vii


4.2.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực
giấy loại bằng hóa chất ....................................................................................... 85

4.2.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực tới kết quả
khử mực giấy loại bằng hóa chất. ....................................................................... 88
4.3. Thí nghiệm giai đoạn xeo giấy .......................................................................... 91
4.3.1. Nghiên cứu ành hưởng của keo AKD tới chất lượng giấy ...................... .91
4.3.2. Nghiên cứu ành hưởng của tinh bột biến tính tới chất lượng giấy. .......... 93
4.3.3. Nghiên cứu ành hưởng của bột đá CaCO3 tới chất lượng giấy. ............... 95
4.3.4. Nghiên cứu ành hưởng của chất trợ bảo lưu tới chất lượng giấy ............ .97
4.4. Tính toán và thiết kế quy trình công nghệ tái chế giấy.....................................100
4.4.1. Quy trình công nghệ ...............................................................................100
4.4.2. Kết quả tính cân bằng vật chất ................................................................101
4.4.3. Lựa chọn thiết bị cho quy trình...............................................................103
4.5.Tổ chức nhân sự và tính toán kinh tế .................................................................108
4.5.1. Sơ đồ tổ chức nhân sự .............................................................................108
4.5.2. Bố trí phân công lao động .......................................................................108
4.5.3. Dự toán chi phí đầu tư ............................................................................109
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...............................................................110
5.1. Kết luận .............................................................................................................110
5.2. Đề nghị ..............................................................................................................111
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................112
PHỤ LỤC

viii


ix


CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AKD : Alkyl Keten Dimer
ASA : Alkyl Succinic Anhydride

OCC : Old corrugated carton
ONP : Old Newspaper Pulp
OMG : Old magazines
DTPA : Pentasodium salt of diethylene triamine penta-acetic acid
EDTA : Tetrasodium salt of ethylene diamine tetra-acetic
CMC : Cacbonyl Metyl Xenlulo

viii


DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 2.1. Hệ thống thu gom giấy đã qua sử dụng ở Nhật Bản .................................... 6
Sơ đồ 2.2. Quy trình thu gom giấy vụn ......................................................................... 8
Sơ đồ 2.3. Quy trình sản xuất giấy tái chế ..............................................................................23
Sơ đồ 2.4 Dây chuyền xử lý giấy vụn tại nhà máy giấy Tân Mai............................................29
Sơ đồ 3.1. Quy trình thực nghiệm tái chế giấy. ......................................................................43
Sơ đồ 3.2. Bố trí thí nghiệm tái chế giấy ................................................................................45

Sơ đồ 4.1. Quy trình đề xuất tái chế giấy văn phòng .................................................100
Sơ đồ 4.2. Phân công lao động nhà máy ................................................................... 108

ix


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1. Tình hình sản xuất giấy tại Nhật Bản............................................................. 6
Bảng 2.2. Nguồn nguyên liệu sản xuất giấy tại Hàn Quốc qua các năm ....................... 7
Bảng 2.3. Nguồn nguyên liệu sản xuất giấy ở các nước Đông Nam Á .......................... 7

Bảng 2.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật của Na2SiO3 .............................................................................................. 10
Bảng 2.5. Chỉ tiêu kỹ thuật DTPA .............................................................................. 12
Bảng 2.6. Các chất phụ gia được sử dụng để sàn xuất giấy ........................................ 13
Bảng 2.7. Thông số trong quy trình nấu bột tre .......................................................... 40
Bảng 2.8. Thông số trong quy trình nấu bột từ rơm ..................................................... 41
Bảng 3.1. Ảnh hưởng của mức dùng NaOH tới kết quả đánh tơi .............................. .47
Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới kết quả đánh tơi giấy .............................. 48
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của thời gian lưu tới kết quả đánh tơi giấy .............................. 49
Bảng 3.4. Ảnh hưởng của mức dùng Na2SiO3 tới kết quả khử mực giấy. .................. 51
Bảng 3.5. Ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực giấy ...................... .52
Bảng 3.6. Ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực Promolish tới kết quả khử
mực ............................................................................................................................... 53
Bảng 3.7. Ảnh hưởng keo AKD tới chất lượng giấy................................................... .55
Bảng 3.8. Ảnh hưởng tinh bột biến tính tới chất lượng giấy. ....................................... 55
Bảng 3.9 Ảnh hưởng của bột đá CaCO3 tới chất lượng giấy. ...................................... 56
Bảng 3.10. Ảnh hưởng chất trợ bảo lưu tới chất lượng giấy. ...................................... 57
Bảng 4.1. Ảnh hưởng của mức dùng NaOH tới kết quả đánh tơi. .............................. 73
Bảng 4.2. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy tới kết quả đánh tơi giấy .............................. .77
Bảng 4.3. Ảnh hưởng của thời gian lưu tới kết quả đánh tơi giấy .............................. 80
Bảng 4.4. Ảnh hưởng của mức dùng Na2SiO3 tới kết quả khử mực giấy .................. .81
Bảng 4.5. Ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực giấy ...................... .85
Bảng 4.6. Ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực Promolish tới kết quả khử
mực ............................................................................................................................... 88
Bảng 4.7. Ảnh hưởng keo AKD tới chất lượng giấy. .................................................. 91
Bảng 4.8. Ảnh hưởng tinh bột biến tính tới chất lượng giấy....................................... .93
Bảng 4.9. Ảnh hưởng của bột đá CaCO3 tới chất lượng giấy ..................................... .95
x


Bảng 4.10. Ảnh hưởng chất trợ bảo lưu tới chất lượng giấy ....................................... .97

Bảng 4.11. Bảng tổng kết cân bằng vật chất .............................................................101

xi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Cơ chế tác động keo AKD lên sơ xợi ........................................................... 15
Hình 2.2. Cơ chế tác động của keo AKD lên chất độn ............................................... 16
Hình 2.3. Cơ chế tác động của tinh bột lên sơ xợi ...................................................... 18
Hình 2.4. Cơ chế kết bông của trợ bảo lưu .................................................................. 19
Hình 2.5. Mô tả phản ứng xà phòng hóa ..................................................................... 24
Hình 2.6. Cơ chế tác động của chất hoạt động bề mặt ................................................. 25
Hình 2.7. Cơ chế quá trình tuyển nổi mực .................................................................. 26
Hình 2.8. Quá trình tách mực khỏi xơ sợi .................................................................... 27
Hình 2.9. Cấu tạo cối thủy lực ..................................................................................... 30
Hình 2.10. Cấu tạo đáy cối thủy lực ............................................................................ 30
Hình 2.11. Thiết bị tách tạp chất ................................................................................. .31
Hình 2.12. Phân tách các tạp chất trong bột giấy bằng sàng ........................................ 32
Hình 2.13. Thiết bị lọc ly tâm nồng độ cao .................................................................. 32
Hình 2.14.Thiết bị tuyển nổi......................................................................................... 33
Hình 2.15. Nguyên lý rửa ............................................................................................. 34
Hình 2.16. Máy xeo giấy sử dụng lô sấy chân không .................................................. 36
Hình 2.17. Cấu tạo lô sấy ............................................................................................. 38
Hinh 3.1. Mẫu nguyên liệu ........................................................................................... 42
Hình 3.2. Thiết bị tuyển nổi khử mực ......................................................................... 44
Hình 3.3. Máy handsheet ............................................................................................. .58
Hình 3.4. Lưới xeo máy handsheet............................................................................... 59
Hình 3.5. Bộ phận ép máy handsheet .......................................................................... 59
Hình 3.6. Bộ phận sấy máy handsheet ......................................................................... 59

Hình 3.7. Máy đo độ trắng ISO ................................................................................... 64
Hình 3.8. Đưa mẫu vào đo............................................................................................ 64
Hinh 3.9. Đọc kết quả đo .............................................................................................. 65
Hình 3.10. Máy đo độ bền xé ...................................................................................... 66
Hình 3.11. Chuẩn bị mẫu ............................................................................................. 66
Hình 3.12. Đưa mẫu vào thiết bị đo ............................................................................. 67
1


Hình 3.13. Tiến hành đo mẫu ....................................................................................... 67
Hình 3.14. Máy đo độ nghiền ....................................................................................... 68
Hình 3.15, Hình 3.16, Hình 3.17, Hình 3.18, Hình 3.19, Hình 3.20, Hình 3.21,
Hình 3.22, Hình 3.23, Hình 3.24. Cách thức đo độ nghiền .......................................... 69
Hình 4.1. Đồ thị ảnh hưởng của mức dùng NaOH tới kết quả đánh tơi..................... .74
Hình 4.2. Ảnh hưởng của NaOH đến độ trắng, độ tàn mực của giấy .......................... 75
Hình 4.3. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của thời gian lưu tới kết quả đánh tơi giấy. ....... 78
Hình 4.4. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến độ trắng, độ tàn mực của giấy ................ 78
Hình 4.5. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của mức dùng Na2SiO3 tới kết quả khử
mực ............................................................................................................................... 82
Hình 4.6. Ảnh hưởng của Na2SiO3 đến độ trắng, độ tàn mực của giấy ....................... 83
Hình 4.7: Đồ thị biểu hiện ảnh hưởng của mức dùng H2O2 tới kết quả khử mực ........ 86
Hình 4.8. Ảnh hưởng của H2O2 đến độ trắng, độ tàn mực của giấy ........................... 86
Hình 4.9. Đồ thị thể hiện ảnh hưởng của mức dùng chất khử mực Promolish tới
kết quả khử mực giấy loại ........................................................................................... .89
Hình 4.10. Ảnh hưởng của chất khử mực đến độ trắng, độ tàn mực của giấy ............. 89
Hình 4.11. Thể hiện ảnh hưởng keo AKD tới chất lượng giấy .................................... 92
Hình 4.12. Ảnh hưởng tinh bột biến tính tới chất lượng giấy ..................................... 94
Hình 4.13. Ảnh hưởng của bột đá CaCO3 tới chất lượng giấy ..................................... 96
Hình 4.14. Ảnh hưởng chất trợ bảo lưu tới chất lượng giấy ........................................ 98

2


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Rác thải ở Việt Nam một hiện tượng đáng lo ngại, cùng với sự phát triển
các ngành kinh tế công nghiệp, sự gia tăng dân số cộng với sự lãng phí tài
nguyên trong thói quen sinh hoạt của con người, rác thải có số lượng ngày một
tăng, thành phần ngày càng phức tạp và tiềm ẩn ngày càng nhiều nguy cơ độc
hại với môi trường và sức khoẻ con người. Chính vì lẽ đó, tái chế là phương
pháp ưu tiên để xử lý rác thải, nó vừa giảm ô nhiễm môi trường, bảo vệ sức
khỏe con người, quan trọng nó vẫn giữ được tài nguyên để tiếp tục phục vụ con
người. Tái chế là quá trình tái sản xuất các nguyên liệu đã được chế biến, sản
xuất (mà nếu không tái chế thì chúng sẽ trở thành rác thải) trở thành các sản
phẩm mới. Tái chế giúp ngăn cho rác không phải chôn xuống đất hay đốt cháy,
giảm bớt lượng tiêu thụ nguyên liệu thô, và giảm được lượng năng lượng phải
sử dụng hơn so với quá trình sản xuất từ nguyên liệu thô. Các nguyên liệu phổ
biến được tái chế là thuỷ tinh, giấy, nhôm, hắc ín, thép, vải và nhựa. Các
nguyên liệu này có thể là rác thải từ quá trình sản xuất hoặc là rác thải tiêu
dùng. Tái chế là yếu tố chủ chốt của việc quản lý rác thải hiện đại.
Một trong những nguồn thải gây ô nhiễm lớn nhất là của nhà máy sản xuất
giấy và bột giấy.Vì nó thải ra một lượng lớn chất thải vào nguồn nước, con
người vứt ra môi trường số lượng rác thải giấy đã qua sử dụng rất lớn, sẽ làm ô
nhiễm môi trường. Vì vậy để giảm ô nhiễm là sử dụng nguồn nguyên liệu là
giấy đã được sử dụng là nguồn nguyên liệu chính để sản xuất giấy. Giải pháp
này đã được áp dụng và phổ biến rộng rãi. Nguồn nguyên liệu từ giấy tái chế có
thể coi là vô tận vì có sản xuất la có giấy thải. Mặt khác tái chế còn là một biện
pháp hữu hiệu giảm chi phí xử lý chất thải và do đó giảm giá thành sản phẩm.
1.2. Mục tiêu thực hiện

3


· Tìm ra nồng độ hóa chất tối ưu, phụ gia trong quá trình tái chế giấy, so
sánh các chỉ tiêu, đánh giá chất lượng giấy trong các thành phần bột
giấy.
· Thiết kế quy trình tái chế giấy với công suất 70 tấn/ngày.
-

Xây dựng sơ đồ quy trình tái chế giấy.

-

Lựa chọn thông số các thiết bị tái chế giấy.

-

Tính toán kinh tế và chi phí vận hành quy trình tái chế giấy.

1.3. Nội dung nghiên cứu
· Tiến hành thí nghiệm độ trắng, độ thấm ướt, độ bền xé, độ tàn mực
nhằm tìm ra nồng độ hóa chất, phụ gia tối ưu cho quy trình tái chế giấy.
· Khảo sát quy trình tái chế giấy tại bộ phận DIP nhà máy giấy Tân Mai.
-

Quy trình, thiết bị, nguồn nguyên liệu tái chế giấy.

-

Phân tích phương án tính toán thiết kế sản xuất giấy tái chế trên
quy mô công nghiệp.

-

Tìm hiểu cách tính chi phí nhà máy giấy.

1.4. Phương pháp thực hiện
· Sử dụng giấy văn phòng đã qua sử dụng, máy handsheet, máy khuấy để
sản xuất giấy tái chế. Bố trí thí nghiệm theo dãy nồng độ hóa chất tăng
dần, phân tích chỉ tiêu chất lượng giấy. Sử dụng các phần mềm hỗ trợ:
Word, Excel, AutoCad, Statgraphics…
· Tiến hành thực tập, khảo sát quy trình tại nhà máy giấy Tân Mai.
-

Tìm hiểu quy trình tái chế giấy.

-

Tính toán thiết kế dựa trên kết quả thí nghiệm, dây chuyền DIP
của Tân Mai, phân tích chọn lựa công nghệ để tái chế giấy.

-

Dự toán chi phí đầu tư nhà máy giấy công suất 70 tấn/ngày.

1.5. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
1.5.1. Đối tượng
· Các loại giấy văn phòng đã qua sử dụng.
1.5.2. Phương pháp nghiên cứu

4


· Không gian: nghiên cứu được thực hiện tại phòng thí nghiệm Bộ Môn
Công Nghệ Hóa Học và Khoa Lâm Nghiệp thuộc Trường Đại Học Nông Lâm
TPHCM.
· Thời gian: 19/12/2011 đến 30/07/2012.
· Chỉ tiêu nghiên cứu: pH, Độ trắng, Độ thấm ướt, Độ bền xé, Độ tàn
mực…
1.6.Ý nghĩa đề tài
1.6.1.Ý nghĩa khoa học
Đề xuất quy trình tái chế giấy có thể áp dụng cho các vật liệu tương tự
giấy.
1.6.2.Ý nghĩa thực tiễn
Tìm loại giấy tái chế chất lượng ứng dụng cho cuộc sống.
Đề xuất phương án và quy trình sản xuất để các công ty có thể áp dụng
sản xuất quy mô công nghiệp.
1.6.3.Ý nghĩa môi trường
Tránh việc xử lý giấy thải gây ô nhiễm môi trường.
Giảm sự phụ thuộc của con người vào việc khai thác, sử dụng các nguồn
tài nguyên thiên nhiên đang dần cạn kiệt.
Nguồn nguyên liệu dồi dào để sản xuất phân vi sinh, một loại phân rất
tốt cho cây trồng và thân thiện với môi trường.
Bên cạnh đó việc tái chế còn giúp chúng ta thu hồi các loại nguyên liệu
như: nhựa, giấy, kim loại…, tránh lãng phí tài nguyên, ngăn ngừa được sự ô
nhiễm.
1.6.3.Ý nghĩa xã hội
Tạo việc làm cho người lao động.
Giảm kim ngạch nhập khẩu giấy từ nước ngoài, thúc đẩy nền công

nghiệp sản xuất giấy trong nước phát triển.

5


Chương 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về giấy tái chế
2.1.1. Định nghĩa tái chế
Tái chế giấy là hoạt động thu hồi lại các loại giấy đã qua sử dụng để chế
biến thành những sản phẩm mới. Khi đó vai trò của chúng tương tự như một
nguồn tài nguyên và được coi như những vật liệu thô thứ cấp được sử dụng lại
cho các hoạt động sinh hoạt và sản xuất. Tái chế giấy bao gồm:
-

Tái chế vật liệu là hoạt động thu gom vật liệu có thể tái chế từ dòng rác,

xử lý trung gian và sử dụng vật liệu này để sản xuất các sản phẩm mới hoặc sản
phẩm khác.
-

Thu hồi nhiệt là hoạt động khôi phục năng lượng từ rác thải.

2.1.2. Các sản phẩm từ giấy tái chế
Các sản phẩm từ giấy tái chế có định lượng khác nhau từ 65g/m2 – 225
g/m2, có độ dày và độ cứng phục vụ nhiều mục đích khác nhau như thùng
carton, giấy kraft dùng làm: bao thư, túi xách…giấy có hoa văn trang trí, nhãn
mác, giấy in tạp chí,lịch…kết hợp với các vật liệu dùng trong xây dựng.

6

2.1.3. Ảnh hưởng của các loại tạp chất trong giấy
Tạp chất, vật phẩm, vật liệu không được lẫn trong phế liệu giấy nhập khẩu, bao
gồm:
· Vật liệu chứa hoặc nhiễm chất phóng xạ, chất dễ nổ, chất thải y tế, tạp
chất nguy hại.
· Các vật liệu khác không phải là giấy hoặc các carton, trừ khi các vật liệu
này còn bám dính vào phế liệu giấy hoặc bị rời ra trong quá trình đóng
gói,vận chuyển,xếp, dỡ.
Tạp chất không mong muốn, được phép còn lẫn trong phế liệu giấy nhập khẩu,
bao gồm:
· Các tạp chất bám dính do quá trình vận chuyển, xếp, dỡ như: bụi, đất,
cát.
· Các loại vật liệu còn sót lại mà thường được sử dụng cùng với giấy: đinh
ghim, dây buộc, nilông, keo dán, vật liệu sử dụng để đóng kiện phế liệu
giấy. Trong mỗi khối hàng, tổng lượng các loại tạp chất quy định tại
mục này không vượt quá 2% khối lượng của khối hàng.
Dư lượng hoá chất chống nấm, mốc, côn trùng, sử dụng để bảo quản phế
liệu giấy trước khi vận chuyển
2.1.4. Tình hình tái sản xuất giấy hiện nay ở Việt Nam và trên Thế Giới
Thành phần chính của giấy là xelluloz, một loại polyme mạch thẳng và
dài có trong gỗ, nằm bên trong lõi cây. Trong gỗ, xelluloz được bao quanh bởi
một màng lignin cũng là polyme. Để tách xelluloz ra khỏi màng polymer,
người ta phải sử dụng phương pháp nghiền, sau đó sử dụng hóa chất để xử lý.
Những sản phẩm giấy sau khi sử dụng sẽ sản sinh ra giấy loại. Giấy đã qua sử
dụng nếu không được đem tái sản xuất sẽ rất lãng phí. Không phải nguồn
nguyên liệu lúc nào cũng sẵn có trong tự nhiên, sau một thời gian sẽ không còn
đủ cho sản xuất giấy nữa, và không còn đủ để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng

7


của con người. Do vậy chúng ta phải tìm ra một phương pháp để tái sử dụng
chúng và đây là một hướng đi mới cho ngành giấy.
Tình hình sản xuất giấy trên thế giới
Nhiều nhà máy sản xuất giấy và carton dựa trên giấy tái sinh. Tình hình
sử dụng giấy tái sinh trên thế giới đạt 46% và của một số quốc gia trong năm
2007. Mục tiêu của nhiều quốc gia là đạt được 50% tái sử dụng sơ sợi trong sản
xuất giấy in báo, cactong sóng và phẳng vào năm 2010. Điều này đặt gánh nặng
lên việc sử dụng hợp lý các sản phẩm giấy và carton đã qua sử dụng. thiết kế
sản phẩn hợp lý, phân loại tại nguồn, loại các tạp chất của xơ sợi đảm bảo an
toàn môi trường.
Trung Quốc
Thực hiện chính sách phát triển ngành giấy Trung Quốc là thu gom và tái
chế giấy thu hồi. Tỉ lệ tái sử dụng giấy cũng tăng lên từ 32% lên 38% trong
năm 2010.
Nhật Bản
Hiệu suất tái chế giấy (chung) là 61,4% năm 2007 và công nghiệp giấy
Nhật Bản đạt mức 62 % trong năm 2010.

Bảng 2.1. Tình hình sản xuất giấy Nhật Bản
Công nghệ giấy Nhật Bản – 2007
Sản xuất

Xuất khẩu

Nhập khẩu

Tiêu dùng

Bôt

10.894

210

2.097

12.781

Giấy

31.266

1.385

1.374

31.255

Giay thu hồi

23.041

3.844

67

19.264

Đơn vị ; 1.000 tấn
Tỉ lệ giấy thu hồi trong tổng nguyên liệu dùng sản xuất giấy : 60%
Tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng : 74%
(Nguồn : Hội thảo về ngành Bột và Giấy Châu Á lần thứ 10-2008 tại Trung
Quốc)

8
Thu gom các tổ chức
của chính quyền

t giấy

Thu gom tại các
trường học, dân phố
y loại

Gia đình


Người buôn giấy loại
Lượng giấy thải
nhỏ: khu dân cư
buôn bán sân
vận động,cửa
hàng

Đại lý trung gian

Lượng giấy thải

lớn : nhà máy
sản xuất bao bì
cửa hàng lớn,
siêu thị, nhà máy
in, nhà xuất bản

Thương nhân thu gom

Người thu gom đặc
chủng

Sơ đồ 2.1. Hệ thống thu gom giấy đã qua sử dụng ở Nhật Bản
Đài Loan
70% sản lượng giấy của Đài Loan năm 2007 là giấy làm bao bì, vì vậy
Đài Loan sử dụng tới 73% giấy đã qua sử dụng làm nguyên liệu sản xuất
(4,412 triệu tấn), trong đó hòm hộp carton cũ – OCC là chính và cũng vì vậy
hiệu suất tái chế giấy đạt tới 88%. Thu gom giấy đã qua sử dụng ở trong nước
đạt 3,2 triệu tấn năm thải tương đương 3 triệu tấn carbon dioxit.
Hàn Quốc
Hàn Quốc coi giấy đã qua sử dụng là nguyên liệu chính sản xuât giấy,
năm 2007 chiếm 76% trong tất cả các loại nguyên liệu, tức 9,147 triệu tấn
(61% là hòm hộp carton cũ – OCC, 25% là giấy báo cũ – ONP). Giấy đã qua
sử dụng thu gom trong nước năm 2007 đạt 8 triệu tấn, nhập khẩu đạt 1,149
triệu tấn. Tiêu dùng giấy năm 2007: 11,871 triệu tấn, tỉ lệ thu hồi giấy đã qua
sử dụng là 67%.
Bảng 2.2. Nguồn nguyên liệu sản xuất giấy tại Hàn Quốc qua các năm.
HÀN QUỐC-NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT GIẤY

Giấy loại

2000

2005

2006

2007

7.118

8.501

8.667

9.147

9


73%

74%

75%

76%

Thu gom

5.003

7.086

7.455

7.998

Bột Nhập

2.115

1.415

1.212

1.149

Nội địa

2.682

2.930

2.917

2.943

27%

26%

25%

24%

595

514

500

425

Bột Nhập

2.087

2.416

2.417

2.518

Tổng cộng

9.800

11.413

11.584

12.090

100%

100%

100%

100%

Nội địa

5.598

7.600

7.955

8.423

Nhập

4.202

3.831

3.629

3.667

Nội địa

Đơn vị : 1000 tấn. số trong ngoặc là tỉ lệ so với tổng nguyên liệu sử dụng
(Nguồn : Hội thảo về ngành Bột và Giấy Châu Á lần thứ 10-2008 tại Trung
Quốc)
Bảng 2.3. Nguồn nguyên liệu sản xuất giấy ở các nước Đông Nam Á
Các nước khu vực Đông Nam Á
Sản xuất

Xuất khẩu

Nhập khẩu

Tiêu dùng

Malaysia
Bột Nhập

122

0

118

240

Nội Địa

1.465

254

1.589

2.800

Giấy Thu Hồi

1.42

0

189

1.609

Indonesia
Bột Nhập
Nội Địa
Giấy Thu Hồi

173

0

50

223

1.082

165

694

1.611

702

21

178

859

Philippines
Bột Nhập

1.169

293

520

1.396

Nội Địa

4.516

1.164

716

4.068

10

%

Tỉ lệ thu hồi

87%

61%

79%

44%

72%

65%


Giấy Thu Hồi

2.65

14

1.016

3.662

(Nguồn : Hội thảo về ngành Bột và Giấy Châu Á lần thứ 10-2008 tại Trung
Quốc)
Tình hình sản xuất giấy ở Việt Nam
Hộ gia đình
Văn phòng,công sở

Công ty môi trường

Trường phổ thông
Thu gom cấp I,II

Nhà máy giấy

Phế liệu

Công nhân vệ sinh
Nhặt rác tại bãi chôn lấp
Giấy loại từ siêu thị

Nhà máy in bao bì

Sơ đồ 2.2. Quy trình thu gom giấy vụn
Nguồn nguyên liệu tái chế được lấy từ hộ gia đình; các trường học; văn
phòng các tổ chức, công ty; nhà máy (in, bao bì…); siêu thị, cửa hàng; nhà ga,

bến xe, sân bay…Sau đó giấy được phân loại và được thu gom tại các trạm
thu mua trung gian, cuối cùng được vận chuyển đến nhà máy giấy để tái chế.
Tì lệ giấy thu hồi đã sử dụng 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% (1999) lên 50% năm 2007.
Như vậy rõ ràng công tác thu hồi giấy trong nước không có tiến triển từ
khi thực hiện thuế giá trị gia tăng. Nguyên nhân chủ yếu là do cách hợp thức
hóa trong chi phí sản xuất đối với việc mua giấy loại thu gom trong nước phức
tạp, chỉ những cơ sở sản xuất quy mô nhỏ có thể chấp nhận được. Các cơ sở

11


sản xuất giấy tái chế lựa chọn phương án nhập khẩu giấy đã qua sử dụng vì có
hiệu quả cao hơn ( có sẵn thuế giá trị gia tăng). Bên cạnh đó lựa chọn nhập
khẩu giấy đã qua sử dụng tại nước ngoài vì chất lượng giấy thu hồi nhập khẩu
cao hơn giấy thu hồi trong nước, giá thành không cao so với trong nước, giấy
thu hồi trong nước đã qua nhiều lần tái chế, trong khi giấy nhập khẩu phần lớn
làm từ bột nguyên khai.
Có thể nói giấy thu hồi nhập khẩu là nguyên liệu chính để sản xuất giấy
tái chế tại Việt Nam.
Giấy thu hồi nhập khẩu vào Việt Nam từ nhiều nước, nhưng chủ yếu từ
Mỹ, Nhật Bản, New Zealand. Những loại chính được nhập khẩu : 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.
Chất lượng và Tiêu chuẩn
Các nước đều có tiêu chuẩn về giấy loại. Việt Nam sử dụng TCVN 2007 để kiểm soát chất lượng giấy tái chế. Nhưng phần lớn hiện nay tại mỗi
công ty đều có tiêu chuẩn riêng để đánh giá chất lượng giấy, tùy vào mục đích
sử dụng và chất lượng giấy có thể đáp ứng được yêu cầu tiêu dùng.
2.1.5 Một số hóa chất được sử dụng trong công nghiệp sản xuất giấy

Natri hiđroxit : NaOH
Được dùng để điều chỉnh pH môi trường kiềm, để xà phòng hóa hoặc thủy
phân nhựa mực. Tạo ra môi trường kiềm làm trương nở xơ sợi, loại bỏ tạp chất
ra khỏi bột giấy , kết quả là làm tơi các mảnh giấy thành bột được dễ dàng, liên
kết gữa mực in và sợi bột được dễ dàng hơn.
Lượng hóa chất cho vào phụ thuộc nguyên liệu, nước và các hóa chất
khác. Mức dùng NaOH là yếu tố quan trọng, đảm bảo duy trì môi trường cho
quá trình phân ly H2O2 tạo ra tác nhân HOO- cho phản ứng tẩy trắng. Tuy nhiên
nếu sử dụng số lượng lớn sẽ làm bột giấy ngả màu, đen bột do phản ứng với
lignin.

12