KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT DIP SỬ DỤNG ENZYME TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.27 MB, 67 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT DIP SỬ DỤNG
ENZYME TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI
Họ và tên sinh viên: LÊ THỊ THU DUYÊN
Ngành: CÔNG NGHỆ GIẤY VÀ BỘT GIẤY
Niên khóa: 2006-2010
Tháng 07 / 2010
KHẢO SÁT DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT DIP SỬ
DỤNG ENZYME TẠI NHÀ MÁY GIẤY TÂN MAI
Tác giả
LÊ THỊ THU DUYÊN
Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy
Giáo viên hướng dẫn
TS. PHAN TRUNG DIỄN
Tháng 07 / 2010
i
LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tôi xin chân thành cám ơn các Thầy Cô trường Đại Học Nông Lâm
Tp Hồ Chí Minh, đồng quí Thầy Cô Bộ Môn Công Nghệ Sản Xuất Giấy và Bột Giấy
thuộc khoa Lâm Nghiệp đã tận tình giảng dạy tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành khóa
học.
Trân trọng gửi lời cảm ơn đến TS. Phan Trung Diễn, thầy đã giúp đỡ hướng dẫn
để tôi hoàn chỉnh luận văn.
Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc Công ty cổ phần Giấy Tân Mai, Quản
Đốc phân xưởng DIP, các cô chú và các anh trong phân xưởng xử lý giấy vụn đã chỉ
bảo tận tình, cung cấp thông tin và tài liệu giúp tôi hoàn thành đề tài.
Và đặc biệt là cha mẹ và tất cả những người thân trong gia đình cùng bạn bè đã
tạo điều kiện và động viên tôi trong học tập.
Với việc thực hiện đề tài này, do trình độ và kiến thức còn hạn chế, mặc dù có
nhiều cố gắng nhưng khó tránh khỏi những thiếu xót trong lúc thực hiện đề tài, tôi rất
mong nhận được những nhận xét góp ý của quý Thầy, Cô và các bạn .
TPHCM, tháng 07/2010
Sinh viên
Lê Thị Thu Duyên
ii
TÓM TẮT
Đề tài “ Khảo sát dây chuyền sản xuất bột Dip sử dụng enzyme tại tập đoàn
giấy Tân Mai” được thực hiện trong thời gian từ 20/03/2010 đến 20/06/2010, tại phân
xưởng xử lý giấy vụn của tập đoàn giấy Tân Mai, Biên Hòa, Đồng Nai.
Nội dung của đề tài: khảo sát thực tế dây chuyền sản xuất bột tái chế bằng
phương pháp khử mực (Deinking Pulp), tìm hiểu các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng
bột: nguyên liệu đầu vào, hóa chất sử dụng, hệ thống thiết bị. Đặc biệt chú trọng đến
việc sử dụng enzyme tại công đoạn quậy nồng độ cao.
Thực tế cho thấy khi sử dụng enzyme có thể khử một số lượng mực lớn hơn so
với phương pháp sử dụng hóa chất truyền thống, độ trắng tăng từ 2-3.5% và các tính
chất như độ thấu khí, độ bền, độ giãn, độ bền xé vẫn được đảm bảo. Quan trọng hơn
hết là giảm đáng kể lượng hóa chất sử dụng từ đầu đến cuối dây chuyền sản xuất: phèn
( từ 100% giảm đến 85%), Surfactant (từ 32% giảm còn 27%), H2O2 (30%-20%),
Na2SiO3 (57%-34%),…
iii
MỤC LỤC
Trang
Trang tựa.......................................................................................................................... i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii
TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................... vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG ......................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH.......................................................................................... viii
Chương 1 MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
1.2. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................1
1.2. Mục đích của đề tài...................................................................................................2
1.3. Giới hạn của đề tài....................................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN...............................................................................................3
2.1 Tình hình phát triển ngành giấy.................................................................................3
2.1.1. Tình hình phát triển ngành giấy trên thế giới ....................................................3
2.1.2. Lịch sử phát triển của ngành giấy Việt Nam .....................................................4
2.2. Tổng quan về phân xưởng bột DIP Tân Mai............................................................7
2.2.1Tổng quát .............................................................................................................7
2.2.2. Thông số thực hiện ............................................................................................7
2.3. Vài nét về bột khử mực DIP (Deinked Pulp) ...........................................................8
2.3.1. Tình hình sản xuất bột DIP ................................................................................8
2.3.2. Nguyên liệu sản xuất bột Dip ..........................................................................10
2.3.2.1 Chất lượng giấy loại...................................................................................10
2.3.2.2. Kiểm soát chất lượng giấy loại .................................................................11
2.3.2.3. Các nguồn giấy loại (giấy thu hồi)............................................................12
2.3.3. Ưu khuyết điểm khi sử dụng bột DIP ..............................................................13
2.4. Sử dụng enzyme trong công nghệ tẩy trắng bột Dip ..............................................14
2.4.1. Enzyme tẩy trắng .............................................................................................14
2.4.2. Enzyme khử sticky...........................................................................................14
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................16
3.1. Nội dung nghiên cứu ..............................................................................................16
3.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................................16
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................18
4.1. Quy trình công nghệ sản xuất bột DIP của Tân Mai ..............................................18
4.1.1. Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất bột DIP của Tân Mai ...................................18
4.1.2 Qui trình điều khiển dây chuyền Dip................................................................20
4.1.3. Thuyết minh quy trình sản xuất .......................................................................28
4.2. Một số công đoạn quan trọng trong dây chuyền Dip .............................................30
4.2.1. Hồ quậy............................................................................................................30
4.2.1.1. Cấu tạo ......................................................................................................30
4.2.1.2. Chức năng – nhiệm vụ của hồ quậy ..........................................................32
4.2.2. Nguyên tắc hoạt động và ưu điểm của quậy bột nồng độ cao .........................33
iv
4.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình quậy .......................................................34
4.2.4.. Ảnh hưởng các thông số của công đoạn quậy đến chất lượng bột .................35
4.3. Công đoạn tuyển nổi...............................................................................................38
4.3.1. Cấu tạo và chức năng các bộ phận chủ yếu của thiết bị tuyển nổi ..................38
4.3.2. Chức năng và nguyên lý hoạt động .................................................................42
4.3.2.1.Chức năng ..................................................................................................42
4.3.2.2.Nguyên lý hoạt động ..................................................................................42
4.3.3. Cơ chế tách mực và hóa chất sử dụng .............................................................43
4.3.3.1 Cơ chế tách mực.........................................................................................43
4.3.3.2 Hóa chất sử dụng........................................................................................43
4.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng nội tại ...........................................................................44
4.4. Vai trò của hóa chất sử dụng trong dây chuyền Dip ..............................................45
4.5. Cách pha chế và hiệu quả sử dụng enzyme Texzyme I..........................................47
4.5.1. Cách pha chế enzyme Texzyme I ....................................................................47
4.5.2.Hiệu quả sử dụng enzyme:................................................................................47
4.5.3. Một số bảng so sánh mức chênh lệch hóa chất trước và sau khi sử dụng
enzyme Texzyme I.....................................................................................................47
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................49
5.1. Kết luận...................................................................................................................49
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................51
PHỤ LỤC .....................................................................................................................52
v
DANH SÁCH CHỮ VIẾT TẮT
CHĐBM
: Chất hoạt động bề mặt
DAP
: Dissolved air flotation
DCS
: Distributed Control Systems
DIP
: Deinking Pulp
ERPC
: European Recovered Paper Council
ISO
: International Standardization Organization
NXB
: Nhà xuất bản
KTĐ
: Khô tuyệt đối
OMG
: Old Magazine
ONP
: Old Newpaper
ppm
: Part per million
QC
: Quality control
Sing
: Singapore
TAPPI
: Technical Association Of The Pulp And Paper Industry
VPPA
: Vietnam Pulp and Paper Association
vi
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Sản lượng bột trên thế giới 2005 – 2006.........................................................3
Bảng 2.2: Công nghiệp giấy Đông Á năm 2006 .............................................................4
Bảng 2.3: Dự báo Công nghiệp Giấy và Bột giấy Việt Nam 2010- 2015.......................5
Bảng 2.4: Danh mục dự án đầu tư vừa và lớn tại Việt Nam đến năm 2010....................6
Bảng 4.1:Tỷ lệ hoá chất ở hồ quậy................................................................................35
Bảng 4.2: Đặc tính cơ bản của HSD – 139....................................................................44
Bảng 4.3 So sánh mức sử dụng hóa chất trước và sau khi sử dụng enzyme Texzyme I
ở hồ quậy .......................................................................................................................47
Bảng 4.4 So sánh mức sử dụng hóa chất trước và sau khi sử dụng enzyme Texzyme I
trong công đoạn tuyển nổi .............................................................................................48
Bảng 4.5 So sánh mức sử dụng hóa chất trước và sau khi sử dụng enzyme Texzyme I
ở bồn chứa hóa chất......................................................................................................48
Bảng 4.5 So sánh mức sử dụng hóa chất trước và sau khi sử dụng enzyme Texzyme I
ở vít tẩy ..........................................................................................................................48
vii
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Sản lượng bột DIP sử dụng công nghệ tuyển nổi năm 1997....................... 9
Hình 2.2: Mức sử dụng bột DIP trong các loại giấy năm 1997.............................................. 9
Hình 2.3: Lượng nguyên liệu thô sử dụng trong sản xuất giấy ........................................... 10
Hình 4.1 : Sơ đồ khối dây chuyền sản xuất bột DIP của Tân Mai ....................................... 19
Hình 4.2. Mô phỏng điều khiển hệ thống thủy lực.................................................... 20
Hình 4.3. Mô phỏng điều khiển hệ thống sàng thô .............................................................. 21
Hình 4.4. Mô phỏng điều khiển hệ thống sàng tinh ............................................................. 22
Hình 4.5. Mô phỏng điều khiển hệ thống tuyển nổi.................................................. 23
Hình 4.6. Mô phỏng điều khiển hệ thống làm sạch, cô đặc........................................ 24
Hình 4.7. Mô phỏng điều khiển hệ thống nước......................................................... 25
Hình 4.8. Mô phỏng điều khiển hệ thống ép,tẩy .................................................................. 26
Hình 4.8. Mô phỏng điều khiển hệ thống ép,tẩy .................................................................. 27
Hình 4.9. Mô phỏng điều khiển hệ thống sử lý nước ngoại vi.................................. 27
Hình 4.10: Sơ đồ cấu tạo hồ quậy ............................................................................. 31
Hình 4.11: Các cơ chế khác nhau của sự bám dính trở lại của các hạt mực lên
xơ sợi ......................................................................................................................... 37
Hình 4.12 : Thiết bị tuyển nổi của Tân Mai .............................................................. 38
Hình 4.13 : Mặt cắt đứng thiết bị tuyển nổi .............................................................. 39
Hình 4.14 : Cấu tạo mặt trong của hộp phun............................................................. 41
Hình 4.15 : Cấu tạo của ống phun ............................................................................. 41
viii
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.2. Tính cấp thiết của đề tài
Giấy là một sản phẩm được dùng rộng rãi trong cuộc sống của con người. Phần
lớn giấy sản xuất được dùng trong lĩnh vực thông tin văn hóa như in sách, báo, giấy
viết, tạp chí…dùng cho lĩnh vực bao gói và cung cấp cho các ngành công nghiệp khác
như: Thực phẩm, xây dựng, điện, điện tử, hóa chất và nhiều ứng dụng khác. Ngoài ra
ngành công nghiệp sản xuất giấy cũng tạo ra công ăn việc làm cho nhiều người từ
khâu trồng nguyên liệu, khâu sản xuất đến khâu phân phối sản phẩm.
Bên cạnh đó cùng với xu thế phát triển bền vững của xã hội hiện đại, những quy
định về sinh thái học liên quan đến bảo tồn tài nguyên rừng ngày càng trở nên khắt
khe, cũng như các khoảng trống sử dụng cho chôn lấp ngày càng bị thu nhỏ và thiếu
hụt. Vì vậy, việc sử dụng giấy loại như một nguyên liệu xơ sợi thứ cấp để sản xuất
giấy sẽ đảm bảo cho việc tiết kiệm tài nguyên rừng, tận dụng các vật liệu đã qua sử
dụng, giảm thiểu tải lượng thải ra môi trường (giảm 95% ô nhiễm khí thải) cũng như
giảm tiêu hao năng lượng (tiết kiệm 60% năng lượng) dùng cho sản xuất giấy giúp
giảm chi phí sản xuất và góp phần tăng hiệu quả kinh tế.
Thực tế phát triển đã chứng minh sự ưu việt của nguyên liệu thứ cấp. Hội đồng
tái chế giấy Châu Âu (ERPC) đã tuyên bố mức tái chế giấy ở Châu Âu năm 2007 đã
đạt 64,5%. Ngành công nghiệp bột giấy và giấy Mỹ đang hoạch định chiến lược đến
năm 2012 nâng tỷ lệ tái chế giấy loại dùng cho công nghiệp giấy lên đến 55%. Việt
Nam tăng thêm 20.000 tấn bột khử mực từ giấy tạp chí, sách cũ; 50.000 tấn giấy
Tissue/năm và 45.000 tấn giấy làm mặt các tông sóng/năm.
Và bột khử mực (DIP – Deinking Pulp) đã góp phần không nhỏ vào sự tăng
trưởng này. Nếu như trước đây phần lớn giấy loại được tái chế để sản xuất giấy
cáctông bao bì và giấy bao gói. Sự phát triển ngày càng hoàn thiện công nghệ xử lý
giấy loại trong lĩnh vực khử mực (rửa hoặc tuyển nổi) đã góp phần làm tăng tỷ lệ sử
1
dụng giấy loại trong cơ cấu thành phần xơ sợi của công nghệ sản xuất giấy in báo, giấy
in viết, giấy vệ sinh và giấy tissue không ngừng tăng lên và trong nhiều trường hợp tỷ
lệ này là 100%.
Cùng với việc sử dụng hóa chất truyền thống trong qui trình sản xuất bột tái
chế, hiện nay một số nhà máy giấy đã đưa vào thực ngiệm một số enzyme làm cải
thiện chất lượng bột tái chế. Các ứng dụng của enzym đối với nhà máy bột và giấy bao
gồm không tạo ra các kết tụ vi khuẩn, tăng cường quá trình tẩy trắng và làm sạch nhà
máy giấy. Một lợi thế quan trọng khác của việc sử dụng enzym là chúng có thể được
xem như là sản phẩm “xanh”. Chúng là những hợp chất của tự nhiên mà có rất ít tác
động bất lợi lên môi trường.
Xuất phát từ thực tế trên, việc “Khảo sát dây chuyền sản xuất bột Dip sử dụng
enzyme tại nhà máy giấy Tân Mai” là đề tài hữu ích và mang tính thực tiễn cao.
1.2. Mục đích của đề tài
Khảo sát dây chuyền sản xuất bột Dip của nhà máy Tân Mai, các yếu tố ảnh hưởng
đến chất lượng bột tái chế, vai trò của hóa chất, thông số thiết bị, tìm hiểu về sự thay
đổi chất lượng bột khi sử dụng enzyme Texzyme I.
1.3. Giới hạn của đề tài
Khảo sát dây chuyền sản xuất bột Dip dựa trên lập trình điều khiển DCS. Tìm hiểu về
enzyme Texzyme I được thu thập từ phân xưởng Dip cùng với số liệu thống kê từ
phòng kiểm định chất lượng của công ty Tân Mai.
2
Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tình hình phát triển ngành giấy
2.1.1Tình hình phát triển ngành giấy trên thế giới
Theo hiệp hội giấy Việt Nam (VPPA), công nghiệp giấy thế giới hiện có trên
10.267 xí nghiệp sản xuất giấy và 8.992 xí nghiệp sản xuất bột giấy. Năm 2001 sản
lượng giấy toàn thế giới là 294,4 triệu tấn, dự đoán đến năm 2010 sản lượng giấy tăng
khoảng 400 triệu tấn. Các quốc gia đứng đầu về sản xuất giấy là Mỹ, Nhật, Canađa,
Trung Quốc. Những nước đứng đầu về tiêu thụ giấy là Phần Lan, Mỹ, Thụy Điển,
Nhật Bản. Theo dự đoán, từ nay đến năm 2010, mức tăng trưởng toàn ngành đạt
khoảng 2,8%. Về mức tiêu thụ giấy thì đứng đầu là Bắc Mỹ, sau đó là khu vực Tây Âu
và Châu Á.
Theo RISI Annual Review of Global Pulp & Paper Statistics 2007, 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). Tổng sản lượng giấy các loại trên thế giới năm 2005 là 366.356 ngàn tấn và
năm 2006 là 382.035 ngàn tấn.
Bảng 2.1: Sản lượng bột trên thế giới 2005 - 2006, Đơn vị: 1.000 tấn
Bột hoá
2005
2006
Bột cơ
2005
2006
Bột khác
2005
Tổng
2006
2006
2005
Bắc Mỹ
62,189 61,352
16,09
15,324 216
216
61,352
16,09
Châu Âu
33,38
15,423 15,983 665
675
34,774
15,423
Châu Á
13,701 13,985
1,701
1,808
18,57
20,173 13,985
1,701
34,774
Mỹ la tinh 13,82
14,996
1,085
1,079
707
607
14,996
1,085
Châu Phi
1,837
1,874
288
294
848
857
1,874
288
Châu Úc
1,463
1,476
1,257
1,144
0
0
1,476
1,257
Tổng
126,39 128,457 35,843 35,631 21,006 22,528 128,457 35,843
3
Theo VPPA, nhu cầu sử dụng các loại giấy ngày càng tăng kéo theo ngành sản xuất
bột giấy và giấy ngày càng phát triển mạnh mẽ.
Bảng 2.2: Công nghiệp giấy Đông Á năm 2006
Việt
Philippines Indonesia
Nam
Thái
Nhật
Lan
Hàn
Đài
Quốc
Loan
Sản suất
Giấy
1.158
1.266
10.537
5.173
33.447
10.861
5.230
Bột
355
120
6.447
1.120
15.766
582
420
Giấy
959
950
8.853
4.300
31.108
10.703
4.646
Bột
300
90
5.672
1.100
10.883
500
392
Giấy
767
142
290
639
1.651
789
1.526
Bột
132
45
923
409
2.365
2.417
895
Sản xuất
Nhập khẩu
2.1.2. Lịch sử phát triển của ngành giấy Việt Nam
Cho đến thời điểm năm 2000, tổng sản phẩm giấy các loại của nước ta chỉ đạt
khoảng 0,35 triệu tấn/năm, mức tiêu thụ bình quân là 7,6 kg/người. Mức này còn rất
thấp so với các số liệu tương ứng của thế giới là trên 400 triệu tấn giấy/năm và 50 kg
giấy/người.
Hiện nay các công ty sản xuất giấy ở Việt Nam chia làm hai nhóm: một nhóm
gồm 7 công ty giấy của nhà nước và nhóm kia gồm hàng trăm công ty giấy tư nhân.
Các công ty giấy của nhà nước thường có quy mô lớn hơn, máy móc hiện đại hơn so
với công ty tư nhân. Các công ty nhà nước cung cấp khoảng hai phần ba nhu cầu giấy
cho thị trường trong nước, chủ yếu các sản phẩm giấy viết và giấy in báo. Các công ty
của nhà nước ở phía Bắc gồm có: Bãi Bằng, Việt Trì, Hoàng Văn Thụ, Vạn Điểm, còn
ở phía Nam là: Tân Mai, Đồng Nai, Bình An.
4
Bảng 2.3: Dự báo Công nghiệp Giấy và Bột giấy Việt Nam 2010- 2015
Công suất
Sản lượng
Nhập khẩu
Xuất khẩu
Tiêu dùng
2006
355.000
300.000
131.884
424.998
2006
Công suất 1.158.000
Sản lượng 958.600
Nhập khẩu 766.958
Xuất khẩu 170.980
Tiêu dùng 1.554.578
Tiêu dùng
trên đầu
18
người(Kg/
người)
Dân số
(triệu
84,2
người)
Công nghiệp bột
2007
2008
2009
365.000
965.000
1.065.000
299.100
465.000
875.000
110.039
68.000
31.000
20.000
137.000
402.290
498.000
769.000
2010
2.030.000
1.867.000
31.000
137.000
769.000
2015
3.150.000
2.975.000
36.000
1.359.000
1.652.000
Công nghiệp giấy
2007
2008
2009
1.341.00
1.498.000 2.350.000
1.120.000 1.311.600 1.988.000
951.092
962.579
705.986
191.500
219.700
269.850
1.879.592 2.054.479 2.424.136
2010
2.618.000
2.415.000
725.343
258.100
2.882.243
2015
5.400.000
5.000.000
1.300.000
248.000
6.052.000
22
24
28
32
61
85,4
86,6
87,8
89,0
100,7
Năm 1998, chính phủ Việt Nam đã phê duyệt “Quy hoạch phát triển chiến lược
tổng thể ngành giấy Việt Nam đến năm 2010” với mục tiêu đến năm 2010 đạt sản
lượng là 1 triệu tấn giấy các loại/năm và mức tiêu thụ bình quân là 13 kg/người/năm.
Để đạt được chỉ tiêu này nhà nước đã có kế hoạch đầu tư cho chương trình trồng 1
triệu ha cây nguyên liệu giấy, đầu tư mở rộng và tăng năng lực sản xuất của hầu hết
các công ty giấy khối nhà nước và xây dựng mới một số nhà máy sản xuất bột và giấy
hiện đại gần những vùng nguyên liệu.
5
Bảng 2.4: Danh mục dự án đầu tư vừa và lớn tại Việt Nam đến năm 2010
Danh mục dự án
Bột
(tấn/năm)
Giấy
(tấn/năm)
Tổng vốn
đầu tư (tỷ
đồng)
Tiến độ
khởi
chạy
1. Đang triển khai (từ
2008-2010)
Nhà máy Bột giấy An
Hòa- Tuyên Quang
Nhà máy giấy và bột
giấy Thanh Hóa
Nhà máy Bột giấy
Phương Nam- Long
An
Nhà máy Bột giấy
Quãng Ngãi
Công ty giấy Chánh
Dương
Khác (nhỏ)
2. Đã được cấp phép
(từ 2009-2011)
MR Bãi Bằng Giai
đoạn 2- Phú Thọ
Nhà máy giấy bao bì
CN VinaKraft – Bình
Dương
Nhà máy Bột giấy
Lee & Man – Hậu
Giang
Nhà máy bao bì giấy
An Bình
Nhà máy Bột giấy
Bình Định
3. Đang lập dự án
(2001-2015)
Tập đoàn Sozit (Nhật
Bản) – Đà Nẵng
Cty CP giấy Sài Gòn
– Bà Rịa Vũng Tàu
Nhà máy bột giấy
Antexco- Nghệ An
525.000
390.000
130.000
120.000
2.877+
8/2008
50.000
60.000
1.629+
100.000
-
1.487
115.000
-
2.250
100.000
100.000
30.000
730.000
110.000
790.000
250.000
-
-
220.000
350.000
420.000
-
150.000
2010
6.000
4.480
130.000
945.000
760.000
600.000
-
-
225.000
130.000
-
6
1.500
2010
2.2. Tổng quan về phân xưởng bột DIP Tân Mai
2.2.1Tổng quát
Hệ thống được thiết kế với kỹ thuật tiên tiến phát triển và được xác định trên sơ
đồ công nghệ.
Nguyên liệu: 70% ONP và 30% OMG
Tiêu chuẩn nguyên liệu ONP và OMG được xác định theo “Scrap specification
circular 1993”:
ONP phù hợp với loại số N06.
OMG phù hợp với loại số N010.
Nguyên liệu dùng mực in nước không được sử dụng.
Giấy carbon không được sử dụng.
Giấy dùng pigment không quá 2%/tổng trọng lượng.
Nguyên liệu trộn lẫn cũng phải phù hợp với tính chất sau:
Độ tro tối thiểu 3,5%.
Độ tro tối đa 8%.
Độ trắng tối thiểu 47% ISO Brightness với nguyên liệu chứa 70% ONP và
30% OMG.
2.2.2. Thông số thực hiện
Cung cấp:
Được sử dụng với nguyên liệu phù hợp với đặc tính kỹ thuật đã đề cập trên.
Sử dụng hóa chất đúng số lượng, chất lượng và thành phần.
Nước sạch và nước cấp không chứa các chất kết bông.
Năng lực sản xuất:
70 tấn KTĐ/ngày đo ở đầu ra của tháp nồng độ cao bằng thiết bị đo lưu lượng
do nhà cung cấp cung ứng.
Chất lượng bột khử mực:
Độ trắng: Tối thiểu 600 ISO ở đầu ra của tháp nồng độ cao.(Brightness pad sẽ
được chuẩn bị, dùng giấy lọc để làm phương tiện rút nước. Độ trắng pad sẽ được xác
định bằng việc đo độ trắng của cả 2 mặt pad và tính trung bình).
Tàn mực in: Căn cứ vào số lượng chất bẩn ở đầu vào của pulper 400 mm/m2.
Chất bẩn đầu ra sẽ giảm xuống tối đa 30 mm/m2 (Tappi menthod 213 và T743 Test).
7
Sự tiêu thụ hữu ích
Căn cứ vào hoạt động liên tục và năng lực sản xuất của hệ thống 70 tấn/ngày.
Sự tiêu thụ như sau:
Điện: Cho công nghệ chính không quá 430kwh/tấn (Chưa kể điện cho hoạt
động xử lý chất thải, xử lý môi trường, ánh sáng, thông gió, máy lạnh…)
Nước: Trong điều kiện hoạt động bình thường tiêu thụ nước không quá
23m3/tấn (Chưa kể nước cho các mục đích sử dụng khác như vệ sinh, nạp đầy hệ thống
lúc đầu, xử lý chất thải, xử lý nước thải,…)
Hơi : Sử dụng cho:
+ Quậy bột nhão ở hồ quậy.
+ Phân tán bột ở vít trộn.
Dựa vào nhiệt độ nước tuần hoàn trong hệ thống khoảng 450C và quậy bột
phân tán bột khoảng 600C thì lượng hơi tiêu thụ cho cả hai mục đích sẽ không quá
400kg/tấn (Hơi ở đồng hồ áp suất 0,4Mpa).
Hóa chất: Tiêu thụ hóa chất phụ thuộc vào nguyên liệu, chất lượng và chủng
loại hóa chất, điều kiện cung cấp, chất lượng nước,…
2.3. Vài nét về bột khử mực DIP (Deinked Pulp)
2.3.1. Tình hình sản xuất bột DIP
Hệ thống khử mực đầu tiên theo nguyên lý tuyển nổi được áp dụng tại Mỹ vào
những năm cuối thập niên 50 của thế kỷ XX.
1959 lần đầu tiên ở Châu Âu, cụ thể là Hà Lan công nghệ tuyển nổi khử mực
được áp dụng để sản xuất bột với công suất 10 tấn/ngày dùng sản xuất giấy vệ sinh.
Từ đó công nghệ tuyển nổi khử mực được áp dụng ngày càng rộng rãi trong sản
xuất. Theo TAPPI thống kê thì năm 1997, sản lượng giấy sản xuất từ bột tuyển nổi
khử mực là 25 triệu tấn, chiếm 20% tổng sản lượng giấy tái chế. Sản lượng giấy sản
xuất từ công nghệ này cũng rất khác nhau ở các châu lục. Trong đó, sản lượng lớn nhất
là ở Châu Âu, tiếp đó là Châu Á và Bắc Mỹ, còn lại là một số khu vực khác
8
Tổng sản lượng 25 triệu tấn
Nam Mỹ/Châu Phi/Châu Úc
Bắc Mỹ
Châu Âu
Châu Á
Hình 2.1: Sản lượng bột DIP sử dụng công nghệ tuyển nổi năm 1997
TAPPI cũng thống kê lượng bột khử mực (DIP – deinked pulp) trên thế giới và
Châu Âu dùng để sản xuất giấy in báo, giấy vệ sinh, giấy in và giấy viết và một số loại
giấy khác trong năm 1997. Thống kê này cho thấy bột DIP chủ yếu được dùng để sản
xuất giấy in báo. Điều này được giải thích vì bột DIP có độ đục cao rất thích hợp để
sản xuất giấy in báo.
Giấy in
và viết
Giấy
khác
Giấy in
và viết
Giấy
khác
Giấy in
báo
Giấy in
báo
Tissue
Hình 2.2: Mức sử dụng bột DIP trong các loại giấy năm 1997
Sự tăng trưởng của sản lượng của bột DIP đã góp phần không nhỏ trong sự tăng
trưởng chung của sản lượng giấy tái chế. TAPPI cho rằng sản lượng giấy tái chế sản
9
xuất vào năm 2010 có thể đạt đến 50% tổng sản lượng giấy sản xuất trên thế giới.
Nhưng do lượng chất thải trung bình từ quá trình sản xuất là 15%, nên sản lượng thực
còn lại là 42,5%.
Xs nguyên thủy
Xs nguyên thủy
Chất độn,
phẩm màu
Xs tái chế
Chất độn,
phẩm màu
Xs tái chế
Hình 2.3: Lượng nguyên liệu thô sử dụng trong sản xuất giấy
2.3.2. Nguyên liệu sản xuất bột Dip
2.3.2.1 Chất lượng giấy loại
Chất lượng của giấy loại có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bột khử mực.
Nhiều nhà máy khẳng định nếu họ đạt được các yêu cầu về chất lượng giấy loại ở đầu
vào thì mọi yêu cầu sau đó về chất lượng sản phẩm coi như đã được giải quyết. Trên
cơ sở đó họ xây dựng tiêu chuẩn chất lượng nguyên liệu nghiêm ngặt và xác định
những nơi có thể kiểm soát được chúng để đảm bảo chất lượng giấy loại đạt yêu cầu.
Chất lượng giấy loại được xác định dựa vào 3 yếu tố sau:
Độ sạch
Là số lượng tạp chất bẩn có trong giấy loại. Các nhà máy sản xuất bột khử mực
có những hệ thống để thải loại tạp chất bẩn khác nhau nhưng việc thải hết chất bẩn
100% thì chưa có nhà máy nào có thể đạt được. Thống kê cho thấy nguyên liệu càng
nhiều chất bẩn thì chúng càng được giữ lại trong bột thành phẩm càng nhiều. Do đó,
việc loại bỏ chất bẩn tại nguồn cấp ban đầu là cách hữu hiệu nhất.
Độ đồng đều
Đây là phạm vi xác định thành phần ổn định của nguyên liệu. Nếu chúng được
tập hợp bởi một số các chủng loại giấy thì tỉ lệ giữa chúng phải được giữ ổn định. Rõ
ràng là việc cung cấp nguyên liệu càng đồng đều thì xưởng sản xuất càng có nhiều cơ
10
hội tốt để đạt được công nghệ ổn định và do đó chất lượng bột đạt được cũng sẽ ổn
định.
Chất lượng xơ sợi
Loại xơ sợi có trong giấy loại (bột hóa, bột cơ, bột tẩy hoặc không tẩy, sớ ngắn
hoặc sớ dài) sẽ quyết định loại giấy gì sẽ được sản xuất.
Cả 3 yếu tố này được sử dụng để phân chia giấy loại thành các chủng loại khác
nhau cũng như quyết định giá cả của chúng và là cơ sở để cân đối giữa yêu cầu về chất
lượng và giá cả. Việc cung cấp ổn định giấy loại với một số lượng nhất định cũng là
một yếu tố giới hạn cần được nhà sản xuất xem xét đến.
2.3.2.2. Kiểm soát chất lượng giấy loại
Vì chất lượng giấy loại có mối quan hệ và ảnh hưởng đến sự vận hành dây
chuyền sản xuất cũng như đến chất lượng bột khử mực. Do đó, chúng cần phải có một
hệ thống kiểm soát chất lượng tốt. Điều đặc biệt cần thiết là phải xây dựng được các
yêu cầu về đặc tính kỹ thuật một cách chi tiết cho giấy loại bao gồm:
Những loại giấy được chấp nhận.
Tỉ lệ giữa chúng.
Những vật liệu không được chấp nhận.
Sự hạn chế của các chất bẩn khác.
Hàm lượng ẩm độ của giấy loại.
Độ tuổi của giấy loại (giấy càng cũ thường có nghĩa mực
trong giấy cứng hơn và thường khó để loại bỏ chúng hơn).
Phương pháp đóng bành.
Kích cỡ bành.
Thường thì người bốc dỡ nguyên liệu tại nơi sản xuất cũng chính là người chịu
trách nhiệm kiểm soát chất lượng và phải am hiểu rõ các yêu cầu trên.
Nhà cung cấp nguyên liệu phải hiểu được tầm quan trọng của việc cung cấp và
đặt lỗ lực vào việc đảm bảo tính phù hợp của nguyên liệu so với tiêu chuẩn cũng như
phải chịu trách nhiệm một khi cung cấp sai yêu cầu.
Hệ thống quản lý chất lượng cũng cần xác định:
Các phương thức thải loại tạp chất.
Các yêu cầu cần thiết.
11
Các phương thức giao hàng.
2.3.2.3. Các nguồn giấy loại (giấy thu hồi)
Các nguồn giấy thu hồi
Thông thường giấy thu hồi có nguồn gốc từ các nguồn chính sau : hộ gia đình,
công nghiệp in ấn, các nguồn công nghiệp khác.
Giấy từ hộ gia đình chủ yếu là giấy báo và một lượng nhỏ là tạp chí. Ở một số
quốc gia thì loại giấy này được sử dụng để sản xuất lớp độn cho giấy thùng carton.
Tuy nhiên nếu việc khử mực được thực hiện tốt thì có thể được sử dụng các sản
phẩm giấy có chất lượng tốt hơn. Bột khử mực từ các nguyên liệu ban đầu như giấy
báo, tạp chí,…thường được sản xuất các loại giấy in, giấy tissue có định hướng thấp
hoặc pha trộn với các loại bột có độ trắng cao hơn để sản xuất giấy in, giấy viết và các
loại giấy bao gói.
Trong công thức nguyên liệu hiện nay người ta thường sử dụng 70 % giấy báo
và 30 % tạp chí, và kiểm soát nguyên liệu tốt hơn khi vào kho thường được tách riêng
chúng ra để dễ dàng trộn lẫn theo mong muốn.
Giấy văn phòng chủ yếu là giấy in, giấy viết với hàm lượng bột hóa cao.
Thường sử dụng mực in (laser, mực in photocopy) nó khó tách hơn. Người ta dùng bột
từ nguyên liệu này thay thế cho bột hóa sản xuất các loại giấy in, giấy viết, giấy tissue
với chất lượng cao hơn hoặc qua tẩy trắng để sản xuất các loại bao gói trắng. Giấy từ
các máy in công cụ bao gồm đầy đủ các loại giấy sử dụng cho các loại máy giấy.
Giấy từ các nguồn công nghiệp khác thường là giấy bao gói có độ bền tốt và
thường được tái sử dụng để sản xuất các loại giấy bao gói không đòi hỏi phải khử
mực.
Phân loại giấy thu hồi
Tùy theo xuất xứ mà giấy thu hồi được phân loại như sau :
Giấy thu hồi sạch: là các lề giấy, giấy hỏng thu lại từ các giấy sản xuất bao
bì, giấy văn phòng, giấy viết,…Loại giấy này không cần qua công đoạn làm sạch mà
chỉ qua công đoạn đánh tơi.
Giấy thu hồi từ các nhà máy in bị thải do in sai hoặc quá hạn sử dụng, loại
này cũng sạch nhưng cần qua công đoạn khử mực.
12
Giấy thu hồi từ các nguồn khác nhau: thành phần đa dạng, độ sạch không
đồng đều nên cần qua công đoạn làm sạch hoàn chỉnh, khi thành bột giấy thì chủ yếu
để dùng sản xuất lớp giữa của loại giấy carton làm sóng.
Ngoài ra, người ta cũng phân loại theo đặc thù giấy sử dụng:
ONP (Old newspaper): giấy báo cũ.
OMG (Old magazine): giấy tạp chí hoặc catalogue có tráng phủ bề
mặt (trừ PE).
Giấy văn phòng.
Giấy lề báo, vé số.
Hình thức giấy loại
Giấy loại giao đến phân xưởng sản xuất có hình thức đóng bành hoặc dạng rời
tùy thuộc vào hệ thống nạp liệu và phương thức quậy (liên tục hoặc gián đoạn) của các
nhà máy.
Thông thường dạng nguyên liệu rời phù hợp với việc quậy liên tục và băng tải
nạp liệu thấp.
Dạng nguyên liệu bành thì phù hợp với việc quậy theo mẻ (quậy gián đoạn) và
băng tải nạp liệu thường cao, phải sử dụng xe nâng để nạp liệu lên băng tải.
Nguyên liệu dạng bành cũng dễ vận chuyển, để xử lý và ít có nguy cơ cháy.
Tuy nhiên sẽ tốn thêm chi phí lao động hoặc yêu cầu về thiết bị để loại bỏ tạp chất, cắt
dây cột bành và đảm bảo lượng cung cấp đồng đều liên tục đến bể quậy.
2.3.3. Ưu khuyết điểm khi sử dụng bột DIP
Ưu điểm:
Là loại nguyên liệu không phụ thuộc nhiều vào thị trường nguyên liệu bột giấy.
Nguồn cung cấp tương đối ổn định ngay cả khi thị trường nguyên liệu xảy ra
biến động.
Giá cả thường ưu đãi hơn so với các loại bột tương đương trên thị trường.
Phù hợp để sản xuất các loại giấy in có đặc tính kỹ thuật tương đương với các
sản phẩm tương tự sử dụng bột gỗ:
+ Tăng độ mờ.
+ Giảm khuynh hướng bị cong vênh khi độ ẩm môi trường thay đổi.
+ Giảm hiện tượng xù lông.
13
Khuyết điểm:
Thay đổi về màu sắc, độ trắng, độ bền, độ thoát nước do bởi sự biến động chất
lượng trong tự nhiên của giấy loại và do các vấn đề vận hành ở xưởng sản xuất.
Sự thay đổi thành phần sợi có thể tạo ra các vấn đề vì một vài loại giấy cần sử
dụng bột cơ để đáp ứng yêu cầu về chất lượng trong khi bột DIP không thỏa mãn
được.
Những tạp chất loại bỏ lẫn trong giấy loại thường gây ra các vấn đề ảnh hưởng
nghiêm trọng mà việc xử lý rất khó khăn và tốn tiền.
Tạp chất thải và các rác rưởi loại ra từ giấy loại và từ dây chuyền cần phải
chuyển đi xa khỏi khu vực sản xuất và quản lý tốt để tránh chúng không quay trở lại
dây chuyền.
2.4. Sử dụng enzyme trong công nghệ tẩy trắng bột Dip
2.4.1. Enzyme tẩy trắng
Các enzyme đã được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp, bao gồm cả
công nghiệp bột và giấy trong nhiều năm. Các mẫu enzyme được bổ sung bằng cách
sử dụng một bơm lưu lượng đơn giản vào hồ quậy thuỷ lực. Enzyme nên được bổ sung
sớm vào hệ thống để đảm bảo một thời gian tiếp xúc hiệu quả. Các enzyme có thể
được bổ sung ở máy nghiền thủy lực hoặc ở bể cấp sàng thô, như đã được tiến hành
trong hầu hết các trường hợp trong thực tế. Các nhà máy nên sử dụng một hệ thống
tuyển nổi hoặc hệ thống làm sạch nước trong các phân xưởng bột, lúc này bùn thải
chính là các sticky được loại bỏ nước của quá trình sau xử lý. Một điểm đặc biệt của
việc sử dụng enzyme đó là các enzyme luôn thể hiện theo một cách thức đặc biệt khi
được sử dụng. Ví dụ, một enzyme xenluloza sẽ chỉ phá hủy các xenlulô mà không tấn
công các mạch tinh bột.
Trong vòng 48 giờ sau khi sử dụng enzyme, hiện tượng bám dính trên các trục
dán giấy giảm, các vít của máy đã có khả năng làm giảm tần xuất phá hủy băng giấy
giảm dần, các chăn và lưới của máy sạch hơn nhiều so với trước khi sử dụng enzyme.
2.4.2. Enzyme khử sticky
Khái niệm: Sticky là các chất hữu cơ mềm dẻo, kỵ nước và có tính kết dính
được tìm thấy trong các hệ thống tái sinh giấy loại. Chúng nằm trong một giới hạn
rộng của điểm nóng chảy và có các mức độ kết dính khác nhau tùy thuộc vào thành
14
phần.
Các sticky bao gồm một loạt các chất như các chất kết dính, latex butadien styren, cao
su, vinyl acetat, polyisoprene, polybutadien và các chất nhiệt nóng chảy... Sticky có
thể ảnh hưởng đến các vấn đề về vận hành máy và chất lượng sản phẩm, bản chất của
chúng làm cho chúng trở nên rất khó kiểm soát. Một giải pháp mới để khống chế vấn
đề sticky đã được tiến hành sử dụng các enzyme loại esteraza để phá hủy các sticky
thành các hạt nhỏ hơn, ít tính kết dính hơn.
Trong quá trình loại bỏ sticky, vị trí hay loại thiết bị được sử dụng là tùy thuộc vào bản
chất của sticky mà ta muốn loại bỏ. Ví dụ: kích thước hạt, nhiệt độ nóng chảy hoặc
khả năng tương thích của một chất đặc biệt xác định nơi quá trình loại bỏ được tiến
hành.
Các yếu tố như nhiệt độ và pH của quá trình có thể được lựa chọn, điều chỉnh sao cho
các cấu tử không mong muốn được duy trì ở một dạng tối ưu để có thể loại bỏ chúng
bằng quá trình sàng hoặc lọc cát. Tuy nhiên, bản chất có khả năng thay đổi của các
chất này cũng cho thấy rằng không phải tất cả các sticky đều có thể bị khống chế.
Một giải pháp mới để khống chế sticky là một hệ thống mà sẽ phá hủy các macro
sticky thành các hạt micro sticky có kích thước nhỏ hơn. Một hệ thống dựa trên việc
sử dụng các enzyme để phá hủy các sticky đã được nghiên cứu. Một loại enzyme nhất
định sẽ xúc tác các loại phản ứng nhất định, điều đó cũng có nghĩa là enzyme được sử
dụng để khống chế các sticky sẽ không ảnh hưởng đến các xơ sợi bột hay các hóa chất
phụ gia giấy khác. Các nghiên cứu thành phần hóa học của các sticky đã phát hiện ra
rằng hầu hết các sticky có chứa một số các liên kết hóa học loại este mà kết nối các
khối sticky lại với nhau.
15
Chương 3
NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Nội dung nghiên cứu
Thuyết minh qui trình sản xuất bột DIP tại công ty Tân Mai từ sơ đồ khối và từ
hình vẽ mô phỏng lập trình điều khiển dây chuyền sản xuất bởi hệ thống DCS của
công ty.
Trình bày ưu điểm của nguồn bột từ giấy tái chế bằng phương pháp khử mực.
Công thức phối chế nguyên liệu đầu vào.
Mô tả đặc điểm của một số thiết bị chính:cấu tạo, chức năng, nhiệm vụ
Trình bày hóa chất sử dụng : đặc tính, công dụng, hiệu quả trong dây chuyền
khử mực.
Nêu những đặc tính củaTexzyme dùng tẩy trắng bột và cách pha chế ,lợi ích
kinh tế và lợi ích kĩ thuật khi sử dụng enzyme này.
Thống kê số liệu về mức chênh lệch tiêu hao hóa chất trước và sau khi sử dụng
enzyme Texzyme I .
3.2. Phương pháp nghiên cứu
Trước hết, tôi khảo sát quy trình sản xuất bột DIP tại Tân Mai để có một cái
nhìn tổng quan về tác dụng của từng công đoạn trong dây chuyền.
Tìm hiểu công thức phối chế nguyên liệu từ Nhật ký sản xuất của phòng QC
của nhà máy, để nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần nguyên liệu đến độ trắng ban
đầu của hỗn hợp nguyên liệu.
Đi sâu vào công đoạn quậy: cấu tạo, chức năng, nhiệm vụ hồ quậy, ưu nhược
điểm quậy nồng độ cao.
Đồng thời nghiên cứu chi tiết công đoạn tuyển nổi-một công đoạn huyết mạch
của dây chuyền, trong đó tìm hiểu sâu về : chức năng thiết bị, cơ chế tách mực, các
yếu tố ảnh hưởng nội tại, hóa chất sử dụng trong chu trình này.
Tìm hiểu lượng dùng và cách pha chế enzyme Texzyme I trước khi cho vào hồ
quậy cùng với những đặc tính của enzyme này. Xác định các yếu tố thay đổi sau khi sử
dụng enzyme.
16
