ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG SẤY TẠI CÔNG TY TNHH GIẤY CHÁNH DƯƠNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG SẤY TẠI CÔNG TY
TNHH GIẤY CHÁNH DƯƠNG

Họ và tên sinh viên: NGUYỄN VĂN DIỆU
Ngành: CÔNG NGHỆ GIẤY - BỘT GIẤY
Niên khóa: 2006 - 2010

Tháng 05/2010


ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ HỆ THỐNG SẤY TẠI CÔNG TY TNHH GIẤY
CHÁNH DƯƠNG

Tác giả

NGUYỄN VĂN DIỆU

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Giấy - Bột Giấy

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. Đặng Thị Thanh Nhàn

Tháng 05 năm 2010
i

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Gia đình đã luôn động viên, quan tâm chăm sóc, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong
suốt thời gian học tập và làm đề tài.
Ban giám hiệu Trường Đại Học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, Ban chủ nhiệm
Khoa Lâm Nghiệp cùng các thầy cô trong Bộ môn Công Nghệ Giấy và Bột Giấy đã
cho tôi vốn kiến thức rất cần thiết về lý thuyết chuyên ngành.
Th.S Đặng Thị Thanh Nhàn đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực
hiện đề tài.
Ban giám đốc và anh chị công nhân viên Công ty TNHH Giấy Chánh Dương đã
tận tình giúp đỡ tôi trong thời gian thực tập tại công ty.
Tất cả các bạn đã luôn đồng hành, động viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua.
Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng do thời gian
tìm hiểu còn hạn hẹp nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong được sự
góp ý của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn.

TP. Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2010

Nguyễn Văn Diệu

ii


TÓM TẮT

Đề tài “Đánh giá hiệu quả hệ thống sấy tại công ty TNHH giấy Chánh Dương”
được thực hiện tại công ty thời gian từ 08/03/2010 đến 30/5/2010
Qua thời gian thực tập tại công ty, tôi đã tìm hiểu về hệ thống sấy, nắm bắt

được quy trình vận hành cũng như quy trình công nghệ của hệ thống sấy. Với số liệu
thu thập được tôi đã tiến hành tính toán được lượng hơi cần thiết để sấy khô 1 tấn sản
phẩm giấy cáctông loại KBB có định lượng 150 g/m2. Đánh giá hiệu quả hoạt động
của hệ thống sấy tại công ty. Đồng thời đã tìm hiểu được những nguyên nhân và cách
khắc phục sự mất mát năng lượng hơi tại nhà máy.
Nhờ áp dụng các phương pháp sấy hiện đại đã làm cho hiệu quả của hệ thống
sấy tăng lên đáng kể được thể hiện qua kết quả tính toán như sau:
 Hiệu suất của hệ thống sấy của công ty là khá cao ( = 96,06 %).
 Tiêu hao hơi cho 1 kg giấy là 3,13 kg hơi/kg giấy
 Tiêu hao hơi cho 1 kg nước bốc hơi là 2,91 kg hơi/ kg nước bốc hơi
 Lượng hơi tiêu hao trong 1 giờ là 36,05 kg hơi/ kg giấy
Tuy nhiên thực tế lượng hơi sử dụng có khi cao hơn vì chịu sự ảnh hưởng của
nhiều yếu tố khách quan như: tình trạng chạy máy có ổn định hay không, tuỳ thuộc
vào loại giấy sản xuất. Đồng thời việc tận dụng hơi thu hồi cung cấp cho giai đoạn gia
nhiệt cũng đã góp phần tiết kiệm được lượng hơi tiêu thụ.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa...........................................................................................................................i
Lời cảm ơn...................................................................................................................... ii
Tóm tắt........................................................................................................................... iii
Mục lục ...........................................................................................................................iv
Danh sách các chữ viết tắt ............................................................................................ vii
Danh sách các hình ...................................................................................................... viii
Danh sách các bảng ........................................................................................................ix
Chương 1 MỞ ĐẦU.......................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1

1.2 Mục đích đề tài ......................................................................................................2
1.3 Yêu cầu thực hiện ..................................................................................................2
1.4 Giới hạn đề tài........................................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN...............................................................................................3
2.1 Tổng quan về tình hình tái chế giấy.......................................................................3
2.2 Lý thuyết về giấy bìa cáctông ................................................................................4
2.3 Tổng quan về hệ thống sấy ....................................................................................6
2.3.1 Mô tả quá trình sấy .......................................................................................6
2.3.2 Mục đích sấy giấy .........................................................................................8
2.3.3 Các phương pháp sấy....................................................................................8
2.4 Các quá trình đi kèm quá trình sấy giấy ................................................................9
2.4.1 Quá trình bốc hơi nước khi sấy.....................................................................9
2.4.2 Quá trình thoát nước ngưng ........................................................................10
2.4.3 Quạt gió trong túi khí..................................................................................13
2.5 Thực tế tại nhà máy .............................................................................................15
2.5.1 Cấu tạo và hoạt động của lô sấy .................................................................15
2.5.2 Chăn (bạt) sấy .............................................................................................16
2.5.3 Chụp sấy và hệ thống dây dẫn giấy ............................................................16
iv


2.5.4 Bố trí hơi và các lô sấy tại nhà máy............................................................16
2.5.5 Bố trí chăn sấy tại công ty giấy Chánh Dương...........................................19
2.6 Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy..............................................................21
2.7 Ảnh hưởng của quy trình sấy lên tính chất của giấy ...........................................22
2.7.1 Bề mặt giấy .................................................................................................22
2.7.2 Độ chịu bục của giấy ..................................................................................22
2.7.3 Khả năng thấm hút nước của giấy ..............................................................22
2.7.4 Sự co ngót của giấy.....................................................................................23
2.7.5 Độ gia nhựa của giấy ..................................................................................24

2.7.6 Khả năng trương nở của sợi bột..................................................................25
2.7.7 Khả năng nhuộm màu của các loại giấy có sử dụng phẩm màu.................25
Chương 3 NỘI DUNG THỰC HIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ...........27
3.1 Nội dung thực hiện ..............................................................................................27
3.2 Phương pháp tính toán .........................................................................................27
3.2.1 Tính cân bằng vật chất ................................................................................27
3.2.2 Nhiệt lượng trong quá trình sấy ..................................................................28
3.2.2.1 Lượng nhiệt hữu ích...........................................................................28
3.2.2.1.1 Nhiệt lượng cần thiết để gia nhiệt (giai đoạn I) ..........................28
3.2.2.1.2 Giai đoạn sấy chính (giai đoạn II)...............................................28
3.2.2.1.3 Nhiệt sấy bạt................................................................................29
3.2.2.1.4 Nhiệt hữu ích của bộ phận sấy ....................................................29
3.2.2.2 Nhiệt mất mát trong 1 giờ..................................................................29
3.2.2.2.1 Nhiệt mất mát ở các đoạn băng giấy tự do ra môi trường ..........30
3.2.2.2.2 Nhiệt mất mát ở các đoạn bạt sấy tự do ......................................30
3.2.2.2.3 Nhiệt mất mát ở hai đầu lô sấy giấy............................................31
3.2.2.2.4 Nhiệt mất mát ở hai đầu lô sấy bạt..............................................31
3.2.2.2.5 Nhiệt mất mát ở mặt bên lô sấy giấy...........................................31
3.2.2.2.6 Nhiệt mất mát ở mặt bên lô sấy bạt.............................................32
3.2.2.2.7 Nhiệt mất mát ở mặt bên lô sấy giấy bị phủ bởi giấy và bạt.......32
3.2.2.2.8 Nhiệt mất mát ở mặt bên lô sấy bị phủ bởi giấy, không có bạt ..33
3.2.2.2.9 Nhiệt mất mát ở mặt bên lô sấy bạt bị phủ bởi bạt sấy...............34
v


3.2.2.2.10 Tổng lượng nhiệt mất mát và hiệu suất sử dụng nhiệt..............34
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN...................................................................35
4.1 Kết quả tính toán cân bằng vật chất.....................................................................35
4.1.1 Cắt, cuộn lại ................................................................................................35
4.1.2 Cuộn............................................................................................................36

4.1.3 Cán láng ......................................................................................................36
4.1.4 Sấy...............................................................................................................37
4.2 Tính toán nhiệt lượng sấy ....................................................................................37
4.2.1 Nhiệt hữu ích tính cho một 1 tấn sản phẩm trong 1 giờ .............................37
4.2.2 Nhiệt mất mát trong 1 giờ...........................................................................38
4.2.3 Tổng lượng nhiệt dùng cho quá trình sấy và hiệu suất sử dụng nhiệt ........38
4.2.4 Nhiệt cần thiết để thông hơi........................................................................39
4.3 Đánh giá hệ thống sấy của công ty ......................................................................39
4.3.1 Sử dụng hơi ở áp suất cao...........................................................................39
4.3.2 Sử dụng chăn sấy ........................................................................................39
4.3.3 Sử dụng hệ thống quạt gió và chụp sấy ......................................................40
4.3.4 Hệ thống hơi sấy và nước ngưng ................................................................40
4.4 Nguyên nhân và cách khắc phục mất mát năng lượng ........................................42
4.4.1 Nguyên nhân mất mát năng lượng..............................................................42
4.4.2 Cách khắc phục mất mát năng lượng..........................................................42
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................................44
5.1 Kết luận................................................................................................................44
5.2 Kiến nghị..............................................................................................................45
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................46
PHỤ LỤC ....................................................................................................................47

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
- OCC

Giấy phế liệu hòm hộp cáctông

- TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

- VN

Việt Nam

- DIP

Deinking pulping

- KKK

Không khí khô

- DN

Doanh nghiệp

- TPHCM Thành Phố Hồ Chí Minh

vii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1: Cấu trúc các loại cáctông sóng ........................................................................4
Hình 2.2: Thành phần lớp kraftliner................................................................................5
Hình 2.3: Thành phần lớp testliner..................................................................................5
Hình 2.4: Cấu trúc hệ thống sấy nhiều lô ........................................................................6

Hình 2.5: Túi khí giữa các lô sấy ....................................................................................6
Hình 2.6: Đường cong sấy.............................................................................................10
Hình 2.7: Quá trình hơi nước ngưng bám trên bề mặt lô ..............................................11
Hình 2.8: Hơi nước ngưng rớt xuống ............................................................................11
Hình 2.9: Bố trí dòng hơi sấy và dòng nước ngưng ......................................................12
Hình 2.10: Chu trình tái sử dụng phần hơi bị kéo theo nước ngưng .............................. 13
Hình 2.11: Hệ thống gia nhiệt và nén cho phần hơi bị kéo theo nước ngưng...............13
Hình 2.12: Sự thông gió trong túi khí qua những trục đỡ chăn.....................................14
Hình 2.13: Sự thông gió trong túi khí với hệ thống ống dẫn.........................................14
Hình 2.16: Cách bố trí chăn sấy dùng 1 chăn tại nhà máy ............................................20
Hình 2.17: Cách bố trí chăn sấy dùng 2 chăn tại nhà máy ............................................20
Hình 2.15: Sơ đồ bố trí hơi tại nhà máy ........................................................................18
Hình 2.14: Cấu tạo lô sấy ..............................................................................................15

viii


DANH SÁCH CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Phân chia tổ sấy tại công ty...........................................................................17
Bảng 4.1: Nhiệt hữu ích tính cho một 1 tấn sản phẩm trong 1 giờ ...............................37
Bảng 4.2: Nhiệt mất mát trong 1 giờ .............................................................................38
Bảng 4.3: Tổng lượng nhiệt dùng cho quá trình sấy và hiệu suất sử dụng nhiệt ..........38
Bảng 4.4: Nhiệt cần thiết để thông hơi..........................................................................39

ix


Chương 1
MỞ ĐẦU

1.1 Đặt vấn đề
Công nghiệp giấy đặc biệt phát triển mạnh trong những thập kỷ gần đây do nhu
cầu ngày càng tăng của người dân đối với sản phẩm giấy và cáctông... Theo ước tính
cứ sau mỗi 15 năm thì nhu cầu sản lượng giấy trên thế giới lại tăng gấp đôi. Hiện nay
mức tiêu thụ giấy bình quân đầu người trên thế giới khoảng 50 kg/người/năm. Tại Việt
Nam chỉ số này vào năm 2003 là khoảng 10 kg/người/năm. Tuy nhiên, theo đánh giá
của các chuyên gia, công nghệ sản xuất giấy và bột giấy của các DN vừa và nhỏ vốn ở
mức trung bình và lạc hậu, máy móc, thiết bị sản xuất thường không đồng bộ nên phần
lớn các DN đều sử dụng những thiết bị có mức tiêu hao năng lượng lớn. Điều này
không những gây lãng phí năng lượng và ô nhiễm môi trường mà còn làm tăng chi phí
sản xuất, giảm sức cạnh tranh của DN. Việc tiết kiệm năng lượng trong bất cứ ngành
sản xuất nào cũng giúp giảm giá thành sản phẩm, nâng cao sức cạnh tranh cho DN.
Với tình hình khan hiếm nguồn năng lượng như hiện nay, một yêu cầu đặt ra là
chúng ta cần phải sử dụng nguồn năng lượng một cách tiết kiệm và có hiệu quả nhất.
Do đó, cần phải có sự tiết kiệm một cách tối đa các nguồn năng lượng tiêu dùng cho
sản xuất giấy và bột giấy, mà đặc biệt hơn là sự tiêu tốn năng lượng tại quá trình sấy.
Người ta tính rằng chi phí cho phương pháp sấy để bay hơi cùng một lượng nước thì
cao gấp 10 - 12 lần so với phương pháp ép nước thì cao hơn 60 - 70 lần so với phương
pháp thoát nước trên bàn lưới. Vì vậy để giảm giá thành sản phẩm giấy thì giảm chi
phí cho quá trình sấy giấy là điều cần thiết và đáng được quan tâm.
Xuất phát từ thực tiễn trên, tôi đã thực hiện đề tài: “Đánh giá hiệu quả hệ thống
sấy tại công ty TNHH giấy Chánh Dương” trong thời gian từ 08/03/2010 đến
30/05/2010 nhằm tìm hiểu hệ thống sấy của công ty và tính toán những thông số liên
quan tới hệ thống sấy để từ đó tìm ra những nguyên nhân và cách khắc phục mất mát
năng lượng trong hệ thống này.
1


1.2 Mục đích đề tài
Tính toán năng lượng sấy cần thiết để sản xuất 1 tấn giấy cáctông KBB định

lượng 150 g/m2.
Đánh giá hệ thống sấy của công ty.
Tìm hiểu những nguyên nhân và cách khắc phục sự mất mát năng lượng nhiệt
tại nhà máy.
1.3 Yêu cầu thực hiện
Tính toán cân bằng vật chất
Tính toán lượng nhiệt tiêu hao
Tính toán hiệu suất của hệ thống sấy
Tính toán nhiệt thông gió buồng sấy
Tính toán lượng hơi cần cấp vào hệ thống sấy để sấy giấy
Tìm ra giải pháp nhằm tiết kiệm năng lượng.
1.4 Giới hạn đề tài
Để đánh giá hiệu quả hoạt động của hệ thống sấy cần phải xem xét rất nhiều
yếu tố ảnh hưởng đến quá trình sấy giấy như: loại giấy sản xuất, độ ẩm của giấy trước
sấy, áp lực hơi sấy, lực căng của chăn sấy, độ sạch của bề mặt bên trong và bên ngoài
lô sấy…nhưng vì thời gian có giới hạn nên đề tài chỉ tập trung vào việc tính toán và
nêu ra những giải pháp nhằm tiết kiệm được lượng hơi trong quá trình sấy theo các
yêu cầu đã được đề cập ở trên đối với quá trình sấy khi sản xuất giấy cáctông loại
KBB định lượng 150 g/m2.

2


Chương 2
TỔNG QUAN
2.1 Tổng quan về tình hình tái chế giấy
Theo thống kê từ Hiệp hội Giấy và Bột giấy VN thì hiện nhu cầu giấy trong
nước mỗi năm đang cần tới hơn 1,8 triệu tấn, sản xuất trong nước mới cung ứng được
1,13 triệu tấn còn lại là giấy nhập khẩu. Tiến sĩ Vũ Ngọc Bảo - Tổng Thư ký hiệp hội
Giấy và Bột giấy VN cho rằng: trong tổng số giấy sản xuất trong nước, có tới 70% là

nguyên liệu từ nguồn giấy tái chế, nhưng hiện chỉ có 25% giấy đã qua sử dụng được
thu hồi. Trong đó, lượng giấy đã qua sử dụng cũng chỉ đáp ứng 50% tổng lượng giấy
phế liệu mà ngành công nghiệp giấy trong nước cần. Như vậy, hầu hết số giấy còn lại
bị đem tiêu huỷ lãng phí, trong lúc VN phải dùng ngoại tệ để nhập khẩu một lượng
giấy phế liệu, giấy tái chế khổng lồ từ nước ngoài để làm nguyên liệu sản xuất giấy.
Hiện nay, tỉ lệ thu hồi giấy đã qua sử dụng ở Việt Nam thuộc loại thấp nhất khu
vực, chỉ đạt 25% so với Thái Lan là 65% (Theo báo cáo của Hiệp Hội giấy của các
nước trong khu vực, năm 2007 hiệu suất thu hồi giấy tại Trung Quốc là 31%; Nhật
Bản 61,4%; Đài Loan 88%; Hàn Quốc 67%...). Nguồn giấy đã qua sử dụng chủ yếu
được thu gom riêng lẻ chứ chưa có công ty chuyên doanh giấy thu hồi. Tỉ lệ giấy đã sử
dụng thu hồi 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%
Theo đánh giá của giới chuyên gia thì sử dụng bao bì giấy và tái chế bao bì giấy
đã qua sử dụng còn góp phần đem lại nhiều lợi ích như sau:
- Tiết kiệm việc sử dụng năng lượng.
- Giảm sản sinh các khí gây hiệu ứng nhà kính.
- Giảm thải ra chất gây ô nhiễm môi trường.
- Tiết kiệm lượng nước sử dụng.
- Bảo vệ các nguồn nguyên liệu thiên nhiên.

3


2.2 Lý thuyết về giấy bìa cáctông
Giấy bìa cáctông được định nghĩa là loại giấy dày và cứng có định lượng trên
150 g/m2 dùng để làm thùng chứa và vận chuyển hàng hóa. Tùy theo mục đích sử
dụng mà nó có thể một hay nhiều lớp.
Cáctông sóng là một loại sản phẩm có cấu trúc không gian từ các loại cáctông
phẳng và các lớp sóng ở giữa. Cáctông sóng có thể được phân loại như sau:

- Loại một mặt: được làm từ lớp cáctông phẳng (liner) và lớp sóng được dán
với nhau bằng lớp keo dán.
- Loại một lớp: được làm từ hai lớp liner và lớp giữa là lớp sóng được dán với
nhau bằng lớp keo.
- Loại hai lớp: được làm từ ba lớp liner và hai lớp sóng nằm xen kẽ nhau nhờ
lớp keo dán.
- Loại ba lớp: được làm từ bốn lớp liner và ba lớp sóng nằm xen kẽ nhau.

Hình 2.1: Cấu trúc các loại cáctông sóng
Lớp cáctông phẳng (liner) của cáctông sóng thường được phân loại thành:
kraftliner và testliner

4


- Kraftliner: được sản xuất từ bột hóa có thể tẩy hoặc chưa tẩy do vậy nó có độ
bền cơ lý cao và có lượng nhỏ xơ sợi tái chế từ giấy cáctông cũ. Giấy kraftliner thường
được sản xuất loại cáctông dùng để chứa hàng hóa nặng như: tivi, tủ lạnh…
Lớp đỉnh

Gỗ cứng có tẩy
Gỗ mềm có tẩy
Gỗ mềm không tẩy
OCC

Lớp đế

Gỗ mềm không tẩy
OCC
Giấy đứt

Hình 2.2: Thành phần lớp kraftliner
- Testliner: được làm hầu hết từ xơ sợi tái chế của giấy loại và chứa một tỷ lệ
nhất định bột hóa không tẩy. Các xơ sợi tái chế này đã qua sấy ít nhất một lần và vì thế
nó không còn tính chất ban đầu như xơ sợi nguyên thủy. Bởi vì xơ sợi có độ bền thấp
nên cần được thêm bột hóa là điều cần thiết.
Lớp đỉnh

Lớp kế đỉnh

Lớp giữa

Lớp cuối

Gỗ cứng hoặc gỗ mềm có tẩy
Gỗ cứng hoặc gỗ mềm không
tẩy
OCC
Bột DIP
Giấy in
OCC
Giấy hỗn
hợp
OCC

Hình 2.3: Thành phần lớp testliner
Giấy làm lớp sóng (fluting hoặc medium) sử dụng để tạo lớp sóng trong
cáctông sóng. Nguyên liệu để sản xuất giấy làm lớp sóng cho cáctông sóng là bột bán
hóa sunfit trung tính từ các loại gỗ cứng và giấy loại mà chủ yếu là bao bì, hòm hộp cũ
(OCC), các loại giấy lề cáctông sóng thải ra trong quá trình gia công hòm hộp, một

phần các loại hộp, các loại bao giấy và các loại giấy kraft khác đã qua sử dụng.
5


2.3 Tổng quan về hệ thống sấy
2.3.1 Mô tả quá trình sấy
Băng giấy ướt từ phần ép chứa khoảng 55 - 60% hàm ẩm sẽ được đi vào hệ
thống các lô sấy. Thường lô sấy có đuờng kính 1,5 - 1,8 m và tại đây nước được bốc
hơi rồi được lấy đi nhờ hệ thống quạt gió. Băng giấy ướt tì chặt vào lô sấy qua lớp
chăn (bạt) sấy có tính thấm nước. Chăn sấy cũng có nhiệm vụ đỡ và dẫn băng giấy đi
qua các lô sấy. Đa phần các máy xeo có các tổ sấy độc lập với nhau, được dẫn động và
điều chỉnh tốc độ một cách riêng lẽ để điều chỉnh độ co ngót của tờ giấy. Các chăn
trên, chăn dưới đều có lô căng và chỉnh chăn sấy. Đối với những máy xeo hiện đại thì
từng tổ có hệ điều chỉnh áp suất hơi riêng lẻ.

Hình 2.4: Cấu trúc hệ thống sấy nhiều lô

Hình 2.5: Túi khí giữa các lô sấy
6


Quá trình sấy giấy có thể được xem như một quá trình hai pha được lặp lại
Trong pha thứ nhất, băng giấy sẽ lấy phần nhiệt nhạy khi nó tiếp xúc với lô sấy. Trong
pha thứ hai, băng giấy sẽ nhả phần hơi trong đoạn kéo căng giữa lô trên và lô dưới.
Như vậy băng giấy sẽ được làm mát tức thời và sẵn sàng lấy nhiệt trong hành trình ở
lô sấy kế tiếp. Quá trình truyền nhiệt từ hơi nóng bên trong lô sấy đến bề mặt giấy có
trở lực lớn nhất ở lớp hơi ngưng tụ (nằm sát mặt trong trục sấy) và ở lớp không khí
giữa băng giấy và trục sấy. Lớp không khí này có thể được giảm bằng việc sử dụng
một lực căng chăn sấy đủ lớn giữ băng giấy áp sát vào mặt trục sấy. Tuy nhiên, giải
pháp này cũng có một giới hạn. Lực căng cần có sẽ tỉ lệ với tốc độ máy và đường kính

trục sấy là phần có trở lực truyền nhiệt lớn nhất trên máy xeo tốc độ cao.
Để đánh giá hiệu quả sấy cần dựa trên ba chỉ tiêu quan trọng: hiệu suất bốc hơi
nước, tiêu tốn hơi sấy và độ đồng đều theo chiều ngang máy xeo (Nguyễn Thị Ngọc
Bích, năm 2003).
- Hiệu suất bốc hơi nước: là số kilogam nước bốc hơi trên 1 giờ trên 1 mét
vuông bề mặt tiếp xúc với trục sấy. Thông số này phụ thuộc rất nhiều vào áp suất của
hơi quá nhiệt bên trong trục sấy.
- Tiêu tốn hơi sấy: là số kilôjul (hay kilogam hơi quá nhiệt) cần cho 1 kilogam
nước bốc hơi. Với một hệ thống sấy hiện đại, giá trị phổ biến là khoảng 1,3 kg hơi
sấy/kg nước bốc hơi (Nguyễn Thị Ngọc Bích, năm 2003).
- Độ đồng đều của quá trình sấy: được kiểm tra bằng độ ẩm theo chiều ngang
của máy từ đầu ra chỗ bộ phận ép của băng giấy cho đến cuối buồng sấy.
Để nghiên cứu toàn bộ quá trình sấy và đánh giá năng suất sấy của máy xeo, ta
phải tiến hành các bước (Cao Thị Nhung, năm 2003).
- Xác định độ ẩm của giấy trước và sau khi qua bộ phận sấy.
- Tính toán lượng hơi nước tiêu tốn và lượng nước ngưng tụ thu được trong quá
trình sấy.
- Xác định độ ẩm của dòng không khí và vận tốc của nó trong nhà xeo và trong
khoang của bộ phận sấy.
- Từ đó tính ra lượng không khí tham gia vào quá trình sấy và các thông số
khác của quá trình sấy như: nhiệt độ của bề mặt lô sấy, độ ẩm của không khí và nhiệt
độ của tấm giấy.
7


- Từ các số liệu đó tính toán ra công suất của bộ phận sấy theo lượng nước
thoát ra từ giấy trên 1 m2 diện tích bề mặt lô sấy trong 1 giờ và nêu lên ảnh hưởng của
đồ thị sấy lên các thông số khác của quá trình sấy.
2.3.2 Mục đích sấy giấy
Sau khi đi qua khỏi bộ phận ép tờ giấy có độ khô khoảng 38 – 40%, lượng nước

còn lại trong băng giấy chủ yếu là nước liên kết rất khó tách ra bằng phương pháp ép
do đó để tách lượng nước liên kết này ra khỏi băng giấy ta dùng phương pháp sấy.
Nhiệm vụ của bộ phận này là tách các phần tử nước còn lại trong tờ giấy đến độ khô
phù hợp cho sử dụng. Tờ giấy phải được sấy sao cho đạt chất lượng và đạt được hiệu
quả về kinh tế. Hệ thống hơi sấy phù hợp làm cho tốc độ bốc hơi nước đạt tối đa, tờ
giấy có độ ẩm đồng đều theo suốt chiều ngang, nâng cao khả năng sấy và tận thu được
nhiệt lượng dư thừa trong quá trình sấy giấy.
2.3.3 Các phương pháp sấy
Sấy bằng lô sấy: dùng nhiệt từ hơi nước ở áp suất cao đi vào các lô sấy để sấy
giấy. Phương pháp này thường được áp dụng trong sản xuất các loại giấy thông
thường như: giấy in, giấy viết, giấy bao bì cáctông, giấy vệ sinh…
Sấy bằng lò sấy tuynen (hay còn gọi là phương pháp sấy đối lưu bằng không khí
nóng): là tấm giấy ướt được dẫn vào trong lò có thổi không khí nóng qua lò để làm
khô tấm giấy. Phương pháp này thường được áp dụng để sấy bột thương phẩm. Bột
giấy được sấy bằng phương pháp này mang tính chất độ xốp và khả năng trương nở
cao, thấm hút nước tốt nên thường được sử dụng để sấy bột giấy sản xuất băng vệ
sinh, tã lót trẻ em. Ngoài ra phương pháp này được áp dụng khi sấy sơ bộ các lớp
tráng phủ bề mặt giấy, giấy tráng sơn, giấy tráng phấn. Khi đó trong buồng sấy, giấy
được làm khô từ độ khô 53% lên thành 85%, sau đó giấy được làm khô tiếp tục bằng
sấy tiếp xúc trực tiếp với lô sấy. Giấy làm túi ximăng nếu được sấy bằng phương pháp
này thì độ chịu kéo dọc và ngang của giấy đều tốt hơn lên, khả năng chịu giãn trước
khi đứt tăng lên, độ chịu bục và độ bền của túi giấy tăng lên (Cao Thị Nhung, năm
2003).
Phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại: để làm khô lớp keo phủ trên bề mặt giấy
thì phương pháp tối ưu nhất là sử dụng tia hồng ngoại, phương pháp sấy này tối ưu
hơn cả phương pháp sấy đối lưu trong lò tuynen bằng khí nóng. Phương pháp sấy
8


bằng tia hồng ngoại còn có thể được áp dụng ở trước cặp ép cuối nhằm mục đích làm

nóng tấm giấy, làm giảm độ nhớt của nước trong tấm giấy, giúp cho nước thoát dễ
dàng hơn và nhiều hơn khi qua cặp ép cuối (Cao Thị Nhung, năm 2003).
Phương pháp sấy bằng sóng cao tần hay lò vi sóng: phương pháp này đắt giá
nhất mặc dù hiệu suất tách nước của phương pháp này rất cao, có thể đạt tới 100 kg
nước bay hơi trên một 1 m2 diện tích sấy trong một giờ. Năng lượng điện tiêu hao
khoảng 100 kWh để bay hơi 1 tấn nước (Cao Thị Nhung, năm 2003).
Trong tất cả các phương pháp được sử dụng để sấy giấy thì phương pháp sấy
giấy bằng lô sấy là phương pháp đắt tiền tuy nhiên nó lại là phương pháp hiệu quả nhất
so với các phương pháp sấy khác để sản xuất giấy. Do nếu sấy bằng lò sấy tuynen thì
vẫn phải có đoạn sấy bằng lô sấy và phương pháp này chỉ thích hợp để sấy bột giấy,
sản xuất băng vệ sinh, tã lót trẻ em. Còn phương pháp sấy bằng tia hồng ngoại chỉ để
làm khô lớp keo phủ trên bề mặt giấy.
2.4 Các quá trình đi kèm quá trình sấy giấy
2.4.1 Quá trình bốc hơi nước khi sấy
Lượng nước chứa trong tấm giấy khi đi vào bộ phận sấy tồn tại dưới hai hình
thức chủ yếu (Cao Thị Nhung, năm 2003)
- Lượng nước có trên bề mặt các xơ sợi (lượng nước tự do): là phần chính, có
đặc điểm là dễ bay hơi trong quá trình sấy.
- Lượng nước nằm trong các khe nhỏ bên trong hoặc giữa các xơ sợi kế sát
nhau gọi là lượng nước liên kết, có đặc điểm là khó bay hơi.
Có thể mô tả quá trình sấy qua biểu đồ sau:
 Giai đoạn AB (giai đoạn gia nhiệt): Khi tờ giấy tiếp xúc với các lô sấy đầu,
tờ giấy được gia nhiệt từ nhiệt độ ban đầu 25 - 30oC lên nhiệt độ 60 - 70oC. Nước
trong tờ giấy ở dạng tự do, trên bề mặt xơ sợi và ống mao dẫn xơ sợi lấp đầy nước sẽ
bốc hơi dưới tác dụng nhiệt của bề mặt lô sấy. Giai đoạn này vận tốc bốc hơi tăng
nhanh. Ở giai đoạn này không nên sấy quá nhanh.
 Giai đoạn BC (giai đoạn sấy chính): Nhiệt độ sấy là cao nhất và không đổi.
Tại giai đoạn này lượng nước bốc hơi với vận tốc không đổi, lượng nước còn lại bên
trong xơ sợi và trong liên kết rất khó bốc hơi vì vậy cần khoảng thời gian dài hơn,
nhiệt độ cao hơn. Nhiệt độ và độ khô của tờ giấy trong giai đoạn này cùng tăng.

9


 Giai đoạn CD (giai đoạn sấy giảm tốc): Sau sấy chính nhiệt độ giấy giảm,
vận tốc bốc hơi giảm nhanh, tờ giấy đã có độ khô tương đối, lượng nước bên trong tờ
giấy vẫn bốc hơi nhưng rất chậm. Lượng nước còn ở dạng liên kết hoá học với các
mắc xích xơ sợi xenlulô thì rất khó thoát ra. Giai đoạn CD tương ứng với số lô sấy ít
hơn nhiều so với sấy chính, nó làm giảm bớt nhiệt độ của tờ giấy, làm tờ giấy không bị
giòn, dễ bị đứt, bị rách khi độ căng tờ giấy vào các bộ phận sau nó khá lớn.
 Giai đoạn DE (giai đoạn độ khô ổn định): Trong tấm giấy chỉ còn lại lượng
nước liên kết sâu trong các xơ sợi, nước không bay hơi được nữa và độ khô của giấy
cũng không tăng thêm được nữa.

Hình 2.6: Đường cong sấy
2.4.2 Quá trình thoát nước ngưng
Hơi nước quá nhiệt ở áp lực cao khoảng 2 - 4 kg/cm2 được đưa vào trong lô
sấy, sau khi thực hiện quy trình trao đổi nhiệt với tấm giấy trên mặt lô thì hơi nước sẽ
ngưng tụ bên trong lô sấy, lượng nước này được tháo ra ngoài liên tục vì nếu không nó
sẽ làm giảm hiệu quả của quá trình trao đổi nhiệt.
Người ta dùng ống xiphông để đưa lượng nước này ra ngoài do chênh lệch áp
suất giữa hơi nước nóng bên trong lô và áp suất khí quyển bên ngoài lô sấy.

10


Hình 2.7: Quá trình hơi nước ngưng bám trên bề mặt lô
Có hai cách lấy nước ngưng từ lô sấy:
- Lấy nước ngưng từ lô sấy bằng cách đặt xiphông cố định phía dưới của lô
sấy để hút nước ngưng vì lớp nước ngưng này đọng ở phía dưới của lô sấy và phương
pháp này được áp dụng cho máy có vận tốc quay của lô thấp (< 400 m/phút).

- Lấy nước ngưng từ lô sấy bằng cách đặt xiphông khắp lô sấy để gạt nước
ngưng bám xung quanh (phía trong bề mặt) lô sấy. Lớp nước ngưng này thoát ra ngoài
nhờ máng đặt giữa các xiphông này và phương pháp này được áp dụng cho máy có
vận tốc sấy của lô cao (> 450 m/phút).
Để tháo nước ngưng từ lô sấy ra ngoài một cách triệt để thì người ta tháo kèm
với lượng hơi dư, do vậy người ta cần phải lắp đặt bình phân ly (máy phân tách) để
phân tách hơi dư và hơi sau khi lấy từ lô cung cấp hơi chính để tận dụng lại, cung cấp
cho hơi thứ tiếp theo.
Khối lượng của hơi dư này chiếm khoảng 15 - 20% lượng nước ngưng tụ.

Hình 2.8: Hơi nước ngưng rớt xuống
11


Khi áp suất tăng, nhiệt độ ngưng tụ tăng và ẩn nhiệt giảm. Do vậy tốc độ truyền
nhiệt tăng theo áp suất nhưng sẽ có nhiều hơi ngưng tụ. Trên máy xeo tốc độ thấp,
nước ngưng tụ được tập trung thành vũng ở phần đáy của trục sấy, một xiphông tĩnh sẽ
được hướng vào vũng nước ngưng này để hút nước ra. Khi tốc độ máy tăng, vũng
nước chảy thành bậc rồi dàn đều ra tạo thành một lớp nước trên mặt trục phía bên
trong do lực ly tâm. Với những máy có tốc độ cao sẽ sử dụng xiphông quay. Để giảm
khoảng cách giữa xiphông và bề mặt trục, xiphông được đặt cố định vào thành trục
sấy. Trên những máy xeo chậm vũng nước ngưng tụ bên trong trục sấy có một thuận
lợi cho quá trình truyền nhiệt. Khi có sự tạo thành lớp nước quanh bề mặt trục, vẫn còn
một sự chảy rối đáng kể trong lớp nước ngưng tụ và điều này duy trì quá trình truyền
nhiệt. Nhưng khi tốc độ máy tăng, lớp nước ngưng tụ trở nên linh động hơn, nó bám
vào mặt trục do lực ly tâm lớn hơn và lúc này cần giảm khoảng cách giữa ống xiphông
mà mặt trục sấy nhằm làm giảm bề dày lớp nước ngưng tụ. Trên những máy xeo hiện
đại tốc độ cao, lớp nước ngưng tụ này có độ linh động rất kém và dù bề dày lớp nước
được giảm thiểu hiệu quả truyền nhiệt vẫn thấp. Tuy nhiên, đối với máy tốc độ cao,
lớp nước ngưng tụ còn có chuyển động biên.

Trên phần lớn các máy xeo việc nạp hơi và việc tháo nước ngưng cùng xảy ra
trên một đầu trục. Trên những máy rộng hơn, kiểu bố trí này có thể làm tích tụ phần
không ngưng tụ trong nước ngưng. Trong những thiết kế mới hơi được đi vào từ mặt
sau và nước ngưng được lấy đi ở mặt trước.

Hình 2.9: Bố trí dòng hơi sấy và dòng nước ngưng
Độ chênh lệch cần để bơm từ mặt trục sấy đến trọng tâm trục là áp lực cần để
kháng lại lực ly tâm. Trong thực tế, độ chênh lệch giảm đáng kể vì dòng hơi bị kéo
theo vào trong nước ngưng tỉ trọng nước ngưng giảm. Để đảm bảo nước ngưng được

12


tháo liên tục, độ chênh lệch áp (đo giữa đường hơi và đường nước ngưng) thường
được kiểm tra và khống chế cao hơn mức tối thiểu.
Xử lý hơi bị kéo theo nước ngưng (Nguyễn thị Ngọc Bích, năm 2003).

Hình 2.10: Chu trình tái sử dụng

Hình 2.11: Hệ thống gia nhiệt và nén khí

phần hơi bị kéo theo nước ngưng

cho phần hơi bị kéo theo nước ngưng

Có hai hệ thống thông dụng để giải quyết vấn đề này. Trong hệ bậc thang, hơi
được tách ra và được tái sử dụng trong phần sấy có áp suất hơn như sơ đồ minh hoạ ở
hình 2.10 bất lợi chính của hệ thống này là do sự phụ thuộc lẫn nhau giữa các phần
sấy, nên chỉ có phần áp suất cao nhất là có thể thay đổi một cách độc lập. Loại thứ hai,
là loại phổ biến ngày nay kiểu kết hợp gia nhiệt và nén (thermo-compressor) như minh

hoạ ở hình 2.11 phần hơi bị kéo theo nước ngưng có áp suất thấp được trộn với dòng
hơi có áp suất cao và kế đó được tái sử dụng cũng trên cùng phần sấy. Hệ thống này
cho phép kiểm tra áp suất một cách hoàn toàn độc lập cho mỗi phần trong buồng sấy.
Tuy nhiên, hệ thống này đắt vì phải tiêu tốn thêm phần năng lượng cho dòng hơi áp
suất cao.
2.4.3 Quạt gió trong túi khí
Trước năm 1960, chăn sấy được dệt từ len và nó không có tính thấm nước. Khi
trục sấy được phủ những chăn sấy loại này thì các túi khí gần như bị đóng kín (ngoại
trừ đầu mút) và hệ thống quạt gió để lấy đi không khí ẩm gặp khó khăn. Khái quát,
dòng không khí có tốc độ cao được đưa vào một đầu túi khí, tạo ra dòng khí chuyển
động ngang qua túi khí và làm giảm độ ẩm. Hệ thống này không hiệu quả nhất là khi
13


máy xeo khá rộng. Vào những năm 1960, bắt đầu có loại chăn dệt từ sợi tổng hợp có
độ thấm nước tốt hơn. Những loại chăn này có khả năng cung cấp tác động quạt gió
bằng việc mang tức thời dòng khí đi vào và đi ra khỏi túi khí. Một số khảo sát tìm thấy
rằng lượng khí di chuyển trong túi khí phụ thuộc vào tính thấm của chăn sấy và tốc độ
máy.
Tính thấm của chăn sấy còn được khai thác để cấp khí khô và nóng vào túi khí.
Hai phương pháp khái quát hay được sử dụng là:
- Qua một trục đỡ chăn như minh hoạ ở Hình 2.12
- Qua một ống dẫn từ phía ngoài như minh hoạ ở Hình 2.13
Với khả năng cung cấp khí, các hệ thống này có thể được dùng để được dùng để
điều chỉnh thay đổi của độ ẩm.

Hình 2.12: Sự thông gió trong túi khí qua những trục đỡ chăn.

Hình 2.13: Sự thông gió trong túi khí với hệ thống ống dẫn
14

2.5 Thực tế tại nhà máy
2.5.1 Cấu tạo và hoạt động của lô sấy
Nhiệm vụ của lô sấy là truyền nhiệt từ hơi nước nóng chứa trong thân lô đến
lớp giấy được áp sát vào bề mặt lô, làm bay hơi nước trong tấm giấy để tấm giấy đạt
được độ khô 90 – 92% (theo tiêu chuẩn tại công ty thể hiện ở bảng phụ lục 4).
Kích thước lô sấy:

Ø1524 mm x 3600 mm

Chiều dày lô:

30 mm = 0,03 m

Hơi cao áp:

5 kg/cm2

Hình 2.14: Cấu tạo lô sấy
Là khối hình trụ nằm ngang, làm bằng thép được mài nhẵn bóng bề mặt, đường
kính 1,524 m. Hai đầu lô sấy có nắp đậy, có thiết kế các chi tiết để nối với hệ thống
truyền động và hệ thống cấp hơi nóng vào và thoát nước ngưng tụ ra. Ngoài ra còn có
hệ thống ống dẫn dầu để bôi trơn và làm mát các bạc đạn trong lô sấy. Đây cũng là
một khâu quan trọng vì nếu không có dầu bôi trơn thì lô sấy không chuyển động được
sẽ gây nên tình trạng đứt giấy trong lô sấy
Hơi nước bão hòa ở áp suất khoảng 0,5 - 5 kg/cm2 được đưa vào bên trong lô
sấy, sau khi thực hiện sự trao đổi nhiệt với tấm giấy thì hơi nước sẽ ngưng tụ bên trong
lô sấy, lượng nước này cần tháo ra ngoài liên tục vì nếu không phụ tải trong lô sấy lên
cao (90 - 100%) là nguyên nhân dẫn tới đứt giấy do đó sẽ làm giảm sản lượng. Người

ta sử dụng ống xiphông để đưa lượng nước này ra ngoài do chênh lệch áp suất giữa hơi
nước nóng bên trong lô và áp suất khí quyển bên ngoài lô.
15