Giới thiệu chung tài liệu hướng dẫn sản xuất sạch hơn

4 Tài liệu Hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy

1 Giới thiệu chung

Chương này nhằm giới thiệu tổng quan về các cơ sở sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam nhằm
cung cấp thông tin tổng quát về các xu thế về thị trường và tương lai của ngành công nghiệp này.
Kể từ chương này người đọc sẽ có thể hiểu được các loại quy trình khác nhau và nguyên liệu thô
được sử dụng trong ngành giấy và bột giấy. Cuối cùng, người đọc cũng có thể ước tính về các loại
chất thải và ô nhiễm khác nhau sinh từ ngành công nghiệp này ở Việt Nam.

Giấy là một sản phẩm của nền văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn
năm. Thành phần chính của giấy là xenluylô, một loại polyme mạch thẳng và dài
có trong gỗ, bông và các loại cây khác. Trong gỗ, xenluylô bị bao quanh bởi một
mạng lignin cũng là polyme. Để tách xenluylô ra khỏi mạng polyme đó người ta
phải sử dụng phương pháp nghiền cơ học hoặc xử lý hóa học.
Quy trình sản xuất bột giấy bằ
ng phương pháp nghiền cơ học là quy trình có
hiệu quả thu hồi xenluylô cao nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng và không loại bỏ
hết lignin, khiến chất lượng giấy không cao.
Trong sản xuất giấy ngày nay, quy trình Kraft được áp dụng phổ biến nhất. Tuy
nhiên, hiệu suất thu hồi xenluylô ở quy trình hóa học không cao bằng quy trình
nghiền cơ học, nhưng quy trình hóa học này cho phép loại bỏ lignin khá triệt để,
nên sản phẩm giấy có độ bền t
ương đối cao.
Dư lượng lignin trong bột giấy làm cho giấy có màu nâu, vì vậy muốn sản xuất
giấy trắng vàng chất lượng cao thì phải loại bỏ hết lignin. Thường người ta oxy
hóa lignin bằng clo nhưng phương pháp này đều gây ô nhiễm môi trường. Vì vậy
các nhà hóa học đã tích cực nghiên cứu các quy trình thân môi trường để áp
dụng cho việc tẩy trắng giấy.
Đầu thập niên 1990, các nhà khoa học Mỹ đã phát triển quy trình khử mực in trên
giấ

y nhằm mục đích tái chế giấy báo và tạp chí cũ. Quy trình này dựa trên cơ sở
xúc tác enzym là xenluylô và tiêu tốn ít năng lượng, hiện nó đã được nhiều công
ty ở Mỹ và các nước khác áp dụng.
Các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu các quy trình sinh học để áp dụng cho
sản xuất bột giấy, với mục đích giảm tiêu hao năng lượng và tăng độ bền của
giấy.
1.1 Ngành giấy và bột giấy của Việt nam
Theo thống kê của Hiệp hội giấy Việt Nam, ngành giấy đạt tốc độ tăng trưởng
cao và liên tục trong những năm vừa qua. Từ năm 1990 đến 1999, tốc độ tăng
trưởng bình quân là 16%/năm, 3 năm sau đó (2000, 2001 và 2002) đạt
20%/năm. Dự báo tốc độ tăng trưởng 5 năm tiếp theo là 28%/năm.
Với tốc độ tăng trưởng cao như vậy, cùng với gia tăng sản phẩm giấy nh
ập
khẩu, đã giúp định suất tiêu thụ giấy trên đầu người của Việt Nam tăng từ
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy

5
3,5kg/người/năm trong năm 1995 lên 7,7kg/người/năm trong năm 2000, 11,4
kg/người trong năm 2002 và khoảng 16 kg/người/năm trong năm 2005.
Để đáp ứng được mức độ tăng trưởng trên, ngành giấy Việt Nam đã có chiến
lược phát triển từ nay đến 2010, đến năm 2010, sản lượng giấy sản xuất trong
nước sẽ đạt tới 1,38 triệu tấn giấy/năm (trong đó khoảng 56% là nhóm giấy công
nghiệp bao bì và 25% là nhóm giấy v
ệ sinh) và 600.000 tấn bột giấy.
Hiện tại, bên cạnh khó khăn về chủ động nguồn bột giấy, ngành giấy Việt Nam
đang đối mặt với các thách thức về quy mô, trình độ công nghệ và các vấn đề về
xử lý môi trường.
Đặc trưng của ngành giấy Việt nam là quy mô nhỏ. Việt nam có tới 46% doanh
nghiệp có công suất dưới 1.000 tấn/năm, 42% có công suất từ 1.000-10.000
tấn/năm và chỉ có 4 doanh nghiệp có công suấ

t trên 50.000 tấn/năm. Số lượng
các doanh nghiệp có quy mô lớn trên 50.000 tấn/năm sẽ ngày càng gia tăng do
quá trình đầu tư tăng trong giai đoạn 2006-2007. Quy mô nhỏ làm ảnh hưởng
đến tính cạnh tranh sản xuất do chất lượng thấp, chi phí sản xuất và xử lý môi
trường cao.
Công nghệ sản xuất từ những năm 70-80 hiện vẫn còn đang tồn tại phổ biến,
thậm chí ở cả những doanh nghiệp sả
n xuất quy mô trên 50.000 tấn/năm.
Nước thải, lignin là những vấn đề môi trường chính đối với ngành sản xuất giấy.
Việc xử lý là bắt buộc trước khi thải ra môi trường. Bên cạnh đó, phát thải khí từ
nồi hơi, chất thải rắn của quá trình nấu, bùn thải của hệ thống xử lý nước thải
cũng là những vấn đề môi trường cần được quan tâm.
Hiện tạ
i Chiến lược Phát triển ngành giấy và bột giấy Việt nam khuyến khích việc
thành lập các doanh nghiệp sản xuất bột có công suất trên 100.000 tấn/năm, và
sản xuất giấy trên 150.000 tấn/năm. Hiệp hội Giấy Việt nam đang xúc tiến xây
dựng tiêu chuẩn phát thải môi trường ngành, đồng thời đề xuất cắt giảm hỗ trợ
đối với các cơ sở sản xuất có quy mô dưới 30.000 tấn/nă
m.
1.2 Mô tả quy trình sản xuất
Nguyên liệu thô được dùng trong sản xuất giấy và bột giấy ở Việt Nam gồm hai
nguồn căn bản là từ rừng (tre và gỗ mềm) và giấy tái chế. Bột giấy được dùng để
sản xuất những loại sản phẩm khác nhau như giấy viết, giấy bao bì, bìa các-
tông, v.v... là khác nhau. Tuy nhiên có thể pha trộn bột giấy được tạo ra từ
những nguyên liệu thô khác nhau để có được những đặc tính mong muốn cho
thành phẩ
m. Ví dụ: trong sản xuất bìa carton, bột giấy làm từ tre có thể được trộn
với bột giấy làm từ giấy thải để xơ có được độ bền cần thiết khi cấu thành giấy
thành phẩm. Các bộ phận sản xuất khác nhau và quy trình vận hành của từng bộ
phận được liệt kê trong Bảng 1.

6 Tài liệu Hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy

Bảng 1: Các bộ phận sản xuất và các quy trình vận hành tương ứng
Bộ phận Danh mục nguyên liệu thô Các công đoạn sản xuất
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Băm nhỏ, làm sạch, tách loại mảnh lớn,
cát, v.v...
Chuẩn bị
nguyên liệu
Có nguồn gốc từ giấy thải Loại bỏ kim loại, dây, thủy tinh, gỗ, sợi
vải, giấy sáp, v.v...
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nấu, nghiền, rửa bột, nghiền đĩa, tẩy,
làm sạch và cô đặc.
Sản xuất bột
Có nguồn gốc từ giấy thải Thường giống như đối với công đoạn xử
lý nguyên liệu có nguồn gốc từ rừng
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột Chuẩn bị phối
liệu bột
Có nguồn gốc từ giấy thải Nghiền đĩa, ly tâm, phối trộn, pha bột
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Xeo
Có nguồn gốc từ giấy thải
Tách nước, sấy
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Khu vực phụ
trợ
Có nguồn gốc từ giấy thải
Hệ thống khí nén, hệ thống nồi hơi và
thiết bị hơi nước, hệ thống cung cấp
nước sản xuất.
Có nguồn gốc từ rừng (tre) Nồi hơi thu hồi, lò nung vôi, thiết bị bốc
hơi
Thu hồi hóa

chất
Có nguồn gốc từ giấy thải Không có
Hình 1 trình bày sơ đồ quy trình tổng quát về quá trình sản xuất giấy.
Tài liệu hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy

7

Hình 1. Sơ đồ quy trình sản xuất giấy và bột giấy



CHUẨN BỊ BỘT









NGHIỀN BỘT


CHUẨN BỊ
NGUYÊN LIỆU



XEO GIẤY
Nguyên liệu thô
(tre, nứa, gỗ mềm…)
Chặt, băm, cắt
Nấu
Rửa
Sàng

Làm sạch
Tẩy trẳng
Rửa
Nghiền đĩa
Làm sạch ly tâm
Xeo
Hoàn tất
Nước
Hóa chất
Nước
Nước
thải
Dịch đen
Nước
thải
Thu hồi
hóa chất
Hóa chất
Nước
8 Tài liệu Hướng dẫn Sản xuất sạch hơn trong ngành giấy và bột giấy

Sản xuất giấy là quá trình sử dụng nhiều năng lượng và nước. Các nguồn năng
lượng chính là nhiên liệu (than, các sản phẩm dầu khí) để chạy nồi hơi, điện và
dầu diesel cho máy phát điện.
Suất tiêu hao năng lượng tại các nhà máy ở Việt Nam có sự dao động rất lớn. Sự khác nhau đó
chủ yếu là do sản xuất nhiều loại sản phẩm khác nhau và do tỉ lệ phối hợp nguyên liệu thô khác
nhau (tre, giấy phế liệu, và bột giấy nhập khẩu), ví dụ tiêu thụ năng lượng cho sản xuất giấy tissue
sẽ lớn hơn nhiều so với giấy bao gói hoặc giấy viết. Suất tiêu hao năng lượng điện và nhiệt (hơi
nước) tương ứng là 1000- 2400 kWh/tấn giấy và 3 x 10
6

Kcal/tấn - 6.5 X 10
6
Kcal/tấn. Suất tiêu hao
nước nằm trong khoảng từ 100 đến 350 m
3
/ tấn giấy.
1.2.1 Chuẩn bị nguyên liệu thô
Nguyên liệu thô được sử dụng là tre, các loại gỗ mềm khác, giấy phế liệu hoặc
tái chế, v.v… Trường hợp là gỗ thì sau khi đã cân trọng lượng, gỗ xếp đống
trong sân chứa và sau đó được mang đi cắt thành mảnh.
Với loại tre mỏng thì dùng máy cắt mảnh 3 lưỡi, còn với loại gỗ/tre dầy hơn thì dùng máy cắt có đĩa
dao 6 lưỡi. Kích cỡ của mảnh được tạo ra là từ 15-35mm. Các mảnh quá to và quá nhỏ sẽ được
loại ra. Mảnh có kích cỡ phù hợp sau đó sẽ được chuyển đến khu vực sản xuất bột giấy để nấu.
Khi sử dụng các nguyên liệu thô như giấy thải, thì giấy thải sẽ được sàng lọc để
tách các loại tạp chất như vải sợi, nhựa, giấy sáp hoặc giấy có cán phủ. Các tạp
chất này sẽ được thải ra như chất thải rắn và phần nguyên liệu còn lại sẽ được
chuyển đến công đoạn sản xuất bột giấy.
1.2.2 Sản xuất bột
Nấu: Gỗ thường gồm 50% xơ, 20-30% đường không chứa xơ, và 20-30% lignin.
Lignin là một hợp chất hóa học liên kết các xơ với nhau. Các xơ được tách ra
khỏi lignin bằng cách nấu với hóa chất ở nhiệt độ và áp suất cao trong nồi nấu.
Quá trình nấu được thực hiện theo mẻ với kiềm (NaOH) và hơi nước.
Lượng NaOH được sử dụng khoảng 10-14% của nguyên liệu thô. Một mẻ nấu được hoàn tất sau
khoảng 8 giờ và trong khoảng thời gian đó các loại khí được xả ra khỏi nồi nấu. Trong quá trình nấu
phải duy trì tỉ lệ rắn/lỏng (dung tỉ của từng mẻ) nằm trong khoảng là 1:3 đến 1:4.
Sau nấu, các chất nằm trong nồi nấu được xả ra nhờ áp suất đi vào tháp phóng.
Bột thường được chuyển qua các sàng để tách mấu trước khi rửa.
Rửa: trong quá trình rửa, bột từ tháp phóng và sàng mấu được rửa bằng nước.
Dịch đen loãng từ bột được loại bỏ trong quá trình rửa và được chuyển đến quá
trình thu hồi hóa chất. Bột được tiếp tục rửa trong các bể rửa. Quá trình rử

a này
kéo dài khoảng 5-6 giờ.
Sàng: Bột sau khi rửa thường có chứa tạp chất là cát và một số mảnh chưa
được nấu. Tạp chất này được loại bỏ bằng cách sàng và làm sạch li tâm. Phần
tạp chất tách loại từ quá trình sàng bột khi sản xuất giấy viết và giấy in sẽ được
tái chế làm giấy bao bì (không tẩy trắng). Phần tạp chất loại ra từ thiết bị làm
sạch li tâm thường b
ị thải bỏ. Sau sàng, bột giấy thường có nồng độ 1% sẽ được
làm đặc tới khoảng 4% để chuyển sang bước tiếp theo là tẩy trắng. Phần nước