Chương 1. ĐỘ ẨM CỦA GIẤY VÀ CÔNG NGHỆ SẤY TRONG DÂY CHUYỀN XEO 1. Tóm tắt công nghệ sản xuất giấy Trên Hình 1.1 trình bày tóm tắt các công đoạn công nghệ sản xuất giấy [1],[2],[10],[11],[12]. Xử lý Nấu bột Rửa, sàng Tẩy trắng nguyên liệu Sấy Ép ướt Phun bột Nghiền Giấy thành Ép quang Cuốn Cắt cuộn phẩm Hình 1.
Sơ đồ các công đoạn sản xuất giấy 1. Công đoạn xử lý nguyên liệu Hình 1. Bãi nguyên liệu Nguyên liệu đầu vào chủ yếu là tre, nứa và gỗ. Tre nứa được đưa từ bãi chứa vào băng chuyền và được rửa sạch trước khi đưa vào máy chặt.
Tại đây tre nứa được băm thành các mảnh nhỏ có kích thước theo tiêu chuẩn. Các mảnh được đưa vào hệ thống rửa và qua băng tải đến sân chứa mảnh. 4 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật Gỗ được đưa đến bộ phận bóc vỏ bằng băng tải xích. Gỗ sau khi đã bóc vỏ được rửa sạch rồi đi vào máy chặt mảnh.
Mảnh gỗ sau khi chặt có kích thước theo tiêu chuẩn. Mảnh gỗ được đưa qua sàng chọn và đưa ra sân chứa bằng băng tải. Mảnh tre nứa và gỗ được đưa vào nồi nấu bởi hệ thống thổi mảnh. Tùy theo yêu cầu đơn đặt hàng của khách mà có tỷ lệ tre nứa và gỗ khác nhau.
Công đoạn nấu bột Bột được sản xuất theo phương pháp sunphat có thu hồi hóa chất. Nguyên liệu được nấu trong 3 nồi có hình trụ đứng. Thời gian để hoàn thành một chu kỳ nấu khoảng 240 phút kể cả thời gian nạp mảnh. Bột sau khi nấu xong được chuyển sang bể phóng.
Từ đây bột được chuyển qua máy đánh tơi và được đưa đến bộ phận rửa. Năng suất nấu bột khoảng 150 tấn/ngày. Công đoạn rửa sàng Sau khi được đánh tơi, bột được đưa tới 4 máy rửa lọc chân không. Hệ thống rửa lọc chân không có cấu tạo lô hình trụ, được tạo chân không bởi sự chênh lệch áp suất.
Bên trong lô có hệ thống các đường ống dẫn nước. Trên bề mặt lô được chia làm nhiều ngăn và có các ống dùng để dẫn dịch. Quy trình hoạt động của hệ thống rửa như sau: Lô rửa được quay tròn đều. Trong quá trình quay, nước dùng để rửa bột sẽ theo các ống dẫn được đưa vào trong lô.
Do trên bề mặt của lô có các lỗ nên sẽ tạo ra sự chênh lệch áp suất ở bên trong lô và bên ngoài lô. Do đó, tạo ra chân không ở bên trong lô. Nhờ sự chênh lệch áp suất nên bột sẽ bám dần trên bề mặt của lô. Sau đó, dùng nước để rửa.
Sau khi rửa bột, bột sẽ rơi xuống hệ thống xoắn vít tải. Từ đây, bột sẽ tới các bể chứa và từ các bể chứa này, bột được đưa lên hệ thống rửa tiếp theo. Hệ thống bao gồm 4 máy rửa và bột được đưa từ máy thứ nhất đến máy thứ 4. Quá trình rửa ở các máy diễn ra như nhau.
Trong quá trình rửa, nước dùng để rửa sẽ được dẫn từ máy rửa thứ 4 lần lượt quay trở lại máy thứ 3, 2 và 1 do nước còn sạch. Bột đen sau khi đã rửa sạch được đưa qua hệ thống sàng gồm 2 sàng áp lực, 1 sàng thu và 3 giai đoạn lọc cát. Trong quá trình này, các mấu mắt tre, nứa hoặc bột sống sẽ được loại khỏi bột chín, dẫn xuống sàng cô đặc và xuống vít tải thải ra ngoài. Bột chín được đưa tới các bể chứa và chuẩn bị cho công đoạn tẩy trắng.
Sau khi được đánh tơi, bột được đưa tới 4 máy rửa lọc chân không. Hệ thống rửa lọc chân không có cấu tạo lô hình trụ, được tạo chân không bởi sự chênh lệch áp suất. Lô có đường kính d = 3,5m có chiều dài là 4,5m. Bên trong lô có hệ thống các đường 5 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật ống dẫn nước.
Trên bề mặt lô được chia làm nhiều ngăn và có các ống dùng để dẫn dịch. Trong các ngăn có các tấm sàng và các lỗ mắt sàng. Công đoạn tẩy trắng bột Bột được Clo hóa bởi Cl2. Sau đó, bột được kiềm hóa để loại bỏ hợp chất màu Clorarlignin ra khỏi bột.
Sau khi kiềm hóa, bột được tẩy tiếp bởi Nacl để đạt độ trắng theo yêu cầu khoảng 74 - 78%. Để bột có độ trắng đồng đều theo yêu cầu phải thực hiện quy trình tẩy trắng phức tạp, duy trì thích hợp các yếu tố nồng độ bột, mức tỉ lệ hóa chất tẩy, nhiệt độ, thời gian và độ pH. Bột sau khi tẩy trắng được đưa vào bể chứa để chuẩn bị cho quá trình nghiền bột. Sau khi nghiền, bột được pha trộn với các phụ gia như: cao lanh, nhựa thông, phèn và một số hóa chất khác tùy theo yêu cầu của sản phẩm.
Bột đã pha trộn phụ gia trong bể chứa sau đó được đưa qua hệ thống phụ trợ rồi đưa tới hòm phun bột bắt đầu quá trình sản xuất giấy. Xeo giấy Xeo giấy tạo ra giấy từ bột, qua các công đoạn như Hình 1. Trước khi vào máy xeo, bột giấy được đưa qua hệ thống nghiền côn để tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả năng liên kết giữa các sớ sợi với nhau. Sau khi nghiền, bột được pha trộn với các phụ gia khác nhau tùy theo yêu cầu của sản phẩm.
Bột đã pha trộn phụ gia trong bể chứa sau đó được đưa qua hệ thống phụ trợ: Sàng áp lực, lọc cát và các thành phần khác có ảnh hưởng đến tờ giấy rồi được đưa tới hòm phun bột, bắt đầu quá trình sản xuất giấy. Sơ đồ sản xuất giấy 1. Hòm phun bột Nhiệm vụ của hòm phun bột là phân phối một lưu lượng dung dịch có chứa bột giấy (nồng độ khoảng 1%), (Hình 1.4) đồng đều trên lưới với tốc độ xeo trên toàn bộ bề ngang của lưới và giữ cho dòng bột không bị xáo trộn để chống chảy xoáy làm phá vỡ sự vón cục của dòng bột đã hình thành. 6 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật Hình 1.
Cấu tạo hòm phun bột 1. Bộ phận lưới Lưới có nhiệm vụ nhận bột từ hòm phun, hình thành lớp giấy trên mặt lưới, nhờ bơm hút chân không nước được thoát ra. Giấy được hình thành và bắt sang khâu ép. Bộ phận ép Nhiệm vụ chính của bộ phận ép là tách nước ra khỏi giấy, tăng độ bền và độ nhẵn của băng giấy; đồng thời bộ phận ép còn có nhiệm vụ dẫn băng giấy đến bộ phận sấy.
Băng giấy ướt được chuyển trực tiếp từ lưới tới trục ép hút chân không được bọc chăn của tổ ép 1. Chức năng quan trọng của lưới ép là chống tạo vết trên băng giấy. Từ tổ ép 1, băng giấy được chuyển tới bộ phận ép lưới ở tổ ép 2. Tổ ép 2 gồm lưới nhựa giữa chăn ép và trục ép phía dưới nhằm giảm áp suất thủy tĩnh trong tuyến ép.
Từ chăn ép 2, băng giấy được chuyển tới tổ ép 3 qua một khoảng kéo hở. Tổ ép này không có chăn nên không có nhiệm vụ tách nước mà chỉ làm cho băng giấy nhẵn và phẳng hơn. Bộ phận sấy và ép nóng Khi băng giấy rời bộ phận ép ướt có độ ẩm khoảng 50% và nhiệt độ từ 25-300C. Trong bộ phận sấy lượng nước còn lại được tách ra bằng phương pháp bay hơi.
Sấy là quá trình sử dụng nhiệt năng của hơi nước bão hòa trong lòng lô sấy để cấp nhiệt cho giấy kết hợp với gió nóng thổi vào buồng sấy làm bay hơi nước có trong băng giấy. Sau quá trình sấy trước, băng giấy được đưa qua bộ phận ép keo. Chức năng của khâu ép keo là phủ lớp keo lên bề mặt giấy, tăng độ bóng, độ dai, bịt các lỗ trên bề mặt băng giấy. Sau khâu ép keo, băng giấy đi tới hệ thống sấy sau.
Bộ phận ép quang Bộ phận ép quang gồm hai lô quay tiếp xúc với nhau. Máy ép quang sẽ đảm bảo độ đồng đều, độ nhẵn bóng bề mặt làm tăng độ bền kéo, độ chịu bục và thấm khí của tờ giấy. 7 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật Hình 1. Bộ phận ép quang 1.
Bộ phận cuốn và cắt cuộn Hình 1. Khổ giấy được cuốn trên các trục thép Băng giấy hình thành sau ép quang được cuộn lại vào lô cuốn kim loại Hình 1. Các cuộn giấy được chuyển sang bộ phận máy cuộn và cắt thành những cuộn giấy thành phẩm có khổ khác nhau tùy theo đơn đặt hàng. Giấy thành phẩm Từ các cuộn giấy lớn, giấy được chuyển sang phân xưởng hoàn thành để gia công thành các sản phẩm theo đặt hàng: Giấy khổ A3, giấy RAM A4, vở học sinh… 1.
Các chỉ tiêu chất lượng của giấy thành phẩm Bảng 1-1. Các chỉ tiêu chất lượng của giấy thành phẩm Thứ Phương STT Tên chỉ tiêu Mức chỉ tiêu nguyên pháp thử Định Định lượng g/m2 52; 55; 58; 60; 70; 80 TCVN1270 8 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật 1 lượng chuẩn 58<701 Sai số cho phép g/m2 52581 701202 2 Độ chặt không nhỏ hơn kg/m3 660 TCVN3652 3 Độ ẩm % (5-7) ± 1% TCVN1867 4 Độ trắng không nhỏ hơn % 84 TCVN1865 Độ hút nước không nhỏ 5 g/m2 30 TCVN6726 hơn 6 Độ đục không nhỏ hơn % 76 81 TCVN6728 Độ nhám trung bình không 7 ml/Ph 350 TCVN3226 lớn hơn 8 Độ tro không nhỏ hơn % 8 10 TCVN1864 Chỉ số bền kéo trung bình 9 Nm 33 TCVN1862 hai hướng không nhỏ hơn 10 Độ bụi không lớn hơn ppm 20 TCVN1868 11 Keo bề mặt (nếu có) % 23 TCVN7069 1. Vấn đề độ ẩm của giấy và quá trình sấy trong dây chuyền xeo 1. Giới thiệu chung Độ ẩm của giấy là tỷ số giữa khối lượng nước chứa trong giấy và khối lượng giấy tính theo %.
Quá trình sấy giấy là tách thành phần nước trong giấy, tức là cần cung cấp cho giấy một lượng nhiệt để nước trong giấy bay hơi vào không khí, đồng thời môi trường của buồng sấy phải đảm bảo thuận lợi cho quá trình bay hơi. Để sấy giấy ta dùng nhiệt của hơi bão hòa, cấp vào trong lô sấy, mặt lô sấy nhận nhiệt từ hơi bão hòa truyền sang mặt giấy, người ta gọi là sấy tiếp xúc (hay gọi tắt là sấy hơi). Đồng thời, khi băng giấy chuyển động trong buồng sấy ta dùng gió nóng khô thổi vào tạo nên quá trình bay hơi dễ dàng hơn, người ta gọi đó là sấy gió đối lưu (gọi tắt là sấy gió). Hệ thống sấy được chia làm ba buồng.
Quá trình này được mô tả theo Hình 1. 9 Luận án tiến sĩ Kĩ thuật Hình 1.