Chương 1 TONG QUAN 1. Tổng quan về hiện trạng phát triển của ngành công nghệ giấy tái chế tại Hiện nay, đa phần giấy được thu gom tại Việt Nam là giấy thùng carton, giấy báo in. Đây là loại giấy đã được tái chế sử dụng lại nhiều lần nên chất lượng xơ sợi kém, tăng chi phí trong quá trình tái chế giấy và thường không mang lại nhiều giá trị kinh tế cao. Tuy nhiên lại chiếm tỷ trọng quan trọng trong nguyên vật liệu tái chế.
Tại Việt Nam chưa có doanh nghiệp chuyên môn nào hoạt động trong lĩnh vực thu gom, phân loại, thẩm định và đánh giá chất lượng của giấy thu hồi. Giấy thu hồi tại Việt Nam đến từ các nguồn khác nhau như siêu thị, trường học, chung cư, hộ gia đình, các công ty hoạt động gia công sách, vở, thùng hộp. Hoạt động thu gom chủ yếu là các cá nhân và đại lý nhỏ lẻ, sau đó tập trung và bán lại cho nhà máy là nơi tiêu thụ. Nhà nước Việt Nam chưa có chính sách đồng bộ, nhằm hỗ trợ và khuyến khích hoạt động thu gom và tái chế giấy thu hồi.
Việt Nam chưa có tiêu chuẩn quốc gia về phân loại giấy thu hồi. Người dân Việt Nam cũng chưa có thói quen phân loại rác tại nguồn. Ngoài ra, chất lượng giấy thu gom trong nước thấp hơn giấy đã qua sử dụng nhập khẩu từ nước ngoài, vì giấy thu hồi trong nước đã qua nhiều lần tái chế trong khi giấy nhập khẩu phần lớn làm từ bột nguyên thủy. Vì vậy, Việt Nam đã phải nhập khẩu một lượng lớn giấy đã sử dụng từ nước ngoài.
Đây là nguồn nguyên liệu chính trong sản xuất giây ở Việt Nam. Hiện tại, Việt Nam nhập khẩu giấy đã qua sử dụng từ nhiều nước nhưng chủ yếu từ Anh, Mỹ, Nhật Bản, New Zealand. Các loại giấy chính được nhập khẩu gồm giấy hộp carton cũ (OCC), giấy báo cũ (ONP), tạp chí cũ (OMG), giấy lề (rẻo giấy, lề giấy — phế thải trong gia công.), giấy đứt, giấy trộn lẫn. Nhìn chung, chất lượng giấy đã qua sử dụng nhập khâu từ nước ngoài cao hơn giấy đã dùng trong nước.
Tình hình thu gom và sử dụng phế liệu giấy (nghìn tấn) đề sản xuất giấy của Việt Nam được thé hiện ở Hình 2.1 cho thấy, phế liệu giấy có vai trò rất quan trọng là nguyên liệu không thể thay thế trong sản xuất giấy của Việt Nam, tỷ lệ sử dụng phế liệu giấy làm nguyên liệu sản xuất giấy đạt tỷ lệ 87%, sử dụng trong sản xuất giấy bao bì đạt ty lệ đến 98%. Theo Hiệp hội giấy và bột giấy Việt Nam: Năm 2018 nhu cầu sử dụng là 3,67 triệu tấn, năm 2019 là 4,5 triệu tan và đến năm 2030 khoảng 11 triệu tan. Tuy nhiên, tỷ lệ thu gom trong nước chỉ đạt khoảng 40%, còn lại 60% phải nhập khâu. Nguyên nhân do chưa có cơ chế chính sách cho hoạt động thu gom tái chế, trong khi đó tại các nước như Nhật Bản, họ coi phế liệu giấy là tài nguyên quốc gia và tỷ lệ thu gom trong nước đạt trên 82%, tỷ lệ thu gom trung bình của thé giới năm 2018 là 59%.
Giấy bao bì (testliner và medium) được sản xuất chủ yếu từ nguyên liệu giấy thu hồi năm 2021 đạt sản lượng 4,728 triệu tan, tăng 11% tương đương 0.482 triệu tan so với năm 2020. Sản lượng tăng này chủ yếu là của một số dây chuyền lớn được đưa vào hoạt động từ 2019-2020 và đã ôn định 100% công suất thiết kế như Công ty Giấy Thuận An ( 280.000 tan/nam), Công ty Giấy Cheng Long (300.000 tắn/năm), Công ty Giấy Rang Đông và Công ty Giấy Chánh Dương. Cùng với đó là một số Công ty lớn đã đưa vào sản xuất cuối năm 2020 đầu năm 2021 như Công ty Cé phan Marubeni, Công ty Giấy Khôi Nguyên, Công ty Giấy Toàn Cầu, Công ty cô phần Giấy Phát Đạt, Công ty Giấy Tân Huy Kiệt, Công ty Cổ phần Miza, Công ty Cổ phần Giấy Hung Hà, Công ty Cổ phần Giấy Việt Trì, Công ty Mỹ Hương ( Việt Cường). Thu gom và sử dụng giấy phế liệu dé sản xuất của Việt Nam (Nguồn: VPPA, TCHQVN) Bột giấy và giấy thu hồi Trong năm 2021, nhập khâu bột giấy các loại đạt 523 nghìn tắn, tăng trưởng 35,8% so với năm 2020 (nhập 385 nghìn tấn).
Trong đó, Mỹ là nước cung ứng bột giấy số một cho thị trường Việt Nam, chiếm 44,2%; tiếp theo là Indoneisa, chiếm 16,2%; thứ ba là các quốc gia khu vực châu Âu, chiếm 13,6%; kế đến là Canada, chiếm 8,1% và Chile, Thái Lan và các quốc gia khác. Tổng khối lượng giấy thu hồi (giấy phê liệu) nhập khẩu đạt 3,31 triệu tan, tăng 20,8% so với năm 2020 (nhập 2,74 triệu tan). Trong đó, nguồn cung lớn nhất là Mỹ chiếm tỷ trọng đến 35,3%, kế đến là Nhật Bản chiếm tỷ trọng đến 26,1%, ở vị trí thứ ba là các quốc gia ở châu Âu chiếm tỷ trọng 20,4%, các quốc gia khác còn lại chiếm tỷ trọng 18,2%. Như vậy, trong năm 2021 Việt Nam đã nhập khẩu giấy thu hồi từ 56 quốc gia và khu vực khác nhau (xem hình 2.
Khác Brazil Thai Lan Indonesia Chau Au Hình 1. Thị trường cung ứng bột giấy cho Việt Nam năm 2021 (Nguồn: VPPA tổng hợp) 1. Tông quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước 1. Tình hình nghiên cứu trong nước Ở trong nước, một số công trình nghiên cứu về bột giấy và giấy đã được thực hiện.
Đề tài của tác giả Lê Thị Kim Chi năm 2015, khảo sát việc phối trộn hai loại nguyên liệu là day và tre 16 6, tuy nhiên chưa dé cập tới nguyên liệu giấy tái chế hoặc như đề tai của tác giả Nguyễn Trọng Duy năm 2019 cũng tiến hành làm “Ty lệ phối trộn nguyên liệu giấy tái chế và ảnh hưởng của nó đến độ bền cơ lý giấy carton lớp sóng tại công ty cô phần giấy An Bình”. Đề tài Nguyễn Thi Hồng Ngân, năm 2012, nghiên cứu tỷ lệ phối trộn nguyên liệu giấy tải chế ảnh hưởng tới độ bền cơ lý của giấy carton tai nhà máy giấy Xuân Đức, ty lệ 70%OCC+30 bột mix, độ bục 3,16 kgf/cm”, nén vòng 12,52 kgf. Trong một đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của phân tách xơ sợi trong dây chuyền sản xuất bột OCC năm 2009 Bạch Văn Thành đã tiến hành nghiên cứu tính chất cơ lí của từng loại bột từ nguyên liệu OCC nội và OCC ngoại và phân tích dây chuyền sản xuất bột giấy từ OCC, đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn phân tách xơ sợi trong dây chuyền sản xuất bột giấy. Đề tài Nguyễn Thị Thắm, năm 2009, nghiên cứ tỷ lệ phối nguyên liệu giấy tái chế trong công nghiệp sản xuất giấy carton lớp sóng tại Công ty Cổ phần Giấy An Bình, với tỷ lệ 90%OCC +10% giấy Mix và giấy rìa.
Đào Thị Tuyết, 2010, nghiên cứu ảnh hưởng của sự phối trộn nguyên liệu và mức dùng tinh bột cation đến độ bền cơ lý của giấy carton. Các đề tài trên đặt trọng tâm về tỷ lệ phối trộn chưa quan tâm đến nghiên cứu tỷ lệ phần trăm xơ sợi ngắn, xơ sợi dài có trong nguyên liệu OCC nội và OCC ngoại dé đánh giá và tìm ra tỷ lệ phối trộn thích hợp cho từng dòng sản phẩm theo yêu cầu cơ lý của khách hàng. Chính vì vậy việc phân phối xơ sợi và tỷ lệ phối trộn nguyên liệu vừa có tính thực tế và ý nghĩa về mặt lý thuyết cao, có thể làm cơ sở cho nghiên cứu tiếp theo và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất. Tình hình nghiên cứu ngoài nước Gulsoy, Kustas., và Erenturk, 2013 trong một nghiên cứu về ảnh hưởng của viêc phối trộn OCC vào bôt Kraft nguyên thủy đã tìm thấy nhiều yếu tố ảnh hưởng đến thành phần cơ lý của sản phẩm.
Với các tỷ lên phối trộn 5, 10, 15, 20 và 25% vào bột nguyên thủy, tỷ lệ phối trôn đến 10% thì không ảnh hưởng đến độ bền cơ lý. Thế nhưng với tỷ lên cao hơn, ngoại trừ độ bền xé của giấy, các tính năng cơ lý khác đề bị giảm dần khi tỷ lệ phối trộn cao lên. Bởi vậy đối với các nhà máy đang hoạt động với 100% OCC, việc xác định tỷ lệ phối trộn cần phải duoc đánh gia cần thận. Trong một nghiên cứu gần đây, Tudarvari, Farsi, Asadpur Atoei, 2017 đã nghiên cứu cặn ké về ảnh hưởng của độ dài xơ sợi từ các nguồn OCC khác nhau đến độ bên cơ lý của giây lớp sóng (medium).
OCC từ các nguồn khác nhau có thành phan phân bố xớ dài rõ rệt, ảnh hưởng đến tính chất cơ lý của sản phẩm. Vì vậy viêc phân tích để tạo tỷ lên pha phối là bước quan trọng đầu tiên cho dây chuyền sản xuất. Kasmani, Samariha, and Nemati, 2014 cũng trong một nghiên cứu tương tự cho giấy medium. Phối trộn 60,70 và 80% NSSC với OCC, ngoài độ nén vòng có giảm nhẹ, các tính chất cơ lý khác như độ bục, độ bền kéo tăng lên Mặc dù các nghiên cứu nhằm và các mục tiêu riêng rẽ, nhưng nói chung, việc phối trộn nguyên liệu ảnh hưởng đến tính chất sản phẩm là rõ nét.
Các đề tài trên nói về phối trộn, không nói đến độ nghiên. Vì vậy nghiên cứu tỷ lệ phối trộn và độ nghiền dé đánh giá được hoàn thiện cơ lý của sản phẩm. Ảnh hưởng của quá trình nghiền lên tính chất giấy 1. Đối với tính chất cơ lý của giấy Các tính chất cơ học của tờ giấy như độ kháng đứt, độ kháng gấp tăng lên khi tăng năng lượng nghiền.
Tuy nhiên sự tăng lên này diễn ra đến một mức nào đó, khi đó nếu tiếp tục tăng năng lượng nghiền thì các tính chất cơ lý sẽ giảm xuống đáng ké vi năng lượng nghiền tăng sẽ gây cắt ngắn sợi ở giai đoạn cuối của quá trình nghiền, làm cho các lực liên kết sợi trong tờ giấy cũng bị yếu đi, tính kháng đứt và kháng gấp chịu ảnh huưởng bởi chiều dài sợi từ đó cũng giảm theo 1. Tính kháng gấp Tính kháng gấp là khả năng chống lại việc gập đôi tờ giấy, tính kháng gấp được tính bằng số lần gấp một mẫu giấy được cắt theo tiêu chuẩn và gập liên tục với một tần số nhất định cho đến khi mẫu giấy bị đứt. Tính chất này rất quan trọng đối với các loại giấy mà sử dụng chúng bị gấp đi gấp lại nhiều lần như giấy viết, giấy tiên, các loại giây bao bì,. 20 _ _ _ 16 - 14} Tinh tại =e 1o gap Ping | _- = Birch “O- Euca f° 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 Năng lượng nghiền hữu ích / khối lượng bột khô tuyệt đối Hình 1.
Tính kháng gấp và năng lượng nghiền Nguyễn Quốc Hưng, 2008 1.