Bao bì giấy

Chia sẻ: Chu Thi Huong | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

446
lượt xem 149
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

1.2. Đặc tính chung của bao bì: Ngày nay giấy chiếm phân nửa tổng số nguyên liệu làm bao bì. Nhờ tiến bộ khoa học kĩ thuật, giấy các loại được sản xuất đại trà với giá thành thấp. Hiện nay bao bì giấy được sử dụng làm bao bì của nhiều loại thực phẩm: - Thực phẩm khô: ngũ cốc, biscuit, bánh mỳ, bánh nướng, trà, cà phê, đường, bột. - Thực phẩm lạnh đông, thực phẩm bảo quản lạnh, kem lạnh. - Thực phẩm lỏng, nước giải khát ( nước trái cấy, sữa và sản phẩm sữa). - Chocolate và kẹo. - Sản phẩm tươi ( rau quả, thịt, cá). - Ngoài...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bao bì giấy

Bài Luận Đề Tài: BAO BÌ GIẤY
Phụ lục 1. Lịch sử phát triển và đặc tính chung của bao bì giấy: ......................................................... 1.1. Lịch sử phát triển của bao bì giấy: ..................................................................................... 1.2. Đặc tính chung của bao bì: ................................................................................................. 1.3. Chức năng của bao bì giấy ................................................................................................. 2. Cấu tạo bao bì giấy .................................................................................................................... 2.1. Cấu tạo và thành phần của nguyên liệu .............................................................................. 2.1.1. Nguyên liệu gỗ ............................................................................................................ 2.1.2. Các loại sợi gỗ............................................................................................................. 2.2. Sản xuất giấy ...................................................................................................................... 2.2.1. Bột giấy ( gỗ): ............................................................................................................. 2.2.2. Quy trình sản xuất giấy ............................................................................................... 3. Một số loại giấy sử dụng trong bao gói thực phẩm ................................................................... 3.1. Kraft (giấy da) .................................................................................................................... 3.2. Giấy không thấm mỡ 3.3. Giấy gương ......................................................................................................................... 3.4. Giấy tráng sáp..................................................................................................................... 3.5. Giấy carton ......................................................................................................................... 4. Một số kiểu bao bì giấy, giấy carton ......................................................................................... 4.1. Bao bì vận chuyển- giấy bìa gợn sóng ............................................................................... 4.2. Bao bì tetra pak .................................................................................................................. 4.3. Các dạng bao bì khác .........................................................................................................
Phụ lục bảng Bảng 1 : Một số mốc quan trọng trong lịch sử phát trển của bao bì giấy .... Error! Bookmark not defined. Bảng 2: Các thông số kỹ thuật giấy lượn sóng ................................................................................. Phụ lục hình 2. Cấu tạo bao bì giấy .................................................................................................................. 7 Hình 1. Sợi gỗ dài ....................................................................................................................... 9 Hình 2. Sợi gỗ ngắn .................................................................................................................... 9 Hình 3. Bột giấy cơ học ............................................................................................................ 10 Hình 4. Bột giấy hóa học .......................................................................................................... 12 Hình 5. Dây chuyền hệ thống xeo giấy ..................................................................................... 19 Hình 6. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy xeo giấy ............................................................... 19 Hình 7. Cơ cấu phân phối giấy ................................................................................................. 20 Hình 8. Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy xeo dài ............................................................................ 20 Hình 9. Sơ đồ cấu tạo thùng dầu thủy lực ................................................................................. 22 Hình 10. Bộ phận lưới xeo ........................................................................................................ 24 Hình 11. Giai đoạn ép giấy trên máy xeo ................................................................................. 24 Hình 12. Quá trình sấy giấy ...................................................................................................... 26 Hình 13. Máy cán láng bề mặt giấy .......................................................................................... 28 Hình 14. Máy cuộn giấy............................................................................................................ 29 Hình 15. Cấu tạo máy cuộn giấy ............................................................................................... 29 3. Một số loại giấy sử dụng trong bao gói thực phẩm ............................................................... 31 Hình 16. Giấy Kraft .................................................................................................................. 31 Hình 17. Giấy không thấm mỡ.................................................................................................. 32 Hình 18. Giấy gương ................................................................................................................ 32
Hình 19. Giấy carton ................................................................................................................. 33 4. Một số kiểu bao bì giấy, giấy carton ..................................................................................... 33 Hình 20. Cấu tạo bao bì tetra pak ............................................................................................ 37 Hình 21. Nguyên tắc đóng bao bì tetra pak .............................................................................. 39 Hình 22. Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak ............................................................ 40 Hình 23. Bao bì giấy kiểu túi, giỏ xách .................................................................................... 40 Hình 24. Bao bì giấy ép đúc...................................................................................................... 41
1. Lịch sử phát triển và đặc tính chung của bao bì giấy: 1.1. Lịch sử phát triển của bao bì giấy: Bảng 1 : Một số mốc quan trọng trong lịch sử phát trển của bao bì giấy 950 năm Người Ai Cập cổ đã sản xuất nguyên liệu để viết đầu tiên bằng cáh đập trước công mỏng những thân cây… nguyên 100 năm Người Trung Quốc đã tạo ra giấy đầu tiên từ thớ cây tre và cây dâu . trước công nguyên Năm 1400 Các nhà máy sản xuất giấy xuất hiện tại Tây Ban Nha, Đức, Ý và Pháp Năm 1690 Tại Bắc Mỹ, nhà má sản xuất giáy tấm đầu tiên đã được xây dựng gần Philadelphia. Năm 1767 Nước Anh muốn lấy lại những thuộc địa của họ đã mất. Họ đã áp luật đạo luật Stamp, nó bao gồm vệc đánh thuế lên tất cả giấy được sản xuất tại các thuộc địa. Năm 1803 Máy sản xuất giấy liên tục đầu tiên được cấp bằng sáng chế. Năm 1854 Tại Anh, lần đầu tiên bột giấy từ gỗ được sản xuất. Nă Lần đầu tiên được biết nguyên liệu gấp nếp được cấp bằng sáng m 1856 chế cho lớp lót của chiếc mũ cao Victorian. Năm 1871 Giấy gấp nếp lần đầu tiên xuất hiện như vật liệu bao bì cho thủy tinh và ống khói đèn dầu. Năm 1874 Một lớp giấy được thêm vào một mặt của lớp nếp gấp để ngăn các song bị xẹp xuống. Năm 1894 Carton song được xẽ rảnh và cắt thành các thùng đầu tiên. Công ty Well Fargo bắt đầu sử dụng thùng carton sóng cho việc vận chuyển các kiện hàng nhỏ bằng đường biển. Năm 1903 Carton sóng lần đầu tiên được chấp nhận là vật liệu dùng vận chuyển đường thủy lệ và thường dùng để vận chuyển ngũ cốc. Năm 1909 Việc phát triển bản in cao su cho phép tạo các mẫu in lớn. Năm 1914 Thuế nhập khẩu được đánh giá trên các thùng đựng hàng carton sóng vận chuyển đường biển được xem là phán quyết phân biệt đối xử. Năm 1957 In Flexo hầu như thay thế in Letterpress và mực in gốc dầu.
Những Máy in Flexo có bộ phận gấp và dán keo được phát minh. năm 60 Đầu Việc in trước trên tấm carton được quan tâm. những năm 80 Cuối Mới phát triển anilox, bản in và chế bản đã dẫn tới công nghiệp in những số lượng ít với những sản phẩm chất lượng in cao. năm 80 Năm 1991 Điều khoản 222 và quy tắc 41 được bổ sung việc kiểm tra lực chịu của đỉnh sóng, nó thay thế cho viêc kiểm tra độ bục và trọng lương, điều này cho phep sản xuất tấm carton nhẹ hơn 1.2. Đặc tính chung của bao bì: Ngày nay giấy chiếm phân nửa tổng số nguyên liệu làm bao bì. Nhờ tiến bộ khoa học kĩ thuật, giấy các loại được sản xuất đại trà với giá thành thấp. Hiện nay bao bì giấy được sử dụng làm bao bì của nhiều loại thực phẩm: - Thực phẩm khô: ngũ cốc, biscuit, bánh mỳ, bánh nướng, trà, cà phê, đường, bột. - Thực phẩm lạnh đông, thực phẩm bảo quản lạnh, kem lạnh. - Thực phẩm lỏng, nước giải khát ( nước trái cấy, sữa và sản phẩm sữa). - Chocolate và kẹo. - Sản phẩm tươi ( rau quả, thịt, cá). - Ngoài ra giấy còn được dùng để sản xuất bao bì vận chuyển. Giấy được sử dụng phổ biến bởi một số đặc trưng như: - Tính bền cơ học. - Nhẹ. - Dễ hủy, không gây ô nhiễm môi trường. - Tái sinh dễ dàng. Nhưng bên cạnh đó giấy còn có những khuyết điểm như: - Dễ rách, thấm nước, thấm khí, tính dễ xé rách càng cao khi hàm ẩm càng cao. - Độ ẩm cho phép đảm bảo tính bền của giấy là 6-7%. Quy cách được quy định bởi trọng lượng trên một đơn vị diện tích: g/m2. Bên cạnh đó, để tăng độ bền cơ cho giấy, người ta thường ghép nhiều lớp giấy lại với nhau. Các loại giấy có chất lượng khác nhau là do sự kết hợp với những loại nguyên liệu khác nhau. Giấy là vật liệu bao bì lâu đời không gây hại môi trường, đã được xử lí để có thể tăng cường tính kháng hơi ẩm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống dính, khó cháy, chống thấm nước, bề mặt có độ trượt cao, độ bóng cao, chống thấm chất béo. Giấy hiện nay có thể có hàng loạt các tính chất quang học và độ xốp mong muốn, và bằng cách sử dụng các lớp tráng kép trên một mặt; có thể tái tạo hình ảnh chính xác khi in ống đồng. Ngoài ra, độ bền cơ học đã khiến cho giấy có khả năng chạy trên máy căng dãn theo chiêu dọc của giáy mà không bị đứt hay xé rách.
1.3. Chức năng của bao bì giấy Chức năng bảo vệ - Bảo vệ cho sản phẩm chống lại mọi tác động của môi trường bên ngoài khí hậu, vi sinh vât. - Đảm bảo cho người dùng biết rằng nội dung đã không có can thiệp, thay đổi trong suốt dây truyền. Củng cố, lưu trữ, vận chuyển - Sản phẩm được bao gói sau đó được nhóm lại hình thành các đơn vị xử lý cơ học lớn hơn. - Chức năng quan trọng nhất của bao bì giấy là chức năng vận chuyển Phân phối, sử dụng, lưu trữ - Các đơn vị vận tải được “tách” để hình thành các đơn vị phân phối phù hợp với nhu cầu tiêu thụ của ngưoif dùng để tăng thời gian để mở, đóng, để cửa hàng… - Có thể kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm dễ hư hỏng, bảo đảm các vitamin và dinh dưỡng. - Sự tiện dụng: dễ mở, dễ sử dụng… Chức năng thông tin - Thông tin trên bao bì: tên nhãn hiệu, nhà sản xuất, thành phần, hạn sử dụng. - Yếu tố thẩm mỹ. Chức năng môi trường - Bao bì giấy có khả năng tái chế rất hữu hiệu. 2. Cấu tạo bao bì giấy Giấy là vật liệu dạng tấm được tạo thành từ mạng lưới vắt chéo của các sợi cellulose. Giấy có thể làm từ nguyên liệu rơm rạ, gỗ vụn, vỏ cây, bột gỗ, giấy thải, gỗ thân mềm, gỗ thân cứng. Độ bền của tấm giấy phụ thuộc: - Nguồn gốc và loại sợi. - Kỹ thuật sản xuất. - Tỷ trọng. - Độ dày. 2.1. Cấu tạo và thành phần của nguyên liệu 2.1.1. Nguyên liệu gỗ Chất lượng của thành phẩm được quyết định bởi nguyên liệu cellulose ban đầu hơn là các hóa chất phụ gia đó chính là chiều dài của cellulose. Sự khác nhau giữa gỗ tỷ trọng cao và tỷ trọng thấp ảnh hưởng lớn đến cấu tạo của giấy. Thành phần chính của các tế bào gỗ Cellulose : cellulose là một polymer gồm 8000-10000 gốc glucose. Tính chất của sợi cellulose phụ thuộc độ dài mạch polymer, mức độ thẳng, sự sắp xếp song song bởi các mạch polymer. Nó không bị hòa tan bởi kiềm, clorin, do đó giấy tẩy trắng chỉ có thể loại được lượng lignin mà không tổn thất cellulose, nhưng gây giảm đặc tính bền chắc của sợi cellulose.
Hemicelluloses: phân tử lượng thấp gồm 100-200 gốc monomer của xylose, mannose arabinose, galactose và acid uronic. Hemicelluloses tan trong dung dịch kiềm, có khả năng bị thủy phân và có thể liên kết với các hóa chất phụ gia. Lignin: là polymer nhiệt dẻo, có nhánh, nhân thơm alkyl, có kích thước cũng như khối lượng phân tử không ổn định, gồm các monomer là phenyl propane tan trong kiềm và dung dịch nước clor cho dẫn xuất mà nâu đen và trở nên mềm dẻo ở 160oC pH4. Gỗ thân mềm: loại gỗ này gồm 40-50% cellulose, 15-25% hemicelluloses, 26-30% lignin. Thân gỗ mềm có sợi cellulose dài gấp 2,5 lần so với thân gỗ cứng. thân gỗ cứng dùng để sản xuất ván, tấm phẳng mịn hơn nhưng kém bền cơ học hơn so với gỗ mềm. Như vậy phải cắt gỗ sao cho không phá vỡ sợi cellulose để làm giấy được tốt, bên cạnh đó lignin phải được loại bỏ đi để có thể thu được sợi cellulose và giúp chúng sắp xếp song song khi làm giấy. Sợi cellulose có thể bị gãy nát tùy các công đoạn chế biến giấy. Trong quá trình chế tạo giấy, các sợi cellulose được sắp xếp lại vị trí, bởi áp lực rất lớn ép lên bề mặt để tạo dạng tấm, có thể dùng phụ gia như casein và protein đậu nành hoặc tinh bột để tạo lớp áo bên ngoài tấm giấy. Chất màu vô cơ thường chiếm 70-90% chất khô của lớp áo giấy để tọa bề mặt khắc biệt cho giấy bên trong, giúp lớp áo nâng cao tính phẳng, dễ in ấn, chất lượng in cao, tạo những tính chất đặc biệt theo yêu cầu, các chất tráng để áo giấy được dùng như kaolin, CaCO3, được gùn kết hợp với các khoáng chất khác để tạo nên độ bóng bề mặt giấy. Bên cạnh đó, nhờ khoa học kĩ thuật mà vật liệu giấy được xử lý để tăng cường tính kháng ẩm, khó cháy, độ trượt cao, độ bóng cao và các lớp tráng chống thấm dầu. Giấy hiện nay có thể có hàng loạt các tính chất quang học và độ xốp mong muốn và bằng cách sử dụng các lớp tráng thích hợp, có khả năng in ấn cao, ngoài ra độ bền cơ học cao và khả năng chịu lực kéo khi chạy trên máy khiên giấy không bị đứt hoặc rách ( nhựa thông, phèn chua KAl(SO4)2.12H2O – giúp giấy chống thấm tốt, cao lanh Al2O3.(SiO2)2.2H2O- phủ bề mặt tạo cho giấy có bề mặt in tốt hơn, mịn, đục hơn). 2.1.2. Các loại sợi gỗ Sợi gỗ có trong phần gỗ của cây, là những tế bào hình thoi, vách dày, hóa gỗ. Các sợi gỗ dài và hẹp nhưng ngắn hơn sợi libe. Trong sản xuất giấy, sợi gỗ được phân loại thành 2 loại: • Sợi gỗ dài và hẹp: Có độ bền tương ứng với chiều dài sợi - Độ bền xé. - Độ bền gấp. - Độ bền thủng. - Bề mặt nhám hơn Không đều về tỷ trọng, do khả năng định hình kém, có thể dẫn đến: - Hấp phụ mực không đều trong quá trình in. - Độ chặt không đều trên mối dán.
Hình 1. Sợi gỗ dài • Sợi gỗ ngắn và tròn: - Bề mặt mịn hơn - Các tính năng cơ lý giảm đáng kể so với sợi dài. Hình 2. Sợi gỗ ngắn • Trong sản xuất giấy, người ta còn để ý tới sợi tái chế tạo giấy với nhưng đặc tính của nó như sau: Thừa hưởng từ loại gốc ban đầu, nhưng quá trình tạo bột giấy sẽ giảm chiều dài sợi. Do đó giảm đáng kể tính năng cơ lý với sợi dài và chịu ảnh hưởng bởi các chất nhiễm vào từ bên ngoài: các keo không tan trong nước, vụn mực và mực in không rửa được. 2.2. Sản xuất giấy 2.2.1. Bột giấy ( gỗ): Được sản xuất từ gỗ thân mềm ( cây lá kim như tùng, bách, thông…) hoặc cứng ( cây lá rụng như sồi, bạch đàn, keo lá tràm…). Sợi gỗ từ gỗ cứng có chiều 1 – 1,5 mm, gỗ mềm 3-4mm. Giấy được sản xuất ra từ sợi gỗ cứng cho giấy phẳng, lán nhưng độ bền cơ học kém hơn từ sợi gỗ thân mềm. Các phương pháp sản xuất bột giấy
Sợi tự nhiên hoặc sợi sơ cấp được làm trực tiếp từ gỗ thông qua quá trình tạo bột giấy. Quá trình tạo bột giấy được thực hiện cơ học hoặc có hóa chất hỗ trợ: hòa tan các thành phần không phải cellulose. Sản xuất giấy bằng phương pháp cơ học Hình :Phương pháp cơ học • Phương pháp: - Gỗ sau khi bóc vỏ được mài, nghiền bằng đá. - Giấy sản xuất ra từ loại gỗ này thường có màu nâu đậm, độ bền thấp, thông thường phải phối trộn với các loại bột gỗ khác để tăng độ bền. - Phương pháp này thường chỉ áp dụng cho các loại gỗ mềm. • Tính chất bột giấy cơ học - Hiệu suất thu hồi cao. - Sự có mặt của lignin làm cho sợi gỗ cứng. - Khả năng cố kết hạn chế. - Giấy được làm chỉ từ bột giấy cơ học khá yếu nhưng lại cứng. Hình 3. Bột giấy cơ học
Sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học Phương pháp hóa hoc • Phương pháp: gỗ sau khi bóc vỏ, xay nghiền thành dạng thô (vỏ bào, mùn cưa) được nấu với hóa chất để loại bỏ các phần không phải cellulose. Gồm các phương pháp - Phương pháp soda (gỗ cứng): thuốc loại bột kiềm tính. Dung dịch nấu gỗ là NaOH - Phương pháp sulfate (Kraft) Nguyên liệu gỗ được nấu trong hỗn hợp dung dịch gồm (NaOH + Na2S), pH=13+, to= 155-170oC, t=2-4h. Đây là công nghệ cải tiến từ công nghệ nấu bằng soda tồn tại hơn 100 năm trước đây. Quá trình khử Na2SO4 xảy ra trong lò thu hồi tạo thành Na2S và Na2S có trong dịch nấu làm động lực cho quá trình nấu, các tính chất của bột giấy được cải thiện rõ rệt. Vì vậy Na2SO4 được xem như là chất bù đắp cho lượng hóa chất đã bị tổn thất trong quá trình sản xuất và công nghệ này còn gọi tên là công nghệ bột Kraft, vì bột sản xuất bằng công nghệ này có độ bền cao. Tuy nhiên bột Kraft chưa tẩy thường có màu nâu sẫm ( thường được sử dụng sản xuất giấy bao gói Kraft). Bột đã tẩy thường đạt được độ trắng cao dùng trong sản xuất in, giấy viết. Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là quá trình sản xuất sinh ra chất bay hơi là hợp chất của lưu huỳnh có mùi thối, gây tác động lớn đến môi trường xung quanh. - Phương pháp sulfite Dăm mảnh được nấu với hóa chất là hỗn hợp gồm H2SO3 và ion bisulfit (HSO3-). Sulfite kết hợp với lignin trong gỗ tạo thành muối acid lignosulfonic có tính hòa tan trong dịch nấu, làm ăn mòn cấu trúc của lignin. Gốc kim loại trong bisulfate có thể là Ca2+, Mg2+, Na+, NH4+. Dung dịch này có thể tồn tại trong những khoảng pH khác nhau (1
sulfite khác nhau sẽ có nhứng loại bột khác nhau như: bột bisufite acid, sulfit trung tính hay sulfit kiềm. Công nghệ sulfit trung tính chỉ dùng cho gỗ lá rộng, Thành phần hóa chất nấu là Na2SO3 kết hợp với dịch đệm Na2CO3 dùng để trung hòa lượng acid hữu cơ sinh ra từ các phản ứng hóa học. Bột sulfit trắng hơn bột Kraft, dễ tẩy trắng hơn nhưng tạo ra giấy có độ bền thấp hơn. Công nghệ sulfit thích hợp với cả gỗ lá kim lẫn gỗ lá rộng. Tính phụ thuộc vào chủng loại gỗ và tạo ra giấy có độ bền thấp hơn, cũng như khả năng thu hồi hóa chất sau khi nấu khó hơn làm cho công nghệ này được ứng dụng ít hơn so với công nghệ Kraft • Tính chất bột giấy làm từ phương pháp hóa học: - Bảo toàn độ dài sợi. - Mức độ cố kết cao giữa các sợi (tỷ trọng cao). - Sợi mềm: dễ gấp nếp, cắt và tạo hình nối. - Độ trắng, sáng cao và bền với ánh sáng. - Độ tinh khiết cao nên có mùi thơm và chống mùi tốt. - Hình 4. Bột giấy hóa học 2.2.2. Quy trình sản xuất giấy Sơ đồ sản xuất giấy:
2.2.2.1. Chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo Chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo là giai đoạn chuyển tiếp giữa khâu sản xuất bột giấy và xeo giấy. Trong một nhà máy liên hợp, việc chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo bắt đầu bằng sự pha loãng huyền phù bột nồng độ cao được bơm đến từ các bể chứa bột và kết thúc là việc phối trộn để có được huyền phù của bột giấy với các phụ gia cần thiết. Mục đích của quá trình chuẩn bị bột là xử lý sợi và phối trộn bột với những hóa chất nhằm đạt được những tính năng kỹ thuật phù hợp với quá trình vận hành và yêu cầu sử dụng. Quá trình chuẩn bị bột gồm hai phần: - Xử lý cơ học: tác động cơ học sẽ làm phát triển một số tính năng quan trọng cho sợi. - Xử lý hóa học: sự phát triển tính năng sợi được thực hiện nhờ một số hóa chất đặc trưng. Quá trình chuẩn bị bột bao gồm những công đoạn sau: - Phân tán bột: bột giấy (dạng ướt hoặc khô) được phân tán trong nước. Giai đoạn này có thể là gián đoạn hay liên tục kết hợp với tác động cơ học (khuấy đảo).
- Nghiền bột: là giai đoạn cho sợi chịu tác động cơ học để làm phát triển một số tính năng vật lý cho sản phẩm giấy. Thường giai đoạn này được thực hiện trong thiết bị vận hành liên tục, nhưng với một số loại bột đặc biệt quá trình là gián đoạn. - Phối trộn phụ gia cho phần ướt: nhiều hóa chất như bột độn vô cơ, một số hóa chất… được thêm vào huyền phù bột vừa để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho sản phẩm giấy sau này vừa giảm giá thành sản xuất giấy. 2.2.2.2. Giai đoạn phân tán bột (nghiền thủy lực) Mục đích: - Đây là quá trình dùng tác động cơ học để tạo hệ phân tán bột giấy trong nước từ nguyên liệu là bột giấy có độ khô và độ nén cao (độ ẩm < 10%). - Bằng cách làm lỏng lẻo các liên kết trong cấu trúc bột giấy khô, quá trình phân tán làm giảm kích thước mảnh bột và làm xơ sợi tách rời nhau, huyền phù bột được hình thành và có thể bơm được trong hệ thống vận chuyển của nhà máy. Giai đoạn phân tán bột được thực hiện trong ba công đoạn: - Công đoạn phân tán. - Công đoạn tồn trữ ướt. - Công đoạn đánh tơi hay tách sợi. Công đoạn phân tán - Với thiết bị gián đoạn, quá trình phân tán bột được hoàn tất trong từng mẻ. Còn trong các thiết bị liên tục, sẽ có bổ sung một số xử lý để bảo đảm sự phân tán hoàn toàn như quá trình đánh tơi. - Mỗi loại bột giấy sẽ có mức tiêu tốn năng lượng khác nhau và loại bột khó phân tán nhất là bột sulfat không tẩy trắng, đặc biệt là loại đã qua sấy và được tồn trữ trong thời gian khá lâu. - Bột loại gỗ mềm dễ phân tán hơn bột loại gỗ cứng, bột giấy đứt thì phân tán dễ dàng nếu như không có sử dụng chất gia cường ướt. - Thường để làm giảm tiêu tốn năng lượng quá trình phân tán được thực hiện ở nhiệt độ > 50oC và nồng độ bột > 18%.. Thiết bị phân tán bột: - Thiết bị phân tán bột phổ biến hiện nay có cấu tạo gồm một hay nhiều cơ cấu quay, tạo chuyển động chảy rối cần thiết để đánh tơi những đám sợi.
- Tùy theo thiết kế của thùng chứa và môtơ có thể vận hành ở những nồng độ bột khác nhau. - Khi nồng độ bột tăng hiệu quả phân tán sẽ tăng vì lực ma sát giữa sợi và sợi được gia tăng đồng thời tiêu tốn năng lượng lại giảm. - Các thiết bị phân tán gián đoạn có năng suất thấp nhưng cho huyền phù bột đồng nhất hơn thiết bị liên tục vì ở thiết bị gián đoạn mọi sợi đều cùng nhận một năng lượng. Còn trong thiết bị liên tục một số sợi có thời gian lưu ngắn thì nhận được năng lượng thấp hơn những sợi có thời gian lưu trong thiết bị dài. Thiết bị phân tán bột - Thông thường các thiết bị kiểu thẳng đứng vận hành gián đoạn được sử dụng để phân tán loại bột giấy đã qua sấy khô, còn thiết bị kiểu nằm ngang vận hành liên tục được bố trí dưới máy xeo để phân tán bột giấy đứt. Công đoạn tồn trữ ướt - Sự ngâm bột sau công đoạn phân tán trong nước sẽ thuận lợi cho quá trình phân tán bột hơn vì sợi được hấp phụ nước nhiều hơn, các liên kết giữa chúng sẽ lỏng lẻo hơn. - Việc tăng nhiệt độ ngâm bột cũng làm cải thiện quá trình. - Các bể ngâm bột có khuấy tốt nhưng xáo trộn kém có thể gây ra những ảnh hưởng bất lợi. Công đoạn đánh tơi sợi - Đó là quá trình tác động lên những mảnh giấy nhỏ chưa được phân tán hoàn toàn trong thiết bị nghiền thủy lực (những đám sợi có thể đã được phân tán một phần nhưng vẫn còn khô và cứng) để chuyển chúng thành dạng các sợi được thấm ướt và phân tán hoàn toàn trong nước. - Tác động này nhằm hoàn tất quá trình phân tán bột. Thiết bị
- Máy đánh tơi sợi về cơ bản giống như một máy nghiền tốc độ cao nhưng với hệ thống nạp liệu thô hơn và khoảng cách giữa hai đĩa nghiền rộng hơn. - Các máy đánh tơi bột thông dụng là máy đánh tơi dạng đĩa và máy đánh tơi dạng côn. - Tính chất cơ bản của bột được cải thiện là độ bền kéo, vì quá trình đánh tơi bột làm cho sợi đàn hồi cao hơn và tạo ra sự chổi hóa nội vi hay làm cải thiện khả năng liên kết của sợi. - Xử lý này không ảnh hưởng đáng kể đối với sự thoát nước của giấy sau này. 2.2.2.3. Giai đoạn nghiền bột (thủy hóa và chổi hóa sợi) Mục đích Quá trình nghiền có một vai trò rất quan trọng đối với bột hóa: - Nó cải thiện tính chất cơ lý của sợi nhằm đạt được những tính năng phù hợp cho quá trình chế biến và sử dụng (ví dụ cải thiện độ bền kéo sẽ làm giảm hiện tượng đứt giấy ở các trục máy in). - Sợi sẽ được trương nở trong môi trường nước và liên kết giữa các sợi sẽ tăng lên. Trong thiết bị nghiền, lực ma sát giữa sợi – sợi, giữa sợi – nước và giữa sợi – thành thiết bị sẽ làm cấu trúc sợi bớt chặt chẽ để nước dễ thấm vào. Hiện tượng Hai hiện tượng quan trọng xảy ra đối với sợi là: - Hyđrat hóa. - Tạo những sợi con trên trục sợi chính. Do đó quá trình nghiền này thực chất là quá trình thủy hóa và chổi hóa sợi. Nghiền nhằm cải thiện tính năng cơ lý của giấy, nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng. Hơn thế nữa, một quá trình nghiền quá mức có thể làm giảm một vài tính năng khác của giấy như giảm độ kháng xé. Vì vậy cần có một sự kiểm tra chặt chẽ để có thể đạt được một kết quả tối ưu. Thiết bị nghiền - Trong thiết bị nghiền, huyền phù bột có nồng độ hoặc khoảng 10% hoặc trên 30% được di chuyển trong khoảng hở giữa hai đĩa nghiền. - Quá trình nghiền gián đoạn được thực hiện phổ biến trong máy nghiền Hà Lan. - Quá trình nghiền liên tục được thực hiện ở máy nghiền côn hay nghiền đĩa và sợi được chuyển động song song với dao nghiền.
Quá trình nghiền gây ảnh hưởng lên sợi theo nhiều cách: - Sự cắt ngắn sợi. - Sự tạo ra thành phần mịn, sự tách hoàn toàn của các lớp tường tế bào sợi làm xuất hiện những sợi con trong huyền phù bột. - Sự chổi hóa ngoại vi: sự tách không hoàn toàn lớp tường tế bào sợi, một phần vẫn còn gắn vào sợi và đây được xem là những sợi nhánh. - Thay đổi nội vi trong cấu trúc tường tế bào: như sự bóc lớp, sự trương. - Sự uốn quăn và sự duỗi sợi. - Sự tạo nút xoắn, những chỗ nén cục bộ trong lớp tường tế bào. - Sự hòa tan của một số thành phần trong dung dịch. - Sự phân bố lại thành phần hêmixenlulô từ bên trong ra bên ngoài sợi. - Sự mài mòn bề mặt ở mức độ phân tử để tạo ra bề mặt nhớt hơn. Do những ảnh hưởng trên mà sợi sau khi nghiền như được dát phẳng hơn, làm cho nó đàn hồi hơn và diền tích bề mặt có liên kết được gia tăng. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình nghiền • Về nguyên liệu - Tính chất sợi. - Phương pháp sản xuất bột giấy. - Quá trình tẩy trắng bột giấy. - Các xử lý trước khi nghiền. - Phân bố chiều dài sợi. - Độ thô ráp của sợi. - Tỉ lệ gỗ đầu mùa/gỗ cuối mùa. - Thành phần hóa học (lignin, xenlulô, hêmixenlulô). • Về thiết bị - Kích thước và hình dạng dao nghiền.
- Diện tích dao và rãnh nghiền. - Chiều sâu rãnh nghiền. - Khoảng cách giữa hai đĩa nghiền. - Vật liệu chế tạo đĩa nghiền. - Tốc độ quay của đĩa nghiền. - Góc vát dao nghiền. • Thông số vận hành - Nhiệt độ. - PH. - Nồng độ bột. - Phụ gia. - Các giai đoạn tiền xử lý. - Năng suất. - Năng lượng sử dụng. 2.2.2.4. Giai đoạn xeo giấy Tổng quan về xeo giấy
Hình 5. Dây chuyền hệ thống xeo giấy - Xeo giấy là công đoạn tạo hình tờ giấy. Công việc này được thực hiện trên một thiết bị đặc trưng gọi là máy xeo. - Bìa có thể có cấu trúc một lớp hoặc nhiều lớp được tạo hình trên máy xeo dài nhiều lưới, xeo tròn, hoặc máy xeo dài nhiều thùng phun bột. - Vào năm 1930, một vài nhà máy ở châu Âu sản xuất bìa cactông với sự bố trí nhiều máy xeo lưới dài, các băng giấy trên từng lưới có thể được kết hợp với nhau ngay khi còn ướt. Dù đầu tư có tương đối cao nhưng phương pháp này cho phép sản xuất bìa cactông nhiều lớp chất lượng cao và có tốc độ tăng đáng kể. Từ những năm 1980 trở đi, máy xeo dài nhiều lưới được lắp đặt phổ biến. Máy xeo có những thành phần cơ bản như sau: Hình 6. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy xeo giấy - Phần cung cấp bột (gồm hệ thống phân phối bột và thùng đầu). - Phần tạo hình (gồm lưới tạo hình hay còn gọi là lưới xeo và các chi tiết hút nước). - Phần sấy (có khi trong phần này còn bố trí cả phần xử lý bề mặt).
Hình 7. Cơ cấu phân phối giấy Cấu tạo máy xeo dài gồm: Hình 8. Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy xeo dài Hệ thống phân phối giữ nhiệm vụ cung cấp huyền phù bột từ hệ thống ống dẫn một cách đồng đều đến trước máy xeo. - Thùng đầu: sẽ cung cấp những tia bột đồng nhất cho một lưới tạo hình chuyển động liên tục (lưới xeo). - Lưới xeo dài: là một băng lưới chuyển động vô tận (không có điểm kết thúc) và trên đó lớp đệm sợi sẽ được hình thành khi nước thoát qua lưới. - Băng giấy sau khi được tạo hình sẽ đi qua một dãy những trục ép để tách bớt nước và làm cho lớp đệm sợi trở nên vững chắc hơn (do lúc này các sợi tiếp xúc dễ hơn). - Phần nước còn lại trong lớp đệm sợi kế đó được cho bay hơi, liên kết sợi được phát triển khi băng giấy được tiếp xúc với một chuỗi nhiều ống hình trụ có gia nhiệt trong một buồng sấy.