TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẦY TẠI
NHÀ MÁY VIỆT NHẬT
Chương I
Công nghệ sản xuất giấy
I - Lịch sử ngành giấy.
Cũng như rất nhiều các phát minh quan trọng trong nền văn hóa của loài
người, tờ giấy cũng được phát minh lần đầu tiên ở Trung Quốc. Trước đây, người
Trung Quốc đã sử dụng mực ấn Độ để viết lên những mảnh tre, nứa hoặc các
tấm lụa. Để làm cho mặt vải lụa nhẵn hơn, các sợi libe được liên kết trên bề mặt.
Người Trung Quốc đã sớm tìm ra rằng họ có thể loại bỏ mực trên bề mặt và sử
dụng loại tơ, lụa được. Trong phương pháp này thì lớp Libe có thể dùng để viết và
lớp tơ bị giãn xuống giống như một chiếc lưới đơn giản. Phương pháp làm giấy
được Khải Luận thuyết minh trong báo cáo tới Hoàng Đế năm 105 trước công
nguyên.
Tuy nhiên điều đó vẫn được giữ bí mật ở phương Đông. Những người Arập
đã biết được phương pháp đó khi họ đã bắt giữ người Trung Quốc ở Thổ Nhĩ Kì
thế kỉ 8 và đã biết được bí mật này.
Đầu tiên giấy không được gia keo, do đó phải dùng mực đặc để viết, cuối
cùng chất Glixerin và thạch cao được bổ sung vào bột. Từ thế kỉ 14 người ta đã
bắt đầu gia keo trên tờ giấy khô bằng tinh bột gạo. Người Arập đã phát triển tờ
giấy bằng cách tráng men bề mặt. Khi họ dùng bút bằng lau sậy để viết thì tờ giấy
cần bề mặt nhẵn; giấy được trà bóng bằng đá thủy tinh hoặc vỏ trai cho bề mặt
nhẵn. Từ các nước Arập, kiến thức về sản xuất giấy đã được lan rộng ra đến
châu Âu vào khoảng năm 1000 sau công nguyên. Tuy nhiên phải đến thế kỉ 14
giấy mới bắt đầu được sản xuất ở Đức và Thụy Điển.
1
Giẻ rách được sử dụng làm nguyên liệu thô và nguyên liệu này được trộn
cùng với nước tạo thành một thứ bột. Yêu cầu đặt ra là thời gian chuẩn bị phải
giảm và bột phải được nghiền hiệu quả hơn.
Trong thế kỉ 18, ở Hà Lan người ta đã dùng lực cơ học để xé tơi giẻ rách,
chiếc máy đó được gọi là máy nghiền Hà Lan hoặc máy đánh bột.
Trong lúc đó cũng rất nhiều thiết bị được phát minh trong đó có máy in đặt ra
một nhu cầu cao về giấy. Xưởng sản xuất giấy ở Thụy Điển cho thấy một biểu
tượng về nhà máy giấy ở giữa thế kỉ 18. Đến cuối thế kỉ 18 giẻ rách được tẩy rửa
bằng các hóa chất (trước đây chỉ dùng ánh nắng mặt trời ).
Vào năm 1799 chiếc máy Xeo lưới dài đầu tiên được lắp đặt ở Pháp. Sau đó,
năm 1808 máy Xeo đã được cải tiến thành máy Xeo lưới tròn và hai năm sau đó
máy có trục bụng chân không được phát minh.
Những tiến bộ lớn được thực hiện trong phần chế tạo máy vào thời gian này
là sự liên quan về tốc độ và khổ rộng của máy, nhưng việc thiếu nguyên liệu vẫn
là vấn đề đáng lưu tâm. Khi nguồn giẻ rách ở châu Âu cạn kiệt thì một vấn đề cấp
thiết đặt ra là phải tìm nguồn nguyên liệu thay thế. Năm 1840, ở Đức người ta đã
tìm thấy các thớ sợi có thể sử dụng để làm giấy, có thể lấy ra được bằng cách mài
gỗ trên một viên đá mài trong khi dùng nước đổ lên viên đá mài đó và chiếc máy
mài đầu tiên đã ra đời. Phát minh này đã khắc phục được vấn đề nguyên liệu ở
châu Âu bấy giờ.
Giấy sản xuất từ bột gỗ màu không thể đạt được độ bền cao vì giấy này nhậy
với ánh sáng, do đó người ta đã làm thí nghiệm dựa trên các phương pháp hóa
học để có được các thớ sợi tự do. Năm 1866 phương pháp sunfat được áp dụng.
Nhà máy bột giấy đầu tiên dựa trên phương pháp này được sây dựng năm 1872.
Nhu cầu về giấy ngày càng tăng, các nhà máy sản xuất bột và sản xuất giấy được
sây dựng ở khắp nơi
2
II - Công nghệ và dây chuyền.
Một cách sơ lược, phương thức làm giấy dàn đều hỗn hợp bột giấy và nước
lên bề mặt chăn rồi sau đó ép và sấy khô. Sau khi sấy khô sản phẩm cuối cùng
thu được sẽ là giấy. Như vậy, công nghệ làm giấy cũng như một dây chuyền sản
xuất giấy sẽ bao gồm các công đoạn sau:
1 – Chuẩn bị bột.
2 – Hình thành giấy (dàn đều bột).
3 – Hoàn thành giấy
Sơ đồ khối công nghệ làm giấy :
Giấy được sản xuất ra có nhiều lớp, số lượng các lớp và chức năng của
từng lớp tuỳ thuộc vào từng loại giấy khác nhau và phụ thuộc vào dây chuyền sản
xuất của từng nhà máy cụ thể (phụ thuộc vào số lượng bồn lô trong phân xưởng
Xeo – sẽ trình bày ở dưới).
Cụ thể đối với nhà máy Việt – Nhật, sản phẩm cuối cùng thu được là giấy
bao bì bao gồm 6 lớp :
+ Lớp thứ nhất là lớp mặt TOP LAYER: Đây là lớp giấy ở trên cùng được
quay ra bề ngoài của các hộp bao bì, vì vậy nó phải trơn,nhẵn,đẹp và có khả năng
in hình. Yêu cầu của lớp này là phải có độ trắng nhất, nhẵn, phẳng, đẹp đảm bảo
mĩ quan do đó yêu cầu bột đầu vào phải tốt .
+ Lớp thứ hai là lớp cận mặt UNDER-TOP LAYER, nhiệm vụ của lớp này
giảm bớt ảnh hưởng xấu của lớp Medium ra ngoài.
3
+ Các lớp 3,4,5 là lớp giữa MEDIUM LAYER. Nhiệm vụ là đảm bảo độ bền
cơ học cho giấy bao bi, và đảm bảo chỉ tiêu kinh tế.
+ Lớp thứ 6 là lớp sau BACK LAYER. Lớp giấy này cũng quay ra ngoài tuy
nhiên không dùng làm mặt chính của hộp hay gói bao bì nên tuy cũng phải đảm
bảo các tính chất thẩm mĩ, nhẵn,trơn nhưng không cần quá cao như lớp mặt. Loại
nguyên liệu làm lớp này giống như ở lớp cận mặt.
Sau đây, ta sẽ đi vào phân tích kỹ từng công đoạn cũng như các thiết bị sử
dụng trong dây chuyền sản xuất giấy.
1 - Chuẩn bị bột.
Giấy được tạo ra bao gồm nhiều lớp, mỗi lớp có một chức năng khác nhau
đòi hỏi bột giấy phải có những yêu cầu khác nhau. Điều này dẫn đến nguyên liệu
đầu vào phải khác nhau cũng như các thiết bị trong dây chuyền sẽ có những đặc
điểm khác nhau, tuy nhiên về nguyên lý chung của công đoạn chuẩn bị bột thì như
nhau đối với tất cả các lớp.
Đối với các lớp giữa (MEDIUM LAYER), tác dụng chủ yếu là tạo bề dày và
những tính chất cơ học của giấy, thì nguyên liệu bột không cần đòi hỏi chất lượng
cao mà có thể sử dụng giấy phế liệu là nguyên liệu. Với nguyên liệu như vậy quá
trình chuẩn bị bột phải được thực hiện kỹ nhất, qua nhiều công đoạn nhất, nói
cách khác là có đầy đủ các giai đoạn của một quá trình chuẩn bị bột.
Sau đây ta sẽ đi vào phân tích cụ thể từng công đoạn.
1.1 - Lớp giữa (MEDIUM LAYER):
Quá trình chuẩn bị bột được thực hiện tuần tự qua các công đoạn:
Đánh tơi.
Làm sạch.
Nghiền.
Pha loãng
4
1.1.1 - Đánh tơi:
Trong nhà máy giấy mà không có khu sản xuất bột giấy (từ nguyên liệu gỗ)
thì nguyên liệu để sản xuất giấy phải mua từ nơi khác. Nguyên liệu giấy mua về
thường là giấy phế phẩm hoặc bột giấy được đóng dưới dạng các cuộn hoặc
đóng thành kiện, lúc này để có được bột giấy thì phải tiến hành đánh tơi trước khi
sử dụng trong công nghệ làm giấy. Việc đánh tơi được thực hiện trong một máy
nghiền thuỷ lực, máy này có thể đánh từng mẻ hay đánh liên tục. Máy thuỷ lực
gồm có một bể hở với một cánh khuấy lắp ở thành bể hay ở dưới đáy bể. Bột
đánh tơi sẽ chảy qua một tấm sàng có khoan lỗ lớn (đường kính khoảng 1cm) và
được đưa đến bơm và bể chứa.
Máy thuỷ lực được thiết kế làm việc ở một nồng độ bột nhất định, thường từ
4-7% nhưng một thiết bị thuỷ lực khác có thể làm việc ở nồng độ 12% hoặc cao
hơn.
Máy thuỷ lực cũng được sử dụng để đánh tơi giấy loại và bột tuần hoàn. Việc
đánh tơi sẽ được thuận tiện nếu dung dich bột được gia nhiệt mà cũng có thể cần
thiết khi đánh tan giáy ướt, trong một vài trường hợp việc bổ sung kiềm cũng sẽ
làm cho việc đánh tơi dễ dàng hơn. Trong trường hợp khác có thể bổ sung axít lại
tốt hơn. Để nhận được một lượng bột giấy rách có chất lượng tốt và tránh được
giấy không được đánh tơi và các chùm thớ thì bột phải được qua một máy đánh
tơi trước khi trộn với bột.
Trên sơ đồ thiết kế, máy đánh thuỷ lực được ký hiệu là PULPER
Bột sau khi được đánh tơi được bơm cùng với nước đến một bể chứa
(DUMP CHEST). Bột vào phân xưởng Xeo phải là bột sạch mà ở đó bột không
cần phải làm sạch nữa. Trước khi đưa vào xử lý ở phân xưởng Xeo, thì một vài
loại tạp chất có thế lẫn vào hệ thống bột đặc biệt là những mảnh kim loại nhỏ từ
các lưỡi dao của máy nghiền. Nếu các mảnh này được lưu trong dây chuyền thì
chúng sẽ gây nên hư hỏng và làm mòn máy Xeo, gây cản trở cho vận hành, gây
đứt giấy, khó cuộn, đánh bóng và in. Cát và kim loại gây nên vết sát và mài mòn
thiết bị. Ngoài ra, với nguyên liệu đầu vào là giấy phế thải hoặc giẻ rách thì hỗn
5