1. Chương 1
VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ HÓA HỌC CỦA GIẤY
1.1.Khái quát sản phẩm giấy.
1.2.1.Giấy:
Sản phẩm của sợi cellulose có dạng tấm, trong đó
sợi và các phần sợi được lien kết với nhau tạo mạng
không gian ba chiều.
1.2.2.Bột giấy:
Nguồn nguyên liệu có tính chất sợi dung để làm
giấy. Bột giấy thường có nguồn gốc từ thực vật. Tuy
nhiên, người ta cũng có thể làm những loại giấy đặc
biệt từ các sợi động vật, sợi vô cơ hay sợi tổng hợp.
1.2.Nguyên liệu làm giấy
Các nguyên liệu cho làm giấy trước tiên phải có
tính chất sơ sợi. Chúng có khả năng đan kết và ép
thành tấm đồng nhất. Ở những chỗ tiếp xúc sơ sợi tiếp
xúc, có sự hình thành lien kết chặt chẽ. Trong một số
ứng dụng cấy trúc sơ sợi phải đảm bảo độ bền trong
một thời gian dài.
Độ liên kết sợi được đánh giá qua độ kháng kéo
hay độ bục của tờ giấy.
1

2. Bảng 1.1:Thông số cơ bản về tính chất sợi của một số
nguyên liệu bột giấy
Chiều dài Đường kính Tỷ số l/
sợi sợi d (µm) d
l (mm)
Gỗ mềm1 4 20 100
Gỗ cứng2 2 22 90
Rơm (lúa gạo, 0,5-1,5 9-13 60-120
lúa mì)
Bã mía 1,7 20 80
Tre 2,8 15 180
Lanh 55 20 2600
Lá dứa dại 2,8 21 130
Sơi cotton 30 20 1500
1.3.Hóa học về giấy:
1.4.1.Cellulose
Về cấu tạo cellulose có cấu tạo mạch thẳng, bao
gồm những đơn vị D-glucose pyranose liên kết với
nhau bằng liên kết β-1,4-glucose. Có thể biểu diễn
phân tử cellulose một cách đơn giản như hình 1.
1
Gỗ mềm : gỗ lá kim như thông, trắc,…
2
Gỗ cứng : gỗ lá rộng như bạch đàn, tram, keo,…
2

3. OH OH
OH
O HO O
HO O O OH
HO O HO
OH OH
OH
n
Hình 1:Cấu trúc của cellulose ở dạng lập thể
Số monomer có thể đạt từ 2.000-10.000, có thể lên
đến 15.000 đối với cotton.
Độ trùng hợp này tương ứng với chiều dài mạch
phân tử từ 5-77mm.
Sau khi thực hiện quá trình nấu gỗ với các tác chất
( phương pháp sản xuất bột hóa học) độ trùng hợp
còn khoảng 600-1500.
Mạch đại phân tử cellulose có cấu trúc mạch thẳng
và có cấu hình dạng ghế.
Có khoảng 65-73% cellulose là ở trạng thái kết
tinh. Phần cellulose vô định hình là phần khá nhạy với
nước và một số tác chất hóa học. Chính nhờ phần này
3

4. mà làm tăng liên kết sơ sợi và làm tăng lực cô kết tờ
giấy.
Thủy phân và bị ôxy hóa bằng kiềm đặc ở nhiệt độ
> 150oC.
Cellulose trong gỗ thì liên kểt với lignin,
hemicellulose, và một số nhóm hợp chất khác.
Vật liệu % Cellulose
Cotton 98
Cấy gai 86
Cây gai dầu 65
Cây đay 58
Gỗ cứng (gỗ là rộng) 41-42
Gỗ thông 41-44
Ngũ cốc 43
Rơm lúa mì 42
Bảng 1.2:Thành phần cellulose trong một số loại gỗ và
các thực vật không bản chất gỗ
Cellulose trong gỗ thì liên kết với các chất khác
như carbonhydrat được xem như là hemicellulose,
4

5. không carbonhydrat như là lignin, các chất nhựa.
Hình 2:Sợi cellulose trong thực vật
1.4.2.Cellulose toàn phần (Holocellulose)
Cellulose toàn phần là tổng cộng carbon hydrat
trích ly từ thực vật thô.
5

6. 1.4.3.Hemicellulose
 Các đơn vị cơ sở của nó có thể là đường hexose (
D-glucose, D-manose, D-galactose), hoặc đường
pentose (D-xylose, L-arabinose và D-arabinose), đề
oxyhexo hình 2.
Gỗ mềm và gỗ cứng khác nhau ở tổng hàm lượng
hemicellulose.
Độ bền hóa học và bền nhiệt của hemicellulose
thấp hơn cellulose vì chúng có độ kết tinh và độ trùng
hợp thấp hơn (độ trùng hợp khoảng 90).
Đặc trưng của chúng là có thể tan trong kiềm
loãng.
Hemicelulose tồn tại ở dạng mạch nhánh, ở trạng
thái vô định hình.
6

7. CH2OH CH2OH CH2OH
O OH O OH OH O
OH OH OH OH
OH OH OH
OH OH
β- D-G1cp β- D-Man p α- D-Ga1
p
Pentose
CH2OH
O OH O OH OH
O
OH OH OH
OH
OH CH2OH
OH OH
OH
β- D-Xy1-cp α-L- Ara p α- L-Araf
O CH2OHO
OH OH
CH2OH OH OH
OH OH
β- L- Araf α- D-Araf
Acid Hexuronic
COOH COOH COOH
O OH OH O OH O
OH OH OH OH
OH OCH3
OH OH OH
β- D-G1cp U β- D-Ga1- pU 4-O-Me-α,β-D-G1cpU
7

8. Hình 3:Một số đơn vị đường của hemicellulose
SỐ LƯƠNG VÀ ĐẶC TÍNH CỦA
HEMICELLULOSE:
15-18% đến 22-34 % trong các loại gỗ cứng. Theo
báo cáo của tác giả Ritter tổng số hemi –cellulose là
34% trong đó 22% liên kết với cellulose và 12% liên
kết với lignin.
Trong xử lý sulfit thì một phần hemicellulose bị thỷ
phân thành đường đơn.
Trong sử lý sulfat (nấu bột kiềm), một phần
cellulose bị chuyển thành acid saccharinic, mà được
tách đi khi rữa bột, hoặc có thể hấp phụ lên sợi.
Tách hoàn toàn hemicellulose trong bột là không
thích hợp, phần hemicellulose còn lại trong bột là một
đặc tính rất quan trọng trong làm giấym, đặc biệt theo
xu hướng hình thành sợi và liên kết sợi.
Hemicellulose có chứa những nhóm acid
hexuronic, sẽ ảnh hưởng đến đặc tính háo nước của
sợi bột, làm gia tăng tốc độ nghiền bột và cải tiến độ
bền kéo và độ chịu bục cuả giấy.
8

9. Mặt khác hemicellulose được xem như làm giảm
độ trắng của bột trong vấn đề hồi màu.
ĐẶC TÍNH HÓA HỌC CủA CELLULOSE
•Chiều dài mạch và trọng luợng phân tử
Mức độ trùng hợp D.P (Degree of polymerization)
cuasr cellulose từ cotton là 1400. Cellulose từ cotton
có D.P= 4000 ở mức trung bình.
Trị số trung bình của D.P chi phép xác định chất
lượng của cellulose.
D.P của cellulose gỗ thì rất cao, nhưng dễ dàng bị
giảm cấp do xử lý hóa học, nấu bột gỗ. Theo Kraermer
D.P cellulose của cotton lớn hơn 3500, so sánh với
D.P cellulose của gỗ một số loại bột gỗ thương mại là
600-1000.
•Độ nhớt của dung dịch cellulose
Phương pháp đo độ nhớt dùng để xác định chiều
dài mạch phân tử theo lý thuyết.
Phương trình : η = K.Mα đưa ra quan hệ giữa độ
nhớt và trọng lượng phân tử M, K và α là hằng số phụ
9

10. thuộc vào hệ thống riêng. Khi độ nhớt cao, phương
trình trên còn chính xác, khi độ nhớt thấp, phương
trình trên không còn áp dụng chính xác.
•Thế điện động của cellulose:
+Một đặc điểm quan trọng của cellulose là thế điện
động âm, điện thế Zeta, khi phân tán trong nước. Sợi
cellulose hấp thụ những nhóm hydroxyl trong của
nước, hình thành lớp điện tích âm trên bề mặt sợi.
Điện thế Zeta của cellulose tương tác với H2O theo
McKinley và Gortner là -5,8 mv và theo Briggs là -20
mv cho giấy lọc và -8 mV cho bọt gỗ sulfit. Trong
những dung môi không phân cực như benzene, điện
thế này bằng 0.
Điện thế điện động là một hệ số quan trọng trong
sự trương nở của cellulose trong nước, sự trương nở
của cellulose lớn nhất ở điện thế cao nhất.
Nó quan trọng trong sự hình thành tờ giấy và cũng
là hệ số quan trọng quyết định sự bảo lưu của tinh bột,
gia nhựa, pigment, thuốc nhuộm, những loại resin bền
ướt và các vật chất tương tự thêm vào ở công đoạn
làm bột cung cấp cho máy xeo.
10

11. LIGNIN
Trong gỗ lignin cóa màu trắng. Lighin
Một polyphenol có mạng không gian mở.
Thành phần thay đổi theo từng loại gỗ, tuổi cây
hoặc vị trí của nó trong cấu trúc gỗ.
Lignin là thành phần chủ yếu trong gỗ, số lượng
thay đổi từ 17-32% trên trọng lượng gỗ khô tuyệt đối.
•Đặc tính vật lý và cấu tạo hóa học của lignin
Tỷ trọng 1,3 và chỉ số khúc xạ là 1,6, màu của ligin
thay đổi từ sáng đến nâu thẫm, phụ thuộc phương
pháp ly trích.
Lignin là nhựa ở trạng thái vô định hình và trọng
lượng phân tử và khả năng hòa tan thay đổi.
Trọng lượng phân tử thay đổi từ 300-14.000.
CH3 OCH3CH
OCH3 HO 2
O C O
HO
O CH O C
O C CH2
H3CO
OCH3
11

12. Hình 4:Sơ đồ cấu trúc của lignin theo Freudenberg
PHẢN ỨNG HÓA HỌC CỦA LIGNIN
Lignin là hợp chất có họat tính cao, trong phân tử
có nhóm chức đáng lưu ý: nhóm –OH của phenol và
nhóm –OH bậc 1 và bậc 2, nhóm –OCH3 (metoxy), và
cả nhóm carbonyl và khả năng enol hóa cho sản phẩm
có 1 liên kết đôi và một nhóm –OH.
Hầu hết các nhóm chức khác nhau trong lignin thì
phản ứng khác nhau. Nhóm –OH phenol có đặc tính
acid yếu và làm cho lignin hòa tan trong kiềm.
Nhóm –OH trong lignin có thể acetyl hóa hoặc alkyl
hóa.
Những phản ứng của lignin trong điều kiện trung
tính, ôxy hóa, khử hóa, halogen hóa, nitro hóa,
hydrogen hóa, thủy phân và bột sulfo hóa.
Tất cả các phản ứng của lignin trong trong điều
kiện sulfo hóa, ôxy hóa, và halogen hóa đặc biệt quan
trọng cho lamg bột, các nhà hóa học về giấy tin tưởng
có một sự tương quan giữa bột và xử lý tẩy.
12

13. Trong xử lý kiềm, lignin kiềm hòa tan trong kiềm,
do phản ứng giữa nhóm –OH phenol với kiềm.
Trong xử lý sulfat sulfur đi vào lignin tạo thành
dạng thio-lignin hòa tan trong kiềm.
Lignin rất dễ bị ôxy hóa trong điều kiện trung bình,
cho sản phẩm là acid thơm như acid benzoic,
protocacheuic.
Lignin bị ôxy trong điều kiện mạnh hơn cho sản
phẩm là acid như acetic, oxalic, succinic.
Trong điêu kiện trung bình, xử lý tẩy bột lignin tạo
thành sản phẩm hòa tan trong nước hoặc kiềm. Trong
tẩy NaClO, nhóm –OH của phenol phản ứng với tác
nhân tẩy tạo thành sản phẩm tan.
•Liên kết lignin –hemicellulose
Benzyl eter HO CH2
O OH C
xylan
O C
O O
O OH
OH
HO CH2
O glucomannan O
Phenyl glucoside
Gỗ mềm Gỗ cứng
13

14. Benzyl ester C
C O
C O C
O CH2OH
glucomannan
OH O O
H3C O O OH OH
O OH O
Xylan
Gỗ mềm và gỗ cứng Gỗ mềm và gỗ
cứng
Hình 5:Một số liên kết lignin-hemicellulose phổ biến
CÁC CHẤT TRÍCH LY
Hợp chất mạch Hợp chất phenol Các chất khác
thẳng và vòng
Terpen vaf Phenol đơn giản Carbonhydrat
terpennoid Stiben Acid amin
(gồm acid nhựa Lignan Acaloid
và steroid) Isoflavon Coumarin
Ester và acid béo Tananh Quinone
(chất béo và sáp) Flavonoid
Alcol
Alkan
Bảng 1.3:Phân loại một số chất trích ly hữu cơ trong gỗ
•Phản ứng của hydratcarbon trong môi trường kiềm
Ôxy hóa và thủy phân
14

15. CH2OH CH2OH
H O O O H O O
O O
O
Hình 6: Phản ứng ôxy hóa
Thủy phân:
CH2OH CH2OH
H O O H O O
Cellulose Cellulose
O O
H O O
CH2OH CH2OH
OH H
O O O
Cellulose +
O
H
HO O O O
Dicarbonyl
Hình 7:Phản ứng thủy phân cấu trúc carbonyl β glucoxy
Phản ứng tách loại và chuyển vị
Tách loại:
CH2OH CH2OH
H O O H O O
Cellulose Cellulose
O O
H O O
CH2OH CH2OH
OH H
O O O
Cellulose +
O
H
HO O O O
Dicarbonyl
Hình 8:Phản ứng chuyển vị và tách loại
Cấu trúc dicarbonyl loại aldehyd
HO CH2OH
H CH2OH O
O O
cellulose cell O + + Cellulose-O
O Cellulose C
O O O
O
15

16. Hình 9:Cấu trúc dicarbonyl loại aldehyd
Cấu trúc carbonyl loại ceton
OH
CH2OH CH2OH
H O O O O
Cellulose Cellulose Cellulose Cellulose
O O
O O O O
Hình 10:Cấu trúc dicarbonyl loại ceton
Phân tử cellulose khi bị ôxy hóa và có nhóm
carbonyl ở C5 cũng cho phản ứng cắt mạch.
O H O H
C OH
C
O O
O H O O
Cellulose OH Cellulose OH Cellulose
H OH H OH
+ Cellulose-O
Hình 11:Phản ứng thủy phân bằng kiềm khi có nhóm
carbonyl tại C6
Phản ứng Pelling
R' CHO HC O HC O
O H OH C OH C OH
OH
OH OH HO H HO H HO H
OR H OR H H OR H OR
OH H OH H OH H OH
R' R' R'
16

17. CH OH HC OH HC O CH2 OH
HC OH
C OH H HO C H O C
C O C O OH H
HO H HO H HO H
HO H HO H
H OR H OR H OR OH H OR
H OR
H OH H OH H OH
H OH H OH
R' R' R'
R' R'
Peeling
COOH CH2 OH CH2 OH
HO C CH2OH OH O C O C
CH2 O C HO C
H C H H C H H C
H
H OH H OH H OH
R' R' R'
Hình 12:Phản ứng Pelling
•Phản ứng của lignin trong môi trường kiềm
Phản ứng thủy phân: nhiệt độ cao (>100oC) lignin
có thể bị thủy phân.
OCH3 OCH3
R1 OH R1
B O C H + OR2 OH
B O CH OH + SH
CH OR2 CH
(I) (II)
A A
OH
OCH3 OCH3
OH O
OCH3 R1 OCH3
R1 OH H C OH +
B O C B O (V)
CH
CH
34%
A
(III) A OCH3
OCH3 O
O (IV)
17

18. Hình 13: Phản ứng minh họa thủy phân lignin trong môi
trường kiềm
•Phản ứng của lignin trong môi trường acid
Phản ứng thủy phân
CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH
Ar O CH Ar O CH Ar O C O C
CH OH +H CH -H CH +H2O CH2 + ArOH
-H2O
OCH3 OCH3 OCH3 OCH3
OR OR OR OR
-CHO, -H Ar=
CH OAr H2C OAr H3CO
CHO
CH2 CH HC OH
+ H 2O + H 2O + H2O
OCH3 OCH3 OCH3
OR OR OR
+ ArOH
Hình 14:Cơ chế phản ứng thủy phân lignin trong môi
trường acid
18

19. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT GIẤY
Xử lý hóa: Phương
pháp kiềm, trung tính,
acid
Nguyên liệu (bột soda, sulfat, sulfite)
gỗ Bột
(rơm, tre, cỏ, bã giấy
mía) Xử lý cơ: Phương pháp thô
mài, nghiền, nhiệt cơ,
hóa nhiệt cơ
Tẩy
trắng:
Dịch đen (thu Cl2,
hồi hóa chất)
ClO2,
NaClO,
O3, O2,
H2O2
Phối Phân Bột
trộn tán và tẩy
phụ gia nghiền trắng
Nước thải
(xử lý)
Gia keo bề mặt,
Xeo giấy,
cán láng (ép Giấy thành
ép, sấy
quang),cuộn, cắt phẩm
Nước trắng
19

20. Hình 2.1:Mô hình công nghệ chung của quá trình sản
xuất giấy
20

21. •NGUYÊN LIỆU GỖ
Mục đích quá trình chế biến gỗ là chuyển chúng
thành sơ sợi mềm mại, hoặc hòa tan lignin (được xem
là chất kết dính các bó sợi tạo nên cấu trúc chặt chẽ
của gỗ).
Tác động cơ học hoặc hóa học làm tách rời các bó
sợi cellulose sẽ được tách rời tạo nên huyền phù đồng
nhất trong nước.
•ĐẶC TÍNH CỦA GỖ
(1): Thực vật hạt trần hoặc cây thường xanh
(không rụng lá) thường được gọi là gỗ mềm.
(2): Thực vật hạt kín hoặc cây rụng lá hàng năm
gọi là gỗ cứng.
21

22. Hình 2.2:Các thành phần cơ bản trong tế bào gỗ
Đặc tính chung của 2 loại gỗ:
Gỗ mềm Gỗ cứng
Kiểu sợi chủ yếu Tế bào hình ống Sợi gỗ và tế bào
ống
Chiều dài sợi 2,5-3,0 0,6-2,0
trung bình 3,5-5,0
Lignin, % 25-32 17-26
Cellulose (Cross 55-61 58-64
và Bevan), %
Pentosan, % 8-13 18-25
Tỷ trọng gỗ tươi, 21-26 22-35
lb/cu.ft
Chiều dài sợi của gỗ mềm dài hơn gỗ cứng, vì
nguyên nhân này mà giấy làm từ bột gỗ mềm có độ
bền lớn hơn giấy làm từ gỗ cứng từ 30-100%.
22

23. Gỗ cứng có thành phần lignin thấp và tỷ trọng cao
hơn gỗ mềm, thành phần cellulose cao hơn do đó hiệu
quả kinh tế cao, gia tăng hiệu suất bột, gỗ cứng
thường khó mài hơn gỗ mềm vì tỷ trọng cao do tuổi
của gỗ.
CÁC PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT BỘT GIấY
•Phương pháp hóa học:
H%:45-55%,
Các thành phần không phải là cellulose đã hòa tan
trong dịch nấu.
Bột chứa chủ yếu là sợi cellulose, có độ bền và cơ
lý cao, bột này gọi là bột hóa.
Bột soda: dịch nấu gỗ là NaOH
Bột sulfat: bột sulfat (bột kraft), tác chất nấu là
NaOH và Na2S
Bột sulfit: có thể là sulfit trung tính, acid hay kiềm
•Bột bán hóa: là bột sulfit được nấu ở chế độ khá êm
dịu với NaHSO3, sau đó hỗ trợ thêm giai đoạn cơ học để
tách sợi, hiệu suất khoảng 80%, phổ biến là bột NSSC
(Neutral sulfite semichemical).
•Phương pháp cơ học:
H%: 85-90%.
23

24. Bột này có thành phần tương đương như gỗ, gọi là
bột cơ, bột gỗ hay bột hiệu suất cao.
Quá trình phân tách sợi chủ yếu là nhờ tác động
cơ học.
Phân loại Phương Loại Dạng Hiệu suất
pháp nguyên nguyên (%)
liệu gỗ liệu
Bột cơ Bột mài Gỗ mềm Gỗ đoạn 90-95%
học
Bột Gỗ mềm Gỗ dăm 90-95%
nghiền
Bột nhiệt Gỗ mềm Gỗ dăm 90
cơ
Bột cơ Bột mài Gỗ cứng Gỗ đoạn 85-90
hóa xử lý
Bột kiềm Gỗ cứng Gỗ dăm
lạnh
Bột bán NSSC Gỗ cứng Gỗ dăm 65-80
hóa
Sulfit hiệu Gỗ mềm Gỗ dăm 55-75
suất cao
Sulfat Gỗ mềm Gỗ dăm 50-70
hiều suất
cao
Bột hóa Sulfat Cả hai Gỗ dăm 50-70
học
24

25. Sulfit Cả hai Gỗ dăm 45-55
Soda Gỗ cứng Gỗ dăm 45-55
Bảng 1.4:Một số phương pháp sản xuất bột cơ bản
•CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT BỘT CƠ HọC
Một số thuật ngữ
Bảng 1.5:Một số thuật ngữ về các loại bột
Ký Tên tiếng Anh Đặc tính của bột
hiệu
bột
SGW Stone groundwood Bột mài ở áp suất
khí quyển, nhiệt độ
nuớc tưới 70-75oC,
hiệu suất 98%.
PGW Pressure groundwood Bột mài ở áp suất
2,5 bar, nhiệt độ
nuớc tưới>100oC,
hiệu suất 98%.
PGW Super-pressure- Bột mài ở áp suất
-S groundwood 2,5 bar, nhiệt độ
nuớc tưới>100oC,
hiệu suất 98%.
TGWThermo groundwoodGỗ mài ở áp suất khí quyển,
nhiệt độ nuớc tuới > 80oC, hiệu suất > 98,5%
70-75Nhiệt độ nấu, Refiner mechanical B
o
C150-185160-175Thời pulp ột
25

26. gian nấu, giờ0,3 – ng
43-8Năng lượng cho quá hi
trình nghiền, hp-day/ton ền
(khô gió)12-1810-15Điều đĩ
kiện nấu trong phương a
pháp xử lý bán hóa sulfit sả
trung tính dùng để làm giấy n
bìa và bột tẩyYêu cầu vể xu
hóa chấtBột sản xuất ất
bìaBột tẩy trắngHiệu suất từ
bột (%)70-8065-72Hóa chất dă
nấu:Bột hóa nhiệt cơ, quá m
trình nghiền được thực hiện ở
ở áp suất của dăm hay áp
những loại bột thô đã qua su
xử lý sơ bộ với hóa chất, ất
hiệu suất > kh
90%.PRMPPressure- í
Refiner- mechanical qu
pulpTuơng tự RMP, nhưng yể
qúa trình nghiền thực hiện n.
ở áp suất và nhiệt độ cao, D
hiệu suất 97% ă
26

27. .TMPThermomechanical m
pulpBột nhiệt cơ, dăm gỗ đ
được giá nhiệt có áp suất ư
bằng hơi nước , P =3,5 bar, ợc
nhiệt độ 140-155oC, hiệu rữ
suất a
97%.CMPChemimechanical và
pulpBột hóa cơ, có thể sản xử
xuất theo phương pháp mài lý
hoặc nghiền, gỗ được xử lý sơ
với hóa chất, hiệu suất bộ
80-95%, dăm được xử lý sơ vớ
bộ với hóa chất hay hơi, rồi i
được nghiền ở áp suất cao h
hay áp suất khí quyển. Xử ơi
lý hóa học tương đối mạnh, n
hiệu suất < ư
90%.CTMPChemi-RMP ớc
•ƯU VÀ NHƯỢC ĐIỂM tr
CỦA PHƯƠNG PHÁP ư
Xử lý NSSC bột màu ớc
sáng hơn kh
Tính kinh tế của gỗ và i
27

28. tiêu hao hóa chất ng
Áp dụng rộng rãi cho hi
những loại gỗ khác nhau. ền
Xủ lý NSSC sẽ cho bột ,
khi làm giấy cứng hơn khi hi
sử dụng bột kiềm thông ệu
thường, chủ yếu phát triển su
cho làm giấy lớp giữa gợn ất
sóng. 97
%.
•XỬ LÝ SULFAT
Bột bán hóa sản xuất
theo phương pháp sulfat thì
có màu thẫm hơn, độ bền
cơ lý thấp hơn, và có nhiều
lignin hơn và ít
hemicellulose hơn so với
phương pháp bột NSSC.
Bột sulfat nói chung
28

29. thường làm từ gỗ thông và
bột sử dụng trong sản
phẩm giấy gợn sóng. Các
điều kiện nấu khác như
nhiệt độ như trong nấu bột
kiềm thông thường.
Bột thì được đưa đến
nghiền nóng trong máy
nghiền đĩa, với công suất
khoảng 3,7 hp-day/ton.
Ép bằng vít xoắn trước
khi nghiền trở nên phổ biến
có ý nghĩa tạo sợi và thu
hồi hóa chất. Thành phần
lignin của bột kraft hiệu suất
cao khoảng 8-14%.
Bột kraft độ bền rất cao
có thể sản xuất từ thông
bằng phương pháp nấu bột
hiệu suất cao với dung dịch
sulfat có hàm lượng kiềm
hoạt động thấp
29

30. Hiệu suất bột, %
115
460
7
262
-SO2, lb/ton bột khô gió
-Na2CO3, lb/ton bột khô
gió
15-20
3-4
8-14
4-5
-Na2SO3, % gỗ
-NaHCO3, % gỗ
•CƠ SỞ LÝ THUYẾT
•Tính lưu biến gỗ:
Gỗ sẽ chịu tác động cơ
học.
Mục đích làm cho nó
biến dạng sơ sợi sao cho
30

31. thích ứng với quá trình làm
giấy.
Gỗ là polymer có tính
đàn hồi nhớt, nên khả năng
thích ứng của nó đối với tác
động cơ học phụ thuộc vào
nhiệt độ, độ ẩm và thời
gian.
Nhiệt độ chuyển từ
trạng thái cứng sang trạng
thái mềm là thông số quan
trọng.
Gỗ luôn chứa một luợng
nước nhiều hơn lượng
nước bão hòa của lớp
tường tế bào sợi. Dưới điều
kiện này cả cellulose và
hemicellulose vô định hình
được làm mềm ở 20oC.
Điểm chảy mềm của
lignin là thông số quan
trọng cho quá trình xử lý.
Khi tăng tần số tác dụng
31

32. của lực, điểm chảy mềm
của lignin tăng.
Nhiệt độ chảy mềm của
lignin liên quan đến cấu trúc
của lignin trong gỗ.
Gỗ là một nguyên liệu
đàn hồi nhớt, năng lượng
sẽ bị mất đi và chuyển
thành nhiệt năng trong quá
trình biến dạng, chính sự
sinh nhiệt này làm sinh ra
dòng hơi trong quá trình
nghiền.
Tại nhiệt độ cap hơn
năng lượng cần để biến
dạng gỗ cần thấp hơn.
Những biến dạng lớn
hơn ứng với nhiệt độ cao
hơn, sự mỏi của gỗ sẽ
nhanh hơn khi nhiệt độ cao.
32

33. Nước Lưu trữ gỗ Nước
Bơm Máy bóc vỏ gỗ Turbine
Nước Bể chứa Motor
phun
Áp lực cao
Máy mài Điện
năng
Áp lực thấp
Mương dẫn
QUI TRÌNH SẢN XUẤT
nguyên liệu Hoặc
BỘT CƠ
Áp lực cao
Sàng thô Máy nghiền
Áp lực cao Hoặc
Sàng tinh
Thải
Nguyên liệu hợp cách
Máy xeo ướt Cô đặc bột
Lưu trữ nước Lưu trữ huyền
Lưu trữ bột tấm
trắng phù bột
Nước trắng 33
Bể thu gom
nước Bột thu hồi

34. •SẢN XUẤT BỘT MÀI
•Nguyên lý:
Đưa gỗ vào trong quá
trình chịu tác động tuần
hoàn của ứng suất
Năng lượng cơ học
được hấp thu để phá vỡ
34

35. cấu trúc của nguyên liệu
ban đầu.
Sợi được tách ra, vấn
đề là cần kiểm tra được
hiện tượng sợi bị cắt và tính
mềm mại của sợi, điều này
phụ thuộc nhiệt độ và hàm
ẩm của gỗ.
•Đặc tính của bột mài
Độ bền thấp hơn so với
bột sulfit và sulfat.
Đặc tính hồi màu của
bột mài, phù hợp với giấy
báo, sách thô, catalog, máy
in ống đồng, tạp chí, giấy
vẽ thô, giấy lau, giấy đế
gián tường, carton đế và
các lọai giấy dán tường và
giấy bìa.
Bột mài có chi phí thấp,
chất lượng in ấn tốt, độ mờ
đục cao, khả năng thóat
nước tốt trên những máy
35

36. xeo chạy tốt độ cao, chất
lượng in ấn tốt vì độ khối
cao, độ phẵn nhẵng, tính
đàn hồi, khả năng hấp thu
mực in tốt.
Giấy có khuynh hướng
ít quăn hơn so với bột hóa
học.
Số lượng bột mài sử
dụng trong giấy báo khoảng
85%. Bột mài sử dụng trong
giấy in có thể tăng tử
30-85%.
Trong những loại giấy
khác chứa từ 10-100%,
khoảng 10-20% được pha
trộn với nguyên liệu bột hóa
học sợi dài sẽ gia tăng độ
bục của những loại giấy
nhẹ mà không giảm độ bền
xé, bột mài sẽ là chất độn
giữa những sợi dài của bột
hóa học.
36

37. Hàm lượng % của bột
mài cao sẽ làm giảm độ bền
của giấy.
Bột mài từ cây dương
sử dụng trong giấy báo
khoảng 15% và lên đến
50% trong những loại giấy
in mà không làm hỏng giấy.
Theo tác giả Sears nếu
sử dụng quá 10% bột mài
từ cây gỗ sồi thì sẽ giảm độ
bền của giấy in báo.
•QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
BỘT NGHIỀN
Phát triển gần 20 năm
37

38. nay.
Với phương pháp này
ngoài tác động của cơ học ,
sợi còn có tác động chổi
hóa sợi hay làm phát triển
sơ sợi.
Bột sinh ra có đặc tính
tốt hơn so với bột mài.
Các loại máy nghiền sử
dụng chủ yếu trong công
nghiệp là:
Sử dụng máy nghiền
đĩa
Máy nghiền côn tốc độ
cao.
Nồng độ của quá trình
phân hủy dăm thành sợi ở
giai đoạn đầu, thường nồng
độ khoảng 20-40%.
•BỘT NHIỆT CƠ (TMP)
Tính năng cơ lý của bột
nghiền có thể được cải
38

39. thiện (tăng độ bền xé cho
giấy báo và giấy bìa) bằng
cách :
(1): Cho gỗ trước khi
nàp vào máy nghiền đi qua
công đoạn tiền xử lý với hơi
nước bão hòa ở nhiệt độ >
1000C trong khoảng 5-10
giờ ở áp suất cao hơn áp
suất của hơi nước bão hòa
ở cùng nhiệt độ.
Khả năng hòa tan các
acid hữu cơ khi gỗ xử lý
theo cách này và ở đây có
sự giảm cấp polymer của
cellulose,
Ảnh hưởng chủ yếu là
sự làm mềm hoặc một phần
ảnh hưởng của dung môi
trên lignin trong gỗ dẫn đến
gỗ sẽ dễ dàng tách ra thành
sợi.
39

40. Kết quả là bột có độ tự
do cao hơn và độ bền cao
hơn và cứng hơn so với bột
gỗ mài.
•NHƯỢC ĐIỂM
Bột có màu thẫm hơn
do đó chỉ áp dụng có giới
hạn cho giấy bìa và những
loại giấy bìa có màu nâu giá
trị thấp.
Khi dùng gỗ mềm, tổng
năng lượng tiêu thụ thấp
hơn.
Ở nhiệt độ cao và áp
suất cao, gỗ có thể hòa tan
khoảng 12% đối với gỗ
thông đến 17% với gỗ vân
sam.
Hơi nước sử dụng phù
hợp tốt với gỗ cứng hơn gỗ
mềm, bởi vì không có hiện
40

41. tượng hồi màu như gỗ
mềm.
Một sự thuận lợi khi sử
dụng hơi nước là xử lý
được nhựa cây.
Sự gia tăng mức độ xử
lý do thời gian và nhiệt độ
kéo dài do đó gia tăng độ
bền, giảm hiệu suất, và
màu bột sáng hơn, năng
lượng sử dụng có thể gia
tăng không đáng kể.
•BỘT HÓA-NHIỆT CƠ
(CTMP)
Bột hóa nhiệt cơ là bột
cải tiến được độ bền và
chiều dài sợi cuả bột mài
bằng cách tiền xử lý gỗ với
hóa chất.
Có hai phương pháp để
tiền xử lý gỗ:
(1): Xử lý gỗ cùng một lần
41

42. với quá trình mài bột
bằng hóa chất.
(2): Tiền xử lý gỗ tròn ở
nhiệt độ và áp suất cao
trước khi mài bột. Xử lý
này ít có hiệu quả mặt dù
cả Na2CO3 và NaHSO3
được xử dụng trong
phương pháp này.
Sodium carbonat đã
được báo cáo là làm gia
tăng sản phẩm và giảm
tổng nguồn năng lượng tiêu
hao 3,
Sau đó NaHSO3 được
tưới vào máy mài để giảm
năng lượng tiêu tốn và gia
tăng độ rực sáng của sản
phẩm.
Mức dùng NaHSO3 là
0,8% trên trọng lượng của
3
W. Brecht and H. Weiss, Papier, Das,11, 82-89 (1990).
42

43. bột đã được sang chọn.
Năng lượng tiêu tốn đã
giảm khoảng 9% và độ rực
sáng tăng lên 2,5 độ.4
•Phương pháp tiền xử lý gỗ
tròn:
Khó khăn khi áp dụng vì
sự lý hầu như tiến hành
trên gỗ mềm, vì nó không
phù hợp cho kiểu tiền xử lý.
• Qui trình xử lý Hall:
Tiền xử lý gỗ sử dụng
dung dịch kiềm: NaOH,
NaHCO3, NaHSO3, Na2CO3,
nhưng dung dịch kiềm là
nguyên nhân làm thẫm màu
của gỗ và bột sẽ không phù
hợp cho sản xuất giấy
trắng.
Tiền xử lý gỗ trong
4
J. A. Cochrane, Paper Trade J., 142, No. 19, 30-38 (Apr. 23, 1992).
43

44. nồng độ NaOH trung bình ở
nhiệt độ 190-210oF, phù
hợp cho làm bột để sản
xuất bìa mà vấn đề màu
không chú trọng lắm.5
−Qui trình xử lý:
•Xử lý Lougheed6:
Gỗ tròn được tiền xử lý
trong nồi hấp với một dung
dịch gồm NaHSO3 và
NaHCO3 theo tỷ lệ 7:1 ở
nhiệt độ 115-125oC trong
thời gian 2,5-4,5 giờ, P =
40-60 p.s.i, cao hơn áp suất
hơi nước bão hòa, sử dụng
7 lb/ ton gỗ, pH cuối của
dung dịch là 7,2 -7,4.
•Qui trình xử lý của Forest
Productions Laboratory:
5
P.V. Deveer, Paper Trade J., 140, No. 38, 36-43 (Sept. 23, 1957).
6
E. H. Lougheed, Pulp Paper Mag. Can., 46, No. 3, 165-175, Sixth War- time Issue (1945).
44

45.  Qui trình xử lý 4 giai
đoạn cho vấn đề tiền xử lý
gỗ cứng bằng dung dịch
sulfit trung tính trước khi
mài:
Trong xử lý này gỗ
được nhúng ngập trong
dung dịch nồng độ 60g/l
của NaHSO3 và 20g/l của
NaHCO3 sau đó đưa vào:
-(1): Giữ trong chân
không 30 phút.
-(2): Nâng nhiệt độ đến
250oF, ở P = 140 p.s.i trong
30 phút.
-(3): Giữc tiếp tục trong
chân không 30 phút
-(4): Nâng nhiệt độ đến
250oF, ở P = 140 p.s.i trong
45

46. 30 phút.
Áp suất làm cho dung dịch
hóa chất thấm vào và gỗ
được mềm ra trong thời
gian 2h.
SẢN XUẤT SỢI NGUYÊN
GỖ (WHOLE WOOD
FIBER MANUFACTURE)
Định nghĩa : Sản xuất
sợi nguyên gỗ được định
nghĩa là khử gỗ thành trạng
thái sợi mà không dùng
đến hóa chất, do đó mà sản
phẩm cuối cùng có thành
phần gần như gỗ ban đầu
và hiệu tương đương
100%.
Bột mài là bột chủ yếu
để sản xuất sợi nguyên gỗ.
46

47. Những sản phẩm sợi
nguyên gỗ sẽ được đề cấp
dưới đây.
Bột nguyên gỗ thì được
sử dụng để làm hai kiểu bìa
chủ yếu sau:
-(1) : Bìa cách điện
-(2) : Ván dăm
Cả hai loại bì này được
làm từ sự đan kết của sợi
trên máy xeo dài (fourdrinier
machine), nhưng những xử
lý cuối cùng thì khác nhau
cho mỗi trường hợp.
•Ván dăm
Ván dăm là dạng từ
dăm gỗ hơn là sợi.
Chúng liên kết với nhau
bằng nhựa tổng hợp, dưới
điều kiện nhiệt độ áp suất
tạo thành dạng bìa.
Trong kiểu xử lý này
dăm được làm vụn, sấy
47

48. khô, phối trộn với sáp và
nhựa (resin), rồi được phun
bằng một đầu phun đến 1
bảng phẳng tạo thành bề
dày mong muốn, và cắt
tấm, sau đó ép lạnh, và tiếp
tục ép trong điều kiện nhiệt
độ và áp suất.
• XỬ LÝ CHUNG CHO BÌA
SỢI NGUYÊN GỖ
Sợi nguyên gỗ thì
thuờng không xử lý gỗ
tươi , gỗ xử lý với hơi hoặc
nước nóng.
Hơi sẽ làm mềm gỗ, yếu
liên kết sợi-sợi và sản
phẩm gỗ sẽ chứa một ít sợi
cắt ngắn. Điều này sẽ làm
giảm nguồn năng lượng
tiêu thụ cho đánh tơi sợi.
Màu thấp hơn và hiệu
suất bột sẽ phụ thuộc vào
48

49. nhiệt độ của hơi nước sử
dụng.
Số luợng hơi sử dụng
phụ thuộc vào loài và đặc
tính của sản phẩm.
Với gỗ vân sam, dương,
cây bạch dương, một số
loại thông và một vài loại gỗ
có thể đánh tơi ở dạng tươi
và xử lý bằng nước xà
phòng và không có giai
đoạn tiền xử lý nào khác.
Một số loại gỗ khác
như: gỗ thông hoa cờ,
thông lá ngắn và một số loài
thông vàng yêu cầu phải có
giai đoạn tiền lý bằng hơi
nước trước, hoặc nấu bán
hóa trong điều kiện kiềm
trung bình.
Một số loài gỗ cứng như
cây bu-lô, gum bắt buộc
49

50. phải xử lý nấu bán hóa
(semichemical).
Tổng quát thì gỗ cứng
thì phải xử lý bằng hơi
nước hơn là gỗ mềm.
Sản phẩm bột do xử lý
gỗ nguyên sợi không thích
hợp cho làm giấy, nhưng
thích hợp cho: giấy dán
tường, vật liệu cách điện,
giấy tẩm nhựa đường, bìa
carton cứng, giấy gợn sóng.
Bột này làm vật liệu
cách điện rất tốt bởi vì
chúng chống lại nhiệt rất
cao, chất lượng về độ xốp
tốt, độ cứng cao, khó thấm
nước và các đặc tính khác
7
.
2.5.1.Bìa cách điện
+Bìa cách điện là một sản
phẩm chủ yếu làm từ sợi
7
C. C. Heritage and T. C. Duwall, Southern Pulp Paper Mfr., 11, No. 9, 50, 52-54, 56 (Sept . 15,
1970).
50

51. nguyên gỗ, mặt dù nó được
làm từ những sợi khác nhu
là bột mài thô. Bìa cách
điện được sản xuất từ
những máy xeo tròn đặc
biệt hoặc xeo dài.
+Dạng Máy xeo này có một
bể đơn đường kính khoảng
14 ft, sử dụng nguyên liệu
dễ thóat nước như là bột gỗ
mài. Tốc độ máy xeo
khoảng 22-40 f.p.m. Sau đó
được ép ướt ở phân đoạn
ép, bìa được cắt thành tấm
rộng 8-12 ft dài 8-24 ft và tự
động đưa đến lô sấy, sấy
bằng hơi nước ở P=
250-450 p.s.i, hoặc sấy
nhiệt trực tiếp bằng gas
hoặc dầu. Nhiệt độ trong
khu vực cuối cùng thường
duy trì ở 360oF.
+Bột mài là bột sử dụng chủ
51

52. yếu cho làm bìa cách điện.
Bìa cách điện thì cũng
được làm từ những loại bột
khác từ bã mía, mãnh sợi
đay, rễ cây cam thảo.
•BÌA CỨNG
Bìa cứng là bìa đặc biệt
được làm từ bìa sợi nguyên
gỗ bằng quá trình ép ướt,
của những tấm còn thô của
sợi gỗ.
Giống như bìa cách
điện (nhưng không giống
dăm ép), nó là dạng liên kết
tự nhiên sợi-sợi, nhưng
thường phối trộn thêm resin
khoảng 1,5% so với trọng
lượng sợi.
Sản phẩm bìa cứng
thường được làm trên mạt
cưa từ gỗ, mạt cưa từ
những tấm giấy cắt, lớp áo
của lõi giấy và những
52

53. nguyên liệu đồng dạng.
Gỗ được đánh tơi thành
sợi hoặc những nguyên liệu
khác nghiền thành bột rồi
hình thành dạng tấm hoặc
xử lý ướt hoặc xử lý khô.
Xử lý này rất đơn giản
để sử dụng làm giấy cách
điện.
Ngoại trừ nhựa nhiệt
rắn phenolic và nhũ tương
sáp được sử dụng để tạo
kết tủa trong khâu chuẩn bị
bột. Sau đó bề mặt tờ giấy
được tráng với một hỗn hợp
của resin và sáp và
aluminum stearate.8
Vấn đề làm khô hoặc xử
lý bán khô có thể được tiến
hành.
Trong phương án xử lý
bán khô, gỗ được nấu trong
8
O. w. Frost and G.E. Tower, U. S. Pat. 2.680.995 (July 15, 1954).
53

54. nối nấu, sau đó thực hiện
nghiền tinh bằng máy
nghiền đĩa và xử lý với
lượng nhỏ của resin.
Sợi được băng tải
chuyển đến một cylon và rồi
được một máy lọc sợi kiểu
băng chuyền cho ra dạng
tấm thô dày 6-8 in.
Quá trình ép khoảng
50% và cuối cùng ép thành
dạng bìa dày.
Khi xử lý ướt, bột có độ
thóat nước cao, giảm xu
hướng hỏng bìa trong điều
kiện nhiệt độ áp suất cao
trong khi ép. Ép 3 trạng thái
được áp dụng: ép chập các
lớp giấy khởi đầu, thóat ép
cho phép rời khỏi hơi và
cuối cùng ép duy trì đến khi
bìa khô.
Ép cuối cùng P = 700
54

55. -800 p.s.i. Thành phần hơi
nước còn lại trong bìa trong
giai đoạn ép cuối là quan
trọng. Thành phần hơi
nước cao sẽ làm giấy bị
rộp, ít hơi nước thì tỷ trọng
bìa sẽ giảm. Sự gia tăng áp
lực ép, trong giai đoạn ép
đầu, sẽ làm gia tăng tỷ
trọng của bìa trong giai
đoạn cuối. Sự gia tăng nhiệt
độ, sẽ giảm thời gian ép và
cũng sẽ gia tăng modun nứt
của bìa khoảng 50 % khi
nhiệt độ tăng từ 300oF –
460oC9.
−Bìa cứng sử dụng trong
xây dựng và tủ đựng đồ,
các vật dụng tuơng tự.
9
H. Wilcox, Tappi, 36, No. 2, 89-94 (Feb., 1953).
55

56. •BỘT BÁN HÓA
(SEMICHEMICAL)
•Khái niệm bột bán hóa
Bột bán hóa là bột bột
thu được từ xử lý hai trạng
thái yêu cầu hóa chất tiền
xử lý dăm mãnh gỗ đã đạt
được độ mềm và tách một
56

57. phần liên kết lignin
cellulose, tiếp theo là xử lý
cơ học để hoàn thành việc
tách sợi.
Phương pháp này do
phòng thí nghiệm những
sản phẩm từ rừng ở Mỹ tìm
ra năm 1926, bao gồm ba
trạng thái xử lý:
-(1): Thấm ép những
mãnh gỗ với dịch nấu
-(2): Nghiền nguyên liệu
với hóa chất, hầu như trung
tính và duy trì môi trường
trung tính trong suốt quá
trình nấu
-(3): Xử lý cơ học những
mãnh gỗ mềm đến trạng
thái sợi10
Hiệu suất bột thường từ
65-90% và khoảng 70-80%
10
Public Patents, U. S Pat.1.859.845; 1.859.846; 1.859.847 (May 24, 1932)
57

58. cho những loại bột không
tẩy.
Đối tượng áp dụng chủ
yếu cho gỗ cứng.
Bột bán hóa đã phát
triển hơn, hiệu quả về thiết
bị nghiền thay thế những
máy nghiền búa bằng máy
nghiền côn, nghiền Clafin.
Xử lý này mang tính
kinh tế cao, hiệu suất bột
cao, hóa chất tiêu hao thấp.
Hiệu suất khoảng 40%
hoặc cao hơn, vi có khoảng
25-50% lignin được tách ra
và 30-40% cuả
hemicellulose trong gỗ tách
ra, so sánh với 90-98% của
lignin và 60-80% của
hemicellulose trong bột hóa
học được tách ra.
•Hiệu quả của bột bán hóa
58

59. Việc tẩy bột bán hóa
cho sản phẩm bột có thành
phần lignhin thấp, và thành
phần hemicellulose cao
khác thường.
Tẩy bột thì không như
bột hóa học, sự khác nhau
chính là quá trình làm sạch
chủ yếu là ở quá trình tẩy
hơn là quá trình nấu.
Bởi vì hành động nấu
và tẩy là sự chọn lựa trực
tiếp trên lignin, tẩy gỗ cứng
sản phẩm có hiệu suất
60%, so sánh với bột nấu
hóa học có hiệu suất
45-50%.
Ví dụ: 1,3 cord của gỗ
cứng, tẩy bột thu được 1
tấn bột tẩy, sử dụng xử lý
bản hóa, so sánh với 2 cord
của gỗ thông cho ra 1 tấn
59

60. bột tẩy xử lý theo phương
pháp sulfat.
Xử lý bán hóa rất phù
hợp với các loài gỗ cứng,
không thích hợp cho bột
của các loài gỗ mềm của
thông, vân sam và các loài
gỗ đồng dạng với các loài
gõ mềm.
Bột bán hóa bền hơn
bột từ nấu hóa học khi sử
dụng những loài gỗ cứng.
•HÓA CHẤT Sử DỤNG
TRONG NấU BÁN HÓA
Những chương trình
công việc thông thường
trong nấu bán hóa là cắt
mảnh gỗ và nấu với hóa
chất theo phương pháp liên
tục hoặc gián đoạn.
Một vài loại bột hóa học
thông thường, xử lý nấu có
60

61. thể nấu phương pháp nấu
bột bán hóa do vấn đề giảm
tỷ lệ hóa chất so với gỗ,
thời gian nấu, nhiệt độ nấu.
Có ba xử lý chính được
ghi nhận chung như là xứ lý
bán hóa.
-(1): Xử lý sulfite trung
tính được gọi là xủ lý
NSSC.
-(2): Xử lý bằng soda
lạnh
-(3): Xử lý kraft
•XỬ LÝ SULFIT TRUNG
TÍNH (NSSC)
Xử lý này áp dụng rộng
rãi cho làm bột bán hóa,
Na2SO3 là tác chất đầu tiên
do Cross (1880.
Tác chất thõa mãn cho
xử lý bán hóa là Na2SO3
chứa dung dịch đệm hiệu
quả là giữ pH= 7 trong suốt
61

62. thời gian nấu, từ đó tên”
sulfit trung tính” (“neutral
sulfite”) dùng để diễn tả
khái niệm này.
Dung dịch đệm sử dụng
để kiểm sóat sự ăn mòn
của thiết bị và gia tăng hiệu
suất bột.11
Tỷ số sulfit:dung dịch
đệm là rất khái niệm quan
trọng nhưng nồng độ của
ion bisulfit là khái niệm
quan trọng hơn.
Đầu tiên Na2SO3:
NaHCO3 = 4:1, áp dụng cho
bột không tẩy.
Tỷ số cao hơn, 7:1 áp
dụng cho bột tẩy.
Độ trắng của bột được
cải thiện khi pH kết thúc
quá trình nấu 7,2-7,5.
Na2CO3 được xem là
11
E. L. Keller and J. N. McGovern, Tappi, 32, No. 9, 400-405 (Sept., 1949).
62

63. dung dịch đệm vì khả năng
đệm của mạnh khi kết thúc
nấu, và không làm cho màu
bột sẫm lại như NaOH.
Dịch nấu sulfit trung tính
thì liên quan đặc biệt đến
lignin, và khẳng địng lignin
là vật chất được tách ra ở
nhiệt độ 170oC .
Bột hiệu suất 80% từ
cây dương sẽ tách khoảng
31% của hemicellulose hòa
tan , 5% của tổng
hemicelllulose và 50% của
lignin. Bột chứa khoảng
19% lignin. Khi nhiệt độ
vượt quá 180oC, phản ứng
ít chọn lọc theo hướng tác
lignin và lignin còn lại trong
bột ít thích hợp cho tác chẩt
tẩy.
Điều kiện nấu bán hóa
cũng thay đổi khi làm bột
63

64. chất lượng cao, hoặc bột
thô.
Ví dụ: Trong một loại bột
cho giấy bìa gợn sóng thì
bột được làm bởi hỗn hợp
của gỗ cứng và một lượng
nhỏ của gỗ mềm trong dịch
nấu sulfit trung tính , sử
dụng tỷ lệ hóa chất: 7:1,
13% hóa chất so với gỗ,
thời gian nấu 4,5 giờ, và P=
100-120 p.s.i, hiệu suất bột
80-90% so với trọng lượng
gỗ ban đầu.
Một sự xử lý thích hợp
cho giấy bìa gợn sóng từ gỗ
cứng ở New England được
mô tả bên dưới, tỷ lệ hóa
chất: Na2SO3:Na2CO3 = 5:1;
nồng độ dịch nấu tính theo
Na2CO3 là 35g/l; số lượng
hóa chất tính theo gỗ laqf
64

65. 14%, nhiệt độ 170oC, P=
100 p.s.i, thời gian 2-3 giờ,
hiệu suất 70%
Bột bán hóa tẩy được
sản xuất từ gỗ bóc vỏ sử
dụng tỷ lệ hóa chất cao
hơn, nhiệt độ thấp hơn và
áp lực, thời gian nấu kéo
dài hơn.
Xử lý bán hóa do phòng
thí nghiệm các sản phẩm về
rừng bao gồm 4 công đoạn
sau
-(1): Xử lý hơi nước các
mãnh gỗ trong thời gian 0,5
giờ, ở P khí quyển.
-(2): Đưa dịch nấu vào
nguyên liệu ở T=
120-125oC, thời gian 1 giờ,
P=100 p.s.i.
-(3): Tách lượng thừa của
dịch nấu đưa đến bể thu hồi
tái sử dụng cho nấu.
65

66. -(4): Nấu ở nhiệt độ
140-160oC trong 1-6 giờ.
Xử lý này chấp nhận nhiệt
độ cao hơn từ 170-175oC.
thermomechanical pulp
Hóa chất nấu
-NaOH + Na2S (qui về 4-7
Na2O), % gỗ
Nhiệt độ nấu, oC 160-185
Thời gian nấu, giờ 0,3-2
•XỬ LÝ BẰNG KIỀM LẠNH (COLD SODA PROCESS)
Xử lý soda lạnh là xử lý bột bán hóa.
Nó được sử dụng để làm bột thô cho sản xuất bìa
gợn sóng và những loại bột tinh hơn cho sản xuất giấy
in, nguyên liệu sử dụng là gỗ cứng.
Xử lý này được xem là bột mài từ xử lý dăm mảnh,
đây là vấn đề rất đáng quan tâm bởi vì bột có thể thích
hợp cho nhiều loại giấy từ bột mài thông thường.
Sự xử lý này áp dụng cho gỗ cứng có tỷ trọng cao
mà bột mài không đáp ứng được.
Xử lý soda bao gồm việc xử lý những dăm mảnh
với NaOH và những mạnh sợi mềm bằng nghiền đĩa.
66

67.  Xử lý soda thường làm trong một bể kiềm, thóat
nước dịch kiềm trước khi tạo sợi, nhưng xử lý này có
thể tiếp tục tuần hoàn điều kiện kiềm để đi đến tách
sợi. Xử lý này đặc biệt không tách được lignin như xử
lý NSSC.
•Điều kiện cho 1 mẻ xử lý:
Ngâm tẩm từ 1-2 giờ ở áp suất khí quyển, hoặc
20-30 phút khi sử dụng ép thủy lực.
Sử dụng 135 lb NaOH cho những lọai giấy in báo,
235 lb NaOH cho giấy gợn sóng cho 1 tấn nguyên liệu
khô gió.
Theo hai tác giả Snyder vaf Premo12 mô tả những
bước cơ bản trong một bể xử lý kiềm lạnh bao gồm:
-(1): Thấm đẫm những mãnh gỗ cứng có kích thước
3/8 in ở áp lực P= 150 p.s.i với dung dịch NaOH 2,5%
trong 20 phút.
-(2): Tách dung dịch không hấp thụ vào sợi để tái sử
dụng
-(3): Lưu giữ dăm mãnh trong thùng chứa trong 40
phút.
12
K. L . Snyder and R.A. Premo, Tappi, 40, No.11, 901-904 (Nov., 1957).
67

68. -(4): Ép bằng vít xoắn trong vòng đến nồng độ chất
rắn khoảng 60%.
-(5): Nghiền đĩa 2 giai đoạn ở nồng độ 12-15% và
8% .
-(6): Sàng, làm sạch và cuối cùng là nghiền tinh
bằng nghiền đĩa để đạt được độ bền.
Dăm mãnh hấp thụ hóa chất ở nồng độ NaOH
2,5-4%. Nhiệt độ tối ưu là 25oC, nhiệt độ cao hơn làm
cho sản phảm bột có màu thẫm.
Năng lượng yêu cầu là 21 hp-day/ton ở giai đoạn 1
và 23 hp ở giai đoạn 2.
Hiệu suất bột là 80% phù hợp cho những loại bột
thông thường bằng quá trình xà phòng hóa các dăm
mãnh trong NaOH 40g/l và 0,05% chất hoạt động bề
mặt trong 10 phút, ở 40oC, tiếp theo là quá trình ép bột
bằng thiết bị ép vít xoắn.
Sự thấm ướt kiềm trong xử lý kiềm lạnh là một vấn
đề với gỗ cứng dày.
Trong xử lý truyền thống, phương pháp xà phòng
hoặc ngâm thường được áp dụng, các mãnh gỗ thấm
ướt bên ngoài nhưng bên trong chưa được thấm ướt.
68

69. Phương pháp ngấm áp lực có thể sử dụng trong
điều kiện P=150 p.s.i từ 20-30 phút để hoàn thành sự
thấm ướt.
Thành phần hơi nước và không khí trong dăm
mãnh thấp, sự thấm ướt diễn ra tốt.
Kích thước dăm mãnh giảm trước khi xử lý cải tiến
sự thấm ướt, nhưng xu hướng giảm độ bền bột. Dăm
mãnh được ép và phân hủy trong sự có mặt của
NaOH trong những lô nghiền để cải tiến sự thấm ướt.
Hiệu suất bột trong xử lý kiềm lạnh thay đổi từ 87%
cho bột giấy gợn sóng, 85-92% cho giấy in.
Xử lý này kinh tế hơn so với xử lý bột mài, chi phí
hóa chất và nguồn năng lượng thấp hơn trong vấn đề
nghiền tạo sợi.
Năng lượng yêu cầu 20-25 hp-day/ton nguyên liệu
khô gió cho bột làm giấy gợn sóng, 35-40 hp-day/ton
cho bột làn giấy in.
Dung dịch NaOH sử dụng cho sự thấm ướt có thể
tái sử dụng. Điều này có thể giảm độ trắn từ 2-5 điểm
sau 15-20 lần tái sử dụng.
•ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA XỬ LÝ BỘT KIỀM LẠNH
•
69

70. Bột kiềm lạnh chất lượng cao làm từ gỗ cứng có
độ chịu kéo cao, tương đương với bột mài từ cây vân
sam và cao hơn cho bột mài từ gỗ thông.
Khả năng thóat nước nói chung là cao hơn và
không như bột mài, bột có khả năng tạo tăng độ bền
trong qúa trình nghiền.
Độ trắng thấp, có màu vàng cứng sau khi tẩy một
giai đoạn.
Độ mờ đục thấp hơn bột mài.
Bột không tẩy trắng có độ trắng 40-45, với bột tẩy
trắng bằng 10% clorin, lượng bột hao phí sau tẩy trắng
2-10%.
Tẩy trắng hiệu quả thường sử dụng là xử lý kết
hợp của H2O2 và NaClO.
•ĐẶC TÍNH CỦA BỘT BÁN HÓA
Bột bán hóa thích hợp cho những loại gỗ cứng.
Không thích hợp tốt cho những loại gỗ mềm.
Một vấn đề không thuận lợi với gỗ mềm là do
lượng hóa chất sử dụng cao. Ví dụ bột từ cây thông
hoa cờ bằng phương pháp xử lý sulfit trung tính
khoảng 45% hóa chất (Na2O) cao hơn so với xủ lý
sulfat.
70

71. Năng lượng sử dụng trong quá trình nghiền tinh
cao hơn so với gỗ cứng.
Bột gỗ mềm xử lý bán hóa có thành phần lignin
cao hơn, độ bền thấp, so với gỗ mềm xử lý bằng
phương pháp khác.
Bột gỗ cứng xử lý bán hóa độ bền cao hơn bột hóa
sulfat và sulfat của gỗ cứng.13
Điều này được minh họa trong bảng 1.7, bột bán
hóa từ cây dương so sánh độ bền với bột từ cây
dương sản xuất theo phương pháp hóa hoàn toàn (full
chemical: sulfat, kiềm, và xử lý sulfat). So sánh với bột
sulfit từ cây vân sam, theo tác giả Chidester đã công
bố độ bền kéo 0,8-0,9 point/pound/ream14(kích thước
ram giấy 25x40, 500 tờ ) với bột từ bu lô, dương và
cotton ở hiệu suất 70-80%. Độ bền bục khoảng
70-80% giá trị cho bột sulfit từ cây vân sam.
Sự kháng lại độ chịu xé của bột bán hóa không tẩy
khoảng 90-120% của bột từ cây vân sam phương
pháp sulfit, độ bền chịu gấp khoảng 10-50%. Những
loại bột bán hóa tẩy tắng độ bền cao hơn, và tẩy hoàn
toàn có độ bền cao hơn.
Phương pháp bột Độ chịu Độ chịu xé
13
G. H. Chidester, Paper Trade J., 129, No.21, 451-456 (Nov. 17, 1983).
14
Đơn vị đo độ chịu bục (points per pound): Tỷ số giữa lực chịu bục : định lượng tờ giấy (pound).
71

72. bục
Bán hóa trung tính, tẩy 110 105
trắng
Bán hóa trung tính, 80 85
không tẩy
Sulfat, không tẩy trắng 90 75
Sulfat, tẩy trắng 80 90
Kiềm, không tẩy trắng 65 75
Kiềm, tẩy trắng 50 60
Sulfit, không tẩy trắng
Bảng 1.6:So sánh độ bền của bột từ cây dương sản xuất
theo các phương pháp xử lý khác nhau
Nói chung cả hai loại gỗ cứng tỷ trọng thấp, thành
phần lignin thấp ( cây dương) và gỗ cứng tỷ trọng cao,
thành phần lignin ở mức trung bình (cây bulô) sản xuất
bột có độ bền cao, gỗ cứng tỷ trọng cao, thành phần
lignin cao (gỗ sồi) sản xuất bột có độ chịu bục thấp, độ
chịu xé cao và thành phần lignin cao.
Hầu hết những loại sử dụng rộng rãi ở Bắc Mỹ là
gỗ dương, bulô, sồi, thích (Canada). Gỗ dương và
bullô sản xuất bột có màu đẹp và bền. Ở Nam Mỹ
thường sử dụng những loại cây gum, sồi, cây hạt dẻ.
Xử lý bán hóa có thể áp dụng cho bột của sự pha
trộn gỗ nhiệt đới, nhưng nhiều loại gỗ nhiệt đới thì
không phù hợp cho bột bán hóa vì thành phần lignin
cao.
72

73. Giấy sản xuất từ bột gỗ cứng xử lý bán hóa có độ
bền ướt thấp, nhưng độ bền khô thì cao hơn.
Độ bền rất thấp khi hiệu suất lớn hơn 80%, nhưng
gia tăng khi hiệu suất khoảng 65%.
Trong trường hợp bột thô cho sản xuất giấy gợn
sóng, giấy bao gói thô, lớp mặt của giấy gợn sóng, bìa
cứng, bìa cách điện, và giấy để gia công giấy nhựa
đuờng để lợp nhà, hầu như là sự kết hợp của hiệu
suất cao và độ bền thích hợp, hiệu suất bột từ
70-80%.
Bột để sản xuất những loại giấy cao cấp hơn
(sách, giấy chất lượng cao dùng để in trái phiếu ngân
hàng, giấy bóng mờ, giấy viết, giấy sáp, giấy vệ sinh)
thì bột phải có hiệu suất thấp. Ví dụ: hiệu suất kiểu gỗ
cây dương dùng làm bột để in sách thì hiệu suất
khoảng 70-74% đối với bột không tẩy, 62-64% đối với
bột tẩy.
Hiệu suất bột thay đổi theo loại gỗ, gỗ sồi có sự
tiêu hao khoảng 10% hiệu suất, nhỏ hơn khi so sánh
với bột gỗ từ cây dương khi tẩy trắng.
Độ trắng của bột NSSC không tẩy cao khoảng
40-50oC GE 15
. Bột này dễ tẩy hơn bột kraft từ gỗ
mềm.
15
GE: General electric test instrucment (Mỹ).
73

74. Những loại bột thường sau khi nấu lignin còn lại
khoảng 10%. Tẩy nhiều giai đoạn bột bán hóa với clo -
rin thường hiệu quả cao hơn sơ với những loại bột
khác.
Bột bán hóa đã sử dụng thành công để thay thế
một số lượng lớn bột hóa học từ gỗ thông trong phạm
vi nhiều loại giấy. Số lượng lớn nhất là sử dụng làm
giấy bìa gợn sóng. Bôt có khuynh hướng cứng, nhưng
thành phần lignin ở mức phù hợp làm giấy gợn sóng.
Khi sử dụng 100% bột bán hóa để sản xuất giấy
có độ bục cao, giấy có xu hướng cứng và phát ra tiếng
kêu lách tách chính nhờ thành phần hemicellulose
cao, nhưng độ chịu xé và độ chịu gấp thấp bởi vì do
đặc tính háo nước nhanh của bột.
Do đặc tính nghiền nhanh của bột, chỉ thích hợp tốt
cho sử dụng làm giấy chống lại dầu mỡ và giấy in trái
phiếu ngân hàng.
Chúng không sử dụng phù hợp cho làm giấy vệ
sinh mềm, giấy biểu đồ, giấy lau, giấy bóng mờ.
Do đó nó được phối trộn với các bột khác, cho
phép sử dụng với tỷ lệ lớn của bột bán hóa để làn giấy
cho in sách mà không làm giảm đi đặc tính không thấu
quang của tờ giấy.
74

75. Bột NSSC tẩy trắng là bột sản xuất giấy in chất
lượng rất cao trong vấn đề độ bền, tỷ trọng thấp và sự
hình thành tờ giấy rất tốt.
•BỘT TỪ NHỮNG LOẠI GIẤY CŨ (PULPING OLD
PAPERS)
Có 2 phương pháp thông thường trong đó giấy
được tái sử dụng:
-(1): Bột được nghiền thành sợi bằng phương pháo
cơ học dùng cho sản xuất bìa nhiều lớp.
-(2): Khử mực, bột trắng cho sản xuất giấy trắng.
−Bột từ giấy cũ để làm bìa thì không sử lý hóa chất.
Phương pháp khử mục thì kết hợp xử lý hóa chất và
xử lý cơ khí.
•BỘT GIẤY THẢI LOẠI XỬ LÝ CƠ HỌC
Bột từ giấy thải loại chiếm số lượng lớn trong
ngành công nghiệp giấy hơn 90% giấy thải loại thu hồi
cho sử dụng bằng phương pháp này.
Giấy in báo cũ, giấy bao gói, giấy hộp, và các loại
giấy hỗn hợp khác thì được đánh tơi cơ học ở nhiệt độ
cao trong một bể nghiền lớn gọi là đánh tơi cắt ngắn
hoặc sử dụng phương pháp ly tâm đặc biệt gọi là
75

76. nghiền thủy lực, cho đến khi giấy thải loại đạt đến
trạng thái sơ sợi mịn.
Nguyên liệu sợi sử dụng trực tiếp trong sản xuất
bìa sau khi nghiền bột giấy.
Giấy thải loại làm bột được sản xuất trên một máy
xeo tròn, thường có 7 lô, ở đó giấy được hình thành
độ dày mong muốn.
Có nhiều kiểu máy xeo tròn khác nhau. Hầu hết
những loại sản phẩm sản xuất dựa vào sự sử dụng
nguyên liệu giấy thải loại trong các lớp sợi.
Nói chung không hoàn toàn là nguyên liệu bột gỗ.
Một loại tiêu biểu là carton nhiều lớp, gồm có lớp
ngoài (lớp mặt) là bột kraft hoặc giấy kraft tái sinh và
lớp độn (lớp đế) được làm bằng giấy thải loại.
Hệ thống lớp mặt có thể bao gồm nghiền hoặc máy
làm bột ly tâm (thủy lực) cho bột kraft ở dạng tấm, một
số nghiền côn hoặc nghiền tốc độ cao để nghiền
nguyên liệu, và một số sang để làm sạch.
Hệ thống lớp đế thì phức tạp hơn. Nó bắt đầu bằng
với một máy nghiền hoặc máy làm bột theo nguyên lý
ly tâm (thủy lực) đường kính khoảng 20 ft.
76

77. Những kiện giấy thải loại được nạp vào máy
nghiền thủy lực nhờ băng tải và bột có nồng độ
khoảng 2,5%.
Nguyên liệu hợp cách đi qua lỗ sàng của nghiền
thủy lực, kích thước lỗ sàng đường kính 3/8 in xuống
đáy của thiết bị.
Nguyên liệu bột được đưa đi sàng.
Những chất bẩn nhẹ như là cao su, dải băng keo,
bột thô, giấy bóng kính, được tách bằng sàng rung.
Sàng rung ly tâm thường sử dụng để tách chất bẩn
có kích thước nhỏ.
Việc tách chất bẩn từ giấy thải loại là vấn đề khó
khăn, điều may mắn là đã có những cải tiến trong công
nghệ sàn bột và đã thay thế những phương pháp tách
mới để tách chất bẩn.
•Giấy thải loại và giấy gợn sóng sẽ được:
-(1): Làm bột
-(2): Lọc bằng thiết bị lọc ly tâm ở nồng độ từ
1-1,25%
-(3): Sàng bột kiểu rung, với mặt sàng bằng những
tấm thép phẳng, lỗ sàng có đường kính 3/16 in.
-(4): Sàng rung ly tâm
-(5): Cô đặc bột đến nồng độ 3%
77

78. -(6): Nghiền côn và nghiền đĩa
-(7) Sàn trên sàng rung hai khe, khích thước 0,022 -
0,024 in và 0,012 in, nồng độ bột khoảng 1% hoặc sàn
áp lực có khoan lỗ 0,078 -0,094 in.
Sau khi sàng, nguyên liệu lớp đế được nghiền
trong nghiền côn hoặc nghiền đĩa tốc độ cao.
Độ bục cao nhất và độ bền kéo và độ cứng, cuối
cùng đạt đến độ tự do (khả năng thoát nước của sợi).
Bảng 1.7:Các loại bìa được sản xuất trên máy xeo tròn
•BỘT TỪ GIẤY CŨ KHỬ MỰC
(DEINK OLD PAPER)
Khử mực: trong quá trình sản xuất bột trắng từ
giấy thải loại phù hợp cho làm giấy sách, điều này cần
phải tách mực từ giấy thải loại. Sự xử lý này gọi là khử
mực.
Các loại giấy sử dụng trong phương pháp khử
mực.Có 3 loại giấy được ghi nhận:
-(1): Lề có bóng nhưng không in
-(2): Nguyên liệu sách đã in
-(3): Giấy thải loại hỗn hợp
Tên của các loại giấy đã được định nghĩa, nhưng
ngày nay viện nghiên cứu giấy thải loại đã phân ra 43
78

79. loại, nhưng khi trao đổi thương mại thì có 65 loại khác
nhau.
•Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng bột khử mực:
Chất lượng của bột khử mực phụ thuộc chủ yếu
vào loại của giấy thải loại sử dụng trong kế hoạch khử
mực, độ trắng, loại giấy, sự đồng đều của nguyên liệu
cho khử mực.
Hầu hết nguyên liệu cho khử mực có tráng màng,
lề giấy, giấy in hóa đơn, tạp chí, nguyên liệu hỗn hợp
chất lượng thấp, các loại giấy C , giấy sáp, giấy nhiễm
bẩn, giấy ru băng, giấy bền ướt.
Giấy thải loại cho khử mực, có chứa nhiều nguyên
liệu bột mài , sẽ khó khăn khi khử mực vì nó cho lại
màu vàng trong khi khử mực và không thể tẩy với
hypoclorit.
Giấy bền uớt là giấy khó có khả năng khử mực do
không tách sợi, nhiệt độ cao và pH thấp là yêu cầu cho
xử lý các loại giấy này.
Các loại giấy bền ướt thỉnh thoảng có thể nhận ra
bởi cao su non, nếu xảy ra sự xù long trên bề mặt giấy
khi thử với nước thì giấy đó không phải là giấy bền
ướt.
79

80. Giấy sáp, giấy tráng nhựa, tráng màng chống lại
sự thấm nước do đó không thể tách sợi.
Vấn đề khó khăn cho xử lý khử mực là những giấy
như kiểu cao su, nhựa nhiệt rắn. Một số giấy có tráng
nhựa , như hộp sữa, nguyên liệu giấy được tráng
polyvinyl acetate hoặc polyvinyl chlorite, các loại giấy
này có thê thu hồi bột bằng hơi nước ở nhiệt độ
140-150oC, với NaOH và chất hoạt động bề mặt, tiếp
theo tẩy với NaClO, sàng và sàng ly tâm.
Giấy sách tráng pigment chứa tinh bột như là chất
kết dính phù hợp cho khử mực.
Nhưng những loại giấy có tráng casein không hòa
tan đóng vai trò chất kết dính, phải được nâng lên
nhiệt độ cao 160oC, pH = 9-10.
Casein tráng màng là nguyên nhân gây khó khăn ,
do casein phân ly ra NH3 và CO2 trong suốt quá trình
nấu, đi đến tạo màng. Dạng màng này đặc biệt sẽ là
vấn đề khó khăn khi casein được nâng nhiệt độ trong
sự có mặt của CaCO3, có mặt trong pigment tráng trên
giấy.
Giấy tráng mũ cao su thì không là vấn đề khó khăn
nhiều.
•HÓA CHẤT SỬ DỤNG TRONG KHỬ MỰC
80

81. Hầu hết khử mực thì sử dụng với NaOH, nhưng
các chất tẩy bẩn và các tác nhân phân tán như xà
phòng, dầu sulfonat, đất sét, Na2SiO3 và các tác chất
hoạt động bề mặt sử dụng kết hợp với NaOH.
Ý nghĩa của một công thức khử mực sẽ bao gồm:
-(1): Kiềm sẽ xa phòng hóa mực in
-(2): Xà phòng, sẽ giúp thấm ướt những hạt pigment
của mực in
-(3): Tác chất tẩy bẩn sẽ giúp thấm ướt các hạt
pigment trong mực in
-(4): Tác nhân phân tán ngăn cản các hạt pigment
keo tụ lại sau khi rời khỏi giấy.
-(5): Tác chất hấp thụ liên kết pigment và ngăn cản
trở lại vị trí trên sợi.
Kiềm sử dụng trong kử mực vì hai mục đích:
(1): tách nhựa thông từ giấy.
(2): xà phòng hóa các chất mang màu mực và tách
pigment trong mực in.
Kiểu và số lượng kiềm yêu cầu cho khử mực phụ
thuộc vào kiểu xử lý cơ học và nhiệt độ, thời gian nấu
Na2CO3 sử dụng phổ biến hơn NaOH, nếu sử dụng
NaOH số lượng sử dụng lớn nhất là 5%.
CÁC CÔNG THỨC KHỬ MỰC GIẤY CŨ THU HỒI
81

82. Đối với các loại giấy in hóa đơn cả trắng và màu:
3% NaOH, T=190oF, thời gian nấu là 2 giờ, tẩy bột với
2% NaClO ở 125oF trong 2 giờ độ trắng trung bình là
72oGE
3-8% Na2CO3 hoặc 2-4,5% NaOH sử dụng hiệu
quả cho hầu hết các loại giấy. khử mực.
Na2SiO3 sử dụng phụ thuộc trên nồng độ của bột,
ở nồng độ bột là 20%, 2% Na2SiO3.
Những loại giấy thải loại chất lượng cao, sử dụng
khử mực với 3% silicat 42oBe.
•Một phương pháp khử mực hiện nay là dùng H2O2,
H2 O 2 :
sử dụng phù hợp với giấy làm bằng bột mài, số
lượng H2O2 sử dụng là 1,5-2,5% thì thường sử dụng.
Một công thức thích hợp là 1-3% H2O2 , 3-6% silicat
(58,5o Be, tỷ lệ 1.6) và 0,5-2% NaOH, nhiệt độ
120-160oF, thời gian 35-90 phút.
Giấy có màu Sách và tạp chí
vàng
Hóa chất 1,5-2% NaOH 3% NaOH
Thiết bị Nghiền Thủy lực
Nhiệt độ 140oF 185-190oF
Thời gian Đánh tơi 1,5 giờ Nấu bột ¾ giờ
Điều kiện tẩy 0,5-1% Clo hoạt 0,75% Clo hoạt
động so với sợi, động
82

83. pH = 8,5, T=
98oF
Bảng 1.8:Điều kiện làm bột của xử lý khử mực
•BỘT TỪ CÁC NGUYÊN LIỆU LÀM GIẤY KHÁC CÓ
ĐẶC TÍNH SỢI
•Bột từ rạ ngũ cốc
Ngày nay rơm rạ sử dụng để sản xuất các loại bột
thô để làm giấy bia và các loại bột cao cấp khác cho
làm giấy chất lượng cao. Bột thô từ rơm rạ sản xuất
có hiệu suẩt 70% hoặc chất lượng cao khoảng
35-45%.
•Phương pháp bột từ rơm rạ:
Rơm rạ được sản xuất ra bột bằng xử lý kết hợp
giữa hóa học và cơ học gọi là xử lý cơ hóa.
Có các phương pháp khác nhau để xử lý hóa học
để làm bột là:
-(1): NaOH
-(2): Xử lý bằng CaO hoặc kết hợp với kiềm
-(3): Xử lý bằng Na2SO3 thêm vào các tác chất có
tính kiềm khác.
-(4): Clorin
-(5): NaOH thêm vào Na2SO3 (xủ lý sulfat)
83

84. •Bột rơm rạ thô xử lý với CaO hoặc NaOH
CaO là hóa chất truyền thống cho xử lý nấu bột
rơm rạ thô ở Mỹ và Châu Âu, bột rơm rạ dùng cho sản
xuất giấy bìa, giấy bao gói chất lượng thấp, giấy gói,
giấy gợn sóng.
Khi sử dụng riêng CaO, từ 6-12% CaO so với trong
lượng rơm rạ.
Khi sử dụng kết hợp với tác chất kiềm khác CaO
5-10%. Tỷ số dung dịch là 1:2 khi bắt đầu nấu, nhưng
dung dịch phải hòa loãng với hơi nước trong suốt quá
trình nấu lên đến 3 hoặc 4:1.
Sau khi nguyên liệu nạp vào nối,nhiệt độ được
nâng từ 120-140oC bằng hơi nước, thời gian nấu là
6-12 giờ.
Qúa trình nấu đạt đến điểm mềm của mấu mắc
nguyên liệu. Hiệu suất 70-80%.
Khi làm bột rơm thô cho giấy gợn sóng thì sử
dụng 6% NaOH là hiệu quả.
Sau khi nấu bột rơm được thải ra để thoát nước,
giữ trong 48 giờ để làm mềm hơn. Bột sẽ được nghiền
hoặc nghiền tinh.
84

85. Thời gian nghiền không lâu khoảng 70 phút,
nghiền lâu hơn sẽ có hại đến sợi, thành phần tro trong
bột khoảng 15%
Sau khi nghiền, bột thường được nghiền côn. Yêu
cầu nghiền hai giai đoạn, giai đoạn một cắt ngắn, giai
đoạn hai nghiền tinh.
•Bột rơm rạ chất lượng cao xử lý với NaOH
Bột chất lượng cao có thể làm từ rơm rạ khi sử
dụng NaOH là tác chất nấu.
12% NaOH là số lượng nhỏ nhất của hóa chất yêu
cầu để cho ra sản phẩm có chất lượng mong muốn.
Theo tác giả Aronovsky và các cộng sự, sản xuất
một loại bột chất lượng cao từ rơm của lúa mì với thời
gian nấu 2 giờ, nhiệt độ 170oC, NaOH 12-15% tỷ lệ
dịch 7:1.
Ảnh hưởng của sự gia tăng hóa chất và thành
phần hóa học của bột rơm lúa mì được trì bày trong
bảng 1.10.
Ảnh hưởng của số lượng NaOH trên đặc tính của
bột từ rơm lúa mì, T=170oC, t= 2 giờ, tỷ lệ dịch: 7:1.
Thành phần bột %NaOH
10.5 12.0 14.0 16.8
Hiệu suất bột, %
-Thô 53 51,9 49,8 45,1
85

86. -Sàng 41,1 40,5 39,8 38,7
Tro, % 5,2 4,4 3,1 2,3
Lignin, % 7,6 6,2 4,7 2,7
Pentosan, % 29,2 26,1 30,9 28,3
Tổng clorin, % 11,4 11,5 8,6 3,7
Bảng 1.9:Ảnh hưởng của số lượng NaOH trên đặc tính
của bột rơm lúa mì.
−Từ bảng 1.10, sự gia tăng hoa chất NaOH từ
10,5-16,8 giảm hiệu suất của bột thô, nhưng lại có ảnh
hưởng ít trên công đoạn sàn bột. Sự gia tăng hóa chất
sẽ giảm mức tẩy, nhưng gia tăng độ bền của bột.
Đặc tính của các loại bột từ các nguyên liệu rơm
khác nhau, số lượng NaOH sử dụng là 12%, thời gian
nấu là 2 giờ, P = 100 p.s.i, tyl lệ dịch là: 7:1 được trình
bày trong bảng 1.11.
Thành phần Loại rơm
bột
Lúa Lúa Lúa Ngũ Yến
mì mạch cốc mạch
Hiệu suất bột,
% 48,2 53,8 46,1 53,1 52,2
-Thô 35,7 34,5 29,4 33,6 39,1
-Sàng
Tro, % 15,8 2,9 4,3 2,8 2,7
Lignin, % 3,5 5,1 5,4 3,8 3,9
Chỉ số K 10,6 17,7 16,7 14,7 13,1
Trị số Roe, độ 2,3 4,5 4,6 3,1 3,4
86

87. clo hóa
Bảng 1.10:Đặc tính của các loại bột từ các loại ngũ cốc
khác nhau
Theo tác giả Atchison, một xử lý bột sử dụng ở Ý,
nguyên liệu rơn thì được xà phòng hóa lạnh với 10%
NaOH và tiếp theo giữa trong bể chứa 15 ngày. Bột
này phù hợp cho làm giấy bóng mờ, bởi vì thành phần
của hemicellulose cao do sự phân hủy ở mức trung
bình.
•Bột rơm rạ chất lượng cao xử lý với Na2SO3
Hiện nay, việc sản xuất bột đạt chất lượng ở mức
chấp nhận được là sử dụng rơm nấu bột trong dung
dịch chỉ chứa Na2SO3 là thành phần chủ yếu của dịch
nấu. Việc này ít ảnh hưởng chất lượng hơn so với bột
kiềm, hiệu suất cao hơn, độ bền của bột, đặc biệt là ít
bị nát hơn.
Ảnh hưởng của sự gia tăng hóa chất Na2SO3 trên
bột của rơm lúa mì được trình bày trong bảng 1.13. ự
có mặt của kiềm với Na2SO3 sẽ cải tiến độ bền, độ
trắng. Những loại bột thô có chất lượng tốt có thể làm
từ rơm lúa mì, nấu chỉ với 10% Na2SO3, 4% Na2SO3
bổ sung thêm 2% NaOH hoặc 2% Na2SO3 bổ sung
thêm 4% Na2CO3.
87

88. Thành phần bột % Na2SO3
7,9 9,4 11,0 12,6 13,7
Hiệu suất bột, %
-Thô 57,8 56,1 57,2 55,6 57,4
-Sàng 49,9 50,2 51,5 49,2 49,9
Tro, % 8,3 8,4 8,6 9,6 8,6
Lignin, % 10,7 8,9 5,7 4,3 3,9
Pentosan, % 23,3 23,0 25,5 24,4 28,1
Tổng clorin, % 22,7 12,4 8,0 6,7 5,2
Bảng 1.11:Ảnh hưởng của sự gia tăng hóa chất Na2SO3
trên bột của rơm lúa mì
Những loại bột cao cấp hơn, sử dụng khoảng 8%
Na2SO3 và 3% Na2CO3 . Tối ưu điều kiện nấu ở nhiệt
độ 170oC, thời gian nấu 2 giờ, và tỷ lệ nguyên liệu:
dịch nấu = 3:1 đến 7:1. Nấu ở áp suất P=40 p.s.i, nấu
đến khi mấu mắc của nguyên liệu vỡ ra và có thể sàn
được bột.
Hiệu suất bột thô là 62%, bột sau sàng là 54%.
Độ nghiền SR của bột chưa nghiền là 800-820. Kết
quả là bột rất háo nước do thành phần hemicellulose
cao và có độ chịu bục cao so với bột sulfit gỗ cứng.
Bột này có thể hỗn hợp với những loại bột gỗ hóa
khác để sản xuất giấy viết, giấy in sách, giấy in rô nê
ô.
88

89. Ở Ý những loại bột cao cấp trong thương mại
thường sử dụng 10% Na2SO3 và 5% NaOH, so với
trọng lượng của rơm. Bột rơm này nấu 8 giờ, T=
160oC, sau đó sàn và tẩy trắng. Hiệu suất bột cuối
cùng 42%, bột thô hơn hiệu suất khoảng 55-65% dùng
cho sản xuất giấy gợn sóng, giấy bìa, bằng phương
pháp sulfit trung tính.
•Đặc tính của bột rơm
Nói chung bột từ rơm không tẩy, có độ nghiền
thấp, dễ nghiền hơn và nghiêng nhanh hơn bột gỗ.
Bột rơm thường khó sàn hơn so với bột gỗ, sợi
mỏn hơn bột gỗ.
Bột hiệu suất sau khi sàn là 35-37%, độ bền sẽ
tương đương với bột sulfit từ gỗ mềm trong tất cả các
đặc tính vật lý ngoại trừ độ chịu xé thấp hơn bột gỗ.
Bột rơm sợi ngắn, trung bình dài khoảng 1,5mm,
nhưng tỷ lệ chiều dài sợi: đường kính cao.
−Cải tiếng phần lớn sự hình thành, độ phẵng nhẵng
và tỷ trọng cao của giấy, năng lượng nghiền tiêu hao
ít.
Bột hiệu suất cao, sản xuất giấy có sự hình thành
tờ giấy tốt, và đặc tính bề mặt rất tốt. Châu  và Nam
Mỹ sử dụng bột này vào những sản phẩm giấy trắng
89

90. chất lượng cao như là: giấy in trái phiếu, giấy viết, giấy
in hóa đơn, giấy in và giấy in nhiều lần.
Giấy làm từ bột này có khuynh hướng bị xơ khi ép
lần đầu. Chúng thường được phối trộn với một thành
phần cao của bột gỗ nấu hóa, nhưng không lên đến tỷ
lệ 75% của bột này.
Giấy từ bột này có thể sử dụng phối trộn cao trong
những loại giấy giấy bóng mờ và giấy chống lại dầu
mỡ. Không thích hơp cho làm giấy giỏ, giấy bao gói
mà có đặc tính chịu xé cao.
Bột rơm sử dụng trong in báo và sản phẩm có đặc
tính cao, có thể làm từ 50% bột rơm và 50% bột cơ.
Bột rơm thích hợp cho giấy gợn sóng vì độ cứng
cao, độ cứng cao là do thành phần hemicellulose cao
cua bột này và do điều kiện nấu bột. Trong một số loại
giấy gợn sóng, khoảng 10% bột kraft từ gỗ mềm được
pha trộn với bột rơm để tăng cường độ chịu xé.
•Bột từ cây gai (Pulping of Hemp)
Sợi gai cung cấp cho làm giấy là thu gom từ vải gai
phế liệu cho làm giấy.
Có 3 loại sợi gai chủ yếu cho sợi là gai (Cannabis
sativa), gai Manila (Mussa textiles), và gai (Agave).
90

91. Loại gai (Cannabis sativa) chứa sợi có chiều dài trung
bình từ 20-22 mm và rộng 22 µm.
Gai Mussa textiles sợi ngắn hơn, chiều dài sợi
khoảng 6mm, rộng trung bình khoảng 8 µm, gai
Agave chiều dài sợi ngắn hơn gai manila.
Gai manila là sợi gai sử dụng trong làm giấy, gai
(Cannabis sativa) ở Châu âu sử dụng cho làm giấy
cuốn thuốc lá, giấy in các loại kinh thánh và các loại
giấy mỏng khác.
•Điều kiện nấu
Điều kiện nấu là cần thiết để tách các chất sáp tự
nhiên, chất bẩn và làm cho sợi mềm.
Trước khi nấu sợi thô phải được cắt đến chiều dài
2,5 in bằng máy cắt.
Nấu thường trong nồi quay, xử lý kiềm hoặc hỗn
hợp 10% CaO và 5% Na2CO3 so với trọng lượng sợi.
Nấu ở P = 25 p.s.i trong thời gian 8-10 giờ.
Hiệu suất bột 50-65%
Hầu như bột gai thì không tay, nếu có tẩy thì tẩy
bằng hypoclorit.
•Ưu nhược điểm của bột gai
Bột từ cây gai nghiền sản xuất những laọi giấy độ
bền gấp cao.
91

92. Sử dụng bột này trong làm giấy giỏ, đặc biệt, giấy
bao gói đặc biệt, giấy cách điện, giấy giác quần áo,
giấy nhám, giấy đánh dấu, giấy làm gioăng đệm, giấy
carbon, có độ bền xé và độ cứng rất tốt.
•Bột từ cây đay (pulping of Jute)
Cây đay thường phát triển nhanh và có nhiều ở Ấn
độ.
Sợi đay dài bình là 2mm, đường kính khoảng 20
µm.
Cây đai làm bột ở dạng toàn bộ cây, nhưng nguồn
nguyên liệu cho làm giấy là bao đay cũ và ải sợi đay.
Nấu của đay thu hồi là cần thiết để tách sáp tự
nhiên, chất bẩn và các chất không tinh khiết khác.
Trước khi nấu đay phải được cắt ngắn và làm
sạch.
Nguyên liệu nấu trong nồi quay, sử dụng 8-15%
CaO so với trọng lượng khô của đay.
Áp lực nấu thường từ 20-30 p.s.i, thời gian nấu 8
-12 giờ.
Hiệu suất bột từ 60-65%.
Nguyên liệu sau nấu được rữa và tẩy.
Bột đay có độ vàng sáng, chiều dài sợi khoảng
2mm.
92

93. Giấy làm từ bột đay có độ bền tốt, dùng làm giấy
giỏ đặc biệt, giấy bao gói, giấy vẽ.
•Bột từ cây tre ( Pulping of bamboo)
Thành phần hóa học của tre có 4 loại vật chất chủ
yếu: tinh bột, pectin, lignin và cellulose.
Chiều dài sợi tre rất tốt, từ 2,16-3,78 mm; chiều
rộng từ 0,014-0,019mm
•Điều hiện nấu
Xử lý nấu kiềm là thích hợp nhất cho nguyên liệu
tre, xử lý sulfat cho kết quả tốt.
Những loại bột không tẩy thích hợp cho làm giấy
gói là xử lý sulfta một giai đoạn, từ 16-17% hóa chất ở
nhiệt độ 142-153oC và thời gian nấu là 5-6 giờ. Hiệu
suất bột là 50%.
Những loại bột chất lượng cao hơn, làm từ tre
bằng xử lý sulfat sử dụng khoảng 20-22% hóa chất,
nhiệt độ nấu 162-170oC, thời gian nấu từ 5-6 giờ. Hiệu
suất bột là 41-43%.
Phương pháp xử lý Gruco sử dụng dịch nấu gồm
75-80g /l NaOH, thêm vào 12-15 g/l Na2SO3 , tổng thời
gian nấu không quá 4 giờ, nhiệt độ nấu từ 140-160oC.
93