BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT PHẦN ƯỚT MÁY XEO TẠI CÔNG TY TNHH
SẢN XUẤT GIẤY GLATZ
Họ và tên sinh viên: TRẦN ĐẠT TÀI
Ngành: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY
Niên khóa: 2004 - 2009
Tháng 11/2008
KHẢO SÁT PHẦN ƯỚT MÁY XEO TẠI CÔNG TY TNHH
SẢN XUẤT GIẤY GLATZ
Tác giả
TRẦN ĐẠT TÀI
Khóa luận được đệ trình đề để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư Ngành
Công nghệ sản xuất giấy và bột giấy.
Giáo viên hướng dẫn:
TS. Phan Trung Diễn
Tháng 11 năm 2008
i
LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn:
Quí Thầy,Cô khoa Lâm Nghiệp trường Đại Học Nông Lâm đã tạo mọi điều
kiện thuận lợi để tôi tham gia thực tập tốt ở nhà máy trong suốt thời gian qua.
Ban Giám Đốc cùng tập thể cán bộ-công nhân viên Công ty TNHH sản xuất
giấy Glatz (32 đại lộ Hữu Nghị, khu công nghiệp Việt Nam-Singapore) đã nhiệt tình
hướng dẫn trong suốt thời gian tôi tham gia thực tập tại công ty.
Thư viện trường Đại Học Nông Lâm TP.HCM cũng như thư viện khoa Lâm
Nghiệp đã cung cấp tôi những tài liệu hữu ích về kiến thức chuyên ngành.
Cha mẹ đã tạo điều kiện để tôi thực hiện tiểu luận này.
Chân thành cảm ơn!
ii
MỤC LỤC
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh sách các hình
Chương 1: Mở đầu................................................................................................... 1
1.1.
Sơ lược về ngành giấy ................................................................ 1
1.1.1. Lịch sử phát triển công nghiệp giấy Thế Giới .......... 1
1.1.2. Lịch sử phát triển công nghiệp giấy Việt Nam ......... 1
1.2.
Tổng quan về công ty.................................................................. 2
1.2.1. Địa điểm xây dựng .................................................... 2
1.2.2. Bố trí nhân sự trong công ty...................................... 3
Chương 2: Khảo sát công nghệ phần ướt tại nhà máy ............................................ 4
2.1.
Cơ sở lí thuyết............................................................................ 4
2.1.1. Thiết bị phần ướt máy xeo........................................ 5
2.1.1.1.
Thiết bị phân phối bột ........................ 5
2.1.1.2.
Thùng đầu........................................... 6
2.1.1.3.
Bộ phận lưới máy xeo ......................11
2.1.1.4.
Bộ phận ép........................................21
2.1.2. Phương pháp xeo....................................................26
2.1.3. Hóa chất phần ướt ..................................................26
2.2.
Khảo sát công nghệ tại công ty................................................29
2.2.1. Sơ đồ phần ướt máy xeo.........................................29
2.2.2. Giải thích công nghệ ..............................................29
2.2.3. Phương pháp xeo....................................................32
2.2.4. Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng băng giấy hình
thành trên lưới xeo..................................................32
iii
2.2.5. Các yếu tố điều chỉnh chất lượng giấy ...................37
2.2.6. Những khuyết tật của giấy xảy ra tại phần ướt máy
xeo ..........................................................................39
2.2.7. Những công việc cần kiểm tra khi thao tác vận hành
bộ phận ướt.............................................................41
Chương 3: Kết luận và kiến nghị...........................................................................43
3.1.
Kết luận.................................................................................43
3.2.
Kiến nghị...............................................................................44
Tài liệu tham khảo
iv
DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 2.1: Thiết kế tổng quan dài phần ướt.......................................... 5
Hình 2.2: Sàng chuyển động quay....................................................... 6
Hình 2.3: Dòng bột trước khi vào thùng đầu....................................... 7
Hình 2.4: Các van chỉnh độ mở môi phun........................................... 9
Hình 2.5: Mặt cắt ngang của thùng đầu............................................... 9
Hình 2.6: Lưới xeo ................. ............................................................ 12
Hình 2.7: Trục ngực................ ............................................................ 14
Hình 2.8: Tấm định hình ........ ............................................................ 15
Hình 2.9: Tấm gạt nước......... ............................................................ 16
Hình 2.10: Trục bụng chân không....................................................... 19
Hình 2.11: Lô ép thứ 2............ ............................................................ 22
Hình 2.12: Minh họa sự thoát nước của trục ép khắc
rãnh ...................................................................................................... 25
Hình 2.13: Đá vôi (CaCO3) ................................................................. 27
Hình 2.14: Tinh bột ............................................................................. 28
Hình 2.15: Sơ đồ phần ướt máy xeo.................................................... 29
Hình 2.16: Giấy đứt ................ ............................................................ 30
Hình 2.17: Quá trình thủy động học khi hình thành tờ giấy............... 33
v
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Một số thông số cần giữ ổn định khi sản xuất giấy có
định lượng 27g/m2 ........................................................................................... 32
Bảng 2.2: Thông số áp suất chân không tại một số vị trí................................ 38
Bảng 2.3: Thông số áp lực khí nén sử dụng tại một số vị trí.......................... 38
Bảng 2.4: Mối liên hệ giữa giá trị H và V ...................................................... 39
vi
Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Sơ lược về ngành giấy
1.1.1. Lịch sử phát triển của công nghệ giấy Thế giới
Từ “paper” xuất phát từ tên một loại cây là “papyrus”. Người Ai-Cập cổ đại đã
làm ra giấy viết đầu tiên từ thân dây Cói bằng cách xé thân cây này rồi ép thành những
lớp mỏng. Tuy nhiên khi đó sự phân tách xơ sợi rồi đan kết của xơ sợi trong tờ giấy (
bản chất thực sự của quá trình làm giấy hiện đại) thì chưa có. Nghề làm giấy thực sự bắt
đầu từ Trung Quốc vào khoảng năm 105 sau Công nguyên do Khải Luân là người đầu
tiên phát minh ra. Khi đó người ta đã biết dùng huyền phù của sợi Đay, Gai, hoặc cây
Dâu Tằm để làm giấy. Nghệ thuật làm giấy ở Trung Quốc đã phát triển đến mức cao.
Cho đến năm 1798, người Pháp có tên là Nicholas- louis Robert đã phát minh
máy xeo giấy liên tục. Với phát minh của Ông đã mở ra một thời kỳ mới trong lịch sử
ngành giấy của nhân loại. Ngày nay ngành giấy đã phát triển vượt bậc với kỹ thuật hiện
đại như: cơ khí hóa quá trình xử lý nguyên liệu, nấu tẩy trắng bột bằng phương pháp liên
tục, tẩy trắng nhiều giai đoạn liên tục, tráng keo trên máy giấy, xeo giấy bằng phương
pháp khô, làm giấy với sợi tổng hợp và điều khiển quá trình công nghệ trên máy xeo
bằng công nghệ tin học đạt tới vận tốc hơn 2000m/phút, kết hợp công nghệ xeo giấy và
tráng phấn cho giấy trên cùng một dây chuyền sản xuất và rất nhiều phát minh mới trong
lĩnh vực gia công, chế biến giấy để công nghệ sản xuất giấy đạt đến độ tinh xảo vô cùng
hiện đại.
1.1.2. Sơ lược về lịch sử phát triển ngành giấy ở Việt Nam.
Theo Dư địa chí (1435) Nguyễn Trãi viết “… phường Yên Thái chuyên làm
giấy…”. Như vậy nghề giấy phải có trước thế kỷ 15 rất lâu. Đại Việt sử lược viết cuối
thế kỷ 14 “…đầu thế kỷ 13 ở ngoại thành phía Tây Hà Nội đã có xóm nhà tập trung làm
giấy và người ta gọi là ngõ giấy”. Từ thời nhà Đường (thế kỷ thứ 7-10) loại giấy do Việt
Nam chế tạo đã nổi tiếng đẹp và bền. Trần Tu Hòa (Trung Quốc) đã xác định giấy làm từ
gỗ Mật Hương Việt Nam có từ thế kỷ thứ 3.
1
Qua những minh chứng trên chúng ta sơ bộ nhận xét rằng ít nhất từ thế kỷ thứ 3
nước ta đã biết dùng nguyên liệu đặc sản từ địa phương để làm ra một số loại giấy tốt
(như ở Thanh Ba –Phú Thọ; làng Bưởi ngoại thành Hà Nội; Lái Thiêu- Bình Dương).
Tuy nhiên phương pháp lúc bấy giờ còn rất thủ công, xeo liềm trúc (dùng mảnh trúc làm
giấy).
Thời kỳ sản xuất giấy bằng máy xeo bắt đầu từ năm 1912 khi Công ty giấy của
thực dân Pháp ở Đông Dương xây dựng xí nghiệp bột giấy Việt Trì với công suất
khoảng 4000 - 4500 tấn/ năm. Cho đến nay, cả nước có trên 300 cơ sở sản xuất giấy và
bột giấy trên cả nước, bao gồm các xí nghiệp quốc doanh, hợp tác xã và tập thể…
Theo báo cáo chính của BCH Hiệp hội khóa III 2001 - 2006 do ông Phan Quý
Kỳ, Chủ tịch trình bày đã nêu rõ, thành tựu cơ bản của ngành giấy trong 5 năm qua được
thể hiện ở năng lực sản xuất của toàn ngành tăng lên đáng kể, gấp gần 2 lần, từ 580.000
tấn năm 2001 lên hơn 1 triệu tấn năm 2005, tăng bình quân 17%/năm, sản lượng giấy
tăng 19%/năm, từ 420.000 tấn năm 2001 lên 834.853 tấn năm 2005, đáp ứng gần 70%
nhu cầu sử dụng trong nước và bắt đầu xuất khẩu với kim ngạch ngày càng tăng. Trong
đầu tư đã có sự chuyển biến về chất thể hiện ở qui mô đầu tư, trình độ công nghệ và
chủng loại sản phẩm (34% năng lực tăng thêm tập trung vào sản phẩm cao cấp: giấy in
viết, giấy tissue, giấy tráng phấn, giấy làm bao xi măng). Ngành giấy trong nước đã cơ
bản thỏa mãn nhu cầu tiêu dùng một số loại giấy như giấy in báo, giấy in và viết, giấy
tissue với chất lượng cao, cạnh tranh được với sản phẩm nhập khẩu cùng loại trên thị
trường. Năm 2005, mức độ đáp ứng tiêu dùng của giấy in báo hơn 70%, giấy in & viết
và giấy tissue gần đạt 100%. Tuy nhiên, cũng theo ông Phan Quý Kỳ, ngành công
nghiệp giấy Việt Nam phát triển chưa bền vững, đầu tư chưa đáp ứng được yêu cầu phát
triển của thời đại.
1.2. Tổng quan về Công ty TNHH Sản Xuất Giấy GLATZ
1.2.1. Địa điểm xây dựng
Cách quốc lộ 13 theo hướng Tây Bắc 2 km, cách thị trấn Dĩ An 5 km về hướng
Đông Bắc, Công ty TNHH sản xuất giấy GLATZ tọa lạc trên vùng đất rộng 1,2 ha, địa
hình bằng phẳng, vuông vắn, thuộc khu công nghiệp Việt Nam-Singapore.
Phía Đông giáp tập đoàn Unilever.
Phía Bắc giáp công ty điện tử Mitsubishi.
2
Phía Nam, Đông giáp đường số 13, khu công nghiệp Việt Nam-Singapore.
1.2.2. Bố trí nhân sự trong công ty
3
Chương 2
KHẢO SÁT CÔNG NGHỆ PHẦN ƯỚT TẠI NHÀ MÁY
2.1. Cơ sở lý thuyết
Phần ướt máy xeo bao gồm các công đoạn từ thùng đầu => bộ phận ép.
Huyền phù bột được vận chuyển trong các ống dẫn chảy qua các cửa thoát có tiết
diện hình chữ nhật đều đặn đồng nhất về chiều rộng trên kích thước máy xeo và với tốc
độ rất ổn định theo hướng MD
Nhiệm vụ của thùng đầu
Đưa huyền phù bột lên lưới xeo đồng đều trên lưới xeo theo chiều ngang của
máy.
Đồng nhất được các dòng chảy và nồng độ huyền phù bột.
Đồng nhất tốc độ dòng bột theo hướng chạy máy.
Tạo và kiểm tra chế độ chảy rối loại bỏ hiện tượng kết tụ sợi trong huyền phù.
Nạp huyền phù cho lưới xeo qua hệ thống môi phun với độ mở và độ nghiêng
thích hợp.
Công đoạn thoát nước được thực hiện trên bộ phận lưới: là quá trình thoát nước tự
nhiên do tác dụng của trọng lực và thoát nước cưỡng bức do tác dụng của các hòm hút
chân không được lắp đặt trên bộ phận lưới, nhằm mục đích làm khô dần tờ giấy ướt mới
được hình thành.
Công nghệ ép được thực hiện tại bộ phận ép: là công đoạn dùng lực ép cơ học để
vắt nước trong tấm giấy càng nhiều càng tốt, giúp cho công đoạn sấy giảm đi lượng tiêu
hao hơi sấy ( vì làm khô bằng sấy là đắt tiền nhất ).Trong phần ướt máy xeo người ta
quan tâm đến thiết bị và công nghệ ( xử lý và hóa chất sử dụng).
4
Sau đây là sơ đồ thiết kế tổng quát máy xeo dài phần ướt.
B
L
C E
D F
H
G
J
K
N
M
A
P
U
S
T
R
S
A- Bộ phận cung cấp bột
B - Thùng đầu
C- Môi phun
D- Trục ngực
E- Tấm chắn biên
F - Tấm định hình
J- Hộp chận không ( trước trục làm đều)
G- Nhóm các dao gạt
K- Hộp hút chận không
L- Trục làm đều giấy
N- Trục ép
M-Trục bụng
T- Trục dẫn
p- Trục chỉnh lưới
R- Trục rửa lưới
S- Trục căng lưới
H- Truc đỡ
U- Lưới xeo
Hình 2.1: Thiết kế tổng quát máy xeo dài phần ướt
2.1.1. Thiết bị phần ướt máy xeo
2.1.1.1. Thiết bị phân phối bột trước máy xeo
Bao gồm thùng tập trung bột, sàng quay và máng chảy trước khi vào thùng đầu.
Công dụng: nhằm chuyển vận bột từ hệ thống ống dẫn và phân phối một cách đồng đều
trên suốt bề rộng máy xeo, đồng đều về lưu lượng của dòng bột.
Sàng bột
Trong phần lớn các quy trình sản xuất bột giấy và giấy một vài loại quá trình sàng
được yêu cầu để lấy đi phần kích thước lớn hơn bình thường tránh gây những ảnh hưởng
bất lợi cho quá trình tạo hình trên máy xeo.
5
- Sàng chấn động phẳng: được sử dụng trong nhà máy bột giấy và giấy.tính ưu
việt của loại sàng này liên quan đến hiệu quả tách và nồng độ các phần loại bỏ.ngoài ra
kiểu kết cấu hở,tạo bọt,chi phí bảo trì đắt,vần hành nặng nề,chiếm nhiều mặt bằng là
những vấn đề làm hạn chế việc sử dụng nó.tuy nhiên đây vẫn là loại sàng cho phần cặn
trên rây tốt nhất (xét về nồng độ của chất thải bỏ).
- Sàng chấn động quay:tính ưu việt hơn loại sàng phẳng và dễ vận hành.nhưng chi
phí bảo trì lại cao và cũng làm hạn chế khả năng sử dụng.
Hình 2.2: Sàng chấn động quay
Khoảng cách giữa các khe hẹp từ 1-2mm,chiều rộng khe: 0,5-1mm
2.1.1.2. Thùng đầu
Thùng đầu hay còn gọi là hòm phun bột, nằm ở phần đầu tiên của máy xeo.
Nhiệm vụ của thùng đầu:
Tiếp nhận dòng bột đã sẵn sàng để xeo giấy.
Phân phối dòng bột thật đều trên suốt chiều ngang CD của lưới xeo.
Đồng nhất được các dòng chảy và nồng độ huyền phù bột.
Đồng nhất được tốc độ dòng bột theo hướng chạy của máy trên xeo lưới.
Tạo và kiểm tra được độ chảy rối, loại bỏ được hiện tượng kết tụ sợi
trong huyền phù.
Nạp huyền phù bột cho lưới xeo qua hệ thống các môi phun với độ mở
và độ nghiêng thích hợp của môi.
6
Hình 2.3: Dòng bột trước khi vào thùng đầu
Cấu tạo của thùng đầu:
Bộ phận phân phối dòng bột: làm nhiệm vụ phân phối dòng bột vào thật
đều theo chiều ngang máy xeo, gồm một ống lớn côn dần theo chiều ngang của
thùng đầu. Dòng bột khi ra khỏi bộ phận phân phối là những tia song song có vận
tốc tương đối cao (3-4,5m/s). Ta cần phải giảm vận tốc này và cần làm mất đi tính
biệt lập của các tia bột để cuối cùng đạt được một độ đồng đều cho dòng bột chảy
vào máy xeo, một độ cân bằng động tránh sự tạo phễu xoáy trong thùng đầu. Do
vậy mà chỗ tiếp giáp giữa bộ phận phân phối và thùng đầu có lắp đặt buồng phối
trộn để đảm bảo tính đồng nhất cho các tia phun. Sự giảm vận tốc có được là nhờ
một cơ cấu có tiết diện hơi phân kì (để tránh sự tạo phiễu xoáy) nối đầu ra của bộ
phận phân phối hay buồng phân phối với thùng đầu. Để điều chỉnh vận tốc, người
ta bố trí những ru-lô có đục lỗ (trình bày ở phần sau). Ảnh hưởng của bộ phận
phân phối bột rõ nét đối với những máy xeo chậm hơn là máy xeo nhanh.
Khoang phun bột: có nhiệm vụ phun bột với lưu lượng thật đều theo
thời gian trên lưới xeo. Để lưu lượng dòng bột phun thật đều, cần kiểm soát áp
lực thủy tĩnh của cột bột trong thùng đầu, nồng độ thùng đầu thường từ 0,2 0,5%.
Lô đục lỗ: Nếu như hệ thống phân phối bột tỏ ra không hiệu quả vì một
lý do nào đó, việc chuyển vận và phân chia dòng chảy sẽ được bổ trợ bằng việc
7
bố trí những trục đục lỗ trong thùng đầu gần chỗ môi phun. Hai lô này quay liên
tục gần đáy khoang phun bột có tác dụng tạo sự chảy rối của dòng bột, tránh sự
lắng tụ của xơ sợi và các phụ gia, phá vỡ những đám bột có trong dòng bột tạo
điều kiện cho sự phân bố đều nhất của bột từ trên lưới xeo. Những thông số cơ
bản có thể được thay đổi cho các trục đục lỗ là đường kính lỗ, % diện tích mở, bề
dầy ống, hướng quay, tốc độ quay. Thường thì đường kính lỗ trong khoảng 24cm, % diện tích mở 35-50%, vận tốc quay 6-15 vòng/phút. Số lượng trục và vị
trí cảu chúng cũng là một yếu tố cần được quan tâm, khoảng 3-5 trục. Nhược
điểm chính của các ru-lô đục lỗ này là hiện tượng sợi bị vướng vào các mép của
lỗ khoan. Để tránh hiện tượng này, các trục nên được quay với tốc độ 1015m/phút.
Khe phun bột (môi phun): là khe mà qua đó dòng bột được phun từ
thùng đầu lên lưới xeo, lưu lượng của dòng bột có thể điều chỉnh được bằng cách
thay đổi độ mở của khe phun. Một cách khái quát, môi phun gồm có thanh trên
(môi trên) và thanh dưới (môi dưới) làm bằng thép không gỉ và hoàn toàn chỉnh
được theo chiều ngang và chiều thẳng đứng để điều chỉnh độ mở của môi và góc
nghiêng của môi so với mặt lưới. Môi phun phải có độ bền cao, mép phải sắc, lớp
thành bên trong phải thật trơn để các tạp chất hay sợi xenlulô không bị vướng lại
vì nếu không sẽ làm rối loạn chế độ chảy của dòng bột trong thùng đầu. Môi dưới
sẽ được giữa ổn định một khi vị trí và độ nghiêng của nó được điều chỉnh. Còn
môi trên thì dao động được và khoảng cách của nó so với môi dưới có thể được
thay đổi trên mỗi đoạn 15-20cm dọc theo suốt chiều rộng lưới xeo. Sự hôi tụ của
hai môi phun là cần thiết vì đưa vận tốc của tia bột đến giá trị xấp xỉ với vận tốc
của lưới, trong khi vận tốc của thùng đầu thấp hơn rất nhiều.
Độ mở của môi phun sẽ thay đổi theo định lượng của tờ giấy và theo
nồng độ của huyền phù bột. Độ mở của môi phun qui định lưu lượng Q (m3/phút)
trên mỗi mét chiều rộng lưới xeo.
Q = V.e (e: độ mở môi phun)
8
Hình 2.4: Các van chỉnh độ mở của môi phun
Điều kiện tốt nhất để hình thành băng giấy đạt yêu cầu chất lượng là tốc độ phun
bột ra lưới phải nhỏ hơn tốc độ lưới: 0,85-0,98 (lưu ý tốc độ lưới luôn nhỏ hơn tốc độ
giấy ở cuộn (tốc độ máy xeo)).
Hình 2.5: Mặt cắt ngang của thùng đầu
Vị trí tương đối cảu hai môi phun và độ nghiêng của nó sẽ quyết định chất lượng
của quá trình định hình tờ giấy. Hình dạng và vị trí của môi phun phụ thuộc vào loại giấy
9
sản xuất và vào vận tốc máy. Môi phun có thể được phân loại như môi hội tụ, môi thẳng
đứng và môi kết hợp. Môi phun kiểu kết hợp có phần hội tụ với vai trò tăng tốc cho dòng
bột và phần thẳng đứng sẽ tạo ra dòng chảy rối mịn. Định lượng giấy có thể được điều
chỉnh bằng cách tăng hay giảm độ mở của môi phun. Vì lưu lượng bột được kiểm tra
bằng van định lượng, việc thay đổi độ mở môi phun sẽ ảnh hưởng cơ bản lượng nước
trắng thoát qua lưới xeo.
Độ nghiêng của môi phun có ảnh hưởng nhiều đối với độ bền của tia bột. Nếu góc
nghiêng quá nhỏ (gần như song song với lưới) và ở vận tốc lớn, tia phun sẽ tạo nen một
quỹ đạo khá dài trước khi chạm lưới. Điều này có thể gây ra sự bất ổn định cho đệm sợi
như sẽ bị mất tính phẳng. Đó là do sự thay đổi áp suất của lớp không khí bị kéo theo khi
lưới quay sẽ gây ra những biến dạng bề mặt của các tia bột trước khi nó chạm lưới. Khi
vận tốc cao, góc tới xấp xỉ với góc khởi hành. Khi góc nghiêng quá lớn, có thể gây ra sự
quay ngược lại của huyền phù bột về phía trục lưới và đồng thời còn gây ra sự rung của
lưới. Tuy nhiên, hiện tượng này cũng được quan tâm trong một số quy trình sản xuất, ví
dụ như quá trình sản xuất giấy vệ sinh, nó cho ta một sự đan kết tốt của sợi theo hướng
bề dày và sợi sẽ được định vị nhanh dù có nồng độ thấp.
Ảnh hưởng của môi phun bột:
Môi phun bột lý tưởng nhất là sau khi phun dung dịch bột nước bằng phẳng, ổn
định. Để đạt được kết quả đó người ta đặt môi phun ở phía sau tâm trục ngực một chút.
Nếu đặt về phía trước trục ngực thì do quán tính quay của trục ngực nó sẽ phá vỡ lớp bột
hình thành gây nên hiện tượng nhảy bột nhiều.
Một số nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng vùng hút ở dưới suốt đỡ và trọng lực
nước làm cho lưới võng xuống. Sau khi lưới đồng qua điểm đó nó lại đàn hồi bột trở lại
vị trí cũ làm cho bột lồi lên, khi đó do lực cản của không khí ở trên ép xuống, lực căng
bề mặt của bột làm cho tờ giấy bị phá vỡ kết cấu tạo ra lỗ lâm châm trên mặt giấy.
Khi bột ra khỏi môi phun lên lưới thì khoảng lưới giữa trục ngực với suốt và ở
giữa suốt với suốt do trọng lượng nước, bột và lực hút của suốt đỡ làm lưới võng xuống
đồng thời do tốc độ của bột nhỏ hơn tốc độ của lưới cho nên dòng chảy này có sự ma sát
tương đối giữa hai lớp bột trên và dưới. Hướng tiến của nó không đồng nhất do đó cũng
gây ra nhảy bột. Khi tốc độ máy xeo càng cao thì hiện tượng nhảy bột càng nhiều, giấy
sẽ bị đứt đầu khi xeo.
10
Để khắc phục người ta đưa ra các biện pháp sau:
- Giảm tốc độ thoát nước.
- Tăng tốc độ bột chảy.
- Giảm nhiệt độ dung dịch bột.
- Dùng lưới đồng bọc lên suốt đỡ hay dùng suốt đỡ trổ rảnh.
- Kéo căng lưới.
Phân loại thùng đầu:
Thùng đầu được phân loại tùy theo yêu cầu về tốc độ nạp liệu huyền phù bột cho
lưới xeo, như thùng đầu hở và thùng đầu kín ( còn gọi là thùng đầu áp lực). Loại thùng
đầu kín gồm hai kiểu thiết kế là thùng đầu kín đệm khí và thùng đầu kín thủy lực. Kiểu
thùng đầu kín thủy lực thì được nạp liệu hoàn toàn.
Trong thùng đầu thủy lực, tốc độ phun bột vào lưới được điều chỉnh bằng áp lực
bơm nạp liệu. Trong loại thùng đầu đệm khí, năng lượng phun bột cũng được điều chỉnh
bằng áp suất bơm nhưng mực nước phải được duy trì, cột áp bị giảm dần bởi không khí
trong vùng không gian nằm trên mực chất lỏng. Áp suất tổng cộng trong thùng đầu được
xác định theo tốc độ tia bột từ môi phun, theo phương trình Bernoulli:
Vbột =K 2 gh (h= chiều cao cột chất lỏng, K: hệ số tốc độ)
2.1.1.3. Bộ phận lưới máy xeo
Nhiệm vụ chính của bộ phận lưới máy giấy: là hình thành tờ giấy và thoát một
phần lớn lượng nước từ tấm giấy ướt mới hình thành, vì thế các chi tiết của bộ phận lưới
phải làm sao để thực hiện tốt những nhiệm vụ này.
Chi tiết của bộ phận lưới như sau:
(1) Lưới xeo
(2) Trục ngực
(3) Tấm định hình
(4) Tấm gạt nước
(5) Lô đỡ lưới
(6) Hộp hút chân không
(7) Lô làm nhẵn giấy
(8) Trục bụng chân không
(9) Lô căng lưới
11
(10) Lô dẫn lưới
(11) Ống phun rửa lưới
(12) Bộ phận chấn động
Lưới xeo
Nhiệm vụ của lưới:
+ Là nơi hình thành và vận chuyển tấm giấy ướt.
+ Cho phép thoát một phần lớn lượng nước từ tấm giấy ướt.
+ Truyền lực trong bộ phận lưới.
Hình 2.6: Lưới xeo
Lưới xeo là một băng lưới chạy vô tận được dệt rất mịn. Lưới xeo được chuyển
động như một băng chuyền từ trục ngực, qua các suốt, tấm thoát nước, hòm hút chân
không, tới trục bụng. Sau đó lưới đi quay lại qua các suốt dẫn lưới, suốt căng lưới, lái
lưới, rửa lưới…trở về trục ngực.
Khi sản xuất giấy trong thành phần giấy có chất độn như CaCO3 do hiện tượng
nước từ tấm ướt chỉ được thoát ra từ một mặt của tấm giấy, khi thoát đi một phần bột
mịn là chất độn cũng bị trôi theo nên xảy ra hiện tượng thành phần bột mịn và chất phụ
gia còn giữ lại ở hai mặt giấy sẽ khác nhau. Hiện tượng này gọi là hiện tượng “hai mặt”
của tờ giấy. Do vậy khi xeo giấy cần kiểm soát các chế độ thoát nước của giấy trên lưới
12
xeo, đặc biệt là độ chân không trong các hộp hút chân không sao cho thích hợp để hạn
chế hiện tượng hai mặt của giấy.
Cấu tạo của lưới thường được làm bằng đồng, inox hay sợi chất dẻo tổng hợp.
Khả năng thoát nước của lưới phụ thuộc vào số lưới và đường kính sợi dọc và sợi ngang
của lưới. Số lưới càng cao thì kích thước mắc lưới càng nhỏ. Trước đây số lưới được
tính bằng số sợi dọc trên một phan Anh (Inch), nay tính trên một xăng-ti-mét (cm) chiều
ngang lưới. Tùy mặt hàng giấy mà người ta sử dụng lưới cho phù hợp.
- Giấy in và giấy báo chọn loại lưới N0 60-65.
- Giấy viết và in cao cấp chọn loại lưới N0 65-70.
- Giấy mỏng, giấy vệ sinh, giấy đánh máy chọn loại lưới N0 80-100.
- Giấy carton chọn loại lưới N0 40-45.
Lưới được đặc trưng bỡi số mesh lưới. Số mesh lưới được xác định bằng số sợi
dệt dọc có trên 1 inch (2.54 cm) tính theo chiều ngang của lưới. Số mesh lưới càng cao
thì lưới càng mịn, xơ sợi mịn và chất độn được giữ lại nhiều nhưng khó thoát nước. Số
mesh của lưới là 81x70, loại lưới TT-520F,lam bằng vật liệu polyeste. Tuổi thọ lưới
trung bình 1năm, tùy thuộc vào cách vận hành và bảo quản của lưới. Ngày nay có các
loại máy xeo giấy in báo như: kiểu xeo lưới dài, xeo lưới xeo dài kiểu cải tiến và xeo
lưới đôi.
Trục ngực
Trục ngực còn gọi là trục đảo chiều chuyển động của lưới. Được định vị ngay
dưới môi phun, có đường kính tương đối lớn để có thể chịu được áp lực của lưới xeo tác
dụng lên nó. Trục ngực trên máy xeo có phủ cao su. Một vòi nước thường được đặt dưới
môi phun để nạp đầy nước cho khoảng không gian giữa môi phun và trục ngực. Nước sẽ
đuổi khí qua các lỗ lưới, vì sự có mặt của khí là điều hoàn toàn không có lợi, khi nó bị
lẫn trong huyền phù bột sẽ gây ảnh hưởng xấu trong quá trình thoát nước trên lưới, sẽ
sinh bột và làm xuất hiện những lỗ trống trên giấy.
13
Hình 2.7: Trục ngực
Nhiệm vụ trục ngực là vừa phải đỡ lưới vừa phải căng lưới ở một đầu bàn lưới và
quay chuyển tấm lưới vào vùng hình thành tờ giấy. Vì vậy trục ngực được làm bằng kim
loại đủ cứng và đủ lớn để tránh hiện tượng võng trục.
Tấm định hình
Khoảng cách giữa trục ngực và chi tiết hút nước đầu tiên ảnh hưởng nhiều đến sự
tạo hình cho tờ giấy. Dưới tác dụng của trọng lượng và áp suất của lớp bột được cung
cấp từ thùng chứa, lưới sẽ bị võng do trong khoảng không gian này nó không được nâng
đỡ bởi một chi tiết nào cả. Như vậy khi nước qua chi tiết hút nước đầu tiên sẽ có sự thay
đổi khá đột ngột về đặc tính thủy lực và chính sự thay đổi này sẽ gây ra sự bất ổn định
thủy lực và có ảnh hưởng xấu cho sự định hình của tờ giấy. Hiện tượng này thấy khá rõ
đối với máy xeo rộng và vận tốc cao với trục ngực có đường kính lớn (để tránh sự cuốn)
và như vậy khoảng cách đến chi tiết hút nước đầu tiên là khá dài. Tấm định hình đã được
đưa vào khoảng không gian này để đỡ lưới, tránh hiện tượng võng. Nhiêm vụ của tấm
định hình là đỡ lưới và làm chậm quá trình thoát nước ở giai đoạn đầu, nhằm làm giảm
sự mất mát thành phần mịn, chất độn và cải thiện sự tạo hình.
Khi còn nhiều nước, các đám xơ sợi được xáo trộn dễ dàng hơn, xơ sợi phân bố
đều hơn theo cả hướng máy MD và hướng ngang CD trong quá trình ban đầu hình thành
14
tấm giấy. Vì tấm lưới luôn trượt trên tấm định hìnhtrong suốt quá trình hoạt động của
máy xeo nên chúng được làm bằng vật liệu có tính mài mòn tốt.
Hình 2.8: Tấm định hình
Điểm chạm khi bột rơi trên bàn tạo hình là điều rất được cân nhắc, cạnh đầu bàn
tạo hình được bố trí hơi thấp xuống và cạnh cuối phải được ngang bằng với các tấm gạt
nước, trục ngực và được tỳ sát lên.
Góc phun bột, điểm phun bột ( điểm chạm) được tính từ môi phun đến điểm dòng
bột tiếp xúc trên lưới xeo. Góc phun bột không được quá lớn tạo nên bắn tóe, gây sốc bột
trên lưới. Điểm phun không được quá dài có thể làm kéo theo lượng không khí bên
ngoài vào vùng hình thành, và điểm rơi trước hoặc sau bàn tạo hình sẽ làm thoát nước
nhanh hơn, gây mất mát chất độn và xơ sợi mịn, làm tờ giấy hình thành không đồng đều,
kết đám mây. Việc thoát nước nhiều ở bàn tạo hình là không tốt, xơ sợi không có điều
kiện và thời gian để tự vận động, đan xen, định hướng và tạo thành một màng lọc có độ
đồng đều cao.
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành tờ giấy: độ nghiền SR, tỷ lệ tốc độ bột
phun / tốc độ lưới, nồng độ bột, kích thước lỗ, quá trình thoát nước trên lưới…Tấm định
hình được sử dụng đặc biệt cho loại máy xeo vận tốc thấp và trung bình. Đối với những
loại máy vận tốc cao thì một trong số trường hợp đặc biệt, một quá trình thoát nước quá
nhanh không thích hợp như không đủ thời gian cho sự phân bố đồng đều của sợi trên
15
lưới, hay có nhiều phần tử mịn bị kéo qua lưới, hoặc có hiện tượng gây ra vết lưới trên
mặt giấy (do băng giấy ép sát vào lưới) và điều này còn gây khó khăn cho việc bóc lớp
giấy khỏi lưới, kết quả là làm đứt giấy.
Tấm gạt nước
Là những tấm có bề mặt rộng từ 5-10 cm, đặt hơi nghiêng so với bề mặt lưới từ
0,5- 30, góc nghiêng càng lớn thì áp lực chân không được tạo thành khi lưới chuyển động
trên bề mặt tấm gạt nước càng cao.Tấm gạt nước có phần đầu tiếp xúc với dòng bột và
lưới, phần sau thấp hơn với góc lệch 40, góc lệch tạo ra độ chân không giúp cho quá
trình thoát nước nhanh hơn.
Hình 2.9: Tấm gạt nước
Bố trí tấm gạt nước:
+ Bố trí theo từng nhóm, mỗi nhóm gồm có vài tấm gạt nước đặt chung
vào một khoang thoát nước làm việc ở áp lực chân không yếu gọi là hộp hút chân
không áp lực thấp. Áp lực chân không được hình thành do hiện tượng xiphông
trong quá trình thoát nước nghĩa là chưa cần sử dụng bơm hút chân không.
+ Bố trí theo từng nhóm, mỗi nhóm gồm nhiều tấm gạt nước được đặt
chung vào một khoang thoát nước làm việc ở áp lực chân không cao (được tạo
bởi bơm chân không) gọi là hộp hút chân không áp lực cao.
Khi sử dụng tấm gạt nước thì có hiện tượng giấy dính vào lưới do hiện tượng
khác nhau về nồng độ bột theo chiều dài trên lưới của tấm bột ướt. Để tránh hiện tượng
16
giấy dính vào lưới do lớp bột sát mặt lưới có nồng độ cao trong khi lớp bột phía trên mặt
thoáng thì nồng độ vẫn thấp thì cần phải bố trí tấm gạt nước thành từng vùng như sau:
+ Vùng đầu tiên khi nồng độ bột còn thấp (<1,6%) thì cần phải bố trí tấm
gạt nước riêng biệt từng tấm cho đến khi nồng độ bột đạt khoảng 1,6-2%.
+ Vùng tiếp theo lắp đặt các hộp hút chân không áp lực thấp nâng dần
nồng độ từ 1,6-2% lên 4-9%, áp suất chân không trong các hộp hút khu vực này
trong khoảng âm 1-12KPA.
+ Vùng cuối là khi hộp hút chân không áp lực thấp hết tác dụng thì sẽ sử
dụng hộp hút chân không áp lực cao để nâng nồng độ lên khoảng 17-19%, áp lực
hút chân không trong khoảng âm 40-60KPA.
Lô đỡ lưới
Tiếp sau tấm định hình, nhiều chi tiết hút nước đã được bổ sung để tách nước và
để tạo ra sự xáo trộn bảo đảm cho sự tạo hình được tốt. Đây là những trục rỗng bằng
đồng, thép hoặc nhôm và thường được phủ lớp cao su phía ngoài để cải thiện độ thoát
nước và tránh sự mài mòn cho lưới. Chúng là những lô nhỏ quay tự do, có nhiệm vụ đỡ
tấm lưới chuyển động trên bàn lưới. Các lô đỡ lưới cũng có tác dụng thoát nước từ tấm
bột ướt khi tấm bột ướt đi qua các lô đỡ lưới này nhờ áp suất chân không được tạo ra khi
tấm lưới và lô đỡ lưới tách nhau ra. Tuy nhiên nếu vận tốc cao thì lô đỡ lưới cuốn nước
ngược lại tấm giấy ướt.
Những lô đỡ này phải thật thẳng, đanh chắc và cân bằng về mặt động học. Vì bất
kỳ một sự dao động hay uốn vẹo nào dù nhỏ đều gây ra những ảnh hưởng xấu đến sự tạo
hình của tờ giấy. Độ bền động học của một trục quay được xác định bởi chiều dài đường
kính của nó. Khi chiều dài tăng độ bền sẽ giảm và khi đường kính tăng độ bền sẽ tăng.
Từ đây ta thấy rằng đối với những máy xeo càng rộng và tốc độ càng lớn, đường kính
các trục đỡ sẽ càng tăng. Ở máy xeo có chiều rộng từ 2000-3000mm thì đường kính từ
180-250mm.
Quá trình thoát nước trên bàn lưới được bắt đầu ngay sau khi bột được phun ra
lưới. Sự thoát nước trên các trục diễn ra do tác động của chân không phát sinh ở góc tạo
thành bởi lưới và bề mặt trục đỡ lưới. Nước sẽ choán hết vùng góc này và thoát đi, một
phần đi cùng với lưới, một phần đi cùng với trục đỡ, còn một phần nước vẫn bám theo
lưới, phần bám theo trục đỡ thì sẽ văng vào góc đối diện (phía trước trục đỡ kế tiếp) rồi
17
tác động lên trên qua lưới tạo ra các xung áp. Quá trình thoát nước nhờ các trục đỡ được
diễn ra dưới tác động liên tục lần lượt từ áp lực thủy tĩnh đến do lực hút chân không ở
vùng góc dưới lưới, chỗ tiếp xúc với trục đỡ. Khi tăng vận tốc và tăng đường kính trục
đỡ thì cường độ thoát nước cũng tăng. Sự gia tăng vượt quá giới hạn sẽ dẫn tới làm giảm
chất lượng băng giấy. Hiệu quả thoát nước nhờ các trục đỡ chỉ thực hiện thật tốt ở 6–8 lô
đầu còn về sau nồng độ bột tăng lên đồng thời trở lực thoát nước cũng gia tăng không
ngừng, lượng nước thoát ra khỏi băng giấy giảm, lúc này màng bột chỉ cho nước thẩm
thấu qua. Do đó người ta làm số trục đỡ thưa dần từ trục thứ 8 trở đi.
Để có thể giảm độ chân không sinh ra từ các trục đỡ, ở phần đầu của vùng tạo
hình, các trục thường được khắc rãnh vì chân không chỉ được sinh ra tại điểm tiếp xúc
giữa trục và lưới. Về số lượng các trục đỡ, nó phụ thuộc vào tốc độ máy. Các rãnh
thường có bề rộng khoảng 3-6mm và sâu khoảng 1,5-9,5mm.
Trục bụng chân không
Để băng giấy có độ khô đạt 18-22% đưa vào hệ ép, nhất thiết sau các hòm hút
chân không phải cho băng giấy thoát nước tiếp tục nhờ trục bụng. Trục bụng có hai
nhiệm vụ: góp phần thoát nước cho băng giấy, truyền động cho toàn bộ hòm lưới. Năm
1908 người ta phát minh ra trục bụng chân không, nhưng mãi đến 1930 mới sử dụng tốt
trong máy xeo dài, giúp cho tốc độ máy tăng cao, mở rộng khổ giấy, tăng độ bền ướt của
băng giấy và giảm được hiện tượng giấy đứt. Trục bụng là chi tiết hút nước cuối cùng
trên một máy xeo dài. Trục này hoạt động ở độ chân không cao, khoảng 40-63 cmHg tùy
thuộc vào định lượng và chủng loại sản phẩm giấy. Băng giấy trước khi trước khi qua
trục bụng có độ khô khoảng 12-18% và sẽ tăng đến 18-25% sau khi ra khỏi trục. Nước
lấy đi tại trục bụng nhờ lực hút chân không đặt bên trong trục. Tại tốc độ thấp, nước và
không khí được kéo vào trục bụng qua hộp hút chân không (lúc này phải có hệ thống
tách khí khỏi hệ nước trắng của máy xeo). Khi tốc độ cao hơn, sẽ có thể gây ra hiện
tượng nước qua lưới bị bắn do lực ly tâm. Trong trường hợp này sẽ bố trí thêm một cái
chặn để ngăn không cho nước bị bắn ngược lên băng giấy trên lưới hoặc là bị bắn vào
trục chỉnh lưới.
Trên trục bụng chân không cũng có một trục ép nhỏ. Nhờ trục này mà độ chân
không của hòm hút ở trong trục bụng cũng tăng lên vào khoảng 0,5m nước và độ khô
của giấy được tăng lên từ 3-4% đồng thời độ mịn, độ chặt của tờ giấy cũng tăng lên. Có
18