BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN TÁCH XƠ SỢI
TRONG DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT OCC

Họ và tên sinh viên: BẠCH VĂN THÀNH
Ngành: CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT GIẤY VÀ BỘT GIẤY
Niên khóa: 2005 – 2009

Tháng 06/2009


NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA PHÂN TÁCH XƠ SỢI TRONG DÂY
CHUYỀN SẢN XUẤT BỘT OCC

Tác giả

BẠCH VĂN THÀNH

Khóa luận được đệ trình để đáp ứng yêu cầu
cấp bằng Kỹ sư ngành
Công Nghệ Giấy và Bột Giấy

Giáo viên hướng dẫn:
ThS. ĐẶNG THỊ THANH NHÀN

Tháng 06 năm 2009

i


LỜI CẢM ƠN
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến:
Cha mẹ, anh chị em và người thân đã luôn ủng hộ, động viên, quan tâm chăm
sóc, tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài
Quý thầy cô giáo trường Đại học Nông Lâm Thành Phố Hồ Chí Minh, tập thể
các thầy cô giáo trong khoa Lâm Nghiệp đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi trong
suốt hơn 4 năm học vừa qua.
Th.S Đặng Thị Thanh Nhàn đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình
nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tôi chân thành cảm ơn chị Dung tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt khoảng thời
gian thực tập tại ở Trung Tâm Nghiên Cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy và Bột Giấy
trường Đại Học Nông Lâm TPHCM.
Ban Giám Đốc cùng toàn thể cán bộ công nhân viên và anh chị em công nhân
Công ty TNHH một thành viên công ty giấy Sài Gòn- Mỹ Xuân đã tận tình giúp đỡ và
tạo mọi điều kiện có thể để tôi hoàn thành đợt thực tập tốt nghiệp này.
Các bạn lớp Công Nghệ Giấy - Bột Giấy K31 đã luôn đồng hành, chia sẻ, động
viên giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập và làm đề tài.
Các tổ chức và cá nhân mà tôi đã tham khảo tài liệu có liên quan.
TP HCM, tháng 06 năm 2009.
Sinh viên thực hiện
Bạch Văn Thành

ii


TÓM TẮT


Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng của phân tách xơ sợi trong dây chuyền sản xuất
bột OCC”. Đề tài được thực hiện tại Trung Tâm Nghiên Cứu Chế Biến Lâm Sản Giấy
- Bột Giấy và phòng thí nghiệm nhà máy giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân, thời gian từ
04/03/2009 đến 29/05/2009 dưới sự hướng dẫn của Thạc sĩ Đặng Thị Thanh Nhàn.
Nguyên liệu thí nghiệm là nguyên liệu OCC được lấy tại nhà máy giấy Sài Gòn
– Mỹ Xuân. Đầu tiên lấy riêng biệt OCC nội và OCC ngoại đem xé nhỏ và ngâm trong
nước trong 24 giờ rồi đem nghiền từng loại nguyên liệu ở độ nghiền 30˚SR, 35˚SR,
40˚SR, 45˚SR sau đó xeo thành handsheet theo tiêu chuẩn SCAN – C 26 : 76, theo dõi
các chỉ tiêu độ bền cơ lý như độ nén vòng, độ chịu bục, độ bền kéo. Sau đó đem so
sánh độ bền cơ lý giữa bột OCC nội và OCC ngoại. Tiếp đến phân tích dây chuyền sản
xuất bột OCC tại nhà máy qua đó nghiên cứu ảnh hưởng của phân tách xơ sợi trong
dây chuyền sản xuất bột OCC bằng cách lấy mẫu bột tại bể trước máy phân tách xơ
xợi và mẫu bột ở sau thiết bị phân tách xơ sợi. Đem nghiền từng mẫu riêng biệt ở cùng
một thời gian theo dõi thay đổi độ nghiền. Sau đó đem nghiền từng mẫu cho cùng độ
nghiền rồi làm handsheet kiểm tra độ bền cơ lý của từng mẫu rồi so sánh tính chất cơ
lý của bột ở trước máy phân tách xơ sợi và bột sau máy phân tách xơ sợi.
Kết qủa thí nghiệm cho thấy:
Tính chất cơ lý của nguyên liệu OCC ngoại tốt hơn nguyên liệu OCC nội.
Năng lượng tiêu hao cho quá trình nghiền đối với dòng bột không qua máy
phân tách xơ sợi cao hơn dòng bột có qua máy phân tách xơ sợi.
Dòng bột đã được phân tách xơ sợi có độ bền cơ lý tốt hơn so với dòng bột
chưa được phân tách xơ sợi.

iii


MỤC LỤC
Trang
Trang tựa..........................................................................................................................i
LỜI CẢM ƠN................................................................................................................. ii

TÓM TẮT...................................................................................................................... iii
MỤC LỤC ..................................................................................................................... iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................................................................ vi
DANH SÁCH CÁC HÌNH........................................................................................... vii
DANH SÁCH CÁC BẢNG ........................................................................................ viii
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1 Đặt vấn đề ..............................................................................................................1
1.2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................2
1.3. Phạm vi nghiên cứu ..............................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN.................................................................................................3
2.1. Giới thiệu về công ty TNHH MTV giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân (NMGMX)..........3
2.1.1. Vị trí địa lí. .....................................................................................................3
2.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển.....................................................................3
2.2. Cơ sở lí thuyết của quá trình nghiền.....................................................................6
2.2.1. Khái niệm chung ............................................................................................6
2.2.2. Cơ chế nghiền bột ..........................................................................................6
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền bột ............................................9
2.2.4. Ảnh hưởng của độ nghiền tới tính chất của giấy .........................................13
2.2.5. Các phương pháp nghiền bột. ......................................................................15
2.3. Ảnh hưởng của việc phân tách xơ sợi lên bột tái chế OCC................................20
Chương 3 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................22
3.1. Nội dung nghiên cứu...........................................................................................22
3.2. Thời gian và địa điểm nghiên cứu......................................................................22
3.2.1. Thời gian nghiên cứu...................................................................................22
3.2.2. Địa điểm nghiên cứu....................................................................................22
3.3. Tiêu chuẩn sử dụng và thiết bị nghiên cứu.........................................................22
iv


3.3.1. Tiêu chuẩn sử dụng ......................................................................................22

3.3.2. Thiết bị thí nghiệm .......................................................................................23
3.4. Phương pháp nghiên cứu ....................................................................................23
3.4.1. Nghiên cứu tính chất của xơ sợi được sản xuất từ nguồn nguyên liệu OCC
................................................................................................................................23
3.4.2. Tìm hiểu dây chuyền sản xuất bột OCC ......................................................26
3.4.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của công đoạn phân tách xơ sợi trong dây chuyền
sản xuất bột OCC. ..................................................................................................26
Chương 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................29
4.1. So sánh tính chất cơ lí của xơ sợi được sản xuất từ nguyên liệu OCC nội và
OCC ngoại .................................................................................................................30
4.1.1. Độ bục ..........................................................................................................30
4.1.2. Độ nén vòng .................................................................................................31
4.1.3. Độ bền kéo ...................................................................................................32
4.2. Thuyết minh dây chuyền sản xuất bột OCC.......................................................34
4.2.1. Giai đoạn xử lý nguyên liệu .........................................................................35
4.2.2. Giai đoạn sàng chọn, tách loại tạp chất và phân cấp xơ sợi.........................36
4.2.3. Giai đoạn tuyến bột xớ ngắn ........................................................................38
4.2.4. Giai đoạn tuyến bột xớ dài ...........................................................................39
4.3. Ảnh hưởng của thời gian đến độ nghiền của dòng bột OCC chưa được phân tách
xơ sợi và đã được phân tách xơ sợi. .........................................................................42
4.4. Ảnh hưởng của quá trình nghiền đến độ bền cơ lí của dòng bột chưa được phân
tách và dòng bột đã phân tách xơ sợi.........................................................................43
4.4.1. Ảnh hưởng đến độ bục .................................................................................43
4.4.2. Ảnh hưởng đến độ nén vòng. .......................................................................44
4.4.3. Ảnh hưởng đến độ bền kéo ..........................................................................45
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KẾT NGHỊ........................................................................46
5.1. Kết luận...............................................................................................................46
5.2. Kiến nghị.............................................................................................................46
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................47
PHỤ LỤC ......................................................................................................................48

v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DIP

Deinked pulp (Bột khử mực từ giấy loại)

GSG

Giấy Sài Gòn

SCAN

Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee

(Hội đồng kiểm tra bột giấy, giấy và cáctong Bắc Âu)
MTV

Một thành viên

OCC

Old Corrugated Container (Giấy bao bì và hộp carton)

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn


TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TPHCM

Thành Phố Hồ Chí Minh

vi


DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình

Tên hình

Trang

Hình 2.1: Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy ..........................................5
Hình 2.2: Ảnh hưởng của nồng độ đến quá trình nghiền ............................................12
Hình 2.3: Ảnh hưởng độ nghiền tới tính chất giấy......................................................13
Hình 2.4: Cấu tạo của máy nghiền côn........................................................................18
Hình 2.5: Máy nghiền đĩa đôi thông Voith Sulzer ......................................................20
Hình 3.1: Sơ đồ bố trí thí nghiệm của việc nghiên cứu tính chất cơ lý của bột OCC nội
và OCC ngoại .............................................................................................................. 24
Hình 3.2: Sơ đồ các bước thực hiện của thí nghiệm 1.................................................27
Hình 3.3: Sơ đồ các bước thực hiện của thí nghiệm 2.................................................29
Hình 4.1: So sánh độ bục giữa OCC nội và OCC ngoại ............................................30
Hình 4.2: So sánh độ nén vòng giữa OCC nội và OCC ngoại ....................................31
Hình 4.3: So sánh độ bền kéo giữa OCC nội và OCC ngoại.......................................32

Hình 4.4: Sơ đồ khối sản xuất bột OCC ......................................................................34
Hình 4.5: Ảnh hưởng của thời gian đến độ nghiền .....................................................43
Hình 4.6: Ảnh hưởng của độ nghiền đến độ chịu bục.................................................44
Hình 4.7. Ảnh hưởng của độ nghiền đến độ nén vòng ................................................45
Hình 4.8: Ảnh hưởng của độ nghiền đến độ bền kéo ..................................................46

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

Bảng

Tên bảng

Trang

Bảng 4.1: Độ bục của OCC nội và OCC ngoại ở các độ nghiền khác nhau................30
Bảng 4.2: Độ nén vòng của OCC nội và OCC ngoại ở các độ nghiền khác nhau.......31
Bảng 4.3: Độ bền kéo của OCC nội và OCC ngoại ở các độ nghiền khác nhau.........32

viii


Chương 1 MỞ ĐẦU
1.1 Đặt vấn đề
Khi xã hội ngày càng tiến bộ các ngành công nghiệp ngày càng phát triển, thì
trường các công ty bao bì cũng phát triển, chính vì điều đó mà nhu cầu sử dụng giấy
carton ngày càng lớn.
Ở công ty giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân nắm bắt được tình hình chung của xã hội

nên luôn luôn cần phải đổi mới cải tiến thiết bị công nghệ để tạo ra sản phẩm về chất
lượng. Ở công ty có câu “ lấy chất lượng để chiếm lĩnh thị trường ” điều đó cũng nói
lên được việc tạo ra sản phẩm đạt chất lượng theo yêu cầu là vấn đề mà công ty luôn
chú trọng. Để sản xuất ra một sản phẩm giấy đạt yêu cầu phụ thuộc rất nhiều ở từng
mỗi công đoạn, từ nguồn nguyên liệu đến thiết bị - công nghệ - yếu tố vận hành và các
chất phụ gia. Trong đó nguồn nguyên liệu ban đầu là một trong những yếu tố quan
trọng để tạo thành tờ giấy có chất lượng đạt yêu cầu đặc ra. Vì vậy, trước khi đưa
nguồn nguyên liệu vào ta phải biết được tính chất cơ lí của từng loại nguyên để thuận
tiện cho việc phối trộn nguyên liệu theo một tỉ lệ nào đó sao cho sản phẩm đạt yêu cầu
mong muốn. Đối với dây chuyền OCC thì trong quá trình sản xuất, bột sẽ được đi qua
nhiều công đoạn trong đó có công đoạn phân tách xớ sợi nhằm cho ra hai loại xớ sợi
đó là xớ ngắn và xớ dài. Xớ dài thường dùng để sản xuất lớp mặt, lớp đế, còn xớ ngắn
thì thường để sản xuất lớp ruột. Ngoài ra, giai đoạn phân tách hai dòng xơ sợi sẽ giúp
cho quá trình nghiền được thuận tiện hơn xớ ngắn thường có độ nghiền cao hơn và có
thể không nghiền nữa tùy theo yêu cầu của sản phẩm, còn xớ dài thì sau khi nghiền thì
được phân tơ chỗi hóa một cách đồng đều hơn vì các xơ sợi có kích thước đồng đều.
Xuất phát từ những vấn đề trên tôi đã thực hiện đề tài ” Nghiên cứu ảnh hưởng
của phân tách xơ sợi trong dây chuyền sản xuất bột OCC ”.

1


1.2. Mục đích nghiên cứu
- Nguyên cứu tính chất cơ lí của bột từ nguyên liệu OCC nội và OCC ngoại.
- Phân tích dây chuyền sản xuất bột giấy từ OCC.
- Nguyên cứu ảnh hưởng của công đoạn phân tách xơ sợi trong dây chuyền sản xuất
bột giấy từ OCC nội và OCC ngoại.
1.3. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài được thực hiện tại phòng thí nghiệm nhằm tìm ra tính chất cơ lý của
nguyên liệu OCC nội và OCC ngoại, và qua đó khảo sát dây chuyền sản xuất bột OCC

tại công ty TNHH một thành viên giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân. Đồng thời tìm hiểu ảnh
hưởng của công đoạn phân tách xơ sợi của qui trình sản xuất bột. Đề tài không nghiên
cứu đến tỉ lệ phối trộn xớ ngắn / xớ dài cho sản xuất các loại giấy có độ bền cơ lý khác
nhau.

2


Chương 2 TỔNG QUAN
2.1. Giới thiệu về công ty TNHH MTV giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân (NMGMX).
2.1.1. Vị trí địa lí.
NMGMX là một thành viên của công ty cổ phần giấy Sài Gòn (GSG), và là một
trong những công ty sản xuất giấy vệ sinh và giấy công nghiệp lớn tại Việt Nam. Có
đối tác kinh doanh là hầu hết các công ty bao bì lớn cả nước cùng với các nước thuộc
khu vực Đông Nam Á và một số nước khác trên thế giới, ngoài NMGMX, GSG còn có
các chi nhánh khác đặc ở khu vực phía Bắc và Miền Trung.
Diện tích xây dựng 60.000 m2 trên tổng diện tích mặt bằng là 120.000 m2, nằm trong
khu công nghiệp Mỹ Xuân A thuộc tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, cách quốc lộ 13 là 300 m,
cách trung tâm TP. HCM là 60 km. NMGMX rất có lợi thế trong giao dịch, lưu thông
hàng hóa và nguyên vật liệu bằng các phương tiện đường bộ, đường sắt, đường thủy vì
gần các bến cảng như: Cái Mép, Cát Lỡ, Cảng Sài Gòn.
Tên đầy đủ: Công ty TNHH một thành viên giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân
Tên giao dịch: SAIGONPAPER CORPORATION
Tên viết tắc: SGP
Văn phòng giao dịch đặt tại: Cao ốc số 307/5, Nguyễn Văn Trỗi, Phường 1, Quận Tân
Bình – TP.HCM (lầu 2 và lầu 5)
Email:
2.1.2. Lịch sử hình thành và phát triển.
2.1.2.1. Lịch sử hình thành.
Tháng 4 năm 1997, cơ sở đầu tiên của giấy Sài Gòn ra đời với tên là Cơ Sở giấy

Sài Gòn. Sau hơn một năm hoạt động vào tháng 12 năm 1998 ban lãnh đạo công ty đã
quyết định thành lập công ty TNHH giấy Sài Gòn. Nhiều năm sau đó công ty đã kinh
doanh thành công nên quyết định thành lập công ty cổ phần Giấy Sài Gòn vào tháng 6
năm 2003. Đồng thời tăng vốn điều lệ lên 18 tỉ đồng. Cũng vào tháng 4 năm 2004
công ty cho xây dựng nhà máy Giấy Mỹ Xuân với vốn đầu tư là 450 tỉ đồng.

3


Cho đến nay công ty đã tăng vốn điều lệ lên 150 tỉ đồng. Cứ trên đà tăng trưởng trong
nhiều năm liền đến nay Công ty đã quyết định đổi tên mới cho nhà máy giấy Mỹ Xuân
là: Công ty TNHH một thành viên Giấy Sài Gòn – Mỹ Xuân.
NMGMX chính thức hoạt động vào cuối năm 2004 với 4 phân xưởng sản xuất
chính gồm: một phân xưởng bột, hai phân xưởng xeo, một phân xưởng thành phẩm,
ngoài ra còn một số phân xưởng khác như: phân xưởng bảo trì, phân xưởng động lực,
nhà kho. Đến nay nhà máy đã đi vào sản xuất ổn định và không ngừng tăng trưởng
công suất trong nhiều năm liền.
2.1.2.2. Quá trình phát triển.
Khi mới thành lập nhà máy gặp không ít khó khăn, tuy là một thành viên của
GSG có vốn đầu tư lớn so với các nhà máy khác, song vẫn còn thiếu vốn lưu động
hoạt động còn thấp, trình độ kỹ thuật của cán bộ công nhân viên vẫn chưa đạt yêu cầu,
thiếu nhân công lao động, trãi qua nhiều thử thách cho đến nay công ty đã đạt được
nhiều danh hiệu và giải thưởng như: thương hiệu mạnh Việt Nam năm 2005, doanh
nghiệp Việt Nam uy tín – chất lượng 2006, doanh nghiệp HVNCLC từ năm 2003 –
2007, danh hiệu Sao Vàng Đất Việt 2003 và 2005, cúp vàng thương hiệu Việt Nam hội
nhập quốc tế 2003, thương hiệu dẫn đầu Việt Nam 2007, thương hiệu “ Việt Nam tốt
nhất 2007”, top 10 thương hiệu mạnh Việt Nam 2006… và còn nhiều giải thưởng cao
quí khác nữa.
Sản phẩm chủ yếu của nhà máy gồm nhiều mặt hàng của loại giấy tiêu dùng
như: giấy vệ sinh, khăn giấy, khăn hộp,…đặc biệt là giấy bao bì công nghiệp. Nguyên

liệu chủ yếu là giấy thu hồi từ các nước như: Mỹ, Nhật, Hàn Quốc, Úc,…ngoài ra còn
thu từ các vựa trong nước và còn nhập các loại bột hóa từ các nước ngoài. Và qui trình
công nghệ sản xuất của nhà máy được thể hiện theo sơ đồ hình 2.1.

4


2.1.2.3. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy

DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
GIẤY CÔNG NGHIỆP

GIẤY VỆ SINH
Kho nguyên
liệu

Kho
nguyên liệu

Xưởng sản xuất
bột giấy DIP

Xưởng sản xuất
bột giấy OCC

Bột giấy

Bột giấy


Xưởng xeo giấy
vệ sinh

Giấy vệ sinh bán
thành phẩm

Xưởng xeo giấy
CARTON

Nước thải

Nước thải

Giấy carton bán
thành phẩm

Nước sạch
Xưởng thành
phẩm giấy vệ
sinh
Sản phẩm
hoàn chỉnh

HỆ THỐNG
XỬ LÍ
NƯỚC THẢI

Bùn đặc


Sản phẩm giấy
carton thành
phẩm

Xử lí bùn

Hình 2.1. Sơ đồ qui trình công nghệ sản xuất của nhà máy

5


2.2. Cơ sở lí thuyết của quá trình nghiền
2.2.1. Khái niệm chung
Nguyên liệu xơ sợi xenluloza sau khi được gia công bằng phương pháp hoá
học, nhiệt, cơ, ... có thành phần chủ yếu là xenluloza, tồn tại ở dạng xơ sợi. Để có đủ
tính chất hình thành các loại sản phẩm giấy thì một công đoạn quan trọng có ý nghĩa
quyết định là quá trình nghiền.
Quá trình nghiền bột giấy là quá trình dùng lực cơ học tác dụng lên xơ sợi
xenluloza trong hỗn hợp bột nước, làm biến đổi về mặt cấu trúc hoá lý nhằm đáp ứng
các chỉ tiêu chất lượng của mặt hàng giấy.
2.2.2. Cơ chế nghiền bột
Cả lực cơ học do bộ phận dao chuyển động và lực nước cùng tác động lên xơ
sợi. Đó là tác động cuộn, uốn, xoắn, kéo, nén xảy ra trong diện tích tiếp xúc giữa lưỡi
dao đế và dao bay, giữa sống dao và rãnh dao. Ngoài ra còn có lực trà sát giữa lưỡi dao
và xơ sợi và giữa các xơ sợi với nhau.
Thông thường máy nghiền có hai loại dao: Dao đế ( cố định ) và dao bay (
chuyển động ), xơ sợi đi giữa lớp dao đế và dao bay, nguyên lý hoạt động được mô tả
theo những bước như sau:

1


2

1

1

2

2

1: Dao đế
2: Dao bay

Bước 1: Tạo thành bó bột và thoát nước cục bộ
Bước 2: Ép cơ học và thoát nước
Bước 3: Kéo trượt các bó bột
6

1

2


Bước 4: Bó bột nở ra và hút nước
Bước 5: Tạo thành bó bột cho chu kỳ tiếp theo
- Tác động đầu tiên:
+ Bóc tách vách tế bào của xơ sợi, tạo thành các mảch vụn hoặc xơ vụn
+ Nước thẩm vào qua vách tế bào, làm xơ sợi trương nở
+ Một số liên kết giữa các thớ sợi bị đứt, thay thế bằng các liên kết giữa nước và

thớ sợi- gọi là thủy hóa.
+ Xơ bột ngày càng mềm mại hơn
+ Sự chổi hóa là xơ sợi bị tước ra thành nhiều xơ nhỏ, hai đầu xòe ra như chổi
+ Xơ sợi bị cắt ngắn
- Tác động tiếp theo:
+ Vách tế bào bị nứt gãy.
+ Xơ sợi trương nở ra
+ Một số Hêmixenluloza trên mặt xơ sợi bị nước hòa tan từng phần tạo thành dạng
keo.
+ Xơ duỗi thẳng ra (khi nồng độ bột thấp) hay uốn cong lại (khi nồng độ bột cao)
Như vậy: tác động đầu tiên của nghiền là làm dập nát, bóc tách dần làm vỡ lớp
vỏ tế bào, vỏ này không trương nở ra được (do chứa nhiều lignin). Khi vỏ này bị vỡ
một phần bị lộ ra lớp vách thứ hai hút nước mạch. Phần hai đầu của xơ sợi sẽ bị cắt, đè
nén, dập nát trước, liên kết nội bộ xơ sẽ bị phá vỡ trước do nước được hút vào. Kết qủa
là hai đầu bó sợi xảy ra sự chổi hóa phân tơ, làm cho diện tích bề mặt xơ tăng lên
nhiều lần, vách tế bào bị phá vỡ càng nhiều, giải phóng ra các băng xơ. Đồng thời với
sự bong ra của lớp vỏ xơ sinh M chứa nhiều Lignin là sự xâm nhập mạnh mẽ của nước
vào các bó xơ. Làm cho xơ mềm mại, đàn hồi hơn.

7


¾ Quá trình trương xảy ra theo 2 giai đoạn:
+) Giai đoạn 1: Tạo lớp vỏ solvat, làm yếu liên kết giữa các phân tử Xenluloza. Khi
hình thành lớp vỏ solvat về mặt hoá lý đây là quá trình tỏa nhiệt ΔH < 0, ΔS giảm.
Giai đoạn này năng lượng giải phóng ra ( ΔG < 0 ).
Bột xenlulo tiếp tục bị tác dụng đến lúc nào đó lực liên kết giảm nhanh, một số phân tử
ở ngoài bị tách ra như pentozan tạo ra lớp màng keo trên bề mặt xenlulo làm cho độ
nhớt dung dịch tăng lên.
+) Giai đoạn 2 ( Giai đoạn Hydrat hóa ): Giai đoạn 1 xảy ra đến một lúc nào đó, một

vài liên kết giữa các phân tử bị đứt ra, giải phóng ra các nhóm OH tự do trên bề mặt
Xenluloza. Một nhóm OH tự do ( trên bề mặt Xenluloza ) có thể hấp thụ được tới 4
phân tử H2O, làm đường kính của bó sợi tăng lên. Chính sự tăng lên người ta gọi là “
Trương ’’- hiện tương đó gọi là trương. Mức độ trương tối đa của các loại xơ sợi có sự
khác nhau. Độ trương phụ thuộc vào độ kết tinh và phương thức sắp xếp của sợi.
Những sợi có độ sắp xếp định hướng cao thì quá trình trương trong nước theo hướng
dọc sợi thường rất nhỏ. Những sợi không định hướng, hoặc định hướng thấp thì sự
trương xảy ra mạnh hơn. Chính vì vậy, qúa trình nghiền có tác dụng phá vỡ sự sắp
xếp có định hướng, tạo điều kiện cho qúa trình trương xảy ra.
¾ Tác dụng của nghiền tới xơ sợi :
Bột giấy sau khi được qua nghiền, các thớ sợi sẽ bị đánh tơi theo chiều dài, cắt
ngắn theo chiều ngang, hai đầu bị chổi hoá và trương nở mạnh. Kết quả làm bột giấy
có chiều dài đồng đều, chiều ngang nhỏ hơn, tăng lực liên kết hyđro giữa các bề mặt
xơ sợi khi hình thành tờ giấy.
Nghiên cứu sự thay đổi cấu trúc xơ sợi, trong quá trình nghiền bột người ta đã
đưa ra nhiều giả thiết khác nhau như thuyết biến đổi hoá học của Giou và Paladen.
Thuyết biến đổi vật lý, thuyết biến đổi hoá lý. Ngày nay người ta cho rằng, quá trình
nghiền dưới tác dụng của lực cơ học các xơ sợi bị cắt ngắn và trương nở mạnh, phân tơ
chổi hoá trở nên rất mềm dẻo. Do vậy các xơ sợi dễ đan dệt với nhau, tăng bề mặt tiếp
xúc, tăng lực ma sát tạo điều kiện cho quá trình ra keo sau này, tăng độ bền cơ học, tờ giấy
sẽ trở nên mềm dẻo, nhẵn phẳng và đồng đều hơn.

8


Trong quá trình nghiền cơ học làm dập nát màng tế bào khó thấm nước tạo điều
kiện cho nước thẩm thấu vào tế bào tiếp xúc với các phần tử xenlulo, làm cho xenlulo
hấp thụ nước và trương nở trong nước. Chính nhờ quá trình này mà xenlulo giải phóng
ra nhóm OH tự do trên bề mặt đại phân tử của nó. Hình thành các liên kết kết cấu
hydro giữa nhóm OH tự do của phân tử xenlulo này với nước, phân tử nước với

xenlulo kia. Chính lực liên kết cầu nối này tạo nên độ bền ướt của tờ giấy.
Tóm lại : Nghiền là phương pháp cơ học tác động vào bó sợi xenlulo làm cho
chúng thay đổi về mặt:
Lý học: Cắt, xé, phân tơ, chổi hóa
Hóa học: Tạo ra các nhóm OH tự do trên bề mặt xơ sợi. Tạo cho bột Xenluloza
nguyên liệu mềm mại, đàn hồi hơn, tăng bề mặt tiếp xúc, xơ sợi dễ đan dệt với nhau,
tăng lực ma sát tạo điều kiện thuận lợi cho qúa trình gia keo sau này, tờ giấy hình
thành sẽ trở nên mềm dẻo, nhẵn phẳng và đồng đều hơn, tạo ra tác động của liên kết
Hydro để hình thành độ bền tờ giấy sau qúa trình sấy. Trong qúa trình sấy, giấy khô đi,
mất nước, do nứơc có sức căng bề mặt, lúc bốc hợi đi kéo 2 xơ sợi lại gần nhau, tạo
liên kết cầu nối. Liên kết cầu nối này có năng lượng liên kết khá cao, khoảng 3900
cal/mol tạo nên độ bền chủ yếu cho tờ giấy. Vì vậy khi liên kết hình thành tờ giấy
càngnhiều liên kết OH tạo ra độ bền của giấy càng cao.
2.2.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình nghiền bột
Độ nghiền được đo bằng oSR, đặc trưng cho khả năng thoát nước của xơ sợi.
Kết quả quạn trọng nhất của quá trình nghiền là tạo ra các nhóm OH tự do trên bề mặt
xơ sợi, dẫn đến việc hình thành các cầu nối xenluloza với nhau tạo thành cấu trúc bền
của tờ giấy. Việc giải phóng ra càng nhiều các nhóm OH tự do càng xuất hiện nhiều
cầu nối, và như vậy làm cho tờ giấy càng bền. Do vậy các yếu tố ảnh hưởng đến quá
trình nghiền cũng ảnh hưởng đến độ bền của tờ giấy.
¾ Ảnh hưởng của áp lực nghiền –Png ( kg/cm2 )
Đây là yếu tố có tính chất quyết định đến toàn bộ tính chất của bột, với mỗi
loại thiết bị nghiền có một Png riêng

9


Với máy nghiền gián đoạn, Png là lực do lô dao chuyển động và trọng lượng bản
thân lô dao.
Với máy nghiền liên tục, Png là lực do lô dao quay + áp lực bột vào

Nhìn chung, khi Png qúa lớn thì qúa trình cắt tăng, còn qúa trình trương nở giảm
xuống. Ngược lại, khi Png nhỏ thì qúa trình cắt giảm, qúa trình trương nở tăng.
Áp lực nghiền riêng được tính theo công thức:
P=

Png
S

Trong đó:
S: Là diện tích tiếp xúc của bột với lô dao, ở đó bột chịu tác dụng nghiền
Png: áp lực nghiền chung
Png tăng thì P tăng ⇒ Cắt tăng, độ trương giảm, Ngược lại, Png giảm thì P
tăng ⇒

Cắt giảm, phân tơ chổi hóa, trương tăng.

S tăng phụ thuộc vào: + Chiều dày của lưỡi dao
+ Vật liệu làm dao
+ Nguyên lý làm dao
+ Khe hở giữa hai dao
Dao mỏng thì S giảm ⇒ P tăng xơ sợi bị cắt ngắn và ngược lại. Thông thường
các lưỡi dao bay dầy 8-12 mm, các lưỡi dao đế dầy 7-13mm. Với các loại giấy có độ
bền cao,thì chiều dầy dao ≥ 13mm. Với giấy in viết, chỉ cần dao có độ dày 8-12 mm là
đủ. Dao nghiền thường được làm bằng thép, đá, đồng.
Khe hở giữa hai dao càng nhỏ, h giảm ⇒ P tăng ⇒ Cắt, phân tơ, chổi hóa,
trương tăng và ngược lại

Khi nghiền để chủ yếu + Cắt sợi:

h = 0,1 mm


+ Tách sợi:

h = 0,2 – 0,4 mm

+ dàn chải sợi: h = 0,5-0,8 mm

10


Khe hở giữa hai dao có thể thay đổi bằng bộ phận nâng hạ lô dao.
Tốc độ thay đổi áp lực nghiền rất quan trọng, nếu thay đổi P chậm ( Tức thời
gian nghiền dài ) thì cùng một oSR như nhau, bột trương nở tốt hơn. Đối với các loại
giấy mỏng, có độ bền cao cần nghiền ở P thấp và thay đổi P một cách từ từ.
Nói chung,nghiền ở P thấp thường cho giấy có độ bền cơ lý tốt hơn nghiền ở P
cao.
Có rất nhiều quy trình nghiền mà vẫn đạt được ºSR theo yêu cầu nhung tính cất
của bột ở các quy trình khác nhau là hoàn toàn khác nhau. Do đó đối mỗi loại giấy
khác nhau ta nên chọn quy trình nghiền để đảm bảo tính chất cơ lý của giấy.
¾ Ảnh hưởng của thời gian nghiền
Thời gian nghiền là một yếu tố phụ thuộc, không có tính quyết định. Thông
thường thời gian tăng lên thì oSR tăng, độ dài thớ giảm đi. Mỗi loại giấy khác nhau,
cần thời gian nghiền khác nhau. Thời gian nghiền các loại giấy từ 30-60 phút. Chỉ một
số loại đặc biệt mới cần thời gian nghiền dài như:
Giấy tụ điện : t = 49 h
Giấy cuốn thuốc lá: t = 24-30 h
¾ Ảnh hưởng của nhiệt độ nghiền ( toC )
Trong quá trình nghiền, nhiệt độ tăng do ma sát giữa bột và máy nghiền, giữa
bột với bột, do bột phân tơ chổi hoá. Nếu để tự nhiên, nhiệt độ có thể tăng lên 6070oC. Khi nhiệt độ tăng làm giảm quá trình trương nở của xơ sợi dẫn đến giảm độ bền
cơ lý của tờ giấy, cho nên trong quá trình sản xuất phải làm sao cho nhiệt độ giảm

trong quá trình nghiền bằng cách lắp cơ cấu rửa để lấy nước nóng ra và thay nước lạnh
vào (nghiền bể) hệ thống làm mát (máy nghiền côn).
Thông thường đối với cây lá rộng, tre, nứa ( chọn nhiệt độ nghiền từ 20-30 oC ),
đối với rơm, rạ, bã mía nhiệt độ nghiền thường chọn là 35-40 oC

11


¾ Ảnh hưởng của nồng độ bột ( C%)
Chiều dài
l
Bền kéo
Là yếu tố quan
đứt
mm
m
trọng ảnh hưởng đến tính
chất của bột sau nghiền.
Nếu thấy nồng độ thấp,
lượng bột qua dao ít, do
vậy bột chịu áp lực
nghiền riêng lớn, xơ sợi
bị cắt ngắn hơn. Như vậy
nồng độ bột thấp phù hợp

2,25- 8000-

1

2,00- 70001,75- 6000-


2

1,50- 50001

1,25- 4000-

với nghiền bột thớ ngắn.
Ngược lại nồng độ bột
cao, áp lực nghiền riêng
nhỏ, quá trình phân tơ
chổi hoá chiếm ưu thế.

2

1,00- 3000-

ºSR

0,75- 20000,50- 10001'0

2'0

3'0

4'0

5'0

6'0


7'0

8'0

9'0

Thời gian nghiền (phút)
Hình 2.2: Ảnh hưởng của nồng độ đến quá trình nghiền
Nồng độ bột cao thích hợp với nghiền bột nhuyễn thớ dài.
Khi nồng độ tăng thì năng suất nghiền tăng, tiêu hao năng lượng giảm, bột có
tính trương tăng, cắt giảm, độ bền cơ lý tăng. Vì vậy trong công nghệ giấy, luôn cố
gắng nghiền ở nồng độ bột cao nhất có thể.
Ảnh hưởng của C% đến quá trình nghiền.
1. C=6%
2. C=4%
¾ Ảnh hưởng của pH
Hiện nay có nhiều trường phái lý thuyết trái ngược nhau về vấn đề này song
qua thực nghiệm sản xuất đã rút ra:
Nghiền ở môi trường axit : pH = 3,1 ÷ 6, khả năng trương nở của bột không tốt
(do môi trường mang tính axít nên nhóm OH khó tạo liên kết hydro với các nhóm lân
12


cận). Độ bền cơ lý, nhất là độ chịu bục của giấy giảm nhanh.
Nghiền ở môi trường kiềm: pH = 6 ÷ 8,5 không ảnh hưởng đến quá trình nghiền
và tính chất của giấy.
Nghiền ở môi trường kiềm: pH = 9 ÷ 10,5 quá trình trương nở xảy ra tốt hơn
nhưng độ bền cơ lý của giấy cũng không cao. Tốt nhất là duy trì nghiền ở pH = 8÷ 8,5.
Để tạo môi trường này, trong quá trình nghiền cho thêm một lượng kiềm để tạo môi

trường
2.2.4. Ảnh hưởng của độ nghiền tới tính chất của giấy
Độ nghiền ảnh hưởng đến tính chất giấy thể hiện theo đồ thị Hình 2.3:

% tÝnh chÊt giÊy
4
6

100

5
1
80
3
60
2
7
40
8
20
9

20

40

60

80


Hình 2.3: Ảnh hưởng độ nghiền tới tính chất giấy

1. Độ bền kéo
2. Độ bền chịu xé
13

0

100

sr


3. Độ bền chịu bục
4. Lực liên kết giữa các xơ sợi
5. Độ biến dạng của giấy.
6. Độ chặt của giấy (g / cm3)
7. Độ dài của đường vân thớ (dài xơ sợi).
8. Độ hút dịch.
9. Độ thấu khí
Phân tích độ thị ta thấy
- Độ bền kéo : Khi oSR tăng từ 20-75 thì độ bền kéo tăng vì quá trình trương và phân
tơ tăng. Khi độ oSR từ 75-100 thì độ bền kéo giảm do xơ sợi bị cắt ngắn nhiều. Độ bền
kéo phụ thuộc vào lực liên kết ( O…H) và lực đan dệt vật lý
- Độ bền xé: Độ bền xé do độ bền nguyên thủy và đan dệt của xơ sợi quyết định. Lực
liên kết Hydro có ảnh hưởng rất ít dến độ bền xé.Độ bền xé tăng lên khi oSR tăng và
đạt cực đại ở 25-27 oSR, sau đó độ bền xé giảm khi oSR tiếp tục tăng
- Độ chịu bục: Chịu ảnh hưởng bởi độ bền kéo và độ bền xé, là trung bình cộng của
hai đường kia. Điểm tối ưu ở oSR = 40 –50
- Độ dài trung bình sợi : Khi OSR tăng thì chiều dài xơ sợi giảm.

- Lực liên kết giữa các xơ sợi: Tỷ lệ nghịch với oSR
- Độ thấu khí: Khi oSR tăng thì độ thấu khí càng giảm
- Độ chặt của giấy : Khi oSR tăngthì độ chặt tăng do các xơ sợi đan xít nhau hơn
- Độ hút dich: Khi oSR tăng độ hút dich giảm
Như vậy: Độ nghiền ảnh hưởng rất lớn đến tính chất cơ lý của tờ giấy. Song
bản chất của độ nghiền là do quá trình cắt và trương nở quyết định. Dựa vào oSR của
nghiền không thể nói rõ ảnh hưởng của từng yếu tố đến tính chất của giấy. Cùng một
o

SR nhưng lại cho ta hai loại giấy khác nhau.

14


Việc tìm được điểm oSR cực đại tốt nhất cho mỗi loại giấy là rất quan trọng,
điểm đó phải dung hòa các yếu tố một cách tốt nhất có thể. Thường điểm này được xác
định trong phòng thí nghiệm cộng với sản xuất thực tế trên máy Xeo.
2.2.5. Các phương pháp nghiền bột.
Trong một quá trình nghiền, bột giấy sẽ được trương nở, phân tơ chổi hóa và cắt
ngắn, trong đó tính chất là rất quan trọng, ảnh hưởng tới giấy. Dựa vào tính chất này,
người ta chia ra: Nghiền dời và nghiền nhuyễn.
2.2.5.1. Phương pháp nghiền rời
Phương pháp này hạn chế tối đa qúa trình trương.
Đặc điểm của phương pháp:
- Nồng độ bột nhỏ
- Áp lực đánh bột cao
- Tốc độ thay đổi áp lực nghiền nhanh
- Thời gian đánh bột giảm
Đặc điểm của sản phẩm thu được:
- Khả năng thoát nước của giấy nhanh

- Độ bền của giấy không cao
- Độ nghiền không cao
a. Phương pháp nghiền bột rời thớ ngắn
Đầu tiên tiến hành ở áp lực nghiền thấp để phân tơ chổi hoá, sau đó tăng nhanh
áp lực nghiền để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu rồi giảm áp lực nghiền ở áp
lực nghiền thấp cho tới đạt độ nghiền theo yêu cầu
Đặc điểm của bột sau nghiền là: bột có tính đàn hồi cao, tốc độ thoát nước cao,
liên kết giữa các xơ sợi ở mức trung bình, giấy sản xuất ra có khả năng hút nước dịch
lớn. Dùng để sản xuất giấy thấm, giấy vệ sinh, giấy viết, giấy in ở tốc độ cao…

15


b. Phương pháp nghiền bột rời thớ vừa
Đầu tiên tiến hành nghiền ở áp lực nghiền thấp để phân tơ chổi hoá, tiếp đó
tăng nhanh áp lực nghiền cao để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu. Sau đó hạ áp
lực để đánh tơ nhẹ, hạn chế quá trình chổi hoá.
Loại bột này dùng để sản xuất giấy có định lượng không lớn, có độ hút dịch
lớn, nhưng độ bền cao hơn Dùng để sản xuất giấy tẩm phủ, giấy giả da.
c. Phương pháp nghiền bột thớ dài
Với phương pháp này, tác dụng đánh tơi và tinh chỉnh là chủ yếu, cắt ngắn ít,
thời gian nghiền ngắn, hạn chế quá trình trương, nhưng tăng phân tơ chổi hóa. Bột
thoát nước tốt, độ đồng đều và độ trong suốt kém. Bề mặt của tờ giấy không nhẵn,
nhưng độ bền cơ lý của tờ giấy khá lớn. Thường dùng sản xuất các loại giấy bao gói.
2.2.5.2. Phương pháp nghiền nhuyễn
Bột được trương nở đến khả năng tốt nhất. Dựa vào khả năng khả năng cắt ngắn
khác nhau, người ta chia làm 3 phương pháp: Nghiền nhuyễn thớ ngắn, nghiền nhuyễn
thớ vừa, nghiền nhuyễn thớ dài.
Đặc điểm của phương pháp:


- Nồng độ bột cao
- áp lực đánh bột không cao
- Thời gian đánh bột dài

Đặc điểm của bột thu được:
- Khả năng thoát nước của giấy chậm
- Độ nghiền cao
- Độ bền của giấy cao
- Tốc độ thay đổi áp lực nghiền chậm
a. Phương pháp nghiền bột nhuyễn thớ ngắn
Đây là phương pháp có thời gian nghiền bột dài, thời gian đầu chủ yếu đánh
tơi bột, tăng áp lực nghiền từ từ. Sau khi tăng áp lực, ta tăng nhanh áp lực nghiền và
nghiền ở áp lực cao để cắt ngắn xơ sợi đến kích thước yêu cầu rồi hạ áp lức từ từ. Kéo
dài thời gian nghiền ở áp lực thấp để tăng quá trình trương nở đến khi đạt độ nghiền
16