1
BỘ CÔNG THƯƠNG
TỔNG CÔNG TY GIẤY VIỆT NAM
CÔNG TY TNHH - VIỆN CÔNG NGHIỆP GIẤY & XENLUYLÔ
**************&************
BÁO CÁO TỔNG KẾT
ĐỀ TÀI CẤP BỘ NĂM 2011 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP GIA KEO KIỀM TÍNH
CHO QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI Cơ quan chủ quản: BỘ CÔNG THƯƠNG
Cơ quan chủ trì: CÔNG TY TNHH - VIỆN CN GIẤY & XENLUYLÔ
Chủ nhiệm đề tài: Đỗ Thanh Tú
Kỹ sư công nghệ giấy


II Nguyên liệu và phương pháp nghiên cứ
u 21
2.1 Nguyên liệu, hóa chất và thiết bị nghiên cứu 21
2.2 Phương pháp nghiên cứu 23
III Kết quả nghiên cứu và thảo luận 24
3.1 Khảo sát thực trạng sử dụng nguyên liệu OCC (bao bì hòm hộp
cũ) trong sản xuất giấy và các tông bao gói có gia keo chống
thấm bằng keo AKD (keo chống thấm kiềm tính)
24
3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng của khoảng pH và mức dùng keo đến
hiệu quả quá trình gia keo chống thấm bằng keo AKD (keo
chống thấm kiềm tính) trong quá trình sản xu
ất giấy và các tông
bao gói.
25
3.2.1 Ảnh hưởng của pH và mức dùng keo AKD đến hiệu quả quá
trình gia keo
26
3.2.2 Ảnh hưởng của pH đến tính chất cơ lý của giấy 27
3.3 Nghiên cứu ảnh hưởng của chủng loại nguyên liệu và quá trình
xử lý nguyên liệu (quá trình rửa bột giấy) đến hiệu quả quá trình
gia keo.
28
3.4 Nghiên cứu ảnh hưởng của quá trình tuần hoàn nước trắng đến
hiệu quả của quá trình gia keo chống thấ
m bằng keo AKD (keo
chống thấm kiềm tính) trong quá trình sản xuất giấy và các tông
bao gói.
29
3.4.1 Ảnh hưởng của lượng nước trắng tuần hoàn trong vòng tuần 30
4
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng Nội dung Trang
Bảng 1.1 Tỷ lệ một số thành phần chính trong các tông sóng Châu Á và
Mỹ
5
Bảng 1.2 Ảnh hưởng của độ dài gốc R tới hiệu quả gia keo AKD 10
Bảng 2.1 Thành phần bột giấy từ nguyên liệu OCC 21
Bảng 2.2 Tính chất cơ lý của bột giấy từ nguyên liệu OCC 21
Bảng 2.3 Một số thông số kỹ thuật của các loại keo AKD 22
Bảng 2.4 Một số thông số kỹ thuật c
ủa tinh bột cation 22
Bảng 3.1 Kết quả khảo sát tại một số cơ sở sản xuất giấy và các tông bao
gói
25
Bảng 3.2 Ảnh hưởng của mức dùng keo AKD và pH đến độ hút nước
Cobb
60
26
Bảng 3.3 Ảnh hưởng của pH đến tính chất cơ lý của giấy 27
Bảng 3.4 Ảnh hưởng của chủng loại nguyên liệu và quá trình xử lý

2
O 12
Hình 1.5 Các giai đoạn của quá trình gia keo AKD 13
Hình 1.6 Phản ứng tạo thành muối Keton khi có mặt Ca
2+
, Al
3+
17
Hình 1.7 Ảnh hưởng của ion Al
3+
lên hiện tượng hồi keo AKD 18
Hình 1.8 Sơ đồ khối dây chuyền công nghệ sản xuất giấy và các tông bao
gói từ giấy loại (OCC)

Hình 1.9 Sơ đồ khối dây chuyền lớp mặt, lớp lót và lớp đế của Công ty Cổ
phần giấy Lam Sơn

Hình 3.1 Ảnh hưởng của ion kim loại đến độ hút nước Cobb
60
33
6

7
MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây trên thế giới, đặc biệt là ở Việt Nam, bao bì hòm hộp
đã qua sử dụng là nguồn cung cấp xơ sợi tái sinh quan trọng cho nhu cầu tiêu dùng bao
bì trong công nghiệp đang gia tăng nhanh chóng. Xu hướng này có liên quan chặt chẽ
đến quá trình phát triển của kinh tế thế giới và trong nước, bao bì hòm hộp từ xơ sợi
thực vật đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ, vận chuyển các loại hàng hóa, thiết
bị
đến mọi nơi tiêu dùng.
Các loại giấy và các tông bao gói được sử dụng rộng rãi hiện nay chủ yếu được
sản xuất từ nguyên liệu xơ sợi thực vật, xơ sợi có tính ưa nước (có chứa nhiều nhóm ưa
nước – OH, COOH), đồng thời giấy có cấu trúc xốp (có các lỗ nhỏ trên bề mặt tờ giấy).
Vì vậy, nước và một số chất lỏng dễ dàng thấm vào trong t
ờ giấy làm cho tờ giấy bị
mủn ra. Việc chống thấm cho tờ giấy dựa trên hai nguyên tắc cơ bản là tạo cho giấy có
tính kỵ nước và bịt kín những lỗ nhỏ trên bề mặt tờ giấy làm cho nước và một số chất
lỏng không thấm vào bên trong tờ giấy.
Tương ứng với hai nguyên tắc trên trong sản xuất giấy có hai phương pháp đó là
gia keo nội bộ và gia keo bề mặt:
- Phương pháp gia keo nội bộ thường sử dụng những chất có tính kỵ nước như:
Keo nhựa thông, keo AKD (Alkyl ketene dimers), keo ASA (Alkenyl succinic
anhydrides) v.v… để bổ sung vào dòng huyền phù bột trước khi đưa bột giấy lên máy
xeo giấy. Trong phương pháp này, chất gia keo nội bộ có tính kỵ nước khi bám dính lên
bề mặt xơ sợi sẽ làm cho xơ sợi và tờ giấy mang tính kỵ nước.

+ Quá trình nghiền bột dễ dàng hơ
n, giảm tiêu hao năng lượng cho quá trình
nghiền bột.
+ Giảm giá thành sản phẩm do nâng cao hàm lượng chất độn vô cơ trong giấy
+ Tiết kiệm lượng nước sạch cho sản xuất do sử dụng hiệu quả nước trắng trong
quá trình sản xuất.
+ Giấy có độ bền cơ học, độ trắng và độ đục cao hơn
+ Giảm chi phí khấu hao thiết bị nhờ sự giảm ăn mòn của các thi
ết bị trong quá
trình sản xuất.
+ Năng suất chạy máy cao hơn do ít xảy ra sự cố bám dính chăn lưới
Hiện nay, ở trong nước nguồn nguyên liệu chủ yếu sản xuất giấy bao gói và các
tông là sử dụng OCC (Old Corrugated Containners). Tuy nhiên, chất lượng OCC ngày
càng thấp do quá trình tái sinh nhiều lần và chứa nhiều các tạp chất như: mực in, tinh
bột, chất độn v.v… Hơn nữa, trong sản xuất để hạn chế nước th
ải, tiết kiệm nước công
nghệ các nhà máy thường sử dụng lượng nước tuần hoàn lớn và hạn chế quá trình rửa,
làm sạch, loại bỏ tạp chất trong giai đoạn chuẩn bị bột. Những yếu tố này ảnh hưởng
đến hiệu quả của quá trình gia keo, quá trình gia keo không ổn định, tăng mức dùng

9
keo. Trước thực trạng nêu trên, việc nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả quá
trình gia keo kiềm tính AKD và đưa ra quy trình gia keo kiềm tính thích hợp là một
việc làm rất cần thiết. Vì vậy, Viện Công nghiệp Giấy và Xenluylô được Bộ Công
Thương giao nhiệm vụ nghiên cứu khoa học công nghệ năm 2011, thực hiện đề tài:
“Nghiên cứu áp dụng phương pháp gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy và
các tông bao gói”.
Mục tiêu củ
a đề tài:
Đưa ra giải pháp sử dụng hiệu quả quá trình gia keo kiềm tính trong quá trình

PHẦN I
TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU BAO BÌ HÒM HỘP CŨ (OCC) CHO QUÁ TRÌNH
SẢN XUẤT GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI, QUÁ TRÌNH GIA KEO CHỐNG THẤM
CHO GIẤY VÀ CÁC TÔNG BAO GÓI TỪ NGUYÊN LIỆU OCC.
1.1 Tổng quan về nguyên liệu bao bì hòm hộp cũ (OCC) cho quá trình sản xuất
giấy và các tông bao gói.
Sử dụng xơ sợi tái sinh trong ngành công nghiệp giấy và các tông bao gói được
triển khai rất hiệu quả từ những năm 60 của thế kỷ XX. Đặc biệt từ năm 2005 cho đến
nay, mức tiêu thụ loại nguyên liệu này trên thế giới tăng trung bình 3%/năm[1]. Dự báo
giai đoạn 2011 – 2015 tổng sản lượng giấy thu hồi của thế
giới tăng bình quân 4,4
%/năm. Châu Á sử dụng giấy thu hồi nhiều nhất, gần 40% so với thế giới, Châu Á nhập
khẩu gần 2/3 lượng giấy thu hồi thương mại, Châu Âu nhập khẩu khoảng 25% lượng
giấy thu hồi thương mại, còn lại chỉ nhập khẩu khoảng 7% giấy thu hồi thương mại trên
toàn cầu.
Trên thế giới, bột giấy thu hồi tái chế từ giấy và bao bì hòm hộ
p cũ chiếm nhiều
nhất trong số các loại bột giấy để sản xuất giấy và các tông bao gói chiếm 54,09 % so
với tổng sản lượng bột giấy (bột hóa, bột giấy thu hồi, bột phi gỗ). Ở trong nước, năm
2010 tổng sản phẩm giấy sản xuất trong nước là 1.298.700 tấn, trong đó sản xuất giấy
làm bao bì là 825.000 tấn, chiếm khoảng 63,53 % so với tổng lượng giấy các loại s
ản
xuất. Hiện nay, thu gom giấy thu hồi trong nước đạt 734.212 tấn, chiếm 32 % so với
tổng lượng tiêu dùng giấy thu hồi, nhập khẩu 269.743 tấn chiếm khoảng 26,87 % so với
tổng lượng tiêu dùng giấy thu hồi. Dự báo đến năm 2011, tổng lượng giấy tiêu dùng là
2.566.600 tấn, thu gom giấy thu hồi trong nước là 840.000 tấn, nhập khẩu giấy thu hồi
khoảng 355.000 tấn[1].
Nhìn chung, chất lượng của bao bì hòm hộp cũ (OCC) thay đổi rấ
t lớn tùy thuộc
vào đặc thù địa lý của khu vực sản xuất loại này. Ở các nước Châu Âu và Châu Mỹ bột

Thái Lan 1,16 4,04 8,02 17,90 1,51 79,30
Hàn Quốc 1,42 10,60 3,90 21,00 1,46 77,10
Malaixia 0,13 7,93 9,50 23,70 1,69 78,40
Mỹ 1,00 1,70 2,00 15,0 2,20 85,30
Các số liệu trong bảng 1.1 cho thấy hàm lượng tạp chất (đinh gim, băng dính,
keo v.v…) trung bình trong OCC có nguồn gốc từ Châu Á (1,08%) và Mỹ (1%) tương
đương nhau. Tuy nhiên, hàm lượng các thành phần khác lại rất khác nhau:
+ Độ tro của các mẫu OCC Châu Á biến đổi trong khoảng rất rộng từ 4% đến
15%, trong khi giá trị tương ứng của mẫu OCC Mỹ là 1,7%. Các mẫu OCC của Hồng
Kông và Trung Quốc chứa nhiều tro nhất (12,5% và 14,9%). Độ tro của OCC từ Hồng
Kông và Trung Quốc cao là do s
ử dụng một lượng tương đối lớn rơm rạ và các loại
nguyên liệu phi gỗ khác để sản xuất lớp sóng, thậm chí cả lớp mặt của các tông sóng.
+ Hàm lượng xơ sợi vụn có xu hướng biến đổi tương tự như độ tro: các mẫu
OCC từ Châu Á mà đặc biệt là Trung Quốc có tỷ lệ xơ sợi vụn rất cao (20,7%). Mẫu
OCC từ Mỹ có chiều dài xơ sợ
i trung bình và hiệu suất thu hồi lớn nhất, lớn hơn rất
nhiều so với các mẫu OCC Châu Á.
Kết quả phân tích từ các tài liệu tham khảo cho thấy chiều dài xơ sợi và hiệu suất
thu hồi của Châu Á khá thấp (tương tự OCC Việt Nam) chứa nhiều xơ sợi vụn và các
tạp chất phi xơ sợi. Do vậy, chất lượng OCC, các tạp chất và xơ sợi vụn này ảnh hưởng
đến hi
ệu quả của quá trình gia keo kiềm tính (AKD) trong sản xuất giấy và các tông bao
gói.

12
Ưu điểm nổi bật của OCC so với các chủng loại giấy loại khác là hiệu suất thu
hồi xơ sợi rất cao[5]:
+ OCC, giấy bao gói : 90 – 95%
+ Giấy vẽ, đồ họa : 65 – 85%

sinh từ OCC là chất lượng xơ sợi giảm do sau mỗi lần tái sinh. Các kết quả nghiên
cứu[5] cho thấy bột giấy sản xuất theo các phương pháp hóa học trải qua quá trình sấy,
thủy hóa lặp lại sẽ bị xơ cứng hay còn gọi là “sừng hóa” (hornification) và giảm đáng

13
kể về chiều dài xơ sợi cũng như khả năng tạo liên kết. Các sản phẩm giấy và các tông
bao gói từ xơ sợi này sau một số lần tái sinh không đạt được chất lượng yêu cầu.
Hiện tượng sừng hóa xuất hiện trong mạng các vách tế bào của xơ sợi hóa học.
Trong quá trình ấy, các vách tế bào đã phân lớp một phần (chổi hóa trong quá trình
nghiền) liên kết chặt chẽ với nhau b
ằng các liên kết hydro. Khi đánh tơi và nghiền trong
môi trường nước, xơ sợi tái sinh khó phân lớp hơn do một số liên kết hydro tạo ra
không phân hủy được. Xơ sợi tái sinh trở nên cứng và giòn hơn so với xơ sợi mới. Hơn
nữa, do một phần liên kết hydro tạo ra giữa các vi sợi trong quá tình sấy giấy không
phân hủy được mà xơ sợi không hoàn toàn duỗi thẳng trong khi đánh tơi và nghiền làm
cho kích thước xơ sợi tái sinh không
đạt được kích thước ban đầu của xơ sợi mới.
1.2 Quá trình gia keo chống thấm cho giấy và các tông bao gói từ nguyên liệu bao
bì hòm hộp cũ (OCC)
1.2.1 Quá trình gia keo bằng keo nhựa thông
Quá trình chống thấm theo phương pháp gia keo bằng keo nhựa thông cho giấy
và các tông bao gói là kết quả của sự tương tác giữa 3 cấu tử chính: Xơ sợi xenluylô,
các hạt keo nhựa thông và phèn nhôm. Do xơ sợi và các hạt keo đều mang điện tích âm
nên trong huyền phù xơ sợi và các hạt keo sẽ không trực ti
ếp liên kết được với nhau.
Phèn nhôm khi hòa tan trong nước sẽ tạo thành ion nhôm đa hóa trị mang điện tích
dương. Trong quá trình gia keo, phèn nhôm sẽ đóng vai trò hỗ trợ quá trình kết tủa các
hạt keo nhựa thông lên trên bề mặt xơ sợi và tạo thành muối nhựa nhôm kết tủa trên bề
mặt xơ sợi.
1.2.1.1 Các loại keo nhựa thông sử dụng trong sản xuất giấy và các tông bao gói

cho phản ứng với malêic anhyđríc hoặc axít fumaríc sản phẩm tạo thành là axít
tricarboxylic. Phản ứng lập thể ứng dụng cho rất nhiều hợp chất dien (phản ứng cộng
vòng Diels-Alder) và chỉ có thể áp dụng cho đồng phân dạ
ng axít abietic có cặp nối đôi
liên hợp, sản phẩm được gọi là keo nhựa thông biến tính. Hai nhóm các-bô-xyl thêm
vào có tính axít mạnh hơn so với nhóm các-bô-xyl ban đầu. Điều này có nghĩa là đặc
tính âm điện mạnh hơn (phân cực tốt hơn) làm cho khả năng phân tán keo tốt hơn, kích
thước hạt keo nhỏ hơn, nên hiệu quả quá trình gia keo được cải thiện. Mặt khác, khi
tính ainon của dung dịch keo nhựa thông biến tính tăng lên thì hiệu quả phản ứ
ng của
keo với phèn nhôm nhằm tạo ra rêsinát nhôm cũng tăng lên dẫn tới hiệu quả gia keo
nhựa thông tốt hơn.

Hình 1.1 Phản ứng biến tính nhựa thông bằng axít furmaríc

15
1.2.1.2 Tình hình sử dụng keo nhựa thông cho sản xuất giấy và các tông bao gói ở
trong nước.
Trong thực tế sản xuất, một số nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói vẫn sử
dụng keo nhựa thông xút hóa như: Công ty Cổ phần giấy Lửa Việt, Công ty Cổ phần
giấy Thanh Long. Tuy nhiên, chất lượng nhựa thông xút hóa thường không ổn định và
phụ thuộc vào kinh nghiệm của người nấu nhựa thông. Hơn nữa, mức dùng keo nhựa
thông xút hóa cao t
ừ 1% đến 5% so với bột khô tuyệt đối, tăng chi phí sản xuất do giá

panmetic và axít stearic. Sự tạo thành nhóm ketene và nhóm dimer được tiến hành bởi
các axít béo dẫn xuất clorua trong một dung môi hữu cơ, sau đó là phản ứng ngưng tụ
vòng Lacton.
Hình 1.2 Phản ứng tổng hợp keo AKD
Trong phản ứng điều chế trên, axit béo thường dùng ở dạng sáp, là hỗn hợp của
ít nhất 5 axít béo khác nhau trở lên (R chứa từ 14 - 22 nguyên tử cacbon). Trong keo
AKD, một trong các axít chiếm tỷ lệ lớn nhất là axít palmitic, axít stearic.
Bảng 1.2 Ảnh hưởng c
ủa độ dài gốc R tới hiệu quả gia keo AKD[9]
Chiều dài gốc R Độ gia keo (s)
(HST to 80% Reflectance)
Chú thích
Hỗn hợp C
14
- C
16
786
R = C
16
825
Hỗn hợp C

đun nóng tới
nhiệt độ khoảng 75 - 90
0
C đã có chứa các chất phụ gia khác (gồm chất ổn định nhũ
tương: tinh bột cation; chất hoạt động bề mặt: Lignin suphonat natri ). Sau khi sáp
AKD tan hết thì nén ép dung dịch này chảy qua màng có lỗ khoảng 0,5 – 2 µm rồi làm
nguội để thu được nhũ tương AKD. Một lượng nhỏ chất phân tán là tinh bột cation
dạng mạch ngắn có độ tích điện cao cùng với một lượng nhỏ chất diệt khuẩn cần cho
thêm vào nhũ tươ
ng để làm tăng thời gian bảo quản nhũ tương AKD. Các loại keo
AKD thương mại thường được nhũ hóa hóa sẵn, kích thước hạt nhũ khoảng 0,1 - 2,0
µm và hàm lượng chất rắn khoảng 6 - 21%.
Để hạn chế thời gian thủy phân của phân tử AKD trong quá trình bảo quản người
ta phải hạ pH của nhũ tương xuống trong khỏang 2,5 – 3,5 bằng axít H
2
SO
4
hoặc axít
HCl. Nếu pH > 6 thì phân tử AKD dễ tham gia phản ứng mở vòng lactone làm giảm
hiệu quả gia keo AKD trên xơ sợi. Vì pH của nhũ tương là môi trường axít nên thiết bị
chứa hay xử lý AKD trước khi gia vào bột giấy phải làm bằng vật liệu chống ăn mòn.
Do keo AKD có thể phản ứng với nước giống như với xenluylô nên thời gian
bảo quản keo AKD là giới hạn. Để ổn định nhũ tương keo AKD trướ
c khi sử dụng,
người ta thường tiến hành bảo quản keo AKD ở nhiệt độ phòng (20 - 25
0
C). Khi bảo
quản nhũ tương AKD ở nhiệt độ thường thời gian bảo quản cho phép là một tháng đến
ba tháng và đặc biệt nếu bảo quản ở nhiệt độ thấp thời gian bảo quản có thể tới một
năm.

nhau về cơ chế phản ứng của AKD với xơ sợi xenluylô. Thuyết thứ nhất cho rằng cơ
chế phản ứng của AKD với xơ sợi xenluylô dựa trên thuyết liên kết mạnh/liên kết yếu
(strong bond/weak bond) và thuyết thứ hai dự
a trên cơ sở hình thành liên kết este β
keton[9].
Theo thuyết liên kết mạnh/liên kết yếu, phản ứng của AKD trong quá trình gia
keo bao gồm 02 giai đoạn:
+ Giai đoạn 1: Phản ứng của keo AKD với xơ sợi xenluylo để tạo thành liên kết
este β keton là một sản phẩm phụ. Kết luận này dựa trên kết quả phân tích phát hiện
liên kết este trong giấy gia keo AKD. Khả năng triết tách tới 80% lượng AKD có trong

19
giấy và cuối cùng do khả năng dịch chuyển AKD bởi sự tăng nhiệt độ.
+ Giai đoạn 2: AKD là một keo liên kết yếu, chính các phần tử AKD và các phần
không phải là xenluloza phản ứng với keo AKD tạo ra khả năng gia keo cho giấy.
Trong khi đó theo thuyết thông dụng nhất thì cơ chế phản ứng của phản ứng giữa
keo AKD vơi xơ sợi Xenluloza gồm 4 giai đoạn (hình 1.5):
Hình 1.5 Các giai

AKD với xơ sợi thuờng được xúc tác bằng các ion bicarbonat HCO
3
-
, do vậy người ta
thường dùng một lượng nhỏ NaHCO
3
hoặc Na
2
CO
3
vào dòng bột giấy vừa để thúc đẩy
phản ứng giữa keo AKD với xơ sợi, vừa để điều chỉnh pH trong khoảng 7,5 - 8.
Độ kiềm tính: Độ kiềm tính là một trong những yếu tố chính ảnh hưởng tới sự
phân bố của AKD lên xơ sợi xenluylô và giúp cho tốc độ phản giữa keo AKD và xơ sợi
xenluylô xảy ra nhanh hơn. Độ kiềm tính là nồng độ ion HCO
3
-
có trong dòng bột giấy,
các ion HCO
3

-
có trong dòng bột do hai lý do:
+ Do bổ sung Na
2
CO
3
hoặc NaHCO
3
quá nhiều.


21
Ảnh hưởng của chất độn, xơ sợi vụn và hóa chất trợ bảo lưu:
Chất độn và xơ sợi vụn keo theo sự gia tăng lượng keo AKD cần thiết cho quá
trình gia keo cho giấy và các tông bao gói để có được cùng một mức độ gia keo, hiện
tượng này được giải thích trước hết là do: sự tăng diện tích bề mặt cần gia keo, bề mặt
hóa học của chất độn, cấu trúc bề mặ
t của chất độn, chất phân tán dùng để phân tán chất
độn, độ bảo lưu của chất độn v.v… Ngoài ra xơ sợi vụn tham gia vào phản ứng với keo
AKD, do đó lượng keo AKD cần thiết cho quá trình gia keo tăng lên.
Có hai yếu tố làm giảm hiệu quả của quá trình gia keo trên phần ướt của máy
xeo giấy. Yếu tố thứ nhất là do sự thất thoát của xơ sợi vụn và chất độn kéo theo sự thất
thoát AKD do h
ấp thụ lên đó. Yếu tố thứ hai là hệ thống các chất trợ bảo lưu làm đông
tụ chất độn cùng với AKD hấp thụ lên bề mặt chất độn tạo thành những khối có kích
thước tương đối lớn, AKD được kéo vào phía bên trong của các khối đó mà không
được trải đều lên bề mặt xơ sợi.
Tuy nhiên, khi dùng chất trợ bảo lưu một cách thích hợp thì không những làm
tă
ng được độ bảo lưu của các hạt mịn mà còn làm tăng được khả năng thoát nước trong
quá trình xeo giấy. Cả hai điều này rất có ích trong quá trình xeo giấy, vì vậy việc dùng
chất trợ bảo lưu trong quá trình xeo giấy là rất quan trọng và cần thiết để đạt chất lượng
giấy cao, tiết kiệm các chất phụ gia và làm giảm ô nhiễm môi trường.
Hơn nữa, khi keo AKD được bổ sung vào dòng huyền phù bột/chất
độn, các hạt
keo AKD sẽ hấp thụ lên bề mặt chất độn nhanh hơn so với hấp thụ lên bề mặt xơ sợi,
điều này được lý giải là do diện tích bề mặt của chất độn lớn hơn nhiều so với bề mặt
của xơ sợi.
Tỷ lệ chất độn: Thông thường tỷ lệ chất độn cao thì kéo theo sự tăng lượng dùng
keo AKD, vì chấ

t tụ lại và các xơ sợi mịn cũng như chất độn
sẽ dính lên bề mặt bột giấy. Sự hấp phụ của tinh bột cation phụ thuộc vào độ thế DS của
chúng. Quá trình hấp phụ tinh bột cation lên bề mặt xơ sợi vẫn tiếp tục diễn ra cho tới
khi bề mặt xơ sợi đã được bao phủ hoàn toàn bởi tinh bột hoặc điện tích bề
mặt của xơ
sợi đã được trung hòa. Tinh bột cation dùng trong công nghiệp sản xuất giấy thường có
độ thế từ 0,035 - 0,047.
Tinh bột cation dùng trong sản xuất giấy thường chứa các nhóm amin bậc 3 hoặc
amin bậc 4 trong phân tử. Đối với các amin bậc 3, khi pH của dung dịch tăng thì dẫn tới
sự giảm điện tích dương của chúng. Tuy nhiên, với các amin bậc 4 khi pH của dung
dịch tăng từ 7,5 - 8,5 điện tích củ
a chúng không thay đổi[11].
Theo một số nghiên cứu, sự hấp thụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợi
xenluloza giảm mạnh khi độ dẫn điện riêng của huyền phù bột tăng. Sự ảnh hưởng này
tùy thuộc vào đặc trưng của cation ion kim loại và nồng độ của chúng. Các ion kim loại
hóa trị 2 như Ca
2+
, Mg
2+
có tác dụng gấp 10 lần so với các ion kim loại hóa trị một như
Na
+
trong việc làm giảm sự hấp phụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợi. Các polymer
sẽ nhả hấp phụ nếu sự có mặt của các ion kim loại làm giảm điện tích của bề mặt hấp
phụ. Các ion kim loại hóa trị 2 không chỉ ảnh hưởng tới khả năng hấp phụ của tinh bột
cation lên xơ sợi bởi hiệu ứng che chắn điện tích mà còn bở
i sự tương tác giữa các
cation trên với các nhóm cacboxylat COO
-
.

3+
, Mg
2+
. Sự có mặt của các ion trên được biểu thị thông qua độ dẫn
điện của dung dịch. Đối với tinh bột cation có độ thế thấp, khi độ dẫn điện đặc biệt thấp
thì khả năng hấp thụ của tinh bột cation lên bề mặt xơ sợi được cho là lớn nhất. Trong
khi đó với tinh bột cation có độ thế (DS) cao khi độ dẫn điện tăng lên khả n
ăng hấp thụ

24
của chúng lên bề mặt xơ sợi vẫn tốt.

Hình 1.7 Ảnh hưởng của ion Al
3+
lên hiện tượng hồi keo AKD
Theo một số nghiên cứu, tinh bột cation với độ thế DS = 0,015 sẽ giảm khả năng
hấp phụ rất nhanh khi trong dung dịch có sự tăng nồng độ của các muối Ca
2+
, Mg
2+
,
Al
3+
.

m nước sạch cho sản xuất do sử dụng hiệu quả nước trắng, quá trình nghiền bột
dễ dàng hơn, giảm tiêu hao năng lượng cho giai đoạn nghiền bột giấy, giảm chi phí
khấu hao thiết bị, năng suất chạy máy cao hơn do ít xảy ra sự cố bám dính chăn lưới.
Do vậy, một số nhà máy sản xuất giấy và các tông bao gói (Công ty Cổ phần giấy Lam
Sơn, Công ty Cổ phần giấy Tây
Đô, Công ty Cổ phần giấy Rạng Đông, một số cơ sở
sản xuất giấy ở Bắc Ninh v.v…) từ nguyên liệu OCC đã chuyển sang sử dụng công
nghệ gia keo kiềm tính. Việc áp dụng gia keo chống thấm cho các tông bao gói từ
nguyên liệu OCC đã giải quyết được các vấn đề kỹ thuật, đem lại hiệu quả gia keo và
hiệu quả kinh tế. Hơn nữa, gia keo kiềm tính cho giấy và các tông bao gói thao tác v
ận
hành đơn giản, giảm tối đa hiện tượng sinh bọt nên giảm thiểu số lần đứt giấy, giảm
cường độ làm việc của công nhân vận hành, tăng năng suất chạy máy.
Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ gia keo kiềm tính cho quá trình sản xuất giấy
và các tông bao gói sử dụng nguyên liệu OCC chưa thực sự ổn định và hiệu quả. Do
trong quá trình sản xuất giấy và các tông bao gói từ nguyên liệu OCC có chất l
ượng
thấp và chứa nhiều tạp chất, hơn nữa, nhằm sử dụng triệt để lượng nước tuần hoàn, hàm
lượng các tạp chất và ion kim loại trong nước tuần hoàn cao nên ảnh hưởng đến hiệu
quả gia keo. Các yếu tố công nghệ này ảnh hưởng đến hiệu quả của quá trình gia keo và
chất lượng sản phẩm giấy các tông bao gói như: mức dùng keo AKD lớn hơn để đạt
được cùng mộ
t mức độ chống thấm, xuất hiện hiện tượng hồi keo.
Kết luận và định hướng nghiên cứu:
+ Xu hướng sử dụng keo chống thấm kiềm tính (AKD) để chống thấm cho giấy
và các tông bao gói thay thế cho keo nhựa thông trong dây chuyền sản xuất đang ngày
càng phổ biến do giá thành của keo chống thấm kiềm tính thấp, khả năng tuần hoàn
nước trắng cao, giảm chi phí sản xuất.
+ Hiện nay, đa s
ố các dây chuyền sản xuất giấy và các tông bao gói có công suất