Vai trò của hóa chất hoạt động bề mặt
trong công nghệ khử mực tuyển nổi ĐẶT VẤN ĐỀ
Khử mực tuyển nổi là phương pháp thông dụng để tách loại mực từ giấy lọai. Hiện nay,
phương pháp chủ yếu được áp dụng tại nhiều nhà máy sản xuất bột giấy và giấy từ
nguyên liệu giấy phế liệu bởi tính hiệu quả kỹ thuật và kinh tế mà nó mang lại.
Phương pháp tuyển nổi đã đưa vào áp dụng rất thành công trong công nghiệp tái sử dụng
giấy loại từ những năm 1980 của thế kỷ 20. Các vấn đề trong tuyển nổi, công việc xung
quanh tách loại sáp nến, tách lọai các mẩu mảnh phi xơ sợi và phân loại xơ sợi đã thu hút
được nhiều sự quan tâm, nghiên cứu của các nhà khoa học chuyên ngành.
Có thể nói, một quá trình tuyển nổi hoàn hảo được cẩu thành từ ba hợp phần công nghệ –
thiết bị cốt yếu, đó là:
Tách mực ra khỏi giấy và bề mặt xơ sợi
Giai đoạn này được thực hiện tại các công đoạn nghiền thủy lực, đánh tơi. Nhờ tác động
của lực cơ học kết hợp với các hóa chất làm trương nở xơ sợi và các hóa chất khác, các
mảnh keo- mực được tách ra khỏi bề mặt in và bề mặt các xơ sợi và tồn tại ở dạng hỗn
hợp với bột giấy.
Tách mực ra khỏi hỗn hợp bột
Các hạt mực có các kích thước khác được tách ra dần dần khỏi hỗn hợp bột tại các công
đoạn sàng chọn, làm sạch, rửa – cô đặc, tuyển nổi. Để tăng khả năng và hiệu quả tách loại
mực, các quá trình này thường được hỗ trợ thêm bởi hệ thống thiết bị phân tán.
Tẩy trắng các thiết bị / tháp tẩy
Hỗn hợp bột đã sạch mực từ giai đoạn 1,2 đã đạt được độ trắng nhất định, gần với độ

chất hoạt động bề mặt sử dụng trong quá trình tách loại mực cần phải cao hơn ít nhất 5
0
C
so với nhiệt độ của quá trình khử mực tuyển nổi.
Vai trò của chất hoạt động bề mặt trong khử mực tuyển nổi
Có thể nói, chất hoạt động bề mặt có ba vai trò quan trọng trong quá trình khử mực tuyển
nổi:
1. Là chất phân tán để phân tách các hạt mực với bề mặt xơ sợi và để hạn chế sự kết bám
trở lại của các hạt mực lên bề mặt xơ sợi trong quá trình tuyển nổi tách mực.
2. Là chất trợ để trợ đông tụ các hạt mực nhỏ thành đám lớn và thay đổi bề mặt của đám
mực này từ ưa nước thành kị nước.
3. Là chất tạo bọt để tạo thành lớp bọt trên đỉnh buồng tuyển nổi để tách loại mực. Một
chất tạo bọt được sử dụng phải có được lớp bọt ổn định để tách loại các hạt mực trong
quá trình khử mực tuyển nổi.
Mặc dù các chất hoạt động bề mặt đóng các vai trò quan trọng trong quá trình khử mực,
nhưng chúng cũng có một số ảnh hưởng tới việc tách loại mực, tới chất lượng xơ sợi và
tới việc tái sử dụng nước. Ví dụ như việc hút bám chất hoạt động bề mặt và các chất tạo
bọt lên bề mặt xơ sợi có thể làm giảm liên kết giữa các xơ sợi và phát sinh bọt ở các máy
xeo. Sản phẩm giấy sau đó bị giảm độ bền cơ học và nước trắng quay vòng có chứa các
chất hoạt động bề mặt sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá trình công nghệ tại các công đoạn
trước đó. Mặt khác, không phải bất cứ chất hoạt động bề mặt nào cũng cần sử dụng trong
quá trình khử mực tuyển nổi. Ví dụ, không cần thiết dùng chất trợ trong quá trình khử các
loại mực kị nước như mực dùng cho photocopy. Hay các chất phân tán có thể không cần
thiết nếu các hạt mực có thể được phân tách ra khỏi xơ sợi bằng các hoá chất khác như là
silicát natri, hyđroxit natri và các enzim, hay bằng các tác động cơ học, từ trường, điện
trường hay các tia sóng siêu âm…
Sử dụng các chất hoạt động bề mặt trong khử mực tuyển nổi
Mặc dù các giá trị về cân bằng dấu – nước , điểm mây, nồng độ micell giới hạn và cấu
trúc chi tiết là những thông số kĩ thuật cơ bản để đặc trưng hóa các chất hoạt động bề
mặt, nhưng chúng cũng không thể được sử dụng một mình để lựa chọn chất hoạt động bề

2. Làm chất trợ đông tụ
Như cái tên của nó, nhiệm vụ của chất trợ đông tụ là thu gom các hạt mực rất nhỏ mà
chúng đã được tách ra khỏi xơ sợi từ công đoạn nghiền thủy lực. Các mảnh này sau đó
được mang đi nhờ các bọt khí nổi lên liên tục trong buồng tuyển. Khoảng kích thước tối
ưu để khử mực tuyển nổi là 10 đến 100µ. Tuy nhiên, trước khi các chất trợ đông tụ được
cho vào, các hạt mực phần lớn nhỏ hơn 10µ. Các chất trợ đông tụ có thể được sản xuất từ
các nguyên liệu trong tự nhiên như các axit béo, các chất tổng hợp như oxit polyethylen,
các oxit polypropylen copolyme và các hỗn hợp như các axit béo đã ethoxylat hóa. Điều
đó luôn luôn quan trọng để cân bằng các hiệu ứng của chất trợ đông tụ với hiệu ứng của
chất phân tán trong quá trình khử mực bằng tuyển nổi có sử dụng chất phân tán.
Các axit béo thường được sử dụng làm chất trợ đông tụ do chúng có khả năng tạo ra các
xà phòng ưa mực với các ion canxi. Mạch các phân tử cacbon 16 đến 18 lưỡng tính này
được hình thành trong quá trình NaOH gián tiếp thủy phân este các chất phụ gia gốc
triglyxerit. Các nhóm đuôi axit luôn sẵn sàng tạo phức với các ion canxi có mặt trong
máy nghiền thủy lực để tạo ra các kết tủa của xà phong canxi. Cuối cùng, những xà
phòng này sẽ kết hợp với các hạt mực rời và chuyển chúng sang dạng kị nước. Thêm vào
đó, các ion canxi trong môi trường chế biến bột góp phần làm trung hòa điện tích các hạt
mực. Các phức xà phòng – mực sẽ khuyếch đại đông tụ với các phức tương đương và
cuối cùng chúng có thể tạo ra các đám hạt mực có kích cỡ khoảng 10 đến 100µ thuận lợi
cho tuyển nổi. Tất nhiên, những mảng mực có kích thước lớn hơn luôn bị khuấy trộn
trong nghiền thủy lực tác động rồi trở thành các mảnh có kích thước phù hợp.
Người ta đã chỉ ra rằng, sự vắng mặt của các nối đôi trong mạch cacbon của axit béo, ví
dụ như axit stearic , hỗ trợ việc tách mực ra khỏi xơ sợi (chức năng phân tán) trong khi có
mặt của các nối đôi, như axit linoleic, hỗ trợ việc tuyển nổi (chức năng đông tụ). Điều
này cho thấy rằng, một công thức chứa thành phần axit stearic cao hơn sẽ cho hiệu suất
khử mực tuyển nổi tốt nhất.
Hiện nay, các xà phòng axit béo được sử dụng rộng rãi trong khử mực giấy báo cũ và
giấy tạp chí cũ (ONP – OMG). Công thức xà phòng canxi axit béo được quan tâm để làm
hệ thống chất trợ đông tụ thông dụng nhất trong công nghiệp ngày nay, và hầu hết các
hóa chất khử mực thương phẩm hiện có đều được xây dựng trên cơ sở của hóa chất này.

Trong quá trình tách loại mực đòi hỏi phải duy trì được lớp bọt ổn định về cấu trúc và
động học để giảm tổn thất xơ sợi và nước trong quá trình công nghệ. Đôi khi chất phá bọt
được đưa vào tháp tuyển nổi để giữ ổn định bọt. Đồng thời chất phá bọt cũng được sử
dụng trong công đoạn đầu của quá trình xeo giấy.
Kết luận
Tác dụng của chất hoạt động bề mặt hệ thống các chất hoạt động bề mặt là để tách loại
các hạt mực ra khỏi xơ sợi, ổn định và trợ đông tụ các hạt mực lơ lửng, làm thay đổi một
phần tính chất bề mặt của các hạt mực và gia tăng lượng mực tách loại khỏi hệ thống khử
mực.
Trong thực tế, đối với một vài sản phẩm bột, một số chất hoạt động bề mặt , ví dụ như
một số chất phân tán và chất trợ đông tụ không cần thiết sử dụng trong quá trình khử
mực. Nhưng thật cần thiết có một chất tạo bọt tốt để tạo ra lớp bọt ổn định về kích thước,
mật độ cũng như thời gian sống để có thể tách loại các hạt mực ra khỏi hệ thống tuyển
nổi khử mực một cách hiệu quả nhất.
Các chất hoạt động bề mặt được sử dụng trong tuyển nổi khử mực gồm nhiều loại như
các chất tạo bọt, các chất phân tán, các chất trợ đông tụ, các chât phá bọt…và hầu hết các
chất này đều có một vài tác dụng phụ khác. Vì vậy, chúng sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới quá
trình công nghệ và vận hành tuyển nổi khử mực, và việc chọn lựa công thức phù hợp cho
riêng mình là việc mà các nhà máy tuyển nổi khử mực cần thiết phải thực hiện.