Bài Luận
Đề Tài:
BAO BÌ GIẤY
Phụ lục
Bài Luận 1
Phụ lục 1
Phụ lục bảng 2
Phụ lục hình 3
Hình 5. Dây chuyền hệ thống xeo giấy 19
Hình 6. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy xeo giấy 19
Hình 7. Cơ cấu phân phối giấy 20
Hình 8. Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy xeo dài 20
Hình 9. Sơ đồ cấu tạo thùng dầu thủy lực 22
Hình 10. Bộ phận lưới xeo 24
Hình 11. Giai đoạn ép giấy trên máy xeo 24
Hình 12. Quá trình sấy giấy 26
Hình 13. Máy cán láng bề mặt giấy 28
Hình 14. Máy cuộn giấy 29
Hình 15. Cấu tạo máy cuộn giấy 29
Hình 16. Giấy Kraft 31
Hình 20. Cấu tạo bao bì tetra pak 37
Hình 21. Nguyên tắc đóng bao bì tetra pak 39
Hình 22. Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak 40
Phụ lục bảng
Bài Luận 1
Phụ lục 1
Phụ lục bảng 2
Phụ lục hình 3
Hình 5. Dây chuyền hệ thống xeo giấy 19
Hình 6. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy xeo giấy 19
Hình 7. Cơ cấu phân phối giấy 20
Hình 21. Nguyên tắc đóng bao bì tetra pak 39
Hình 22. Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak 40
1. Lịch sử phát triển và đặc tính chung của bao bì giấy:
1.1. Lịch sử phát triển của bao bì giấy:
Bảng 1 : Một số mốc quan trọng trong lịch sử phát trển của bao bì giấy
950 năm
trước công
nguyên
Người Ai Cập cổ đã sản xuất nguyên liệu để viết đầu tiên bằng cáh đập
mỏng những thân cây…
100 năm
trước công
nguyên
Người Trung Quốc đã tạo ra giấy đầu tiên từ thớ cây tre và cây dâu .
Năm 1400 Các nhà máy sản xuất giấy xuất hiện tại Tây Ban Nha, Đức, Ý và
Pháp
Năm 1690 Tại Bắc Mỹ, nhà má sản xuất giáy tấm đầu tiên đã được xây dựng
gần Philadelphia.
Năm 1767 Nước Anh muốn lấy lại những thuộc địa của họ đã mất. Họ đã áp
luật đạo luật Stamp, nó bao gồm vệc đánh thuế lên tất cả giấy được sản
xuất tại các thuộc địa.
Năm 1803 Máy sản xuất giấy liên tục đầu tiên được cấp bằng sáng chế.
Năm 1854 Tại Anh, lần đầu tiên bột giấy từ gỗ được sản xuất.
Nă
m 1856
Lần đầu tiên được biết nguyên liệu gấp nếp được cấp bằng sáng
chế cho lớp lót của chiếc mũ cao Victorian.
Năm 1871 Giấy gấp nếp lần đầu tiên xuất hiện như vật liệu bao bì cho thủy
tinh và ống khói đèn dầu.
Năm 1874 Một lớp giấy được thêm vào một mặt của lớp nếp gấp để ngăn các
- Thực phẩm lạnh đông, thực phẩm bảo quản lạnh, kem lạnh.
- Thực phẩm lỏng, nước giải khát ( nước trái cấy, sữa và sản phẩm sữa).
- Chocolate và kẹo.
- Sản phẩm tươi ( rau quả, thịt, cá).
- Ngoài ra giấy còn được dùng để sản xuất bao bì vận chuyển.
Giấy được sử dụng phổ biến bởi một số đặc trưng như:
- Tính bền cơ học.
- Nhẹ.
- Dễ hủy, không gây ô nhiễm môi trường.
- Tái sinh dễ dàng.
Nhưng bên cạnh đó giấy còn có những khuyết điểm như:
- Dễ rách, thấm nước, thấm khí, tính dễ xé rách càng cao khi hàm ẩm càng cao.
- Độ ẩm cho phép đảm bảo tính bền của giấy là 6-7%.
Quy cách được quy định bởi trọng lượng trên một đơn vị diện tích: g/m
2
.
Bên cạnh đó, để tăng độ bền cơ cho giấy, người ta thường ghép nhiều lớp giấy lại với
nhau. Các loại giấy có chất lượng khác nhau là do sự kết hợp với những loại nguyên liệu khác
nhau. Giấy là vật liệu bao bì lâu đời không gây hại môi trường, đã được xử lí để có thể tăng
cường tính kháng hơi ẩm, chống oxy hóa, kháng khuẩn, chống dính, khó cháy, chống thấm nước,
bề mặt có độ trượt cao, độ bóng cao, chống thấm chất béo. Giấy hiện nay có thể có hàng loạt các
tính chất quang học và độ xốp mong muốn, và bằng cách sử dụng các lớp tráng kép trên một
mặt; có thể tái tạo hình ảnh chính xác khi in ống đồng. Ngoài ra, độ bền cơ học đã khiến cho giấy
có khả năng chạy trên máy căng dãn theo chiêu dọc của giáy mà không bị đứt hay xé rách.
1.3. Chức năng của bao bì giấy
Chức năng bảo vệ
- Bảo vệ cho sản phẩm chống lại mọi tác động của môi trường bên ngoài khí hậu,
vi sinh vât.
- Đảm bảo cho người dùng biết rằng nội dung đã không có can thiệp, thay đổi trong
suốt dây truyền.
Cellulose : cellulose là một polymer gồm 8000-10000 gốc glucose. Tính chất của sợi
cellulose phụ thuộc độ dài mạch polymer, mức độ thẳng, sự sắp xếp song song bởi các mạch
polymer. Nó không bị hòa tan bởi kiềm, clorin, do đó giấy tẩy trắng chỉ có thể loại được lượng
lignin mà không tổn thất cellulose, nhưng gây giảm đặc tính bền chắc của sợi cellulose.
Hemicelluloses: phân tử lượng thấp gồm 100-200 gốc monomer của xylose, mannose
arabinose, galactose và acid uronic. Hemicelluloses tan trong dung dịch kiềm, có khả năng bị
thủy phân và có thể liên kết với các hóa chất phụ gia.
Lignin: là polymer nhiệt dẻo, có nhánh, nhân thơm alkyl, có kích thước cũng như khối
lượng phân tử không ổn định, gồm các monomer là phenyl propane tan trong kiềm và dung dịch
nước clor cho dẫn xuất mà nâu đen và trở nên mềm dẻo ở 160
o
C pH4.
Gỗ thân mềm: loại gỗ này gồm 40-50% cellulose, 15-25% hemicelluloses, 26-30%
lignin. Thân gỗ mềm có sợi cellulose dài gấp 2,5 lần so với thân gỗ cứng. thân gỗ cứng dùng để
sản xuất ván, tấm phẳng mịn hơn nhưng kém bền cơ học hơn so với gỗ mềm. Như vậy phải cắt
gỗ sao cho không phá vỡ sợi cellulose để làm giấy được tốt, bên cạnh đó lignin phải được loại bỏ
đi để có thể thu được sợi cellulose và giúp chúng sắp xếp song song khi làm giấy. Sợi cellulose
có thể bị gãy nát tùy các công đoạn chế biến giấy.
Trong quá trình chế tạo giấy, các sợi cellulose được sắp xếp lại vị trí, bởi áp lực rất lớn ép
lên bề mặt để tạo dạng tấm, có thể dùng phụ gia như casein và protein đậu nành hoặc tinh bột để
tạo lớp áo bên ngoài tấm giấy. Chất màu vô cơ thường chiếm 70-90% chất khô của lớp áo giấy
để tọa bề mặt khắc biệt cho giấy bên trong, giúp lớp áo nâng cao tính phẳng, dễ in ấn, chất lượng
in cao, tạo những tính chất đặc biệt theo yêu cầu, các chất tráng để áo giấy được dùng như
kaolin, CaCO
3
, được gùn kết hợp với các khoáng chất khác để tạo nên độ bóng bề mặt giấy.
Bên cạnh đó, nhờ khoa học kĩ thuật mà vật liệu giấy được xử lý để tăng cường tính kháng
ẩm, khó cháy, độ trượt cao, độ bóng cao và các lớp tráng chống thấm dầu. Giấy hiện nay có thể
có hàng loạt các tính chất quang học và độ xốp mong muốn và bằng cách sử dụng các lớp tráng
thích hợp, có khả năng in ấn cao, ngoài ra độ bền cơ học cao và khả năng chịu lực kéo khi chạy
- Độ chặt không đều trên mối dán.
Hình 1. Sợi gỗ dài
• Sợi gỗ ngắn và tròn:
- Bề mặt mịn hơn
- Các tính năng cơ lý giảm đáng kể so với sợi dài.
Hình 2. Sợi gỗ ngắn
• Trong sản xuất giấy, người ta còn để ý tới sợi tái chế tạo giấy với nhưng đặc tính
của nó như sau:
Thừa hưởng từ loại gốc ban đầu, nhưng quá trình tạo bột giấy sẽ giảm chiều dài sợi. Do
đó giảm đáng kể tính năng cơ lý với sợi dài và chịu ảnh hưởng bởi các chất nhiễm vào từ bên
ngoài: các keo không tan trong nước, vụn mực và mực in không rửa được.
2.2. Sản xuất giấy
2.2.1. Bột giấy ( gỗ):
Được sản xuất từ gỗ thân mềm ( cây lá kim như tùng, bách, thông…) hoặc cứng ( cây lá
rụng như sồi, bạch đàn, keo lá tràm…).
Sợi gỗ từ gỗ cứng có chiều 1 – 1,5 mm, gỗ mềm 3-4mm.
Giấy được sản xuất ra từ sợi gỗ cứng cho giấy phẳng, lán nhưng độ bền cơ học kém hơn
từ sợi gỗ thân mềm.
Các phương pháp sản xuất bột giấy
Sợi tự nhiên hoặc sợi sơ cấp được làm trực tiếp từ gỗ thông qua quá trình tạo bột giấy.
Quá trình tạo bột giấy được thực hiện cơ học hoặc có hóa chất hỗ trợ: hòa tan các thành phần
không phải cellulose.
Sản xuất giấy bằng phương pháp cơ học
Hình :Phương pháp cơ học
• Phương pháp:
- Gỗ sau khi bóc vỏ được mài, nghiền bằng đá.
- Giấy sản xuất ra từ loại gỗ này thường có màu nâu đậm, độ bền thấp, thông thường
phải phối trộn với các loại bột gỗ khác để tăng độ bền.
- Phương pháp này thường chỉ áp dụng cho các loại gỗ mềm.
• Tính chất bột giấy cơ học
2
SO
4
được xem như là chất bù đắp cho lượng hóa chất đã bị tổn thất trong quá trình sản xuất
và công nghệ này còn gọi tên là công nghệ bột Kraft, vì bột sản xuất bằng công nghệ này có độ
bền cao. Tuy nhiên bột Kraft chưa tẩy thường có màu nâu sẫm ( thường được sử dụng sản xuất
giấy bao gói Kraft). Bột đã tẩy thường đạt được độ trắng cao dùng trong sản xuất in, giấy viết.
Nhược điểm lớn nhất của phương pháp này là quá trình sản xuất sinh ra chất bay hơi là
hợp chất của lưu huỳnh có mùi thối, gây tác động lớn đến môi trường xung quanh.
- Phương pháp sulfite
Dăm mảnh được nấu với hóa chất là hỗn hợp gồm H
2
SO
3
và ion bisulfit (HSO
3
-
). Sulfite
kết hợp với lignin trong gỗ tạo thành muối acid lignosulfonic có tính hòa tan trong dịch nấu, làm
ăn mòn cấu trúc của lignin. Gốc kim loại trong bisulfate có thể là Ca
2+
, Mg
2+
, Na
+
, NH
4
+
. Dung
dịch này có thể tồn tại trong những khoảng pH khác nhau (1<pH<13), do đo hiệu suất quá trình
Trong một nhà máy liên hợp, việc chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo bắt đầu bằng sự
pha loãng huyền phù bột nồng độ cao được bơm đến từ các bể chứa bột và kết thúc là việc phối
trộn để có được huyền phù của bột giấy với các phụ gia cần thiết.
Mục đích của quá trình chuẩn bị bột là xử lý sợi và phối trộn bột với những hóa chất
nhằm đạt được những tính năng kỹ thuật phù hợp với quá trình vận hành và yêu cầu sử dụng.
Quá trình chuẩn bị bột gồm hai phần:
- Xử lý cơ học: tác động cơ học sẽ làm phát triển một số tính năng quan trọng cho sợi.
- Xử lý hóa học: sự phát triển tính năng sợi được thực hiện nhờ một số hóa chất đặc
trưng.
Quá trình chuẩn bị bột bao gồm những công đoạn sau:
- Phân tán bột: bột giấy (dạng ướt hoặc khô) được phân tán trong nước. Giai đoạn này có
thể là gián đoạn hay liên tục kết hợp với tác động cơ học (khuấy đảo).
- Nghiền bột: là giai đoạn cho sợi chịu tác động cơ học để làm phát triển một số tính năng
vật lý cho sản phẩm giấy. Thường giai đoạn này được thực hiện trong thiết bị vận hành liên tục,
nhưng với một số loại bột đặc biệt quá trình là gián đoạn.
- Phối trộn phụ gia cho phần ướt: nhiều hóa chất như bột độn vô cơ, một số hóa chất…
được thêm vào huyền phù bột vừa để đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cho sản phẩm giấy sau này vừa
giảm giá thành sản xuất giấy.
2.2.2.2. Giai đoạn phân tán bột (nghiền thủy lực)
Mục đích:
- Đây là quá trình dùng tác động cơ học để tạo hệ phân tán bột giấy trong nước từ nguyên
liệu là bột giấy có độ khô và độ nén cao (độ ẩm < 10%).
- Bằng cách làm lỏng lẻo các liên kết trong cấu trúc bột giấy khô, quá trình phân tán làm
giảm kích thước mảnh bột và làm xơ sợi tách rời nhau, huyền phù bột được hình thành và có thể
bơm được trong hệ thống vận chuyển của nhà máy.
Giai đoạn phân tán bột được thực hiện trong ba công đoạn:
- Công đoạn phân tán.
- Công đoạn tồn trữ ướt.
- Công đoạn đánh tơi hay tách sợi.
Công đoạn phân tán
lợi.
Công đoạn đánh tơi sợi
- Đó là quá trình tác động lên những mảnh giấy nhỏ chưa được phân tán hoàn toàn trong
thiết bị nghiền thủy lực (những đám sợi có thể đã được phân tán một phần nhưng vẫn còn khô và
cứng) để chuyển chúng thành dạng các sợi được thấm ướt và phân tán hoàn toàn trong nước.
- Tác động này nhằm hoàn tất quá trình phân tán bột.
Thiết bị
- Máy đánh tơi sợi về cơ bản giống như một máy nghiền tốc độ cao nhưng với hệ thống
nạp liệu thô hơn và khoảng cách giữa hai đĩa nghiền rộng hơn.
- Các máy đánh tơi bột thông dụng là máy đánh tơi dạng đĩa và máy đánh tơi dạng côn.
- Tính chất cơ bản của bột được cải thiện là độ bền kéo, vì quá trình đánh tơi bột làm cho
sợi đàn hồi cao hơn và tạo ra sự chổi hóa nội vi hay làm cải thiện khả năng liên kết của sợi.
- Xử lý này không ảnh hưởng đáng kể đối với sự thoát nước của giấy sau này.
2.2.2.3. Giai đoạn nghiền bột (thủy hóa và chổi hóa sợi)
Mục đích
Quá trình nghiền có một vai trò rất quan trọng đối với bột hóa:
- Nó cải thiện tính chất cơ lý của sợi nhằm đạt được những tính năng phù hợp cho quá
trình chế biến và sử dụng (ví dụ cải thiện độ bền kéo sẽ làm giảm hiện tượng đứt giấy ở các trục
máy in).
- Sợi sẽ được trương nở trong môi trường nước và liên kết giữa các sợi sẽ tăng lên. Trong
thiết bị nghiền, lực ma sát giữa sợi – sợi, giữa sợi – nước và giữa sợi – thành thiết bị sẽ làm cấu
trúc sợi bớt chặt chẽ để nước dễ thấm vào.
Hiện tượng
Hai hiện tượng quan trọng xảy ra đối với sợi là:
- Hyđrat hóa.
- Tạo những sợi con trên trục sợi chính.
Do đó quá trình nghiền này thực chất là quá trình thủy hóa và chổi hóa sợi. Nghiền nhằm
cải thiện tính năng cơ lý của giấy, nhưng tiêu tốn nhiều năng lượng.
Hơn thế nữa, một quá trình nghiền quá mức có thể làm giảm một vài tính năng khác của
giấy như giảm độ kháng xé. Vì vậy cần có một sự kiểm tra chặt chẽ để có thể đạt được một kết
- Thành phần hóa học (lignin, xenlulô, hêmixenlulô).
• Về thiết bị
- Kích thước và hình dạng dao nghiền.
- Diện tích dao và rãnh nghiền.
- Chiều sâu rãnh nghiền.
- Khoảng cách giữa hai đĩa nghiền.
- Vật liệu chế tạo đĩa nghiền.
- Tốc độ quay của đĩa nghiền.
- Góc vát dao nghiền.
• Thông số vận hành
- Nhiệt độ.
- PH.
- Nồng độ bột.
- Phụ gia.
- Các giai đoạn tiền xử lý.
- Năng suất.
- Năng lượng sử dụng.
2.2.2.4. Giai đoạn xeo giấy
Tổng quan về xeo giấy
Hình 5. Dây chuyền hệ thống xeo giấy
- Xeo giấy là công đoạn tạo hình tờ giấy. Công việc này được thực hiện trên một thiết bị
đặc trưng gọi là máy xeo.
- Bìa có thể có cấu trúc một lớp hoặc nhiều lớp được tạo hình trên máy xeo dài nhiều
lưới, xeo tròn, hoặc máy xeo dài nhiều thùng phun bột.
- Vào năm 1930, một vài nhà máy ở châu Âu sản xuất bìa cactông với sự bố trí nhiều
máy xeo lưới dài, các băng giấy trên từng lưới có thể được kết hợp với nhau ngay khi còn ướt.
Dù đầu tư có tương đối cao nhưng phương pháp này cho phép sản xuất bìa cactông nhiều lớp
chất lượng cao và có tốc độ tăng đáng kể. Từ những năm 1980 trở đi, máy xeo dài nhiều lưới
được lắp đặt phổ biến.
Máy xeo có những thành phần cơ bản như sau:
Những nhiệm vụ chính của thùng đầu cần phải đạt được là:
- Đưa huyền phù bột lên máy xeo một cách đồng đều trên suốt chiều ngang của máy.
- Đồng nhất được các dòng chảy và nồng độ huyền phù bột.
- Đồng nhất được tốc độ dòng bột theo hướng chạy của máy.
Tạo và kiểm tra được chế 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.
Hình 9. Sơ đồ cấu tạo thùng dầu thủy lực
Ngoài ra, những thông số về thiết kế cũng rất quan trọng đối với sự vận hành máy
như:
- Khả năng làm sạch.
- Tính dễ vận hành.
- Tính chính xác trong kiểm tra các hoạt động của thùng đầu.
- Tính ổn định về hình dạng, độ mở của môi phun.
Phân loại thùng đầu theo tốc độ nạp huyền phù bột cho lưới xeo:
- Thùng đầu hở.
- Thùng đầu kín: thùng kín đệm khí (thùng kín có mực huyền phù bột thay
đổi), thùng kín thủy lực (thùng được nạp liệu đầy hoàn toàn).
Lưới xeo dài
Lưới xeo là một băng lưới chạy vô tận được dệt rất mịn. Ngày nay phần lớn các lưới xeo
được làm bằng chất dẻo thay thế cho lưới kim loại vì thời gian sống của chúng kéo dài hơn rất
nhiều lần (cao hơn khoảng 10 lần so với lưới kim loại).
Cấu tạo:
- Lưới xeo chuyển động giữa hai trục lớn: trục ngực bố trí ngay cạnh thùng đầu vàtrục
bụng ở đầu bên kia lưới.
- Trục ngực là trục đặc, rất đanh cứng và giữ vai trò là chỗ đỡ lưới trên máy xeo dài.
- Trục bụng là trục rỗng có đục lỗ chứa một hay hai hộp chân không để hút nước từ lớp
đệm sợi.
- Phần lớn trong các trường hợp, lực tác dụng để làm chạy phần lưới được truyền động
băng giấy và chăn, không có sự phát triển của áp suất thủy lực và do vậy không có động lực cho
sự thoát nước.
- Giai đoạn 2: băng giấy bão hòa và áp suất thủy lực bên trong cấu trúc băng giấy làm cho
nước di chuyển từ giấy sang chăn. Giai đoạn này tiếp tục cho đến giữa khe ép, khi mà áp suất
tổng gần như đạt cực đại.
- Giai đoạn 3: khe ép tiếp tục nới rộng cho đến khi lực ép thủy lực trong băng giấy bằng
không, tương ứng với độ khô cực đại của băng giấy.
- Giai đoạn 4: cả băng giấy và chăn đều được “nới rộng” ra và băng giấy trở nên không
bão hòa. Mặc dầu lúc này có hình thành một “áp suất âm” (tạo chân không) trong cả hai cấu trúc,
một số yếu tố làm cho nước quay ngược từ chăn về băng giấy. Sự hấp phụ nước này là một hạn
chế cơ bản của quá trình ép và tách nước.
Hai yếu tố giới hạn quá trình ép
- Một liên quan tới tốc độ tách nước (gọi là giới hạn về dòng chảy).
- Và một liên quan đến mức độ chịu nén có thể của băng giấy (gọi là giới hạn về lực nén).
Như vậy nếu muốn băng giấy tách nước càng dễ, áp lực mà ta có thể tác động lên lớp
đệm sợi sẽ càng cao.
Nếu như tác động một áp lực khá dư trong trường hợp có giới hạn về dòng chảy, băng
giấy sẽ bị đè nát hay trầm trọng hơn, băng giấy có thể bị rách.
Một số kiểu ép
- Ép phẳng.
- Ép chân không.
- Ép với trục khắc rãnh.
- Ép có lưới.
Với loại bìa cactông nhiều lớp, đặc biệt là loại định lượng cao, quá trình ép cần được thực
hiện từ từ, êm dịu để tránh hiện tượng nén giấy (ép nát) hay tạo túi khí giữa các lớp giấy. Đồng
thời cũng bảo vệ được độ khối và lực liên kết giữa các lớp giấy.
Copyright: Tài liệu đại học ©