BG KTSX Bot Co

Kỹ thuật làm giấy thời xưa Xeo giấy

Làm khô giấy

Kỹ thuật làm giấy thời nay

Nguyên liệu

CẤU TẠO CỦA GỖ Thành phần chính của gỗ  Cellulose  Hemicellulose  Lignin (chất keo)

 Thành phần phụ  Chất nhựa  Tinh bột  Protein  Chất vô cơ

Gỗ lá rộng

Gỗ lá kim

CẤU TẠO CỦA GỖ

CẤU TẠO MẶT CẮT NGANG CỦA GỖ

CẤU TẠO CỦA GỖ  Cấu trúc tường tế bào vi sợi gỗ S3 - Lớp thứ cấp trong S2 - Lớp thứ cấp giữa S1 - Lớp thứ cấp ngoài P - Lớp sơ cấp ML - Lớp trung gian Tế bào sợi gỗ mặt cắt ngang

CẤU TẠO VI MÔ CỦA GỖ •

•

• • •

Tế bào chịu lực (tế bào thớ) có dạng hình thoi dài 0,3 – 2mm, dày 0,02 – 0,05mm, thành tế bào dày, nối tiếp nhau theo chiều dọc thân cây. Tế bào chịu lực chiếm đến 76% thể tích gỗ. Tế bào dẫn hay còn gọi là mạch gỗ, gồm những tế bào lớn hình ống xếp chồng lên nhau tạo thành các ống thông suốt. Chúng có nhiệm vụ dẫn nhựa theo chiều dọc thân cây. Tế bào tia lõi là những tế bào xếp nằm ngang thân cây. Giữa các tế bào này cũng có lỗ thông nhau. Tế bào dự trữ nằm xung quanh mạch gỗ và có lỗ thông nhau. Chúng có nhiệm vụ chứa dinh dưỡng để nuôi cây. Cấu trúc gỗ lá kim cũng giống như gỗ lá rộng, nhưng không có mạch gỗ mà chỉ có tia lõi và tế bào chịu lực. Tế bào chịu lực của gỗ lá kim có dạng hình thoi, vừa làm nhiệm vụ chịu lực vừa dẫn nhựa dọc thân cây

Mặt cắt ngang của sợi gỗ

THÀNH PHẦN GỖ Tên nguyên liệu

Chiều dài sợi gỗ

Xenluloza

Hemixenluloze

Lignin

Gỗ lá kim

3 ÷ 4 mm

41 ÷ 44%

25 ÷ 30%

26 ÷ 33%

Gỗ lá rộng

1 ÷ 2 mm

40 ÷ 53%

27 ÷ 40%

16 ÷ 30%

Tre nứa

2,7 ÷ 4 mm

50 ÷ 66%

15 ÷ 22%

21 ÷ 30%

Thân đay

2,5 mm

44 ÷ 45%

20 ÷ 21%

21 ÷ 22%

Tính chất sợi gỗ Sợi gỗ lá rộng

•

Sợi gỗ lá kim

Gỗ lá rộng

• Gỗ lá kim

Sợi gỗ ngắn

Sợi gỗ dài

Giấy có cơ tính xé thấp, có độ thấm hút cao

Giấy có cơ tính xé cao

Giấy có bề mặt mịn

Giấy có bề mặt không mịn, thô

CẤU TẠO CỦA GỖ

Cellulose CH2OH O

O HO

CH2OH O

O

HO HO

CH2OH O

O

HO HO

CH2OH O

O

HO HO

HO

 Là một dạng polymer glucose sinh học mạch dài

(DP = 7.000 ÷ 15.000)

O

CẤU TẠO CỦA GỖ

Hemicellulose CH2OH O

4

HO

1

O

RO O 4 RO ß O HO 1 CH2O OH HO

CH2OH

ß O 4 RO

1

O RO

RO

ß O 4 1

RO CH2OH O

ß O

1

a

CH2OH O OH

 Mạch phân tử giống như Cellulose nhưng mạch ngắn hơn (DP = khoảng 200)  Ngoài glucose còn Xylose, Mannose, Galactose, Glucose, Rhamnose, Arabinose

CẤU TẠO CỦA GỖ

Hemicellulose

CẤU TẠO CỦA GỖ

Lignin Các cấu tạo khác nhau của lignin: CH2OH CH HC

CH2OH CH HC

OCH3

OH

OH

p-Coumaryl alcohol

Coniferyl alcohol

CH2OH CH HC

CH3O

OH Sinapyl alcohol

 Là một dạng nhựa nhiệt dẻo, mềm đi khi tác

dụng nhiệt

OCH3

CẤU TẠO CỦA GỖ Liên kết giữ lignin với Cellulose và hemicellulose XYLAN CHAIN O

CH2OH O

CH H3CO HC

R O

XYLAN CHAIN

HO

HO

O

O OH

C

HOH2C

O O

O

CH2OH HC

O

OCH3

CH

O

1

2

R=H OR OCH3

CH2OH O

MANNAN CHAIN

CH HC

O HO

O

CH2OH O

OH

OCH3 O

3

O

OCH3

Chất trích ly (Extractives) Terpenes, Fats, Waxes, Tannins and more…. Squalene

HO Myrcene

Limonene

-Terpinene

ß-Phellandrene

OH

Farnesene

Nerolidol

Germacrene D

OH HO Squalene

OH p-Cymene

a-Pinene

Terpinolene

ß -Pinene

HO

a-Terpineol

3

4-Terpineol

a-Cadinene

-Muurolene

Longifolene -Carene

-Cadinol

Longipinene HO

Longicyclene

Camphene

OH

Caryophyllene Sabinene

Thujene

ß-Humulene

Borneol

O OH O

OH

Nootkatin

Serratenediol

Occidenol

HO B-Sitosterol

Cycloartenol

TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA GỖ  Tính chất vật lý - Độ ẩm và tính hút ẩm: Nước nằm trong gỗ có 3 dạng: Nước mao quản (tự do), nước hấp phụ và nước liên kết hoá học. + Nước tụ do nằm bên trong các ống dẫn. + Nước hấp phụ nằm trong vỏ tế bào và khoảng trống giữa các tế bào. + Nước liên kết hoá học nằm trong thành phần hoá học của các chất tạo gỗ. - Khối lượng riêng: KLR trung bình của gỗ là 1,54g/cm3 - Khối lượng thể tích: theo công thức:

 018   0W [1  0,01(1  K 0 )(18  W )]

 & 18 0

K0

W 0

- Khối lượng thể tích của gỗ có độ ẩm W và độ ẩm 18% - Hệ số co thể tích

TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA GỖ - Độ co ngót: Co chỉ xảy ra khi gỗ mất nước hấp phụ - Trương nở: Gỗ bị trương nở khi hút nước đến giới hạn bão hoà thớ. Trương nở các phương khác nhau: + Dọc thớ 0,1 – 0,8% + Pháp tuyến 3 -5% + Tiếp tuyến 6 – 12% - Màu sắc và vân gỗ: - Tính dẫn nhiệt: Khả năng dẫn nhiệt của gỗ không lớn và phụ thuộc vào độ rỗng, độ ẩm và phương của thớ, loại gỗ, nhiệt độ. Gỗ dẫn nhiệt theo hướng dọc thớ lớn hơn phương ngang 1,8 lần. Trung bình hệ số dẫn nhiệt của gỗ là 0,14 – 0,26 kCal/m0C.h. Khi khối lượng thể tích và độ của gỗ tăng, tính dẫn nhiệt cũng tăng. - Tính truyền âm: Gỗ là vật liệu truyền âm tốt. Gỗ truyền âm nhanh hơn không khí 2 -17 lần. Âm truyền dọc thớ nhanh nhất, theo phương tiếp tuyến chậm nhất.

TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA GỖ Tính chất cơ học: - Cường độ chịu nén: - Cường độ chịu kéo: Gồm có kéo dọc, kéo ngang thớ tiếp tuyến và pháp tuyến

- Cường độ chịu uốn:

KHUYẾT TẬT CỦA GỖ  Khuyết tật của gỗ: - Các khuyết tật tự nhiên:

KHUYẾT TẬT CỦA GỖ  Khuyết tật do nấm và sâu hại gỗ gây nên:

KHUYẾT TẬT CỦA GỖ Những hiện tượng nứt nẻ và thương tật

PHƯƠNG PHÁP SX BỘT GIẤY Mục đích:

Tách các sợi Cellulose từ gỗ  Làm cho các sợi gỗ liên kết lại với nhau tốt, thích hợp với quá trình làm giấy 

Hai phương pháp sản xuất bột giấy:  Xử

lý cơ (PP mài, PP nghiền, PP hóa nhiệt cơ)  Xử lý hoá học (PP kiềm, trung tính, axit)

SO SÁNH NĂNG SUẤT GIỮA PP CƠ HỌC VÀ PP HOÁ HỌC PHƯƠNG PHÁP

NĂNG SUẤT

Cơ học

90 – 95%

Hóa nhiệt cơ

85 – 90%

Hóa học

40 – 50%

Phương pháp sản xuất bột cơ 

Khúc gỗ:

 Bột gỗ mài (SGW)  Bột gỗ mài áp lực(PGW)



Mảnh gỗ:

 Bột nghiền (RMP)  Bột nghiền nhiệt cơ (TMP)

SƠ ĐỒ SẢN XUẤT BỘT GIẤY BẰNG PHƯƠNG PHÁP CƠ HỌC Nguyên liệu Bóc vỏ

PP mài

Sàng chọn

PP nghiền

Nghiền phần sợi không hợp cách

Lọc rửa, làm sạch

Cắt dăm Sàng dăm và làm sạch

Tồn trữ

Tẩy trắng Xeo

Cô đặc

Nguyên liệu

Bóc vỏ dạng vòng

Bóc vỏ bằng thủy lực

Bóc vỏ trống quay

Cắt dăm

Dài 10 – 30 mm Rộng 10 – 30 mm Dày 3 – 6 mm

Sàng dăm

Dạng chuyển động rung và xoay tròn

Dạng đĩa

Làm sạch dăm bằng trục vít

Làm sạch dăm bằng cyclone

Làm sạch dăm bằng nam châm

Máy sàng đĩa

Máy sàng rung và xoay tròn

Phương pháp mài

20 -50 cm SGW

PGW

TGW

Bột mài ở áp suất khí quyển.

Bột mài ở áp suất cao đến 4,5 bars

Bột mài ở áp suất khí quyển.

Nhiệt độ nước tưới 700 – 750C

Nhiệt độ nước tưới > 1000C

Nhiệt độ nước tưới > 800C

Mối quan hệ giữa áp suất và nhiệt độ khi mài có áp lực

Áp suất mài tăng → nhiệt độ nước tưới tăng → lignin mềm ở nhiệt độ cao → sợi ít hư tổn

Máy mài bột

Dạng máy mài phổ biến

Phương pháp nghiền

Phương pháp nghiền

Nhiệt độ chảy mềm của lignin tuyến tính khi độ ẩm của gỗ < 2,5%

Thành phần sợi ở các PP xử lý gỗ

So sánh giữa PP mài và PP nghiền  Phương pháp mài

 Phương pháp nghiền

TMP

SGW

Bột mài: + Sợi hư tổn nhiều, sợi ngắn → giấy có tuổi thọ thấp + Bột mịn co độ che phủ cao → giấy có tính chất quang tốt 

Bột nghiền: + Sợi ít hư tổn, sợi dài → liên kết giữa sơ sợi tốt → cơ tính tốt + Giấy có chất quang không tốt: giấy có bề mặt thô 

So sánh giữa PP mài và PP nghiền Mức tiêu tốn năng lượng

→ PP nghiền tiêu tốn năng lượng > PP mài