Đề tài Bao bì giấy

Bài Luận Đề Tài: BAO BÌ GIẤY Phụ lục Phụ lục bảng Bảng 1 : Một số mốc quan trọng trong lịch sử phát trển của bao bì giấy Bảng 2: Các thông số kỹ thuật giấy lượn sóng Phụ lục hình 2. Cấu tạo bao bì giấy 7 Hình 1. Sợi gỗ dài 9 Hình 2. Sợi gỗ ngắn 9 Hình 3. Bột giấy cơ học 10 Hình 4. Bột giấy hóa học 12 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 3. Một số loại giấy sử dụng trong bao gói thực phẩm 31 Hình 16. Giấy Kraft 31 Hình 17. Giấy không thấm mỡ 32 Hình 18. Giấy gương 32 Hình 19. Giấy carton 33 4. Một số kiểu bao bì giấy, giấy carton 33 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 Hình 23. Bao bì giấy kiểu túi, giỏ xách 40 Hình 24. Bao bì giấy ép đúc 41 Lịch sử phát triển và đặc tính chung của bao bì giấy: 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. Năm 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 song bị xẹp xuống. Năm 1894 Carton song được xẽ rảnh và cắt thành các thùng đầu tiên. Công ty Well Fargo bắt đầu sử dụng thùng carton sóng cho việc vận chuyển các kiện hàng nhỏ bằng đường biển. Năm 1903 Carton sóng lần đầu tiên được chấp nhận là vật liệu dùng vận chuyển đường thủy lệ và thường dùng để vận chuyển ngũ cốc. Năm 1909 Việc phát triển bản in cao su cho phép tạo các mẫu in lớn. Năm 1914 Thuế nhập khẩu được đánh giá trên các thùng đựng hàng carton sóng vận chuyển đường biển được xem là phán quyết phân biệt đối xử. Năm 1957 In Flexo hầu như thay thế in Letterpress và mực in gốc dầu. Những năm 60 Máy in Flexo có bộ phận gấp và dán keo được phát minh. Đầu những năm 80 Việc in trước trên tấm carton được quan tâm. Cuối những năm 80 Mới phát triển anilox, bản in và chế bản đã dẫn tới công nghiệp in số lượng ít với những sản phẩm chất lượng in cao. Năm 1991 Điều khoản 222 và quy tắc 41 được bổ sung việc kiểm tra lực chịu của đỉnh sóng, nó thay thế cho viêc kiểm tra độ bục và trọng lương, điều này cho phep sản xuất tấm carton nhẹ hơn Đặc tính chung của bao bì: Ngày nay giấy chiếm phân nửa tổng số nguyên liệu làm bao bì. Nhờ tiến bộ khoa học kĩ thuật, giấy các loại được sản xuất đại trà với giá thành thấp. Hiện nay bao bì giấy được sử dụng làm bao bì của nhiều loại thực phẩm: Thực phẩm khô: ngũ cốc, biscuit, bánh mỳ, bánh nướng, trà, cà phê, đường, bột. 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/m2. 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. 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. Củng cố, lưu trữ, vận chuyển Sản phẩm được bao gói sau đó được nhóm lại hình thành các đơn vị xử lý cơ học lớn hơn. Chức năng quan trọng nhất của bao bì giấy là chức năng vận chuyển Phân phối, sử dụng, lưu trữ Các đơn vị vận tải được “tách” để hình thành các đơn vị phân phối phù hợp với nhu cầu tiêu thụ của ngưoif dùng để tăng thời gian để mở, đóng, để cửa hàng… Có thể kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm dễ hư hỏng, bảo đảm các vitamin và dinh dưỡng. Sự tiện dụng: dễ mở, dễ sử dụng… Chức năng thông tin Thông tin trên bao bì: tên nhãn hiệu, nhà sản xuất, thành phần, hạn sử dụng. Yếu tố thẩm mỹ. Chức năng môi trường Bao bì giấy có khả năng tái chế rất hữu hiệu. Cấu tạo bao bì giấy Giấy là vật liệu dạng tấm được tạo thành từ mạng lưới vắt chéo của các sợi cellulose. Giấy có thể làm từ nguyên liệu rơm rạ, gỗ vụn, vỏ cây, bột gỗ, giấy thải, gỗ thân mềm, gỗ thân cứng. Độ bền của tấm giấy phụ thuộc: Nguồn gốc và loại sợi. Kỹ thuật sản xuất. Tỷ trọng. Độ dày. Cấu tạo và thành phần của nguyên liệu Nguyên liệu gỗ Chất lượng của thành phẩm được quyết định bởi nguyên liệu cellulose ban đầu hơn là các hóa chất phụ gia đó chính là chiều dài của cellulose. Sự khác nhau giữa gỗ tỷ trọng cao và tỷ trọng thấp ảnh hưởng lớn đến cấu tạo của giấy. Thành phần chính của các tế bào gỗ 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 160oC 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, CaCO3, 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 trên máy khiên giấy không bị đứt hoặc rách ( nhựa thông, phèn chua KAl(SO4)2.12H2O – giúp giấy chống thấm tốt, cao lanh Al2O3.(SiO2)2.2H2O- phủ bề mặt tạo cho giấy có bề mặt in tốt hơn, mịn, đục hơn). Các loại sợi gỗ Sợi gỗ có trong phần gỗ của cây, là những tế bào hình thoi, vách dày, hóa gỗ. Các sợi gỗ dài và hẹp nhưng ngắn hơn sợi libe. Trong sản xuất giấy, sợi gỗ được phân loại thành 2 loại: Sợi gỗ dài và hẹp: Có độ bền tương ứng với chiều dài sợi Độ bền xé. Độ bền gấp. Độ bền thủng. Bề mặt nhám hơn Không đều về tỷ trọng, do khả năng định hình kém, có thể dẫn đến: Hấp phụ mực không đều trong quá trình in. 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. Sản xuất giấy 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 Hiệu suất thu hồi cao. Sự có mặt của lignin làm cho sợi gỗ cứng. Khả năng cố kết hạn chế. Giấy được làm chỉ từ bột giấy cơ học khá yếu nhưng lại cứng. Hình 3. Bột giấy cơ học Sản xuất bột giấy bằng phương pháp hóa học Phương pháp hóa hoc Phương pháp: gỗ sau khi bóc vỏ, xay nghiền thành dạng thô (vỏ bào, mùn cưa) được nấu với hóa chất để loại bỏ các phần không phải cellulose. Gồm các phương pháp Phương pháp soda (gỗ cứng): thuốc loại bột kiềm tính. Dung dịch nấu gỗ là NaOH Phương pháp sulfate (Kraft) Nguyên liệu gỗ được nấu trong hỗn hợp dung dịch gồm (NaOH + Na2S), pH=13+, to= 155-170oC, t=2-4h. Đây là công nghệ cải tiến từ công nghệ nấu bằng soda tồn tại hơn 100 năm trước đây. Quá trình khử Na2SO4 xảy ra trong lò thu hồi tạo thành Na2S và Na2S có trong dịch nấu làm động lực cho quá trình nấu, các tính chất của bột giấy được cải thiện rõ rệt. Vì vậy Na2SO4 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 H2SO3 và ion bisulfit (HSO3-). 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 Ca2+, Mg2+, Na+, NH4+. Dung dịch này có thể tồn tại trong những khoảng pH khác nhau (1<pH<13), do đo hiệu suất quá trình nấu và tính chất bột cũng thay đổi trong một khoảng khá rộng. Ứng với các môi trường nấu sulfite khác nhau sẽ có nhứng loại bột khác nhau như: bột bisufite acid, sulfit trung tính hay sulfit kiềm. Công nghệ sulfit trung tính chỉ dùng cho gỗ lá rộng, Thành phần hóa chất nấu là Na2SO3 kết hợp với dịch đệm Na2CO3 dùng để trung hòa lượng acid hữu cơ sinh ra từ các phản ứng hóa học. Bột sulfit trắng hơn bột Kraft, dễ tẩy trắng hơn nhưng tạo ra giấy có độ bền thấp hơn. Công nghệ sulfit thích hợp với cả gỗ lá kim lẫn gỗ lá rộng. Tính phụ thuộc vào chủng loại gỗ và tạo ra giấy có độ bền thấp hơn, cũng như khả năng thu hồi hóa chất sau khi nấu khó hơn làm cho công nghệ này được ứng dụng ít hơn so với công nghệ Kraft Tính chất bột giấy làm từ phương pháp hóa học: Bảo toàn độ dài sợi. Mức độ cố kết cao giữa các sợi (tỷ trọng cao). Sợi mềm: dễ gấp nếp, cắt và tạo hình nối. Độ trắng, sáng cao và bền với ánh sáng. Độ tinh khiết cao nên có mùi thơm và chống mùi tốt. Hình 4. Bột giấy hóa học Quy trình sản xuất giấy Sơ đồ sản xuất giấy: Chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo Chuẩn bị huyền phù bột cho máy xeo là giai đoạn chuyển tiếp giữa khâu sản xuất bột giấy và xeo giấy. 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 - Với thiết bị gián đoạn, quá trình phân tán bột được hoàn tất trong từng mẻ. Còn trong các thiết bị liên tục, sẽ có bổ sung một số xử lý để bảo đảm sự phân tán hoàn toàn như quá trình đánh tơi. - Mỗi loại bột giấy sẽ có mức tiêu tốn năng lượng khác nhau và loại bột khó phân tán nhất là bột sulfat không tẩy trắng, đặc biệt là loại đã qua sấy và được tồn trữ trong thời gian khá lâu. - Bột loại gỗ mềm dễ phân tán hơn bột loại gỗ cứng, bột giấy đứt thì phân tán dễ dàng nếu như không có sử dụng chất gia cường ướt. - Thường để làm giảm tiêu tốn năng lượng quá trình phân tán được thực hiện ở nhiệt độ > 50oC và nồng độ bột > 18%.. Thiết bị phân tán bột: - Thiết bị phân tán bột phổ biến hiện nay có cấu tạo gồm một hay nhiều cơ cấu quay, tạo chuyển động chảy rối cần thiết để đánh tơi những đám sợi. - Tùy theo thiết kế của thùng chứa và môtơ có thể vận hành ở những nồng độ bột khác nhau. - Khi nồng độ bột tăng hiệu quả phân tán sẽ tăng vì lực ma sát giữa sợi và sợi được gia tăng đồng thời tiêu tốn năng lượng lại giảm. - Các thiết bị phân tán gián đoạn có năng suất thấp nhưng cho huyền phù bột đồng nhất hơn thiết bị liên tục vì ở thiết bị gián đoạn mọi sợi đều cùng nhận một năng lượng. Còn trong thiết bị liên tục một số sợi có thời gian lưu ngắn thì nhận được năng lượng thấp hơn những sợi có thời gian lưu trong thiết bị dài. Thiết bị phân tán bột - Thông thường các thiết bị kiểu thẳng đứng vận hành gián đoạn được sử dụng để phân tán loại bột giấy đã qua sấy khô, còn thiết bị kiểu nằm ngang vận hành liên tục được bố trí dưới máy xeo để phân tán bột giấy đứt. Công đoạn tồn trữ ướt - Sự ngâm bột sau công đoạn phân tán trong nước sẽ thuận lợi cho quá trình phân tán bột hơn vì sợi được hấp phụ nước nhiều hơn, các liên kết giữa chúng sẽ lỏng lẻo hơn. - Việc tăng nhiệt độ ngâm bột cũng làm cải thiện quá trình. - Các bể ngâm bột có khuấy tốt nhưng xáo trộn kém có thể gây ra những ảnh hưởng bất 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 quả tối ưu. Thiết bị nghiền - Trong thiết bị nghiền, huyền phù bột có nồng độ hoặc khoảng 10% hoặc trên 30% được di chuyển trong khoảng hở giữa hai đĩa nghiền. - Quá trình nghiền gián đoạn được thực hiện phổ biến trong máy nghiền Hà Lan. - Quá trình nghiền liên tục được thực hiện ở máy nghiền côn hay nghiền đĩa và sợi được chuyển động song song với dao nghiền. Quá trình nghiền gây ảnh hưởng lên sợi theo nhiều cách: - Sự cắt ngắn sợi. - Sự tạo ra thành phần mịn, sự tách hoàn toàn của các lớp tường tế bào sợi làm xuất hiện những sợi con trong huyền phù bột. - Sự chổi hóa ngoại vi: sự tách không hoàn toàn lớp tường tế bào sợi, một phần vẫn còn gắn vào sợi và đây được xem là những sợi nhánh. - Thay đổi nội vi trong cấu trúc tường tế bào: như sự bóc lớp, sự trương. - Sự uốn quăn và sự duỗi sợi. - Sự tạo nút xoắn, những chỗ nén cục bộ trong lớp tường tế bào. - Sự hòa tan của một số thành phần trong dung dịch. - Sự phân bố lại thành phần hêmixenlulô từ bên trong ra bên ngoài sợi. - Sự mài mòn bề mặt ở mức độ phân tử để tạo ra bề mặt nhớt hơn. Do những ảnh hưởng trên mà sợi sau khi nghiền như được dát phẳng hơn, làm cho nó đàn hồi hơn và diền tích bề mặt có liên kết được gia tăng. Các yếu tố ảnh hưởng quá trình nghiền Về nguyên liệu - Tính chất sợi. - Phương pháp sản xuất bột giấy. - Quá trình tẩy trắng bột giấy. - Các xử lý trước khi nghiền. - Phân bố chiều dài sợi. - Độ thô ráp của sợi. - Tỉ lệ gỗ đầu mùa/gỗ cuối mùa. - 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: Hình 6. Sơ đồ nguyên lý của hệ thống máy xeo giấy - Phần cung cấp bột (gồm hệ thống phân phối bột và thùng đầu). - Phần tạo hình (gồm lưới tạo hình hay còn gọi là lưới xeo và các chi tiết hút nước). - Phần sấy (có khi trong phần này còn bố trí cả phần xử lý bề mặt). Hình 7. Cơ cấu phân phối giấy Cấu tạo máy xeo dài gồm: Hình 8. Sơ đồ cấu tạo hệ thống máy xeo dài Hệ thống phân phối giữ nhiệm vụ cung cấp huyền phù bột từ hệ thống ống dẫn một cách đồng đều đến trước máy xeo. - Thùng đầu: sẽ cung cấp những tia bột đồng nhất cho một lưới tạo hình chuyển động liên tục (lưới xeo). - Lưới xeo dài: là một băng lưới chuyển động vô tận (không có điểm kết thúc) và trên đó lớp đệm sợi sẽ được hình thành khi nước thoát qua lưới. - Băng giấy sau khi được tạo hình sẽ đi qua một dãy những trục ép để tách bớt nước và làm cho lớp đệm sợi trở nên vững chắc hơn (do lúc này các sợi tiếp xúc dễ hơn). - Phần nước còn lại trong lớp đệm sợi kế đó được cho bay hơi, liên kết sợi được phát triển khi băng giấy được tiếp xúc với một chuỗi nhiều ống hình trụ có gia nhiệt trong một buồng sấy. - Giấy được cán láng qua những khe ép trục để giảm bề dày và làm cho tờ giấy phẳng hơn. - Giấy sau khi sấy khô và cán láng được cuộn thành cuộn lớn. Hệ thống phụ trợ đi kèm bao gồm: - Bơm, quạt để chuyển vận. - Thiết bị đong đo, pha loãng, phối trộn. - Hệ thống thiết bị sàng, tinh chế bột trước khi đưa vào máy xeo. Thùng dầu Vai trò của thùng đầu là nạp liệu huyền phù bột vào lưới xeo nhờ hệ thống bơm. Vì sự tạo hình và độ đồng nhất của sản phẩm giấy sau cùng phụ thuộc và sự phân tán đồng đều của sợi và chất độn do đó thiết kế và điều khiển vận hành của thùng đầu là một bước quyết định đến khả năng làm việc của máy xeo. 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 vào trục bụng và trục ngực. - Có nhiều chi tiết được lắp đặt giữa trục ngực và trục bụng làm nhiệm vụ đỡ lưới và tách nước. Các chi tiết này được bố trí theo nhiều kiểu khác nhau phụ thuộc vào từng yêu cầu cụ thể. - Phần lớn các máy xeo dài ngày nay đều có một tấm định hình đặt dưới lưới ngay sau trục ngực, tiếp theo đó là một tập hợp những dao gạt nước, những trục đỡ và tấm chặn. - Lưới xeo kế đến sẽ qua những chi tiết có độ chân không tăng dần, như từ những hộp hút ướt đến hộp hút chân không khô và sau cùng là qua trục ép có độ chân không cao. - Ngoài ra, còn có trục chuyển hướng để dẫn lưới quay về phía trục ngực. Trục căng, trục dẫn để kéo căng lưới và duy trì lưới ở đúng vị trí. Một số vòi nước được bố trí để rửa sạch lưới tránh hiện tượng lưới bị bít lỗ. - Trên những máy tốc độ chậm (< 400m/phút) có thể lắp đặt thêm những hệ thống “trợ tạo hình” để có khả năng gây ra sự dao động cho lưới xeo theo chiều ngang. Hoặc còn bố trí gờ cao su ở hai bên mép lưới xeo để giữ huyền phù bột không bị chảy tràn ra hai bên lưới. Tuy nhiên các hệ thống trợ tạo hình này không thể hiện rõ vai trò trên máy xeo tốc độ cao vì sự tạo hình gần như tức thời. Hình 10. Bộ phận lưới xeo 2.2.2.5. Giai đoạn ép Hình 11. Giai đoạn ép giấy trên máy xeo Mục đích Mục đích cơ bản của quá trình ép trên máy xeo là tách nước và làm tăng độ bền cho băng giấy ướt. Ngoài ra, còn có những mục đích khác như tăng độ nhẵn, giảm độ khối hay tăng độ chặt: - Việc tăng độ bền cho băng giấy ướt bảo đảm được sự vận hành của buồng sấy. - Tăng độ vững chắc cho băng giấy là một yếu tố rất quan trọng, sau ép sự tiếp xúc giữa các sợi sẽ được gia tăng và như vậy liên kết sợi sẽ được phát triển trong quá trình sấy. Diễn tiến quá trình trong khe ép Băng giấy được đi vào khe ép giữa hai trục, nó được đỡ trong quá trình ép nhờ một chăn ép. Có thể xem quá trình ép gồm bốn giai đoạn: - Giai đoạn 1: bắt đầu quá trình nén của băng giấy và chăn. Không khí được đẩy ra khỏi 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. Yêu cầu cơ bản là tác động của ứng suất kéo trên băng giấy cần được giảm thiểu và mỗi khe ép có thiết kế đặc biệt tương ứng với lượng nước được tách ra ở mỗi khe ép. 2.2.2.6. Giai đoạn sấy Hình 12. Quá trình sấy giấy Sau khi ép phần nước còn lại trong băng giấy sẽ được lấy đi bằng quá trình bốc hơi trong buồng sấy. Năng lượng cung cấp cho buồng sấy là hơi quá nhiệt. - Yếu tố quan trọng là cần có bề mặt truyền nhiệt lớn. - Máy sấy là phần đòi hỏi chi phí cao nhất từ đầu tư lắp đặt đến vận hành bảo dưỡng nên việc tăng tốc độ bốc hơi nước, giảm tiêu tốn hơi trong quá trình sấy và việc bảo ôn nhiệt là những yếu tố cần quan tâm. - Nhiệt cung cấp cho quá trình sấy được chuyển đến băng giấy qua hệ thống nhiều trục sấy có đường kính lớn, có lớp vỏ bằng gang, quay và được nạp hơi quá nhiệt ở bên trong. - Các trục sấy có đường kính đặc trưng là 1,2m; 1,5m và 1,8m. Loại 1,8m là loại phổ biến nhất. - Các chăn sấy làm bằng vật liệu tổng hợp được sử dụng để ép chặt băng giấy vào trục sấy nhằm cải thiện hiệu quả truyền nhiệt. Các chỉ tiêu đánh giá hiệu quả quá trình sấy - Đánh giá năng suất sấy là kiểm tra số kilôgam giấy được sấy khô trong một giờ trên một mét vuông bề mặt tiếp xúc với trục sấy. - Hiệu suất bốc hơi: là số kilôgam nước bốc hơi trong một giờ trên mộ mét vuông bề mặt tiếp xúc với trục sấy. Thông số này phụ thuộc rất nhiều vào áp suất của hơi quá nhiệt bên trong trục sấy. - Tiêu tốn hơi sấy: là số kilôjun (hay kilôgam hơi quá nhiệt) cần cho một kilôgam nước bốc hơi. Với một hệ thống sấy hiện đại, giá trị phổ biến khoảng 1,3kg hơi sấy/kg nước bốc hơi. - Độ dồng đều của quá trình sấy có thể kiểm tra bằng lượng ẩm theo chiều ngang của máy từ đầu ra chỗ bộ phận ép của băng giấy cho đến cuối buồng sấy. Hơi sấy, nước ngưng tụ và hệ thống xử lý khí cũng có những ảnh hưởng đối với sự tiêu tốn năng lượng. Mô tả quá trình sấy - Băng giấy ướt từ phần ép chứa khoảng 55 ÷ 60% ẩm sẽ được đưa vào hệ thống các trục sấy. - Tại các trục sấy nước được bốc hơi rồi được lấy đi nhờ hệ thống quạt gió. - Băng giấy ướt tì chặt vào trục sấy qua lớp chăn sấy có tính thấm nước. - Chăn sấy cũng có nhiệm vụ đỡ và dẫn băng giấy đi qua các trục sấy. Đa phần các máy xeo có 3 ÷ 5 phần sấy có sử dụng chăn sấy, mỗi phần có tốc độ độc lập nhau và có thể được kiểm soát để duy trì ứng suất của băng giấy giữa các phần và điều chỉnh hiện tượng co rút giấy. Chức năng của chăn sấy Chăn sấy có chức năng cơ bản là tạo ra sự tiếp xúc tốt giữa tờ giấy và trục sấy để góp phần: - Tăng quá trình truyền nhiệt giữa bề mặt trục sấy và tờ giấy đảm bảo tỉ số bốc hơi cao. - Tạo cho tờ giấy có độ phẳng và độ nhẵn. - Tạo ra một trạng thái ổn định về độ khô theo chiều ngang của khổ giấy. - Tạo ra trở lực nhỏ nhất cho việc vận chuyển hơi bốc ra từ tờ giấy. Tạo ra môi trường thông gió tốt cho việc sấy bằng khí nóng mà không gây ra sự rung giấy và làm giảm nhiệt độ khí sấy. Sấy bìa cactông có cấu trúc nhiều lớp dòi hỏi những yêu cầu đặc biệt vì nó có bề dày cao và cấu trúc cũng đặc biệt. Hai yếu tố này có ảnh hưởng rất lớn đối với tốc độ truyền nhiệt từ bề mặt đến tâm của băng giấy hay tốc độ khuếch tán nhiệt từ tâm đến bề mặt. Thường số trục sấy khá lớn. 2.2.2.7. Giai đoạn cán láng Hình 13. Máy cán láng bề mặt giấy - Cán láng là thuật ngữ tổng quát chỉ quá trình ép với một trục. Không phải tất cả nhưng phần lớn các loại giấy đều được cán láng để có độ phẳng thích hợp với một số công nghệ in. - Cán láng thường được thực hiện trên giấy đã sấy khô nhưng một số trường hợp cũng có thể thực hiện trên giấy chưa sấy khô hoàn toàn). - Một mục đích của quá trình cán láng là cải thiện tính đồng nhất của một số tính chất theo hướng ngang của máy xeo, đặc biệt là bề dày giấy. Mô tả quá trình - Băng giấy được đi qua một hay nhiều khe ép giữa các cặp trục và các trục này có thể có độ cứng khác nhau. - Áp suất rất cao và thời gian lưu thực sự của băng giấy tại khe ép là rất nhỏ. - Tác động chính là ép giấy vào bề mặt thật phẳng của một trục với lực đủ lớn để làm biến dạng dẻo băng giấy và làm cho mặt giấy phẳng như mặt trục cán. - Quá trình “sao chép” này có thể được tăng bằng cách sử dụng một áp lực hay lực chuyển dịch cao hơn và bằng sự gia nhiệt hay sự làm ẩm sợi để tăng tính chịu gấp cho chúng. 2.2.2.8. Giai đoạn cuộn giấy Hình 14. Máy cuộn giấy Sau khi sấy và cán láng, giấy được đưa về dạng cuộn, thông thường ở máy xeo có lắp đặt một trống cuộn. Trống cuộn được truyền động từ một môtơ với công suất thích hợp để đảm bảo đủ lực căng cho băng giấy đi ra từ hệ thống cán láng. Hình 15. Cấu tạo máy cuộn giấy Vận hành: - Băng giấy sẽ quay quanh trống cuộn và đi vào khe được tạo nên giữa trống và cuộn giấy, cuộn giấy này được giữ bởi cánh tay đòn thứ cấp. - Trong khi cuộn giấy tăng dần bề dày của nó thì một trục gá mới (trục chưa có giấy) sẽ được đặt vào vị trí của cánh tay đòn sơ cấp. - Khi cuộn giấy ở tay đòn thứ cấp đạt đường kính theo yêu cầu, người ta sẽ tăng tốc cho trục gá nhờ một bánh cao su cho đến khi nó đạt được vạn tốc bằng với vận tốc của máy thì cho nó tì vào trống cuộn nhờ điều chỉnh cánh tay đòn sơ cấp. - Khi cuộn giấy thứ nhất hoàn thành, sẽ xả áp của cánh tay đòn thứ cấp tựa vào trống, điều này làm giảm vận tốc của cuộn giấy và do vậy lúc đó băng giấy chạy từ máy ra sẽ tạo ra những đụn giấy dâng lên ở phía giữa cuộn giấy và trống cuộn. - Người vận hành máy sẽ cắt phần giấy rối này và băng giấy sẽ được quấn vào trục gá mới. - Còn cuộn giấy hoàn tất sẽ được nhấc lên từ từ theo đường dây của máy cuộn bằng một cần trục. 2.2.2.9. Giai đoạn cắt giấy - Đây là quá trình cắt cuộn giấy lớn thành những cuộn giấy nhỏ. - Mắy cắt có vai trò xẻ dọc khổ giấy lớn sang khổ giấy nhỏ hơn và cuộn chúng lại thành các cuộn nhỏ. Vận hành: - Cuộn giấy lớn lấy ra từ máy xeo sẽ được đưa đến một guồng quay nhờ một cần trục. - Từ guồng quay, giấy được đưa qua những trục căng và gặp các dao cắt. Sự bố trí các dao cắt được điều chỉnh theo khổ giấy yêu cầu. - Kế đó băng giấy (đã cắt khổ nhỏ hơn) gặp các thanh khử nhăn rồi được cuộn lại quanh trục gá bằng cactông hay bằng chất dẻo. Cấu tạo thiết bị: - Guồng quay: để đỡ cuộn giấy lớn, có lắp bộ phận phanh hãm để điều chỉnh sự tăng tốc và sự giảm tốc. - Trục căng: điều chỉnh lực căng cho băng giấy. - Dao cắt (với trục dẫn): cắt băng giấy theo chiều dọc. - Thanh khử nhăn: cho phép loại những nếp nhăn ở hai đầu khổ giấy vừa được cắt. - Cuộn giấy. Ngoài ra, tùy thuộc vào loại giấy mong muốn, người ta sẽ thêm một số giai đoạn vào để giấy đảm bảo yêu cầu đặt ra. Một số loại giấy sử dụng trong bao gói thực phẩm Kraft (giấy da) Sản xuất từ bột gỗ sulfate được xử lý qua H2SO4 đậm đặc. Màu tự nhiên: nâu vàng, vàng xám, nâu đen. Có thể tẩy màu để tạo ra giấy có màu kem, vàng xám hoặc trắng ngà (kraft trắng). Có tính chất thô độ bền kéo, xé lớn bắt mực tốt, thường được sử dụng để sản xuất các loại bao bì như túi xách, phong bì, giấy gói, lớp lót. Trọng lượng 70-80 g/m2. Hình 16. Giấy Kraft Giấy không thấm mỡ Được sản xuất từ bột gỗ sulphit, 40-60g/m2. Bột gỗ trước khi tạo giấy được qua công đoạn đánh khuấy, đảo trộn mạnh để nghiền nhỏ, làm mất tính chất sợi của bột gỗ. Sau đó được cán, ép mạnh để tạo độ trong suốt của giấy tốt hơn đồng thời tăng độ dai chắc, độ mịn cho giấy. Thường được dùng để bao gói margarine, làm lớp trong túi bánh qui, các sản phẩm rán… ( sau một thời gian dài tiếp xúc giấy sẽ thấm nước, thấm dầu). Hình 17. Giấy không thấm mỡ Giấy gương Sản xuất như giấy không thấm mỡ nhưng sử dụng máy cán siêu mịnh. Giấy trở nên bóng láng và trong mờ. Trọng lượng 20-40 g/m2. Hình 18. Giấy gương Giấy tráng sáp Tráng ướt ( ẩm) và tráng khô. Cho thêm vào sáp EVA (chất dẻo trùng hợp giữa etylen và vinylaxetate), PE và một số vecni tổng hợp: tăng khả năng kết dính tốt khi ghép kín, mềm dẻo, tạo độ cứng cho bề mặt. Giấy tráng sáp sử dụng phổ biến bao gói thực phẩm nhiều chất béo, thực phẩm lạnh, đông. Giấy carton Carton phẳng: được sản xuất bằng cách ghép nhiều lớp giấy lại với nhau. Lớp bên trong thường là các loại giấy có tỷ trọng thấp chủ yếu là giấy phế thải. Lớp bên ngoài sử dụng loại giấy có chất lượng tốt hơn (kraft). Carton sóng: chịu sự đè nén, va đập trong điều kiện môi trường có độ ẩm cao, do tạo ên các lớp sóng, tăng cường các lớp giấy bìa. Carton trắng: làm từ giấy cellulose nguyên chất. Hình 19. Giấy carton Một số kiểu bao bì giấy, giấy carton Bao bì vận chuyển- giấy bìa gợn sóng Giấy bìa gợn sóng thực hiện chức năng vận chuyển là vật liệu tạo nên bao bì ngoài hình khối chữ nhật một lượng lớn đơn vị bán lẻ, giúp thuận tiện trong phân phối vận chuyển,lưu kho và kiểm tra quản lý. Quá trình cải tiến nguyên vật liệu tạo nên giấy bìa gợn sóng là một trong những bước tiến của thế kỷ 20 .Nó được sản xuất trên máy có tốc độ 50-200 m/phút, khổ rộng 2m và có thể được ghép 3,5 hoặc 7 lớp. Những đặc tính về cường lực của nó tùy thuộc vào loại giấy được dùng,biên độ gợn sóng và chất lượng của keo. Các gợn sóng có hình vòng cung nhằm mục đích tăng khả năng chịu lực lên cao nhất. Các loại giấy gợn sóng Tùy thuộc vào loại hàng hóa và cách thức xếp hàng hóa mà giấy bìa gợn sóng có nhứng yêu cầu cường lực khác nhau. Loại gợn sóng A, có bước sóng dài và chiều cao sóng cao có đặc tính chịu lực va chạm tốt nhất. Giấy bìa gợn sóng loại A sẽ được dùng để đóng gói các loại hàng hóa có thê bị ảnh hưởng bởi va chạm cơ học. Loại gợn sóng B, có bước sóng ngắn và chiều cao sóng thấp cũng có khả năng chịu tải trọng nặng so với loại gợn sóng A, do đó giấy bìa gợn sóng kiểu B chủ yếu được dùng để đóng gói hàng hóa có tải trọng cao như đồ hộp. Loại gợn sóng C, kết hợp những đặc tính của loại A và loại B nên có tính năng chịu được tải trọng và va chạm. Loại gợn sóng D, có bước sóng ngắn chiều cao sóng rất thấp nên khả năng chịu tải trọng cũng như va chạm đều rất kém vì thế chỉ được dùng làm bao bì thương mại bao gói các loại hàng hóa có trọng lượng nhỏ và ít chịu tác động tác động cơ học. Dựa vào những đặc tính của loại sóng để xác định phương cách tạo thùng chứa hình khối chữ nhật bằng giấy bìa gợn sóng có khả nằng chịu lực tác động và chịu tải trọng tốt nhất. Cấu trúc triển khai của bao bì ngoài bằng bìa gợn sóng, khi lắp thành thùng chứa phải có cấu tạo gợn sóng, bề mặt xung quanh có đường nối đỉnh của gợn sóng thẳng đứng với mặt đáy, mặt đáy và nắp có phương của đường nối đỉnh sóng song song nhau và song song với một mặt phẳng đáy. Bảng 2: Các thông số kỹ thuật giấy lượn sóng Kiểu sóng Chiều cao (mm) Bề dày (mm) Số sóng/foot (30 cm) Chiều dài sóng (mm) A 4.59 0.52 36 8.4 B 2.61 0.52 49 6.1 C 3.68 0.52 38 7.8 D 1.2 0.52 94 3.2 Các loại gợn sóng A, B, C, D Một số phương pháp tạo hình của bao bì giấy gợn sóng Cách 1 Cách 2 Cách 3 Cách 4 Cách 5 Cách 6 Cách 7 Bao bì tetra pak Đặc điểm Bao bì tetra pak là loại bao bì ghép rất nhẹ nhằm mục đích vô trùng, đảm bảo chất lượng tươi, nguyên cho sản phẩm giàu dinh dưỡng và vitamin từ nguồn nguyên liệu. Bao bì nhẹ, có tính bảo vệ môi trường, tiện ích cho sử dụng, chuyên chở, phân phối và bảo quản sản phẩm ở nhiệt độ thường với thời gian dài. Theo phương thức đóng gói tetra pak, sữa phải được thanh trùng, tiệt trùng trước khi đóng vào bao bì. Bao bì tetra brik dạng phức hợp được tiệt trùng riêng bằng hơi H2O2 trước khi được rót sữa vào. Phương pháp đóng bao bì tetra pak đi đôi cùng với phương pháp tiệt trùng nhiệt độ cao, thời gian cực ngắn UHT đảm bảo cho sữa không bị biến đổi màu, mùi, như sậm màu và trở nên có mùi nấu. Cấu trúc bao bì tetra pak Hình 20. Cấu tạo bao bì tetra pak Bao bì tetra pak gồm 7 lớp: Lớp 1: màng HDPE: chống thấm nước, bảo vệ lớp in bên trong bằng giấy và tránh bị trầy xước. Lớp 2: giấy in ấn: trang trí và in nhãn. Lớp 3: giấy carton: tạo hình dáng hộp, lớp này có độ cứng và dai chịu đựng được những va chạm cơ học. Lớp 4: màng PE: lớp keo kết dính giữa giấy carton và màng nhôm. Lớp 5: màng Al: ngăn chặn ẩm, ánh sáng, khí và hơi. Lớp 6: Ionomer: lớp keo dính giữa màng nhôm và màng PE trong cùng. Lớp 7: LDPE: cho phép bao bì dễ hàn và tạo lớp trơ tiếp xúc với sản phẩm bên trong. Trong loại bao bì này, màng PE được sử dụng lặp lại 3 lần với ba chức năng khác nhau. Mỗi lớp màng PE được sử dụng với mục đích đạt hiệu quả kinh tế cao như: tạo lớp che phủ bên ngoài cùng (bằng HDPE), tạo lớp màng trong cùng dễ hàn nhiệt ghép mí thân bằng HDPE chỉ áp dụng nhiệt độ hàn khoảng 100 – 110oC. Lớp kết dính giữa lớp Al và giấy carton, được cấu tạo bởi vật liệu PE đồng trùng hợp. Đó là sự bố trí cần thiết vì lớp này cũng là lớp chống thấm phụ trợ cho lớp PE trong cùng và lớp màng nhôm mỏng; màng nhôm chống thấm khí, hơi và nước rất tốt. Việc sử dụng màng nhôm, màng ionomer dạng chất keo dính, và màng PE trong cùng (các lớp 5, 6, 7) đã tạo nên tính thuận lợi cho bao bì tetra brik: vì nơi cấm ống hút vào để uống là một bề mặt hình tròn nhỏ được che chở bởi chỉ 3 lớp này, tạo sự dễ dàng đục lỗ chỉ bằng đầu nhọn của ống hút bằng plastic, nếu dùng lớp plastic khác PE thì không thể đục lỗ một cách dễ dàng. Lớp màng nhôm được dùng trong trường hợp này để trợ giúp cho khả năng chống thấm khí hơi của màng PE, vốn khiếm khuyết tính chất này và đồng thời chống ánh sáng đi qua màng PE ở vị trí đục lỗ để cắm ống hút. Cách đóng bao bì tetra pak: Các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của cơ sở sản xuất, sau đó được ghép cùng với các lớp vật liệu khác và quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp (phải có phần ghép mí thân). Trước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng hơi H2O2 trong phòng kín vô trùng và được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó dịch thực phẩm được rót định lượng vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc. Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch chất lỏng dính ở các mối hàn đầu và đáy, sau đó được thổi không khí nóng để khô hộp. Số lượng 4 hay 6 hộp sản phẩm được xếp khối và bọc màng co PVC hoặc màng kết hợp giữa LDPE và EVA. Thiết bị đóng bao bì tetra-pak: Cách đóng bao bì: các lớp vật liệu giấy được in nhãn theo yêu cầu của cơ sở sản xuất sau đó được ghép cùng các loại vật liệu khác và được quấn thành từng cuộn có chiều rộng bằng chu vi của thân trụ hộp. Trước khi chiết rót, cuộn giấy được tiệt trùng bằng hơi H2O2 trong phòng kín vô trùng sau đó được đưa vào máy hàn dọc thân hộp và ghép đáy. Sau đó thực phẩm được rót vào hộp và bao bì được hàn ghép mí đầu, cắt rời, xếp góc. Hộp sản phẩm được dòng nước phun để làm sạch và được thổi không khí nóng để làm khô. Hình 21. Nguyên tắc đóng bao bì tetra pak Hình 22. Một số sản phẩm đựng trong bao bì tetra pak Các dạng bao bì khác Hình 23. Bao bì giấy kiểu túi, giỏ xách Hình 24. Bao bì giấy ép đúc TÀI LIỆU THAM KHẢO Đống Thị Anh Đào. Kỹ thuật bao bì thực phẩm. NXB ĐHQG TPHCM, 2005. Nguyễn Thị Ngọc Bích, “Kỹ thuật xenlulô và giấy”, NXB Đại học Quốc gia Tp.Hồ Chí Minh, 2003.