制漿造紙工藝簡述

1、制漿造紙工藝概述,制漿造紙,紙漿,植物,紙,制漿,什么是制漿？ 將造紙?jiān)戏稚閱胃w維的過程叫制漿，獲得的產(chǎn)品稱為紙漿,制漿目的： 溶出原料中的木素，使原料分離成單根的纖維，增加纖維的比表面積（單位重量纖維的表面積,制漿,制漿的要求,制漿的要求,在纖維盡量不受或少受損失的前提下，消耗較少的動(dòng)力，將植物纖維分離成單體纖維，使?jié){料具備一定的比表面積和交織性能，為纖維之間的重新結(jié)合創(chuàng)造條件,制漿的基本過程,制漿,備料：制漿前把粗長的木材、禾草切成小塊的料片并去除雜質(zhì)的操作。 備料的基本過程： 1 原料的貯存 2原料的處理 3處理后料片的輸送和貯存,備料,原料場的基本要求 防火與安全：防止自燃、雷擊

2、、人為事故等 排水：保證排水溝暢通；注意垛基構(gòu)造 通風(fēng)：通風(fēng)道、垛間距離、垛的長度方向 運(yùn)輸：原料特點(diǎn)、運(yùn)輸設(shè)備 照明：照明燈塔、埋設(shè)電纜 注意：堆垛方法、堆垛規(guī)格、堆垛間距,備料,原木的貯存 水上貯存：均勻水分，防止腐爛，簡化搬運(yùn)操作；沉底與污泥問題等 地面貯存：降低水分與樹脂含量，腐爛變質(zhì)問題； 注意：堆垛方法、堆垛規(guī)格、堆垛間距,備料,削片機(jī),制漿方法,料片,制漿,紙漿,化學(xué)法 機(jī)械法 化學(xué)機(jī)械法 生物法,化學(xué)法制漿,化學(xué)法制漿(CP,Chemical Pulping) 原理： 用化學(xué)藥液蒸煮料片，在高溫下化學(xué)藥劑與料片中的木素反應(yīng)生成水溶物，使纖維分離分散成為漿料,木素從植物原料中溶解

3、在水溶液中，可采用的方法： 增加木素的脂肪族和芳香族羥基或羧基的數(shù)量，來提高其親水性； 降解木素大分子為較小的能溶解在水中的碎片； 把親水取代基與木素大分子相連接，使它的衍生物可溶于水中,化學(xué)法制漿,通常采用的化學(xué)試劑為,堿法制漿蒸煮原理,SH-、OH-等離子和木素發(fā)生親核反應(yīng)，使木素大分子的醚鍵斷裂，大分子變成小分子，并且親液性的酚羥基增加，木素的親液性增強(qiáng)，使木素自木片中溶出,一）制漿,SO32-或HSO3-和木素發(fā)生親核反應(yīng)，生成木素磺酸，木素磺酸與溶液中的鹽基結(jié)合，生成木素磺酸鹽，從木片中溶解出來,酸法制漿蒸煮原理,化學(xué)法制漿中纖維素的分解,1、碳水化合物的降解反應(yīng)：剝皮反應(yīng)，100C

4、以上開始；堿性水解，150C以上開始,化學(xué)法制漿,化學(xué)漿的特點(diǎn)： 這種方法制得的紙漿大致保留了纖維的天然長度，去除了大部分木素，能用來生產(chǎn)強(qiáng)度高、柔軟的高檔紙； 缺點(diǎn)：得率低，污染大,化學(xué)法制漿方法比較,化學(xué)法制漿工藝,化學(xué)藥液 原料備料裝鍋蒸煮(升溫、放汽、保溫) 黑液 放鍋洗滌篩選漂白紙漿(漂白漿) 本色漿 漂白劑,化學(xué)法制漿工藝,蒸煮過程：主要是脫木素的過程。（蒸煮曲線） 蒸煮溫度：155180 蒸煮時(shí)間：1.5h2h 蒸煮設(shè)備：間歇式和連續(xù)式、通常使用立式的蒸煮鍋,蒸煮條件的確定,在100C以前，蒸煮液濃度有所下降，但木素基本沒有溶出，此階段堿液向原料內(nèi)部浸透，主要溶解的物質(zhì)是原料的淀

5、粉、果膠、脂肪、樹脂及低分子量的半纖維素。 初始脫木素階段：100150C這一升溫階段，蒸煮液濃度繼續(xù)下降，但木素溶出僅26.6%（對(duì)原木素）。 大量脫木素階段：150175C（最高溫度），木素溶出63.2%（對(duì)原木素），此時(shí)，木片已分散成漿。 殘余木素脫除階段：堿液濃度繼續(xù)下降，但木素溶出只有8%（對(duì)原木素），這一階段碳水化合物降解較多,化學(xué)法制漿工藝,洗滌與篩選 洗滌： 通過擠壓、過濾等作用將廢液從紙漿當(dāng)中分離出來 其中： 黑液：堿法制漿的廢液 紅液：酸法制漿的廢液 洗滌設(shè)備：常用真空洗漿機(jī)、壓力洗漿機(jī) 洗滌方式： 多段逆流洗滌,化學(xué)法制漿工藝,篩選： 將紙漿中的雜質(zhì)分離去除的過程。 篩選

6、設(shè)備：振動(dòng)篩、離心篩、錐形除渣器,化學(xué)法制漿工藝,堿回收 利用加熱、蒸發(fā)和燃燒有機(jī)物的方法將廢液中的無機(jī)物如Na2S和Na2CO3進(jìn)行苛化（即加入Ca(OH)2），最終廢液中生成NaOH，重新送入蒸煮工段使用。 減少了造紙廢液對(duì)環(huán)境的污染 循環(huán)利用化學(xué)藥劑 回收利用廢液中的木素,化學(xué)法制漿工藝,漂白：除去漿中的殘留木素或者改變木素發(fā)色基團(tuán)的以提高紙漿的白度 白度：白色或接近白色的紙和紙板表面對(duì)藍(lán)光的反射率相對(duì)于藍(lán)光照射氧化鎂標(biāo)準(zhǔn)白板表面時(shí)反射率之比，稱為白度，以%表示,未漂漿,漂白漿,化學(xué)法制漿工藝,漂白方法： a.氧化性漂白：利用氧化劑除去漿中殘留木素及發(fā)色物質(zhì) 特點(diǎn)：漂白白度高，穩(wěn)定性好，

7、保持持久，紙和紙板長期存放不褪色 漂白劑：ClO2 NaClO H2O2 Na2S2O3 b. 還原性漂白：利用化學(xué)藥劑破壞紙漿中的發(fā)色基團(tuán)，使紙漿變白 特點(diǎn)：漂白劑不起脫木素作用，只能脫色，穩(wěn)定性差，易產(chǎn)生“返黃”現(xiàn)象。 漂白劑：Zn2S2O4、 硼氫化鈉等，但還原漂劑價(jià)格高,機(jī)械法,將一定長度的原木送入磨木機(jī)內(nèi)，利用原木與高速旋轉(zhuǎn)的磨石之間的摩擦力，在磨石的擠壓、剪切和摩擦作用下，使原木離解成單根纖維，再用水把纖維從磨石表面沖刷下來，即成磨木漿,磨石磨木漿(SGW,指木片在兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的磨盤間，利用磨盤與木片及木片與木片之間的摩擦力，使木片先被破壞成火柴狀，這些火柴狀的小木條經(jīng)過相互間的摩

8、擦而離解成單根纖維制成的紙漿,木片磨木漿（RMP,磨盤,料口,化學(xué)機(jī)械法制漿,先用溫和的化學(xué)法處理原料，然后磨解成漿,APMP 堿性過氧化氫化學(xué)機(jī)械漿,APMP工藝是將制漿與漂白結(jié)合在一起同時(shí)完成的 工藝過程：主要是浸漬和磨漿 洗后木片 常壓預(yù)汽蒸 一段螺旋壓榨、預(yù)浸 常壓預(yù)蒸倉 二段螺旋壓榨、預(yù)浸 常壓預(yù)蒸倉 一段常壓磨漿 洗滌脫水 二段常壓磨漿 消潛 篩選 APMP特點(diǎn)：楊木APMP與BCTMP相比較有能耗低、化學(xué)藥 品消耗較低、白度和強(qiáng)度較高的特點(diǎn)；但針葉木 APMP與BCTMP相比較未表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,生物法制漿,以微生物或其制品（酶）對(duì)木片進(jìn)行預(yù)處理，然后用機(jī)械法或化學(xué)機(jī)械法制漿。 生

9、物處理的目的：有選擇性地分解（降解）原料中的木素，盡可能減少碳水化合物的損失。從而降低磨漿能耗，減輕廢水污染，提高紙漿強(qiáng)度。 主要采用：白腐菌、漆酶等（研究階段,造紙（papermaking,造紙就是將制得的紙漿分散開來后獲得交織均勻的薄片,造紙（papermaking,目前以濕法造紙為主，即 水 膠料 填料 水 紙漿打漿施膠加填調(diào)濃紙頁成型壓榨 干燥壓光整理紙或紙板,打漿(Beating) 利用物理機(jī)械方法處理漿料，使纖維經(jīng)擠壓、摩擦、揉搓、剪切等作用，互相分離成單根纖維 打漿的作用 （1）使細(xì)胞壁發(fā)生位移和變形 （2）破除初生壁(P)和次生壁的外層(S1) （3）細(xì)纖維化（分絲帚化纖維兩端

10、與纖維表面微細(xì)纖維分散蓬松,打漿與調(diào)料,未經(jīng)打漿的纖維,經(jīng)過打漿的纖維,打漿與調(diào)料,打漿目的,氫鍵結(jié)合,水分子結(jié)構(gòu)是一個(gè)四面體。氧原子位于四面體的中心，兩個(gè)氫原子和兩個(gè)孤電子隊(duì)占據(jù)四面體的角頂。 OH鍵之間的鍵角被壓縮到104. 5度,纖維間氫鍵的形成過程 -通過水分子形成的水橋連接,打漿和調(diào)料,打漿設(shè)備,槽式打漿機(jī),圓盤磨漿機(jī),打漿,施膠(Sizing,施膠 通過向紙漿沖加入耐水性膠料或在紙幅表面涂膠，使紙張獲得抗拒液體擴(kuò)散和滲透的能力。 施膠的作用 施膠的目的是改變纖維表面能，以控制水性液體向紙內(nèi)滲透。紙張施膠通常是出于以下目的： (1)最終使用的要求。如液體包裝、膠版印刷、潮濕食品包裝、

11、冷凍家禽和農(nóng)產(chǎn)品裝運(yùn)、可膠粘性、水基油墨的持留等。 (2)紙機(jī)操作。如施膠壓榨膠液持留、涂料持留、壓光機(jī)表面施膠液持留等。 (3)抵抗偶然性潤濕。如辦公用紙、谷物或化妝品包裝盒、食品雜貨包裝袋等,施膠(Sizing,施膠方法： 紙內(nèi)施膠：將膠料直接加入紙漿內(nèi) 以松香膠為例，先將松香加堿和蒸汽熬成膠料，然后加入打漿后的紙漿中，用明礬作用將松香粒子沉淀在纖維上，在干燥高溫下松香熔化堵塞毛細(xì)孔。 表面施膠：用一種或兩種施膠劑涂于紙的單面或雙面使其有較高的憎水性 主要施膠劑為淀粉及其衍生物等,施膠(Sizing,施膠劑必須能產(chǎn)生疏水性纖維表面 施膠劑應(yīng)能增加紙頁的疏水性，分子結(jié)構(gòu)上應(yīng)有疏水性基團(tuán)。 施

12、膠劑分子的疏水部分伸出纖維表面也是必要的。這樣，液體分子與紙頁表面接觸時(shí)將遇到疏水的施膠劑分子，而不是親水的纖維素和半纖維素分子,施膠(Sizing,施膠劑要能先被吸附在纖維表面隨后留著在紙頁中 內(nèi)施膠劑的主要留著機(jī)埋是施膠劑粒子與纖維和細(xì)料的異質(zhì)凝聚(Heterocoagulation)。 為了改善施膠劑的留著，有必要賦予施膠劑粒子正電荷，以便它們被負(fù)電荷的纖維和細(xì)料吸附并留著。 纖維表面帶有負(fù)電荷,施膠(Sizing,膠料分子定向排列 如果是兩親分子，膠料分子必須良好定向于纖維表面，它們的非極性基團(tuán)朝向外面以形成疏水性的纖維表面,施膠(Sizing,加填(Fill,加填 向紙漿中加入適當(dāng)?shù)?/p>

13、無機(jī)填料，以改善紙頁的光學(xué)性能(不透明)、印刷性能(表面光滑、均勻、吸墨性好)，降低成本，加入量在240%。 常用的填料： 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8% 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%） CaCO3 TiO2 BaSO4,化學(xué)助劑,染色 根據(jù)要求可加入適當(dāng)染料制成希望色澤的紙 濕強(qiáng)劑：脲醛、三聚氰胺樹脂,造紙機(jī)(Papermaker,造紙機(jī)主要有 長網(wǎng)造紙機(jī) 圓網(wǎng)造紙機(jī) 夾網(wǎng)造紙機(jī),長網(wǎng)造紙機(jī),夾網(wǎng)造紙機(jī),長網(wǎng)造紙機(jī),1799年法國印刷工洛伯特發(fā)明了無端網(wǎng)帶，1804年長網(wǎng)造紙機(jī)發(fā)明，自此機(jī)械化造紙?zhí)娲耸止萍?，紙的產(chǎn)

14、量與應(yīng)用范圍逐年增加。 紙機(jī)的主要組成： 漿料流送部網(wǎng)部壓榨部干燥部壓光和卷曲,長網(wǎng)造紙機(jī),流漿箱 以穩(wěn)定的流速、均勻地將漿料迸上銅網(wǎng)。確保形成質(zhì)量均勻的紙頁,長網(wǎng)造紙機(jī),網(wǎng)部：初步脫水形成厚薄均勻的濕紙幅,長網(wǎng)造紙機(jī),網(wǎng)部對(duì)紙頁質(zhì)量的影響： 決定紙張的定量與厚度 紙頁的方向性： 縱向（MD）和橫向（CD）：MD紙機(jī)運(yùn)行的方向（原因：漿流速度低于網(wǎng)速，使較多的纖維長度沿成型網(wǎng)運(yùn)行方向排列） 紙頁的正反面：反面-貼近網(wǎng)面的一邊細(xì)小纖維和填料通過網(wǎng)孔流失較多，成紙后表面相對(duì)粗糙。正面平滑和光潔的,長網(wǎng)造紙機(jī),壓榨部：擠壓脫水，增加紙頁緊度，干度達(dá)2542,壓榨作用示意圖,1981年推出的寬壓區(qū)壓榨, 壓區(qū)內(nèi)有較長的停留時(shí)間,用于最后一道壓榨時(shí),改進(jìn)紙幅的結(jié)構(gòu),關(guān)鍵部件是固定的靴形加壓板(pressure shoe)和不透水的合成膠帶. 靴形板用潤滑油連續(xù)潤滑. 壓