制浆造纸工艺概述海达纸业

1制浆造纸造纸

制浆纸浆

植物

纸第1页/共48页第一页，共49页。2造纸用植物纤维原料木材纤维原料：红松、落叶松、杨木、桦木等。草类纤维原料：龙须草、芦苇、麦草、稻草等。韧皮纤维原料：桑皮、构皮、檀皮等。棉麻纤维原料：棉花、大麻、亚麻、黄麻等。

我公司使用草类纤维原料中的芦苇作为主要原料来生产纸张。第2页/共48页第二页，共49页。3制浆什么是制浆？将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆，获得的产品称为纸浆。制浆目的：溶出原料中的木素，使原料分离成单根的纤维，增加纤维的比表面积（单位重量纤维的表面积）。第3页/共48页第三页，共49页。4制浆制浆的要求：

制浆的要求：在纤维尽量不受或少受损失的前提下，消耗较少的动力，将植物纤维分离成单体纤维，使浆料具备一定的比表面积和交织性能，为纤维之间的重新结合创造条件。备料制浆洗涤筛选漂白纸浆制浆的基本过程第4页/共48页第四页，共49页。5制浆备料：制浆前把粗长的芦苇切成小段的料片并去除杂质的操作。备料的基本过程：1．原料的贮存2．原料的处理3．处理后料片的输送和贮存第5页/共48页第五页，共49页。6备料原料场的基本要求

防火与安全：防止自燃、雷击、人为事故等排水：保证排水沟畅通；注意垛基构造通风：通风道、垛间距离、垛的长度方向运输：原料特点、运输设备照明：照明灯塔、埋设电缆注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距第6页/共48页第六页，共49页。7制浆方法料片制浆纸浆化学法机械法化学机械法生物法第7页/共48页第七页，共49页。8化学法制浆化学法制浆原理：用化学药液蒸煮料片，在高温下化学药剂与料片中的木素反应生成水溶物，使纤维分离分散成为浆料。第8页/共48页第八页，共49页。9化学法制浆通常采用的化学试剂为：酸法制浆碱法制浆亚硫酸盐法：SO32-烧碱法：NaOH硫酸盐法：NaOH+Na2S化学药剂石灰法：Ca(OH)2第9页/共48页第九页，共49页。10碱法制浆蒸煮原理SH-SH-OH-SH-、OH-等离子和木素发生亲核反应，使木素大分子的醚键断裂，大分子变成小分子，并且亲液性的酚羟基增加，木素的亲液性增强，使木素自木片中溶出。第10页/共48页第十页，共49页。11酸法制浆蒸煮原理

SO32-或HSO3-和木素发生亲核反应，生成木素磺酸，木素磺酸与溶液中的盐基结合，生成木素磺酸盐，从木片中溶解出来。第11页/共48页第十一页，共49页。12化学法制浆中纤维素的分解1、碳水化合物的降解反应：剥皮反应，100°C以上开始；碱性水解，150°C以上开始第12页/共48页第十二页，共49页。13化学法制浆化学浆的特点：这种方法制得的纸浆大致保留了纤维的天然长度，去除了大部分木素，能用来生产强度高、柔软的高档纸；缺点：得率低，污染大。第13页/共48页第十三页，共49页。14化学法制浆工艺

化学药液↓原料→备料→装锅→蒸煮→放锅→洗涤→筛选→漂白→纸浆(漂白浆)

第14页/共48页第十四页，共49页。15化学法制浆工艺

蒸煮过程：主要是脱木素的过程。⑴蒸煮温度：155～165℃⑵蒸煮时间：0.7h~1h⑶蒸煮设备：连续式横管蒸煮器第15页/共48页第十五页，共49页。16蒸煮条件的确定在100°C以前，蒸煮液浓度有所下降，但木素基本没有溶出，此阶段碱液向原料内部浸透，主要溶解的物质是原料的淀粉、果胶、脂肪、树脂及低分子量的半纤维素。初始脱木素阶段：100~150°C这一升温阶段，蒸煮液浓度继续下降，但木素溶出仅26.6%（对原木素）。

大量脱木素阶段：150~165°C（最高温度），木素溶出63.2%（对原木素），此时，木片已分散成浆。

残余木素脱除阶段：碱液浓度继续下降，但木素溶出只有8%（对原木素），这一阶段碳水化合物降解较多。第16页/共48页第十六页，共49页。17化学法制浆工艺洗涤与筛选⑴通过挤压、过滤等作用将废液从纸浆当中分离出来其中：

黑液：碱法制浆的废液红液：酸法制浆的废液洗涤：

⑵洗涤设备：常用真空洗浆机、压力洗浆机⑶洗涤方式：多段逆流洗涤第17页/共48页第十七页，共49页。18化学法制浆工艺筛选：⑴将纸浆中的杂质分离去除的过程。⑵筛选设备：振动筛、离心筛、锥形除渣器第18页/共48页第十八页，共49页。19化学法制浆工艺碱回收利用加热、蒸发和燃烧有机物的方法将废液中的无机物如Na2S和Na2CO3进行苛化（即加入Ca(OH)2），最终废液中生成NaOH，重新送入蒸煮工段使用。减少了造纸废液对环境的污染循环利用化学药剂回收利用废液中的木素第19页/共48页第十九页，共49页。20化学法制浆工艺漂白：除去浆中的残留木素或者改变木素发色基团的以提高纸浆的白度白度：白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝光的反射率相对于蓝光照射氧化镁标准白板表面时反射率之比，称为白度，以%表示。未漂浆漂白浆第20页/共48页第二十页，共49页。21化学法制浆工艺漂白方法：a.氧化性漂白：利用氧化剂除去浆中残留木素及发色物质特点：漂白白度高，稳定性好，保持持久，纸和纸板长期存放不褪色漂白剂：ClO2NaClOH2O2Na2S2O3b.还原性漂白：利用化学药剂破坏纸浆中的发色基团，使纸浆变白特点：漂白剂不起脱木素作用，只能脱色，稳定性差，易产生“返黄”现象。漂白剂：Zn2S2O4、硼氢化钠等，但还原漂剂价格高第21页/共48页第二十一页，共49页。22生物法制浆以微生物或其制品（酶）对木片进行预处理，然后用机械法或化学机械法制浆。生物处理的目的：有选择性地分解（降解）原料中的木素，尽可能减少碳水化合物的损失。从而降低磨浆能耗，减轻废水污染，提高纸浆强度。主要采用：白腐菌、漆酶等（研究阶段）第22页/共48页第二十二页，共49页。23造纸造纸就是将制得的纸浆分散开来后获得交织均匀的薄片。第23页/共48页第二十三页，共49页。24造纸目前以湿法造纸为主，即

水胶料填料水↓↓↓↓纸浆→打浆→施胶→加填→调浓→纸页成型→压榨→干燥→压光→整理→纸或纸板第24页/共48页第二十四页，共49页。25打浆

利用物理机械方法处理浆料，使纤维经挤压、摩擦、揉搓、剪切等作用，互相分离成单根纤维打浆的作用（1）使细胞壁发生位移和变形（2）破除初生壁(P)和次生壁的外层(S1)（3）细纤维化（分丝帚化—纤维两端与纤维表面微细纤维分散蓬松）

打浆与调料第25页/共48页第二十五页，共49页。26未经打浆的纤维经过打浆的纤维第26页/共48页第二十六页，共49页。27

打浆与调料打浆目的宏观：增加纤维之间的接触面积，增强纤维间的交织力微观：游离出更多的羟基，利于分子链间的氢键结合第27页/共48页第二十七页，共49页。28氢键结合水分子结构是一个四面体。氧原子位于四面体的中心，两个氢原子和两个孤电子队占据四面体的角顶。

O—H键之间的键角被压缩到104.5度。第28页/共48页第二十八页，共49页。29纤维间氢键的形成过程

----通过水分子形成的水桥连接第29页/共48页第二十九页，共49页。30打浆和调料打浆设备：

圆盘磨浆机第30页/共48页第三十页，共49页。31打浆第31页/共48页第三十一页，共49页。32第32页/共48页第三十二页，共49页。33施胶-施胶通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶，使纸张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。-施胶的作用

施胶的目的是改变纤维表面能，以控制水性液体向纸内渗透。纸张施胶通常是出于以下目的：

(1)最终使用的要求。如液体包装、胶版印刷、潮湿食品包装、冷冻家禽和农产品装运、可胶粘性、水基油墨的持留等。

(2)纸机操作。如施胶压榨胶液持留、涂料持留、压光机表面施胶液持留等。

(3)抵抗偶然性润湿。如办公用纸、谷物或化妆品包装盒、食品杂货包装袋等。第33页/共48页第三十三页，共49页。34施胶施胶剂必须能产生疏水性纤维表面施胶剂应能增加纸页的疏水性，分子结构上应有疏水性基团。施胶剂分子的疏水部分伸出纤维表面也是必要的。这样，液体分子与纸页表面接触时将遇到疏水的施胶剂分子，而不是亲水的纤维素和半纤维素分子。第34页/共48页第三十四页，共49页。35加填加填向纸浆中加入适当的无机填料，以改善纸页的光学性能(不透明)、印刷性能(表面光滑、均匀、吸墨性好)，降低成本，加入量在2—40%。常用的填料：滑石粉(成分:MgO30.6%,SiO262%,白度96.8%瓷土(成分:Al2O339%,SiO245%,白度82%）CaCO3TiO2BaSO4第35页/共48页第三十五页，共49页。36化学助剂染料：碱性染料：碱性品兰、碱性品紫、玫瑰红、亮绿等。酸性染料：酸性皂黄、酸性煮红、酸性绿等。直接染料：直接品蓝、直接黄、直接大红等。湿强剂、干强剂、助留剂。荧光增白剂。第36页/共48页第三十六页，共49页。37

造纸机造纸机主要有长网造纸机圆网造纸机夹网造纸机长网造纸机夹网造纸机第37页/共48页第三十七页，共49页。38长网造纸机.1799年法国印刷工洛伯特发明了无端网带，1804年长网造纸机发明，自此机械化造纸替代了手工捞纸，纸的产量与应用范围逐年增加。.长网纸机的主要组成：浆料→流送部→网部→压榨部→干燥部→压光和卷曲

第38页/共48页第三十八页，共49页。39

长网造纸机

流浆箱以稳定的流速、均匀地将浆料迸上网子。确保形成质量均匀的纸页。第39页/共48页第三十九页，共49页。40长网造纸机网部：初步脱水形成厚薄均匀的湿纸幅第40页/共48页第四十页，共49页。41长网造纸机网部对纸页质量的影响：⑴决定纸张的定量与厚度⑵纸页的方向性：纵向（MD）和横向（CD）：MD纸机运行的方向（原因：浆流速度低于网速，使较多的纤维长度沿成型网运行方向排列）⑶纸页的正反面：反面--贴近网面的一边细小纤维和填料通过网孔流失较多，成纸后表面相对粗糙。正面—平滑和光洁的

第41页/共48页第四十一页，共49页。42长网造纸机压榨部：挤压脱水，增加纸页紧度，干度达25—42%压榨作用示意图第42页/共48页第四十二页，共49页。43长网造纸机干燥部：脱除湿纸页中的水分，完成纸的施胶，使纸干度达到92-95%作用：提高强度,增加平滑度。干毯、纸页和烘缸第43页/共48页第四十三页，共49页。44长网造纸机

压光卷取及后整理压光后的纸页压光前的纸页提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。第44页/共48页第四十四页，共49页。45圆网造纸机(1)构成由网槽、圆网、毛布、伏辊、压榨、烘缸等构成(2)单圆网造纸机：主要用于生产薄纸(3)多圆网造纸机可用于生产厚纸板多层纸板带水印的纸和纸板第45页/共48页第四十五页，共49页。46第46页/共48页第四十六页，共49页。47总结1、制浆原理及工艺流程。2、抄纸原理、工艺流程及纸机介绍。