制浆造纸基本原理 (2)

造纸基本工艺流程
造纸的基本过程：
浆料、干浆板 水力碎浆机 损纸 水力碎浆机
储浆池
储浆池
打浆／磨浆 储浆池 卷取纸 造纸机白水池
非纤维添加物
成浆池
打浆的定义
• 打浆—— • 浆料中的纤维受到剪切力的作用。包括机械 打浆、超声波打浆和水力打浆等作用以使纤维发 生细纤维化的过程。 • 打浆度—— • 打浆度俗称叩解度，打浆度值反映浆料脱水（ 纸浆的滤水性能）的难易程度，综合的表示纤维 被切断、分裂、润胀和水化等磨浆作用的效果。 • 缺点：不能反映浆料的性质！
• 3、化学耗氧量（COD） • 化学耗氧量又称化学需氧量，它是指在一定 条件下，用氧化剂处理水样所消耗氧化剂的量， 以氧的毫克/升表示。其值大小，反映了水体受有 机物及还原性污染物危害的程度。 • 4、生化需氧量（BOD） • 废水排入水体后，其中的有机物在有氧的条 件下，被好气性微生物分解，在微生物分解有机 物的生物化学过程中，所消耗的水体中的溶解氧 ，称为生化需氧量。 • 5、可吸附有机卤化物（AOX）等
（三）纸的形成
• 纸是由纤维悬浮液经滤网过滤得到的滤 层、再经压榨和干燥后形成的。
纤维悬浮液 滤网过滤
压 榨
干 燥
纸张的物理性能
• 1、纸张的纵横向及正反面的测定 • 一般规定，沿纸机运行方向为纸张的纵向， 垂直于纸机运行方向的为横向。 • 按规定，贴向网的一面（与铜网接触的）为 纸张的反面，另一面为其正面。 • 正反面结构上的特点：反面由于脱水时部分填 料和细小纤维随水流失，所以比较粗糙、疏松； 正面相对比较紧密、表面细腻而光滑。
2、纸张定量及厚度的测定
• 定量：纸张每平方米的质量，以g/㎡ 表示 • 厚度：在一定单位面积压力下，纸张的两 个表面之间的垂直距离，以mm表示。 • 以225(g/m2)的定量为一分界线，定量小于 225 (g/m2)的称为纸； 大于225 (g/m2)的称 为纸板。
3.纸张的白度
• 纸张的白度：在457nm的蓝光下测定产品 的显色反应，即特定条件下的白度值，以 “%”表示，用以衡量纸张的白色程度。
分散剂
• 聚氧化乙烯（PEO） • 外观为白色粒状或粉末状聚合物。相对分 子质量大于250万，水溶性PH值6.5~7.0。 • 特点：高度的粘性、水溶性好、润滑性好 等特点，不仅对长、短纤维具有良好的分 散作用，还具有助留、增强作用，还能改 善纸张柔软度和光滑程度。相对分子质量 低于250万时，用量会很大；相对分子质量 在50万以下时，会完全失去使纤维悬浮和 防止凝聚的作用。
荧光增白剂wenku.baidu.com
• 荧光增白剂是一种荧光染料，其化学组成为二氨 基二苯乙烯的衍生物或盐类，是含有共轭双键结 构的有机化合物。 • 增白剂的增白机理 • 荧光增白剂不仅能反射可见光，还可吸收紫 外光并将其转化为可见的蓝色或红色的荧光。 • 在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色 效应而产生显白效果。因此荧光增白剂对纸浆的 作用只是一种光学作用，并未对纸浆起漂白或染 色作用。
（抄纸或浆板） 浸渍 ( 废纸制浆) 磨浆
开篇：纸是什么？
• （一）纸是一种特殊 的材料。 • 纸是由纤维（主 要指植物纤维）和其 他固体颗粒（如助剂 等非纤维添加物）交 织而成的、具有多孔 性网状结构的特殊薄 张材料。
纸是由植物纤维为主体的纤维物 质构成的
• 据研究者考究， 一张普通的A4打 印纸，大致由 2500万根左右的 植物纤维构成。
制浆造纸基本原理
主要内容： 一.造纸史话 二. 植物纤维原料 三.制浆基本工艺流程 四.造纸基本工艺流程 五.纸张的物理性能 六.水处理废水检测的基本专业术语
造纸先贤--蔡伦
• •蔡伦：湖南耒阳人，公元63年生，皇宫手工 作坊的负责人。 • •造纸：一千九百年前，用麻头、树皮、渔网 等制造出人类历史上第一张植物纤维纸。 • •意义：推动人类历史文明的发展，是中华民 族的骄傲和自豪！作为四大发明之一，永垂 史册！
4.纸张的抗张强度及伸长率
• 抗张强度：在规定的条件下，纸张所能承 受的最大张力。 • 影响抗张强度最重要的因素是纤维之间的 结合力及纤维本身的强度，而纤维的长度 并不是最重要的。 • 伸长率: 纸张试样因承受拉力而变形伸长， 当试样裂断时即伸长达到极限时，其伸长 的长度与试样原长度的百分比值。
5.纸张的吸水性
• 纸张的吸水性：指其对水、有机溶液或其他液体的吸收能 力（打浆度增加 吸水性降低）。 • 测定方法： • 1.切取宽15mm、长约250mm的试样纵向、横向各5条。 • 2.将试样距一端205mm处划一条与长度相垂直的直线，将 试样夹在夹纸器上，使横线与标尺200mm刻度对齐。 • 3.将夹纸器轻轻放下，使试样垂直准确地插入液体中5mm 。立即开动秒表测定一定时间内液体上升的高度。一般采 用100s（± 0.5s）内上升的高度表示，或mm/s表示。
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原始的造纸方法
• 以竹子造纸之步骤如下：
• 1. 斩竹漂塘 斩竹嫩竹, 放入池塘，裁泡一百日以上，利用天然微生物 分解并洗去竹子之青皮。 • 2. 煮徨足火 将以上所得之竹子，放入＂徨″桶内与石灰一道蒸煮八日 八夜。 • 3. 舂 臼 取出上述处理之竹子， 放入石臼，以石碓叩打直至竹子被打 烂，形同泥面。 • 4. 荡料入帘 将被打烂之竹料倒入水槽内，并以竹帘在水中荡料，竹 料成为薄层附于竹帘上面，其余之水则由竹帘之四边流下槽内。 • 5. 覆帘压纸 然后将帘反复过去，使湿纸落于板上，即成张纸。如此 ，重复荡料与覆帘步骤，使一张张的湿纸叠积上千张，然后上头加木 板重压挤去大部分的水。 • 6. 透火焙干 将湿纸逐张扬起，并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌 成夹巷，巷中生火，土砖温度上升之后，湿纸逐张贴上焙干。干燥后 ，揭起即得成纸。
炭水化合物
抽提物
半纤维素 葡萄糖 甘露糖 半乳糖 木糖 阿拉伯糖 萜烯 树脂酸 脂肪酸 非皂化物
三、制浆基本工艺流程
制浆（Pulping）：利用化学方法、或机械方法、或化学与机械相结合 的方法，使植物纤维原料中的纤维离解，成为本色纸浆（未漂浆）或 漂白纸浆的生产过程。 制浆的基本过程： 磨浆 原料采贮 纸车间 备料 蒸煮 洗涤 筛选 漂白 送造
打浆度的测量
• 取2g绝干浆放入电动搅拌器中，然后加入 700ml左右自来水充分搅拌2~3分钟，停止搅拌， 将混合溶液倒入量筒中，加水稀释至1000ml，然 后将稀释后的溶液倒入打浆度仪中，由于仪器内 铜网的作用，纤维留在网上，水被排除，通过下 面侧管与直管流入管下的量筒中，由于浆料叩解 度不同，排水的速度就不同，则分配于下面侧管 与直管量筒中的量也不同，若浆料打浆度高，则 排水速度低，流入直管下量筒中的水就较多，反 之，则流入直管中的水就少，规定以侧管下流出 的水量表示打浆度。
打浆两大任务
• （1）改变纤维的形态，保证抄出的纸和纸 板能取得预期的质量要求。 • （2）通过打浆控制纸料在网上的滤水性， 以适应造纸机生产的需要。
造纸使用助剂——湿强剂
• 湿强剂的增强机理 • 1、保护原有的纤维间的结合。该机理认为，湿强 剂在纤维周围形成一个交错的链状网络结构，阻 止纤维的吸水润涨以保持原有的纤维间的氢键结 合。 • 2、产生新的抗水纤维结合键。该机理认为，湿 强剂与纸浆纤维交联形成了新的共价键、氢键等 抗水结合键，从而增加了纤维结合强度。 • 在实际应用中，湿强剂的增强是通过上述两种 机理的综合作用来体现的。
6.纸张柔软度
• 纸张柔软度：指在一定作用力下，把一定 宽度和长度的试样压入一定宽度的缝隙中 一定深度时，试样本身抗弯曲力和试样与 仪器缝隙之间摩擦阻力的矢量和。该值越 小，试样越柔软（与纸张的定量、厚度、 挺度等纸张特性有关）。 • 以纵、横向的平均值表示柔软度，单位为 mN。
纸张的其他物理性能
二、植物纤维原料
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植物纤维原料的分类 木材纤维类（针叶木、阔叶木等） 禾本科茎秆纤维类（麦草、竹、甘蔗渣等） 籽毛纤维类（棉花） 叶纤维类（香蕉叶、甘蔗叶、龙须草等） 韧皮纤维类（棉秆、大麻类） 废纸（主要指二次纤维）
植物纤维的主要化学组成
植物纤维 (以木材为主)
木素 纤维素 苯丙烷 C6-C3 葡萄糖
• 纸张的其他物理性能 • 例如：撕裂度、耐破度、耐折度、平滑度 、透气度、施胶度、湿强度、透明度、不 透明度、挺度、环压强度等等;
水处理废水检测基本专业术语
• 1、悬浮物（SS） • 悬浮物：指悬浮在水中的有机物和矿 物质（泥沙、细小纤维、杂细胞等）。 • 2、溶解氧（DO） • 溶解在水中的氧称为溶解氧，它以分 子态形式存在。溶解氧含量的高低，直接 影响到水质的好坏。