造纸技术--造纸原理与工程
造纸原理与工程(1)
背诵资料打浆的任务:(1)用物理方法改变纤维的形态,使纸浆获得某些特征(如机械强度、物理性能),以保证抄造出的产品取得预期的质量要求。
(2)控制纸料在网上的滤水性能,以适应纸机生产需要。
打浆对纤维的作用:1.1.细胞壁的位移和变形细胞壁的位移和变形2.2.初生壁初生壁p 层和次生壁外层s1的破除3.3.吸水润吸水润胀)胀)4.4.4.细纤维化细纤维化5.5.切断切断6.6.产生纤维碎片产生纤维碎片7.7.打浆易使纤维扭曲、卷曲、压缩和伸长;纤维表打浆易使纤维扭曲、卷曲、压缩和伸长;纤维表面部分半纤维素的溶解四种打浆方式:1、长纤维游离打浆以疏解为主,尽可能将纤维分散成单纤维,只需适当的加以切断,尽量保持纤维长,不要求过多的细纤维化。
浆料特性:浆料脱水性好,成纸吸收性好,透气度大,因纤维长,匀度、平滑度差,不透明度高,耐破和撕裂强度较好,尺寸稳定性好,变形性小。
这种浆料多用于生产有较高强度的纸张。
2、长纤维黏状打浆要求纤维高度细纤维化,良好的润胀水化,使纤维柔软可塑,有滑腻性,并尽可能地避免纤维切断,使纤维保持一定的长度。
浆料特性:因打浆度高,脱水困难;纤维长上网时容易絮聚,影响成纸的匀度,需采用低浓上网;成纸强度大,吸收性小,可用来生产高级薄型纸。
3、短纤维游离打浆要求纤维有较多的切断,要求纤维有较多的切断,避免纸浆纤维润胀和细纤维化浆料特性:避免纸浆纤维润胀和细纤维化浆料特性:避免纸浆纤维润胀和细纤维化浆料特性:脱水脱水容易,纸的组织均匀纸页较松软,强度不大,吸收性强4、短纤维黏状打浆要求纤维高度细纤维化润胀水化并适当切断,使纤维柔软可塑有滑腻感浆料特性:脱水困难,成纸均匀好有较大的强度松香胶施胶机理:松香胶是阴离子性的,因此必须借助沉淀剂将松香胶沉淀定着在纤维表面。
AKD 的施胶机理:AKD 分子中含有疏水基团和反应活性基团。
施教时,反应活性基团与纤维羰基发生酯化反应,形成共价结合,在纤维表面形成一层稳定的薄膜,在纤维表面形成一层稳定的薄膜,此时疏此时疏水基团转向纤维表面之外,使纸获得憎液性能。
造纸原理与工程课件 (一)
造纸原理与工程课件 (一)造纸原理与工程课件是一门涉及到多个学科知识和技术的综合性课程。
其主要目的是教学生们了解造纸工程所涉及到的物理化学知识和工艺流程及其原理,培养学生分析问题和解决问题的能力,以及相关实验技能。
在此基础上,本文将从造纸原理和工程的两个方面分别介绍课件的主要内容。
一、造纸原理1.纸张的基础知识纸张的基础知识包括纸的组成成分、纸张的厚度、硬度、受力性能以及纸张表面特征等。
了解这些基础知识对于理解造纸原理有很大的帮助。
2.纸浆生产和造纸工艺纸浆生产和造纸工艺是造纸过程中最核心的环节。
其中,纸浆生产主要包括制浆、漂白和纸浆的调节等工作。
而造纸工艺则包括造纸机的结构原理、机械运行和控制、纸张浆料的处理以及纸张的干燥等。
3.纸张物理化学性能纸张的物理化学性能是指纸张的给水性、强度、透明度和表面细度等,这些性能直接关系到纸张的质量和适用性。
因此,通过对纸张物理化学性能的认识,可以更好地了解纸张的生产和应用过程。
二、造纸工程1.装备设备造纸工程中需要用到的装备设备有很多,这些设备包括制浆设备、造纸机、干燥设备、浆料输送设备和纸张整理设备等。
课件应对这些设备进行详细的介绍,并让学生们掌握相关技术。
2.操作流程造纸操作流程包括制浆、造纸、压缩、干燥、压附和切割等,学生们需要掌握这些操作的基本技能,以便在实践中进行操作和加工。
3.设备维护和检修对于一些大型设备,其维护和检修显得尤为重要。
课件应在此方面介绍相关知识,帮助学生们建立设备维修保养意识,并掌握基本的维修技能。
综上所述,造纸原理与工程课件涵盖的内容非常丰富。
它需要学生综合运用物理、化学、机械、自动化、电气、计算机等多方面的知识与技术,掌握相关的造纸原理和工程技能。
通过对课件内容的学习和实践,学生们可以逐步提高自己的能力和素质,为将来在工作中或生活中运用这些知识打下牢固的基础。
造纸原理与工程
造纸原理与工程湖北工业大学09轻化一班打浆原理:打浆对纤维的作用:1细胞壁的位移和变形,打浆的机械作用使S2层中的细纤维同心层发生弯曲,发作位移变形,使纤维之间的空隙增大,水分子容易渗入;2初生壁P和次生壁S1外层的废弃,蒸煮和漂白后的纤维仍存在一定数量的P层和S1层,影响纤维润胀,需在打浆进程中废弃,以利于纤维的润胀和细纤维化;3吸水润胀,经打浆废弃P层和S1层后水分子少量渗入纤维素的无定形区,使纤维润胀加快;4细纤维化,纤维的细纤维化在吸水润胀后少量发生,细纤维化包括外部细纤维化和外部细纤维化;5横向切断或变形,切断指纤维横向发作断裂现象,是由于遭到打浆设备的剪切力和纤维之间的摩擦力;6发生纤维碎片。
打浆义务:1应用物理方法,使纤维遭到剪切力,改动纤维形状,使纸浆取得某些特征〔机械强度、物理功用〕,保证抄造出来的产品取得预期质量要求;2经过打浆,控制纸料在网上的滤水功用,以适用纸机消费需求。
打浆浓度对打浆效果有什么影响?1低浓打浆〔10%以下〕:主要靠刀片直接对纤维的冲击、剪切、压溃和摩擦,低浓打浆的平均性较差,并发生较多切断,当浆料浓度低于10%,适当提高打浆浓度可增加纤维的切断,促进纤维之间的挤压与揉搓作用,有利于纤维的分散、润张和细纤维化,适宜打黏状浆;2中浓打浆〔10%-20%〕:纤维之间发生了庞大的外部摩擦力,使纤维初生壁P和次生壁S1外层废弃,纤维纵向撕裂,分丝帚化,纤维长度降低增加并取得良好的细纤维化作用,纤维的结合力和成纸强度大幅提升,纸页有较好的裂断长和伸长率,中浓打浆效率高,能耗低;3〕高浓打浆〔20%以上〕:打浆进程中发生的摩擦热使得浆料硬化,有利于浆料的离解,打浆进程中打浆度上升较慢,浆料的滤水功用好,成浆的撕裂度较高,但对长纤维来说,高浓打浆进程中纤维不能遭到足够的切断,成浆容易絮聚打浆对纸页的不异性质有什么不同影响?结合力:上升;裂断长:先上升〔打浆度在70°SR〔木浆〕50°SR 〔草浆〕到达最高〕后下降;耐破度;50°SR左右到达最高,之后下降;耐折度:先上升后下降撕裂度:先上升后下降;紧度:上升;不透明度:降低;伸长率和伸缩性:上升;吸收性和透气度:下降;脆性:先下降后上升。
造纸原理与工程
四、纸和纸板的结构与性能
• (四)我国制浆造纸工业未来的发展方向
• 1. 大力发展林纸一体化,发展木浆造纸,科学使用非木纤 维原料浆,提高废纸回收率; • 2. 重视新工艺及新设备的应用,以节约能源消耗,达到节能 减排的目的; • 3. 严格执行制浆造纸取水定额、废水排放标准,实施清洁 生产,是制浆造纸企业的工作重点
b.厚度
纸或纸板在两个平行的测量板间受一定的压力(一般为10.1 kg) 所直接测定的厚度,单位为毫米。
情况,故又称为湿稳性或水稳性。
c.紧度
每立方厘米纸或纸板的重量,是以定量除以厚度计算而得。单位克/厘米3 (g/cm3)。
f.施胶度
纸和纸板施胶后阻止液体渗透的能力称为施胶度。施胶度反映
的是纸和纸板的抗水能力。
(a) spruce(云杉)
(b) Birch(桦木)
打过浆的纤维
未打浆
thermomechanical pulp of spruce
Cross section of well-beaten kraft fiber
打过浆的纤维
2. 打浆的基本定义
利用物理的方法处理悬浮于水中的纸浆纤维, 纤维因受到剪切力的作用而使其具有造纸机生产 所要求的特性,生产出符合质量要求的纸和纸板, 这一操作过程,称为打浆。
j. 裂口和残缺 裂口是指纸页中部或边沿出现的破裂缝口;残缺是指纸 页缺角、破烂等不完整状况。 k. 硬质块和砂子 硬质块是指纸面上存在的质地坚硬而高出纸面的块状或 粒状物;砂子则指纸面上存在的河砂、炭渣等硬质颗粒。 l. 色调不一致 是指同一批产品或同一令纸中的白度或颜色不一致。
m. 纸的匀度不好和两面不一 纸的匀度不好是指纸页内纤维等固体物料分布不均匀; 两面不一是指纸页两面平滑程度不一致。 n. 掉毛掉粉 是指纸面上散出细小纤维和填料微粒。
造纸原理与工程第二篇纸和纸板抄造
3、夹网造纸机
P144
4、多层造纸机
P144
三、纸和纸板抄造设备的分类、特点及发展状况
(二)纸和纸板抄造设备发展现状 白水稀释调浓控制流浆箱 高速立式夹网成形器 全封闭直通式靴形压榨 单层烘缸干燥部 带空气冲击干燥装置的单层烘缸干燥部 薄膜式施胶设备 软压光和多压区软压光设备 全封闭引纸技术等设备技术
第二节 白水系统和造纸用水封闭循环
P170
一、概述
每抄造1吨纸,约需要150~500吨水在系统中循环。 现代化的白水系统要求:
1、保证造纸系统各部分对白水质量和数量的要求; 2、保证上网纸料的细小纤维和碎片含量的稳定; 3、最大限度回用白水; 4、最大限度回收白水中的纤维、填料等物质和能量。
二、造纸过程中物料和水的循环状况
纸浆输送等。
(二)供浆系统流程及分析
回 流
二、纸料的调量和稀释
P156
(一)纸料调量和稀释的目的和作用 纸料调量:提供连续不断的稳定的供浆绝干量。 纸料稀释:满足净化筛选和上网要求。
(二)纸料调量和稀释方法 常用: 使用定量控制阀的 冲浆泵内冲浆法
三、纸料的净化和筛选
P159
(一)净化和筛选的目的和作用 1、除去纸料中残余的杂质; 2、制成均匀分散的纤维悬浮液;
以及在线质量控制系统(QCS) 抗干扰控制系统(DCS)的进一步完善
P144、150
四、纸和纸板抄造设备的几个基本概念和生产能力计算 P151 (一)纸和纸板抄造设备的几个基本概念
1、造纸机的速度(m/min) (1)车速 (2)工作车速 (3)结构车速 (4)爬行车速
2、造纸机的宽度(mm) (1)毛纸宽度(抄宽、纸幅毛宽) (2)公称净纸宽度(净纸宽、成品宽、机幅宽) (3)湿纸宽度 (4)定幅宽度 (5)网宽 (6)轨距
《造纸原理与工程》课件
通过压榨辊将多余的水分压出,使纸张更加紧密。
烘干
将纸张送入烘干机中,通过热风或红外线等方法将纸张中的水分蒸发掉。
纸的整理与加工
整理
对烘干后的纸张进行表面处理、施胶 、涂布等加工,以提高纸张的平滑度 、防水性等性能。
加工
将纸张进行裁剪、折叠、切纸等加工 ,以满足不同用途的需求。
03
纸张性能与检测
光泽度
指纸张表面的光泽程度,影响印刷品的视 觉效果和质感。
纸张化学性能
酸碱度
指纸张的酸碱反应能力,影响纸张的保存 性和稳定性。
吸墨性
指纸张吸收油墨的能力,影响印刷品的干 燥速度和墨迹的饱满度。
施胶度
指纸张表面的施胶能力和耐水性,影响印 刷品的防水、防油和防污性能。
04
造纸设备与维护
造纸设备概述
造纸工业发展现状
01
全球造纸产量持续 增长
随着经济发展和人口增长,全球 纸张需求量逐年增加,造纸工业 发展迅速。
02
中国造纸业领先地 位
中国是全球最大的造纸生产国, 产量占全球总产量的比重逐年上 升。
03
技术进步推动发展
新型制浆技术、自动化生产线等 技术的应用,提高了生产效率和 产品质量。
造纸工业环保政策与标准
制浆设备包括蒸煮罐、压力筛、 磨浆机等,用于将纤维原料制成 纸浆。
抄纸设备包括网部、压榨部、干 燥部、施胶部等,用于将纸浆抄 造成纸张。
根据功能的不同,造纸设备可分 为原料制备设备、制浆设备、抄 纸设备、加工设备等类型。
加工设备包括轧光机、涂布机、 复合机等,用于对纸张进行表面 处理和加工。
造纸设备维护与保养
采用袋式除尘、电除尘等技术,减少废气 排放。
包装印刷造纸原理与造纸工程
包装印刷造纸原理与造纸工程1. 引言包装印刷造纸是指利用包装材料进行印刷和造纸的工艺,它是现代包装行业中不可或缺的一部分。
本文将介绍包装印刷造纸的原理和相关的工程技术。
2. 包装印刷造纸原理2.1 造纸原理造纸是指将纸浆经过一系列的处理工序后,形成纸张的过程。
造纸的主要原理包括纸浆的制备、纸浆的过滤和排水、纸张的干燥和表面处理等。
纸浆的制备通常包括原料的选择、浆化、漂白等过程。
原料的选择是根据纸张的需求来确定的,常见的原料包括木材、废纸等。
在浆化过程中,原料会经过粉碎、加热和化学处理等步骤,将其转化为纸浆。
漂白的目的是去除纸浆中的杂质和颜色,以提高纸张的质量。
纸浆的过滤和排水是将纸浆中的水分通过过滤器和排水装置逐渐排除,使纤维颗粒逐渐聚集形成纸张的过程。
过滤器通常是由细孔网格组成的,可以让水分通过而阻止纤维颗粒的流失。
排水装置则通常是利用引力或压力来加速水分的排除。
纸张的干燥是指将排除了大部分水分的纸张通过加热和风力等方式进行干燥。
干燥的目的是使纸张达到一定的含水率,以便于后续的加工和使用。
纸张的表面处理则是根据需要对纸张的表面进行涂覆、粘合、烫金等处理,以增加纸张的外观效果和功能。
2.2 印刷原理印刷是指在纸张、塑料膜或其他可印刷材料表面上印上图案、文字等的过程。
印刷的主要原理包括选择印刷方法、图案制版、油墨传输和图案转移等。
印刷方法的选择主要取决于印刷品的材料和要求。
常见的印刷方法包括凸版印刷、凹版印刷、平版印刷和丝网印刷等。
每种印刷方法都有其独特的应用领域和特点。
图案制版是制作印版的过程,其中包括文字或图案的制作和传递。
常用的制版方法包括传统的雕刻和现代的数码制版。
制作好的印版可以传递油墨到印刷品上。
油墨传输是指将油墨从印版传输到印刷品上的过程。
传统的油墨传输方式是通过带动印版和纸张的接触来实现的,现代的油墨传输方式则包括柔性印刷版和数字印刷等。
图案转移是指将油墨从印版转移到印刷品上的过程。
造纸原理与工程
造纸原理与工程造纸是一项古老而又重要的工艺,它是将木材、草木纤维或废纸中的纤维物质处理成可供印刷、书写、包装等使用的纸张。
在现代社会中,纸张用处非常广泛,而造纸原理和工程技术就成为了纸张生产中的核心。
造纸原理造纸的原理是将纤维素纤维和其他添加物悬浮于水中,形成纤维悬浮液,通过这种悬浮液形成纸张。
制造纸张的第一步是将原材料加工成纤维物质。
原材料可以是树干、树皮、稻草、麻杆、棉花等。
通过去皮、刨细、打碎、筛分等加工工艺,将原材料加工成为可形成纤维悬浮液的物质。
最后将这些物质加入大桶中,加入一定的水分和添加剂,在搅拌的过程中,让浆料中的纤维物质充分散开,形成悬浮于水中的纤维悬浮液。
制造纸张的第二步是通过特定的工艺,将纤维悬浮液转化为纸张。
纸张制造过程主要分为湿法造纸和干法造纸两种。
湿法造纸是把纤维悬浮液放到网状的纸张母板上,然后通过挤压、托盘、蒸汽等方法逐渐排除水分,使纤维物质逐渐紧密在一起,形成纸张。
干法造纸则是将纤维悬浮液喷洒在一段烤箱式的烘干管中,经过高温干燥,纤维物质逐渐结合,形成纸张。
造纸工程造纸工程是将纸张制造技术和机械工程技术相结合的一门学科,它涵盖了纸张制造的各个环节,包括原材料预处理、煮浆、清洁、筛分、加工、造纸、压榨、干燥、卷取等。
在造纸工程中,特别重要的是纸张机械设备。
由于造纸需要大量进行水的挤压、脱水和卷堆等工作,在机械设备的设计和制造中需要考虑到强度、耐久性和运转平稳性等问题,确保设备能够稳定地运转长时间,同时保证生产出的纸张质量。
在纸张加工工艺中需要添加各种化学和物理物质,这些物质可以改善纸张的性能和结构,同时保证生产过程中的稳定性和生产效率。
这些加工剂一般包括如泡沫稳定剂、保水剂、润滑剂、吸附剂、漂白剂、阻燃剂等。
同时,在纸张工程中还考虑到了环境污染问题。
造纸会产生大量的废水、固体废弃物、气体排放和噪声污染等问题,环保工程技术就是负责处理这些问题的主要方法,在造纸生产中有着极为重要的地位。
造纸原理与工程
材料科学与化学工程学院
绪论
一.纸的历史
中国四大发明:火药、印刷术、罗盘、纸 西汉时期:麻类纤维——薄片——原始纸, 具有纸的初步形态,但生产工艺不完善,结 构疏松,表面不平,不宜书写。
东汉时期:(公 元105年)纸圣
蔡伦总结前人经 验,用树皮、麻 类、鱼网、破布 等加水叩解成 浆,成“蔡候 纸”,可书写,普 遍使用起来。
草类纤维仍是中国纸业重要的资源 z 世界注目的资源 z 成本低,有竞争优势 z 主要障碍是环境污染
预计2005年前可得到基本解决 z 草浆生产要走向农纸一体化 z 草浆会作为浆种之一与木浆配合使用,发挥其
优势效应和复配效应
我国造纸工业存在的主要问题 木浆比重小、企业规模小、中高档纸生 产能力小;环境污染大。
随着国民经济的持续发展和人民物质文化生活 水平的提高,纸张不仅仅作为文化、教育和生 活的载体而存在,而且纸张已经成为国民经济 各工业部门必须的基本原料之一。 世界上纸和纸板产品结构中约35%用于包装材 料,约43%用于信息传递材料,约15%用于工 农业生产资料,约7%左右用于生活消费。
纸板用于工业、农业产品的包装,约占各种包 装材料总和的50%,是与国民经济各部门关联 度很大的一个产品,是工业、农业、科学、生 活和卫生等方面的重要材料,是公认的天然界 易于再生的绿色材料。 制浆造纸工业,是国民经济重要支柱产业之 一,其产值与国民生产总值高度正相关。
基础原材料工业
• 高科技武装的传统制造业 • 高投入、规模效益显著的产业
现代制浆造纸产业的特点
z 资金密集
z 新建万吨生产能力投资额为1.0~1.5亿元,万元产值投 资额与钢铁、石油化工等行业相当
z 技术密集,人才密集
造纸原理与工程(复习提纲)
《造纸原理与工程》复习提纲题型:填空、名词解释、简答、论述第一章●打浆设备种类,打浆目的打浆设备:间歇式(槽式打浆机)、连续式(锥形、圆柱形、圆盘磨浆机)打浆的目的:根据纸张或者纸板的质量要求和使用纸浆的种类和特征,在可控情况下用物理方法改善纤维的形态和性质,是制造出来的纸张或者纸板符合预期的质量要求●打浆对纤维的作用1.细胞壁的位移和变形 2、初生壁和次生壁外层的破除 3、吸水润涨 4、细纤维化 5、切断 6、产生纤维碎片 7、其他次要的作用打浆对纸页性能的影响●草类原料和木材类原料杂细胞的差异和影响●纤维结合力及其影响因素●打浆工艺、方式,如何控制打浆质量●决定纸张干强度因素●H键定义,其结合条件?●抗张强度定义第二章●造纸过程功能型&控制型添加剂●色料定义及分类●中性施胶的定义及优点●填料留着机理及其影响因素●荧光增白剂增白机理●染色方法和影响因素●施胶方法、分类,施胶顺序●助留助滤机理,双组分体系&微粒作用机理●空气种类●泡沫的产生和危害,消泡剂种类,消泡机理第三章●纸料定义●造纸原料●悬浮液种类和流动状态●短/长循环的定义,位置(从哪开始),作用●压力脉冲,如何消除第四章●造纸机类型●成形部VS网部,各自特点●左、右手机区别●造纸机最主要的几个速度●流浆箱组成、功能、发展历史(各阶段的代表)●纸料留着的概念●纸料过滤、浓缩的概念●网部脱水、成形概念●按辊、按板脱水机理,区别(重要)●圆、长、夹、顶网纸机成形特点第五章●压榨作用、目的●横向、垂直脱水机理(重要)●平辊、真空等各种压榨方式的特点和作用机理●提高压榨效果的途径●干燥作用,对纸页的影响,如何强化传热、传质,●干燥通气方式第六章●表面施胶、机内施胶的方式、工艺特点●压光机理,压光对纸页的影响●软压光第七章●纸板定义,纸板分层及各层浆料特点●连续式纸板生产机的类型●纸板质量控制第八章●纸和纸板的三维结构●纸和纸板横向纵向差异,如何减少差异●匀度的定义和测量●其他纸和纸板的基本指标,了解●光学性能(白度、亮度、光泽度)●动态、静态强度●憎液性能。
造纸原理与工程
造纸原理与工程(3)真空案板结构:由普通的多组案板组成一个箱子,将箱子两端和底部密封,用接水腿或真空源造成真空。
由于这种结构,就造成案板与低真空的混合脱水,并是持续脱水。
由压力脉动曲线可见,压力脉动是连续的,因而脱水较缓和。
一般置于案辊(板) 与真空箱之间,作为过渡阶段,也可以说在案辊或案板脱水达到极限后,用它来进行半强制脱水。
接真空系统或水腿 (4)对三种脱水元件的概括比较 ? 三种脱水元件脱水的特点: 案辊:脱水有压力高峰,真空抽吸大,脉动强度大。
纸页经过每个案辊要经过一压一抽的脉动变化,因而细纤维流失大,纸的两面性大。
脱水是间断的。
案板:脱水无压力高峰,真空脱水区长,真空度较小,脱水较缓和,相邻两板脉动较靠近,脉动强度较小。
真空案板:无压力高峰,混合、持续脱水,脱水缓和,脱水量较大。
相邻案板脉动相连,在三者中脱水最缓和。
? 案板比案辊具有的优点 ? 可调节脱水能力; ? 脱水缓和,可以提高脱水能力; ? 可提高纸质量。
3、网案振动目的:克服纤维再絮聚;降低纤维排列方向性; 促进脱水,提高纸页匀度。
形式:主要是采用偏心机构对纸机进行摇振。
一般低车速、粘状浆,采用摇振装置效果明显;高车速、游离浆则作用不明显。
摇振强度,(频率)2×振幅/车速长纤维高粘状浆,采用大振幅,低振次; 短纤维游离浆,采用小振幅,高振次。
车速高,振次应相应提高。
(三)纸页高压差脱水此段由(湿真空箱)真空箱和伏辊组成。
主要采用提高真空度的办法加强脱水。
1、湿真空箱结构、原理与真空案板箱基本相同,一般用在高速纸机上。
2、真空箱脱水作用是靠真空箱的抽吸,在纸页上下产生压力差,压缩纸页脱水。
mmHg 真空度对不同干度纸页脱水量的影响脱水量 l/min 3.8,干度 9.2,干度 11.6,干度网拖动力 kgmmHg 真空度对网拖动力的影响 11.6, 3.0, 3、整饰辊(饰面辊) 是一空心网辊,特殊的可在网上焊一些花纹,可使纸面产生暗纹。
造纸原理与工程
造纸原理与工程
造纸原理与工程是研究与制造纸张的一门技术。
它关注的是祛除纤维中的水分,使纤维挤压成层,得到纸张的质地和纹理。
造纸工程的主要技术流程包括清洗、碾磨、混合、浆料调配技术和纸张抄运、烘干等。
首先,在清洗过程中,要先将原料(通常是木材制成的纤维)浸泡、熨平以及
净化,以去除异物和杂质。
碾磨技术则要求在洗过的纤维质料上进行切碎和碾磨,以获得均匀的原料,并通过如螺旋式碾磨机以螺旋式原料分布形式,从而使碾磨物质到达浆料所需要的量平衡,均衡性好和浓郁表面稳定性,使原料变得更为轻薄,从而获得更高的纸张质量。
其次,在混合技术的过程中,要将均匀的原料与水、石膏、树脂以及染料(可
以使纸张具有不同外观)等混合,以获得高质量的纸浆。
而浆料调配技术则需要考虑纸浆的性质,及其在涉及原料条件、浆料特性、抄运和烘干等方面的完整性。
最后,在将调配完成的浆料抄运进行成层组合的过程中,可以使用能够评价和
调节纸张质量的软件,使纸张质地趋于均匀,而接下来的烘干技术则要考虑纸张的湿度和硬度,以便将湿的纸张经过烘干,最终获得最终的干硬纸张。
总之,造纸原理与工程是中国古老文化的重要组成部分,掌握这方面的技术可
以更好地让人们理解这一中国传统技艺,同时也使当代人们能够继续利用它以满足日常需求。
造纸原理与工程
绪论一.概述1.什么是造纸工业?——是一种加工工业,与国民经济中的联系,“软钢板”2.国内外造纸工业的现状和发展:a.产量:1992年:(万吨)美国加拿大中国日本人均纸和纸板纸浆5928 2284 1198 1120消量13.7kg 纸及纸板7472 1659 1725 28323.发展方向:a.造纸机是向大型化、高速化方向发展:抄宽9.68m,链速1200m/min,国产: 3.15m,500m/min。
b.朝着车速更高、动力消耗更少,生产纸张质量更好的夹网纸机发展。
c.为了节约和充分利用纤维原料,向薄型化、轻量化方向发展,生产薄型、低定量纸张。
4.存在的问题:见P3a.废水污染:造纸工业废水使我国最大的工业污染之一,每年造纸中段水的排放量30多亿m3,相当于全国废水排放总量的1/6,采取增加封闭系统循环用水。
a.用水量大:我国200~300 m3/t,100~150 m3/t。
世界上最低纪录:50 m3/t。
二.纸和纸板的分类、规格和用途:1.分类:a.按造纸的原料分:植物纤维纸,合成纤维纸,矿纤维纸(玻璃纤维)和金属纤维纸。
b.按纸的抄造方式分:手工纸(宣纸)和机制纸。
c.根据用途:文化用纸,包装用纸,技术用纸,生活用纸,见P4 ,表0-1d.按定量和厚度不同:可分为纸和纸板,纸板又分为包装用纸板、技术用纸板、建筑用纸板、印刷用纸板,见P4,表0-22.纸和纸板的厚度尺寸,幅面尺寸及偏斜度:1)纸和纸板的厚度尺寸:a.卷筒纸厚纸尺寸:1575㎜,1092㎜,880㎜,787㎜。
b.平板纸厚纸尺寸:880×1230,787×1092卷筒新闻纸和印刷纸为6000m,见P95。
2)纸的幅面尺寸:分为A、B、C三个系列,分别是用于杂志、书籍、图表、文件、图片等幅面尺寸。
见P5,表0-3。
P6 ISO规定的纸的幅面尺寸。
3) 纸的偏斜度:平板纸的偏斜度指平板纸的长变(或短边)与对应的长变(或短边)的偏差的最大值(㎜)。
大学造纸原理与工程教案
大学造纸原理与工程教案一、教学目标:1、了解造纸原理、工艺和生产流程。
2、掌握造纸所使用的原材料的特点、性质及其处理方法。
3、了解造纸中所使用的设备、仪器、控制系统等。
二、教学内容:1、造纸原理概述2、原材料处理与预处理3、造纸设备与控制系统三、教学重点1、造纸原理的基本概念2、原材料的处理和预处理方法四、教学难点1、造纸设备的种类和特点2、造纸生产流程的全面把握五、教学方法1、讲授、演示和实验相结合的教学方法。
2、引导学生自主学习,探究问题。
六、教学环节1、造纸原理的概述造纸原理是指通过处理纤维素等原材料,将其转化为纸张的过程。
制作纸张需要经过浆料制备、成型、压实、水分控制、干燥等一系列工艺。
在纸张制作的过程中,还要考虑纸张的质量、强度、色泽、光泽以及耐久性等多个方面。
2、原材料处理与预处理纸张的原材料是纤维素。
纤维素源于木材、棉花、麻和草等植物纤维。
这些植物纤维需要经过一系列的加工和处理,才能成为适合制造纸张的浆料。
优质原材料的选择和加工,是影响纸张品质的重要因素之一。
预处理的主要目的是将原材料的杂质、纺织物和杂草去除,同时将纤维素进行分离和处理,产生适合制造纸张的浆料。
可采用机械方法将纤维素分离出来,并经过一系列处理,去除浆料中的杂质和杂质。
还可以运用化学方法,利用化学剂将纤维素进行分离,然后进行去杂和调整pH值等步骤。
3、造纸设备与控制系统操作纸张设备的人员需要掌握制浆机、混料器、流平机和压制机等设备的使用和维护方法。
同时,生产商还需要配备电子仪器来监测纸张生产过程中的水平、厚度和质量等参数。
通过物联网等技术的应用,能够实现纸张生产过程的互联互通和无缝对接,实现纸张生产全过程的自动化控制。
七、教学评估1、采取口头问答的形式,检测学生对于造纸原理、原材料处理、设备和控制系统等方面的掌握程度。
2、每个学生需提交一份手工纸张的制作计划和生产流程,用于评估其对于纸张制作流程的掌握情况。
以上就是本次课程的教学设计,希望对有需要的同学有所帮助。
造纸原理与工程 第五章
双网成形器出现原因:解决了普通长网纸 机纸页两面差严重、微观匀度差、Z向分布不 均一等问题,同时,克服了长网纸机自由网面 的不稳定性,使纸机车速提高。
(二)夹网成形器
1.定义和分类 夹网成形器定义:流浆箱射流喷出的浆料喷入两
张网子之间的一种成形器。 分类:
可产生纤维絮聚和解体之间的平衡。湍动增强,纤维絮团 直径减少,反之,纤维絮团直径增大。湍动强度太大危害: 喷溅;进空气;针孔;细小组分保留率下降;扰动沉积层, 导致大范围不均匀性。
湍动可衰减定向剪切。
(五)纸页成形结构
(1)层状结构 产生原因:过滤作用使纤维形成以二维分布为
主的层状结构;如果是浓缩作用的话,纤维成杂乱 三维结构。 (2)填料等的分布:分手抄纸和机制纸 (3)纸页成形对纸页结构和性质的影响
4.堰板
堰板的作用是使浆料以一定的速度和一定的角度 均匀的喷射到成形网上,在网上形成均匀的湿纸页。
堰板的型式和特点
(二)几种主要元(部)件 (1)稀释水浓度控制系统 (2)传统的控制方法
四、流浆箱的选择与配置
纸机成形部的形式、幅宽、车速决定流 浆箱的配置,是选用可产生高强微湍动的新型 高效流浆箱,还是选用普通流浆箱。
(1)纸页匀度差 (2)脱水困难、车速低 (3)纸页纵横向差距大 (4)纸页两面差大
(四)圆网部的改造
(1)流送系统的改造 (2)真空网笼的应用 (3)压力网槽的应用 (4)短长网的应用
四、夹网和混合(上网)成形器
(一)概述
双网成形器(twin wire former)包括:上 网成形器(top former)和夹网成形器(gap former)
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成的网目构造体。 2、纸张的结构模式
以纸机运行方向为纵向(MD), 与此成直角的方向为横向(CD),而 垂直于纸面方向则取为竖向(Z向)。
Z
O
X
Y
3、纸张三个方向的差别及成因 纵向:机制纸中,大多数品种纵向强度较横向大,更大
于竖向。其它性质也存在差异。 纸张纵向性质主要受纤维状态、纤维排布状态、张力作
3、卷盘纸:卷烟纸宽29.0或29.5mm
电容器纸宽95、140、240和280mm 餐巾原纸宽320mm
(三)纸和纸板的质量要求
• 外观质量 • 物理性能 • 吸收性能 • 光学性能
• 印刷性能 • 化学性能 • 电气性能
国家标准代号意义如下:
GB ×××-××
颁布年度 当年标准排号 “国家标准”略写“国标”拼音“guo biao”字 头
前者是一侧厚呈鱼鳞状的斑点,后者是周围较中间微厚 的斑点。
(4)透光点和透帘 透光点和透帘都是指纸页上纤维层较薄但未完全穿透,
其透光度较纸页其它部分为大的点子,小者叫透光点,大者 叫透帘。 (5)孔眼和破洞
孔眼和破洞是指纸页上存在的完全穿透没有纤维的点 子,小者称孔眼,大者叫破洞,针尖样小的孔眼则叫针眼。 (6)网痕、毛布痕及条痕
5
加拿大 1949.9
6
芬 兰 1339.1
7
瑞 典 1173.7
8
韩 国 1054.8
9
法 国 1033.1
10
意大利
999.8
美国 中国 日本 德国 英国
8969.9 5930 3146 1918 1252
卢森堡 比利时 芬兰 美国 瑞典 西班牙 日本 丹麦 奥地利 阿联酋
358 353.8 324.4 300.6 255.4 255.4 246.8 245.8 244.7 235.9
如: GB12654-90 表示1990年颁布国家标准第12654号, GB12913-91表示1991年颁布国家标准第12913号。
五 、纸和纸板的结构及基本性质
(一)纸张具有结构这一基本属性。
❖ 纸张的结构(属性)来自于原料的固有结构和生产
纸张过程的人为结构。
❖ 纸张结构在宏观上可看作是由纤维复杂地缠绕交织而
二、世界和国内造纸工业概况
(一)世界纸产量及主要产纸国家 2005年全世界纸及纸板产量3.67025亿吨。
2005年产纸量列前10位的国家及产量、消费量(万吨)
顺序 国 家 产 量
国 家 消费量 国家(地区) 人均消费(kg)
1
美 国 8262.8
2
中 国 5600
3
日 本 3095.1
4
德 国 2167.9
用等因素的影响。 横向:一般横向强度要小于纵向。其影响因素与纵向基
本相同,不过影响作用正相反。 竖向:纸张竖向强度较小。这主要是由于纸张中纤维竖
向排列极少,实际上纤维竖向上是呈一层层叠积的状态,因 而具有层结构的特点。纸张在此方向的强度几乎全来自纤维 间结合力。在此方向上纸张的破坏最容易。
4、纸张结构的特点 (1)具有多相复杂的结构要素 (2)具有三维结构的结构要素 (3)具有复杂的多孔结构 (4)具有结合力 (5)具有两面性
机制纸
2、按所用纤维原料分
• 植物纤维纸 • 矿物纤维纸
3、按纸或纸板用途分
• 文化用纸
• 技术用纸
• 包装用纸
• 生活用纸
• 合成纤维纸
(二)纸和纸板的规格、尺寸 1、卷筒纸:原纸宽 1575mm 1092mm 880mm
787mm
2、平板纸:880×1230mm 880×1092mm
787×1092mm 787×960mm 690×960mm 850×1168mm
(二)纸张的性质
1、外观质量 纸张的外观质量是指纸张有无用肉眼或感触器官直接辨
别,不需用仪器设备测量的、影响使用的缺陷。 (1)尘埃
纸页表面用肉眼可见与纸面颜色有显著区别的黑点、黄 点、深黄点、黄棕点或棕色点等杂质。
表示为 个/m²。 (2)斑点
纸面上肉眼可见的色泽明暗和反光不一致的点。包括许 多种,如湿斑、汽斑、缸斑、浆斑、白点斑、纸片斑和压光 暗斑等。 (3)鱼鳞斑和气泡斑
(二)我国纸产量、企业数
2005 年我国纸产量达5600万吨,居世界第2 位。 目前我国有造纸企业 3500余家。 (三)目前我国造纸业存在问题及发展方向 1、问题:(1)设备落后;
(2)能耗、物耗高; (3)产品质量差、档次低; (4)进口量大。 2、发展:2010年总产量将达5115.18万吨,表观 消费量5184.96万吨,人均消费量33.9 kg/人.年
三、纸和纸板的概念 (一)纸和纸板的概念
利用纤维原料和辅料通过各种加 工方法制成厚薄均匀的纤维层或纸化 薄膜,称之为纸或纸板。
(二)纸和纸板的区别 纸与纸板之间没有严格的界限,可按定量、 厚度、层数等来区别。现在国内主要按定量分。
四、纸和纸板的分类、规格和质量要求
(一)纸和纸板的分类
1、按抄造方法分 干法 湿法 手工纸
纸面上由于局部收缩而出现的凸起或凹下的泡,泡的周 围或泡内有细曲皱纹。形状较大的称鼓泡,小而密集的叫泡 泡纱。 (10)裂口和残缺
裂口是指纸页中部或边沿出现的破裂缝口;残缺是指纸 页缺角、破烂等不完整状况。 (11)硬质块和砂子
硬质块是指纸面上存在的质地坚硬而高出纸面的块状或 粒状物;砂子则指纸面上存在的河砂、炭渣等硬质颗粒。
网痕、毛布痕是指纸面上留下的铜网或毛布经纬线的痕 迹;条痕则指纸页表面上光泽或颜色不同的条形痕迹。 (7)折子和皱折
折子是指纸页折叠或重迭的现象;纸页虽起皱但未折叠 的叫皱折。
(8)翘曲、起拱 是纸页表面较大部位呈现的中间拱起两边凹下,或中间
凹下两边拱起的凸凹不平的纸病。出现在纸页中部叫起拱, 出现在纸页边缘叫翘曲。 (9)鼓泡和泡泡纱
造纸原理与工程
绪论
一、纸在国民经济和人民生活中的作用和地位
(一)纸的用途 1、载体——文化、信息载体;工农业材料、产品 载体。 2、保护、装饰材料——日常生活使用;建筑使用。 3、加工材料——充当特殊条件下的加工、工具材 料。 (二)国家经济发展水平的标志 1、纸的消耗量与国内生产总值增长呈同步趋势。 2、纸的消耗量与人民生活水平提高呈同步趋势。
(12)色调不一致 是指同一批产品或同一令纸中的白度或颜色
不一致。 (13)纸的匀度不好和两面不一