APMP法制浆过程中桉木的化学成分的变化
白杨桉木KP法制浆及漂白性能的研究
2000 年 5 月 China Pulp & P单位 :mm
数均长度 重均长度 ( L W) 重重均长度 ( L WW)
0. 45 0. 50
0. 79 0. 65
1. 15 0. 84
212 硫酸盐蒸煮试验 表 3 是白杨 、桉木及白杨 (40 %) 与桉木
·48 ·
112 化学成分及纤维长度 木片在 Willey 磨中粉碎 , 取 40～60 目的
筛份按国家有关标准方法分析其化学成分 。将 木片切成火柴杆状后用硝酸和氯酸钾在 60 ℃ 下处理 , 将纤维分离后用 Kajaani 纤维分析仪 分析白杨和桉木的纤维长度 。 113 蒸煮试验
硫酸盐法蒸煮试验在计算机程序控制的小 型蒸煮器 ( M/ K609 型) 上 进 行 , 蒸 煮 条 件 为:
粘度减 少率/ %
30. 6 33. 2 42. 2
214 浆张强度试验
白杨 、桉木和混合原料三种 KP 浆经 ECF
漂白后在 PF I 磨中打浆 , 图 1 是本试验所得到
的三种浆的打浆曲线 。从图 1 我们可以发现 :
关于apmp制浆流程及机理的讨论
关于apmp制浆流程及机理的讨论APMP(Alkaline Peroxide Mechanical Pulp)制浆流程是一种以碱性过氧化物为氧化剂的机械化学制浆过程，通过机械剪切和氧化反应来分离木材纤维，取得高品质的纤维素原料。
其具有高度可控的制浆过程、高产率及产品质量、环保优势等特点。
下面我们来详细讨论一下APMP制浆的流程及机理。
一、APMP制浆流程1. 原料预处理：木材进场后，第一道工序是原木的脱皮、去枝和去皮，使原料更加适合纤维分离和加工。
2. 碱性液体预处理： APMP制浆的过程需要碱性环境增加纤维素颗粒的负电性，这种负电性带强烈的吸附能力，有助于保持纤维素颗粒的形态和维持碱度的稳定性。
碱液处理可以削弱木材成分中的木素、树脂等非纤维素成分的结合关系，有利于分离木材纤维。
3. 机械化学制浆：木材进入磨浆机内，被高速旋转的锤头碾磨成小颗粒，之后与碱性液体和过氧化氢混合，通过强力的搅拌和剪切作用，将木材纤维分离出来。
4. 纸浆脱水：分离出的纸浆进入压榨部分，经过高压压榨和挤压去除多余水分。
5. 纸浆后处理：纸浆进入筛选部分，通过筛选机去除其中粗杂质，最后进入脱墨设备将其中的不必要的杂质和颜色去除，以满足具体使用的需要。
二、APMP制浆的机理APMP制浆的机理主要是机械剪切和氧化反应的作用，具体来说有以下几个方面：1. 机械化学分离作用：木材纤维在机械化学制浆过程中，通过高速旋转的锤头加上微生物和碱性溶液共同作用，被磨碎成小颗粒，最终分解成细小的纤维。
2. 氧化分离作用：在APMP制浆中，过氧化氢作为氧化剂起到了关键性的作用。
过氧化氢能够切断木材纤维之间的连接，增加纤维的表面能，有利于纤维的分离。
3. 碱性作用： APMP制浆环境是弱碱性的，有助于木材纤维的解胶解木质素，增加纤维表面的疏水性，从而减少纤维之间的交联作用。
总之，APMP制浆流程是一种高效的制浆过程，通过机械化学和氧化反应，能够从木材中快速、高效地分离出高品质的纤维素原材料。
桉木NaOH_AQ法与低硫化度硫酸盐法蒸煮的探讨_韦素萍
从漂白结果来看, NaOH - AQ 法与 低硫化度硫 酸盐法的蒸煮成浆均有较好的可漂性, 与用来做对 比试验的 25% 硫化度硫酸盐法成浆的 漂白性能基
55. 37
64. 39
一
商
3
18
0. 5
22. 20
966
43. 20
47. 20
8. 46
二
品 木
4
18
1. 0
21. 48
1067
44. 32
47. 65
6. 98
二
片
5
18
0. 4
25. 05
1113
44. 84
49. 95
10. 23
二
6
18
0. 35
23. 00
1155
44. 70
46. 40
漂白浆机械强度测试数据
表6
漂白浆机械强度测试数据
硫化度 AQ 用量 抗张指数 撕裂指数 耐破指数 试验号
( % ) ( % ) ( N#m/ g) ( kPa. m2/ g) ( mN . m2/ g)
1
0
0. 2
78. 5
9. 0
6. 4
2
5
0. 08
83. 4
9. 2
6. 2
3
25
0. 05
89. 2
本次试验结果表明, 白液的硫化度下降到 5% ,
必须通过增加 AQ 加入量, 才能确保蒸煮成浆的质 量, 而较合适的 AQ 添加量为现工艺的 1 倍, 那么当 白液的硫化度下降至 5% 时, 吨浆的 AQ 成本为 2018 @ 2= 41160 元/ ADT 。
桉木性质对硫酸盐制浆及其应用的影响
桉木性质对硫酸盐制浆及其应用的影响
崔晖
【期刊名称】《国际造纸》
【年(卷),期】2009(028)006
【摘要】研究了桉木特性及其对操作效率和所制备浆料应用的影响,并指出了树种和收获时期的影响.利用具有适当高密度、抽出物和木素含量低、木素的紫丁香基与愈创木基(S/G)比值高、木聚糖和糖醛酸含量高的桉木可有效地制备硫酸盐浆.合有大量木素的木材,会使木素中S/G比值较低并且很难处理,树龄显著影响木材的化学成分和形态及其在硫酸盐制浆中的行为和浆料的应用.桉木的密度、抽出物含量以及纤维粗度都随树龄的增长而增加.桉木的半纤维素主要由在糖醛酸中含量很高的木聚糖组成,它们在硫酸盐制浆时相当稳定.保留在硫酸盐浆中的木聚糖显著提高了浆料的打浆性能.虽然树龄、密度的增加会增加纤维的粗度,对打浆有负面影响,但却提高了浆料的滤水性.
【总页数】6页(P23-28)
【作者】崔晖
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.桉木硫酸盐法制浆黑液木素提取与表征 [J], 李媛媛;王传贵;张双燕
2.桉木冷碱浸渍-挤压-硫酸盐法制浆的研究 [J], 许向阳;刘秋娟
3.桉树木材性质对其硫酸盐法制浆性能的影响 [J], 邝仕均
4.桉木硫酸盐制浆过程中使用表面活性剂作为亲水性溶解助剂 [J],
5.酸浸提对桉木硫酸盐制浆和纸浆漂白性能的影响 [J],
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桉木化学热磨机械浆的XPS和SEM分析
24. 01 23. 92
组4 20
59. 12 40. 88 0. 69 28. 30 22. 47
表面木素浓度计算公式 [ 3 ]按照公式 (1)计算 :
表面木素浓度
O /C纸页 =
- O /C碳水化合物
×Hale Waihona Puke 00%O /C木素 - O /C碳水化合物
(1) 其中 (O /C)木素取 0. 333, (O /C)碳水化合物取 0. 833。
指数和耐破指数 。
型木素才能与亚硫酸钠反应 ,从而会使磺酸基的量
1. 4 X射线光电子能谱 (XPS)进行 C1 和 O谱图分析 增加 ,一方面使木素亲水性增加 ,这有利于打浆时细
X射线光电子能谱 ( XPS) 仪器型号是 Thermo 纤维化而使纤维易于分离少受损伤 。另一方面使纤
ESCALAB 250; X 射线激发源为单色 A l Ka ( hv = 维的柔软性增加 ,提高纤维结合力 ,所以纸页强度是
它具有得率高环境污染少投资省工艺设备简单等多种优点ctmp制浆中没有去除连接纤维束间的胞间层主要化学成分是木素而且木素在胞间层的含量80远远大于在纤维细胞壁的含量2030使纤维分离不完全纤维表面类似涂敷了一层疏水性的木素如果有较多的木素在纤维表面就会影响到氢键结合纤维间的结合力就会降低成纸结构疏松纸页结合强度低等
图 1 桉木 CTM P经碱性亚钠法处理后的 XPS扫描图
对于一般的有机化合物 ,碳和氧在 XPS中的标 准结合能分别为 285eV (C1s )和 532 eV (O1s ) 。不过 由图 1可以看出 ,化学处理的作用是可以导致其结 合能变 化 的 , 随 用 碱 量 增 大 编 号 1 的 C1s峰 位 由 286. 4 eV 提高到 286. 55 eV。C1s峰位向高结合能方 向漂移 ,说明浆料表面碳水化合物含量是增加的 。
论桉木APMP浆中树脂的化学控制和机理
纪９ ０年代最具发展潜力” 的制浆工艺【 。 ｔ 一 桉木 作 为一种 阔 叶木原 料 ，由于其原 料 的特点 ，采 用 Ａ ＭＰ方法进行制 浆造 纸就不可必免 的产生许多问题 ， Ｐ 树脂 障 碍就是其 中一个重要 的问题并且 正在逐步引起各制浆 造纸厂
盐如碳酸钙（ａ ０） ｃｔ ３ 等。 白树脂 ｈｌ ＰｔｈＥ 在涂 布损 纸回收过程 中所发现的 白 ｉ ｉ ）ｌ ｅ ｃ ｉ 色沉积 物 ， 它主要来 自涂料胶 粘剂 ， 如聚乙烯醇和趣基 丁苯 胶 乳等 。
的化学平衡变得脆弱。一旦系统 的平衡状态被打破 ， 各种化学 组分 的表面 电荷就会发生变化并最终导致树脂 的聚集 和沉积。
（ 尤其是美国的南方松和我 国的马尾松） 中所含的游 离的脂 肪酸
和树脂酸、 甘油三酸醋 和不皂化物等物质 以及阔叶木中大量 含 有的不皂化物 、 醋类物质和高级醇等 。 值得注意的是 ， 植物纤 维 原料 中的树脂可 以在制浆造纸过程 中由于机 械或化学作用 而
１ 树脂障碍定 目前主要存在两种学说 ， Ｓ ａ ｓｎ等人 即 ｗ ｎｏ
的树脂表面化学学说和 Ｐｒ ｅｔ ｒ ａｍ ｎｉ 的化学平衡学说 。 ｅ
２１树脂表面化学学说 ．
．
Ｓ ａ ｓｎ等人认 为树脂 中的某些化学组分倾 向于在纸浆 ｗ ｎｏ 悬浮液的液 面上形成一层树脂膜 ，这种树脂膜受温度 、Ｈ值 ， ｐ 离子强度 等因素 的影响而发生破裂或形成树脂球 。 脂肪酸和树 脂酸 的薄膜是液态 的 ， 以它们 可以重新分散 ， 所 但是它们与钙
根据造纸 系统 中树脂 的来源可 以总分为树 脂（ｅ ｉ） 脂 Ｒｓ 、 ｎ树
沉积 物（ｔｈ ｅ ｏｉ）白树脂 ｗ ｉ ｉ ｈ ｐ ｃ ｐｓ ｓ ｉ ｄ ｔ、 ｈｅ ｔ ） ｔ Ｐ ｃ 和粘状 物（ ｉ ｉ ） Ｓ ｃ ｅ ｔｋ ｓ 等四类 ， 现分述如下【 羽 ：
杨木、桉木混合木片CTMP法制浆性能研究
杨木、桉木混合木片CTMP法制浆性能研究田超;薛崇昀;陈彬【摘要】对杨木和桉木混合木片的CTMP法制浆性能进行了研究,重点考察了混合木片磨浆后两种纤维各自的形态特点,以及不同原料配比所导致的成浆性能变化.结果表明,混合磨浆后杨木纤维随着成浆游离度的下降出现了更多的分丝帚化现象,而桉木纤维的细胞壁始终较为光滑;桉木在混合原料中所占比例的提高将使成浆白度和强度性能有所下降,但有利于保持成浆松厚度.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2010(029)012【总页数】4页(P10-13)【关键词】杨木;桉木;混合木片;CTMP;纤维形态;成浆性能【作者】田超;薛崇昀;陈彬【作者单位】中国制浆造纸研究院,北京,100020;中国制浆造纸研究院,北京,100020;中国制浆造纸研究院,北京,100020【正文语种】中文【中图分类】TS721;TS743自 20世纪 70年代世界上首条化机浆生产线投入工业化运营以来,化学机械法制浆技术就因纤维原料利用率高、化学药品用量少、污染负荷低等突出优势而得到世界制浆造纸业的青睐。
经过短短三十几年的发展,全球化机浆产能已经超过 700万t/a,在化机浆产能迅速增长的同时,纤维原料的供应却呈现出日趋紧张的局面。
特别是作为世界最大化机浆消费国的中国,在经过短暂而迅猛的产能扩张之后,木材所占比例本来就不高的纤维原料供应结构又要面临更加严峻的挑战[1-2]。
在单一品种木片很难维持生产线满负荷运转的情况下,国内化机浆生产厂家纷纷开始采用混合木片制浆,常见的形式有干材和枝丫材混合、不同材种混合等。
杨木是化学机械法制浆最为理想的原料之一,而桉木在木材原料短缺的情况下也是较适宜制化机浆的材种,在我国南方有广大的种植区域。
所以虽然桉木有密度大、纤维较短、色泽较深等缺点,但仍然可以发挥一定的数量和价格优势,来弥补杨木供应的不足。
目前国内已经有部分厂家在尝试使用杨木和桉木的混合木片进行化机浆制浆。
桉木抽出物的主要化学组成及结构类型的初步研究
桉木抽出物的主要化学组成及结构类型的初步研究
欧义芳;李忠正
【期刊名称】《南京林业大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】1996(20)3
【摘要】采用化学分析和光谱分析相结合的方法，对不同树种和树龄桉木抽出物
的主要化学组成及结构类型进行初步研究，结果表明：桉木抽出物主要集中于心材；树龄越大，抽出物越多；幼龄材的抽出物较少，适宜于制浆造纸，桉木的颜色主要是由多酚类化合物所引起的。
存放过久的桉木中的抽出物大部分变成黄粉，既不溶于水，也不溶于丙酮，只溶于稀碱或亚硫酸钠。
在制浆前采用稀碱或亚硫酸钠预处理桉木是必要的。
桉木多酚类化合物以水解单宁为主，属鞣花酸类，其次是缩合单宁。
【总页数】5页(P1-5)
【关键词】桉木;抽出物;多酚类化合物;鞣花酸;黄烷醇
【作者】欧义芳;李忠正
【作者单位】南京林业大学化学工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O629.9
【相关文献】
1.桉木化学机械浆碱木素热解特性初步研究 [J], 赵玉双;武书彬;郭大亮
2.桉木APMP预浸废水抽出物对铜绿微囊藻抑制效果的研究 [J], 万月亮;孟祥美;
李祥祥;刘廷志
3.用超临界气体抽提方法研究抚顺烟煤的组成和结构Ⅱ.1H-NMR和13C-NMR对煤抽出物的分析 [J], 田新荣;张蓬洲;杨煌
4.桉木APMP制浆废水抽出物提取及其抑藻效应研究 [J], 程富江;刘廷志;李祥祥;亓晖;钟丽鸣
5.桉木抽出物中多酚化合物的特性研究 [J], 欧义芳;李忠正
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二段浸渍对桉木木屑P-RC APMP纸浆性能及废水的影响
二段浸渍对桉木木屑P-RC APMP纸浆性能及废水的影响李四辉;施英乔;崔宏辉;韩善明;房桂干【期刊名称】《造纸化学品》【年(卷),期】2014(026)005【摘要】利用桉木木屑进行盘磨化学预处理碱性过氧化氢机械浆(P-RC APMP)制浆,研究二段浸渍过程对纸浆性能影响.结果表明:二段浸渍的温度、NaOH和化学品用量对纸浆性能影响显著,游离度随着二段磨浆道数的增加而降低;纸浆的强度和光学性能主要受NaOH用量和温度的影响;磨浆道数增加,纸浆的耐破指数、撕裂指数、不透明度和光散射系数增加而松厚度减低,但是NaOH用量增加且温度升高时,耐破指数和不透明度降低,撕裂指数和光散射系数增加而松厚度基本不变;桉木木屑较易漂白,经每道磨浆后白度均较高;白度主要受H2O2用量和温度的影响,温度升高,H2O2漂白效果降低;在温度85℃、H2O2和NaOH用量分别为70 kg/t和24 kg/t时,进行二道磨浆后白度最高,为74.88％ISO;二段浸渍过程H2O2和NaOH用量、温度和磨浆道数等不仅影响纸浆平均纤维长、伸长率和断裂长性能,而且影响过程废水水质的色度、SS和TS值;工艺A的污染负荷COD最低,为312.4 kg/t,其在较低温度和化学品用量下,纸浆性能较好.【总页数】8页(P7-14)【作者】李四辉;施英乔;崔宏辉;韩善明;房桂干【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所;江苏省生物质能源与材料重点实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室;生物质化学利用国家工程实验室,江苏南京210042【正文语种】中文【中图分类】TS749【相关文献】1.第二段低浓磨浆对P-RC APMP制浆的影响 [J], 孔凡功;詹怀宇2.化学预浸渍次数对沙柳P-RC APMP木素结构的影响 [J], 薛玉;杨桂花;陈嘉川3.桉木P-RC APMP废水和蔗渣堆场废水厌氧处理产生沼气的综合利用 [J], 傅其军;韦大振;傅其福4.桉木P-RC APMP和蔗渣堆场废水混合处理 [J], 傅其军;傅其福;张弦;强琪;陈五星;杨伟初;吴中衍5.桉木P-RC APMP废水的污染特征和生物处理研究 [J], 韩彪;施英乔;丁来保;李萍;房桂干因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
桉木抽出物对制浆的影响
桉木抽出物对制浆的影响欧义芳3 李忠正(南京林业大学化工学院,南京,210037)摘 要 研究了桉木的多酚类化合物对制浆的影响,论证了桉木制浆前采用预处理除去多酚类化合物是必要的,采用碱或黑液处理是可行的。
关键词 桉树 多酚类化合物 预处理 抽出物 桉树是适合我国南方种植的优良速生树种。
巴西、西班牙、澳大利亚、日本等国家已成功地利用桉木制浆造纸。
近十余年来,我国对桉树制浆进行了大量研究。
许多研究表明:桉木的比重大、抽出物多和颜色深是导致桉木制浆困难的重要原因,抽出物是桉木浆颜色深的直接原因[1～4]。
桉木制浆困难主要表现为纸浆颜色深、难漂白、黑液回收困难。
目前,对其原因和作用机理的研究资料尚不多见。
本文研究桉树抽出物在制浆过程中的作用,旨在从理论上探讨桉木制浆困难的原因,为解决桉木制浆困难的问题起指导作用。
1 实验原料和实验方法111 原料:雷林一号桉木,取自广东雷州林业局,树龄分别为7年和15年。
将桉木分心材、边材劈成木条,然后部分磨粉过筛(40～60目),测定水分,贮存备用。
原料木素含量为30100%(对原料,乙酰溴法),综纤维素为72128%,A2纤维素为44100%,多戊糖为14128%。
112 方法:桉木抽出物含量分析参照《植物单宁化学》[5],纸浆中木素分析采用乙酰溴方法[6]。
“未抽”和“已抽”样品的用碱量分别为22%和18%(N a2O计),硫化度均为22%;液比均为1∶5。
将甘油预升温到95℃,然后放入蒸煮器,使之温度保持在90℃开始计时。
113 仪器和设备:恒温水浴锅,索式抽提器, 8×1L回转式蒸煮器,离心机,岛津U V2365紫外分光光度计。
2 结果与讨论211 桉木抽出物的含量及其化学成分的分析表1 雷林一号桉木抽出物含量(%)树龄丙酮1%N a OH乙醚热水苯2醇(年)心材边材心材边材心材边材心材边材心材边材721800156111948185014501263123017821130197 15817131041712210173016101159153316631952146 从表1可以看出:桉树的树龄越大,抽出物越多;心材的抽出物比边材多;各种溶剂的抽出物中以1%N aO H抽出物最多,其次是热水及丙酮抽出物。
APMP法制浆过程中桉木的化学成分的变化
APMP法制浆过程中桉木的化学成分的变化Ξ谢益民 伍 红 赖燕明 顾丽娟 韦 祁(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 广州510641)摘要 本文针对桉木的化学特性,用化学分析和光谱分析相结合的手段,对APMP(碱性过氧化氢机械浆)制浆过程中桉木的化学组成(木素、多酚类物质、纤维素等)的含量及结构进行了系统性分析,结果表明:我国华南地区出产的桉木含有较多的多酚类化合物(K ino),但是大部分的多酚类化合物可以通过汽蒸—挤压预处理和碱性过氧化氢处理来除去,成为化机浆废水的成分而排出,只有极少部分残留在纸浆中,从而避免多酚类化合物在高温下发生缩合、沉积在纤维表面而发生树脂障碍。
APMP法制浆对于半纤维素和纤维素的影响比较小,对木素的作用也只是改变其化学结构。
APMP法制浆废液成分中有多酚类物质、木素和碳水化合物的降解产物等。
关键词:APMP浆 桉木 多酚类化合物 木素 红外光谱前 言 AMPM法是九十年代初美国SPROU T—BAU ER公司开发的专利技术,其主要原理是在磨浆前用高压缩比螺旋进行挤压处理,强化药液浸透,然后即加入H2O2和NaOH等化学药品进行漂白反应,从而省却了在磨浆后再进行漂白的一系列设备,是集化学处理及机械处理于一体的目前最先进的高得率浆的制浆方法之一。
APMP法具有动力消耗低、浆料白度高、纸浆纤维长、环境污染少、投资省、占地面积小等多种优点,尤其适用于阔叶木制浆[1]。
我国是世界上桉木的主要生产国之一,主要分布在广东、广西和海南岛,国内外对桉木制浆的研究主要集中在硫酸盐法和烧碱蒽醌法的制浆工艺方面。
然而,桉木中含有较多的多酚类化合物在高温的碱性溶液中易发生缩合及脱羧反应而沉积在纤维表面,影响纸浆的可漂性和印刷适应性,从而在硫酸盐法蒸煮过程中发生树脂障碍[2]。
但是这些物质易溶于温度较低的碱性溶液中,而且在低于120℃左右的碱性溶液中会发生分解[3]。
因此采用APMP法制浆,可以有效地减少碱液消耗,解决多酚类等物质的障碍,制造高得率、高白度的桉木浆。
桉木APMP制浆工艺及其优化
在 同等 预 处 理 条 件 下 ， 经 挤 碾 （ Ｃ 未 Ｓ ＭＰ ， 白度 外 ， 他 质量 指 标 均 ）除 其
的木 片与经过 挤辗后 的木 片相 比 ， 白
已达 到 Ａ级 质量 指 标 。 此 如 果 考 虑 因
使 用 蔗 渣 ＳＣＭ Ｐ与 桉 木 ＡＰＭ Ｐ配 抄 ，
定 其 他 预 处 理 条 件 情 况 下 ， 加 ０． 添
８ ｍｍ ， 过 次 数 ５～６ 。 通 次
图２ Ｈ Ｏ 用 量 对 白 度 的 影 响 ：：
中 图 分 类 号 ： Ｓ ４ ． ； Ｓ ２ ． Ｔ７ ２Ｔ７ １ ’ 文 献 标 识 码 ： ＾ 文章 编 号 ： ０ ７ ９ １ｚ ｏ ） ７ ０ ５ １ ０ － ２ （ ｏ ６ ｏ －０ ５ １
桉 木 原 料 的 化学 成分 为 ： 分 适 （ 图３ 。 水 见 ） １ ． ０ ， 水 抽 出物 ３． ８ Ｎａ １４ ％ 热 ９ ％， ＯＨ 为 了 减 少 金 属 离 子 对 ＡＰＭＰ的 白 度 影 响 ， 研 究 采 用 了 两 种 不 同的 本 螯合剂添加 工艺 ：１在预处理前 ， （） 用
４ ％ＤＴＰＡ后 与 没 有 添 加 螯 合 剂 的 纸 浆相 比较 ， 白度 相 差 ６ ％～ ７ Ｓ ％Ｉ Ｏ。
度相 差 高 达 ４ ％Ｉ Ｏ。 中等 程 度 的 ５ Ｓ 而
挤碾 与挤辗 木 片 结构 达 到完 全 疏松
０２
２
结 果 与ห้องสมุดไป่ตู้讨 论
Ｎａ ＯＨ用 量 、 Ｏ， 量 、 处 理 Ｈ， 用 预
２１ 工 艺 优 化 ．
温度、 ＤＴＰＡ用 量 对 纸 浆 性 质和 白度 的 影 响 分 别 如 图 １ 图４ ～ 。 化 机 浆 预 处 理 的 目的 不 是 脱 除
APMP制浆的研究与应用现状
当地大量的工业较少利用的廉价阔 号桉和巨尾桉碱性过氧化氢机械浆 据，同时对目前北方广大地区的速
叶木资源，又可为开发木浆造纸、 （ＡＰＭＰ）的预处理工艺条件及制浆过 生杨用于 ＡＰＭＰ化机浆也会是很有益
降低木材纤维原料紧缺的压力提供 程中各种主要化学组份的变化进行 的借鉴。
良好的发展空间。
了研究。在本论文实验条件下，用
近年来国内对 ＡＰＭＰ 的兴趣不是
傅其容等［１７］对蓝桉ＡＰＭＰ印刷纸 原国家轻工局组织的鉴定和验收，
仅停留在学术研究上，而是在有条 纸页结构与印刷适性进行了探讨、 项目均达到或超过合同规定的经济
件的单位和地区相继引进了多套 分析了配抄纸页的强度与光学性质。 技术指标，验收及鉴定委员会对科
ＡＰＭＰ 生产线，像鸭绿江造纸厂、岳 利用光透射技术通过图像分析仪测 研成果的先进性给予了肯定并对应
外对各种原料的 ＡＰＭＰ 制浆的研究， 纸原料紧缺的问题。
应用技术，并进行了中试［２０］。在此
对推动各厂家利用当地木材资源开 ３ ＡＰＭＰ 浆配抄性能的研究现状
基础上，于２０００ 年１０～１１月在云南
发 ＡＰＭＰ 制浆起到了积极作用，同时 下面是国内一些单位或个人对 保山地区造纸厂的 ＡＰＭＰ化机浆生产
目前，国际上对 ＡＰＭＰ 的研究颇 多，桉木、云杉、杨木、松木、以及 非木材纤维原料如红麻等 ＡＰＭＰ 制浆 技术都已比较成熟。跨国公司安德里 茨（Ａｎｄｒｉｔｚ）不但销售 ＡＰＭＰ制浆设 备，而且对各材种 ＡＰＭＰ 制浆的研究 也走在世界前列。美国春田的科研开 发中心在这方面也做了大量工作，并 为购买设备的用户进行中试试验，为 引进的生产线提供可靠的技术依据。 另一 ＡＰＭＰ 设备销售公司为加拿大的 Ｈｙｍａｃ，也拥有自己的研发中心，从 事同样的研究工作。杨木 ＡＰＭＰ 制浆 工艺由Ｓｃｏｔｔ纸业集团开发并申请专 利。自 １ ９ ８ ８ 年以来，加拿大阿尔
桉木的化学组成及材性对KP法制浆特性的影响_谢益民
桉木的化学组成及材性对KP法制浆特性的影响谢益民 伍 红 赖燕明(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广州,510641)摘 要 以易蒸煮和难蒸煮两种桉木为原料,用蒸煮实验与化学分析和色谱分析相结合的方法,对抽出物含量、木素结构、糖组成和基本密度等因素对硫酸盐法制浆特性(纸浆得率和硬度)的影响进行了研究。
结果表明,造成不同桉木树种之间制浆特性差异的主要原因是木素中缩合型结构所占的比例、多酚类抽出物含量以及木材中中性糖的含量;而基本密度只是在一定程度上影响着用碱量和得率,但不是影响制浆特性的决定因素。
关键词 桉木 木素结构 抽出物 硫酸盐法蒸煮 随着造纸工业的持续高速发展,造纸原料(特别是木材原料)的稳定供应已成为一个重要的课题。
全世界造纸界对桉木原料的期望一直非常高,然而,桉木中的一部分品种用于硫酸盐法制浆时,不仅纸浆得率低,而且蒸煮时耗碱量也较大,被认为是不适合用来制硫酸盐浆,称之为难蒸煮材种。
相反,有一些桉木树种,特别是人工造林的优良树种,在硫酸盐法蒸煮过程中不仅得率高,而且耗碱量也低,被称为易蒸煮材种[1,2]。
研究桉木的制浆特性与其材性和木素结构的相互关系,从而找出影响桉木硫酸盐法蒸煮的关键因素,不仅可以为优化蒸煮工艺条件提供理论依据,而且还能指导造纸用优良桉木品种的定向培育。
本研究选择了一种很难蒸煮的多枝桉(Eucalyptus viminalis)和一种很容易蒸煮的蓝桉(Eucalyptus globulus)为实验材料,一方面通过硫酸盐法蒸煮实验了解它们制浆特性,另一方面通过研究原料化学组分和木素结构探讨影响制浆特性的主要因素。
1 材料及实验方法1.1 材料采用澳大利亚东南部生产的多枝桉(天然林材,基本密度691.9kg/m3)以及蓝桉(18年树龄的人工林,基本密度为618.4kg/m3)作为实验的原料。
1.2 蒸煮实验木片的蒸煮实验,采用5L实验室蒸煮器,蒸煮条件为硫化度25%,活性碱(A.A.)11%～28%(以Na2O计),液比1∶4,H因子1029。
桉木化学热磨机械浆的XPS和SEM分析
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1. 2. 2 PF I打浆 将已处理的浆料充分洗涤 、解离 、浓缩后进行打
作者简介 : 王香平 ,女 ,硕士研究生 ,主要从事造纸湿部化学与清洁生产方面的研究 。 3 资助项目 : 国家自然科学基金 (20776054)资助课题 。
引言
1 实 验
化学热磨机械浆 (CTM P)是在传统的 TM P基础 上发展起来的集化学处理和机械处理于一体的先进 高得率制浆方法之一 。它具有得率高 、环境污染少 、 投资省 、工艺设备简单等多种优点 [ 1 ] 。
在 CTM P制浆中 ,没有去除连接纤维束间的胞 间层 (主要化学成分是木素 ) ,而且木素在胞间层的 含量 ( 70% - 80% )远远大于在纤维细胞壁的含量 (20% - 30% ) ,使纤维分离不完全 ,纤维表面类似 涂敷了一层疏水性的木素 ,如果有较多的木素在纤 维表面 ,就会影响到氢键结合 ,纤维间的结合力就会 降低 ,成纸结构疏松 ,纸页结合强度低等 。现代分析 手段和先进仪器的进步 ,为对纤维表面进行更深入 系统的研究提供了良好的条件 。本文用 X 射线光 电子能谱 (XPS)和扫描电子显微镜 ( SEM )对经碱性 亚钠法处理后的桉木 CTM P纤维表面特征进行研 究 ,探讨纤维表面不同木素含量与纸页强度的关系 。 碱性亚钠法的化学处理可以改善纸浆强度和表面特 性 , NaOH 可以使纸浆纤维润涨软化 ,能够和木素反 应导致小分子量的木素溶出 ,提高制浆的物理强度 指标 ; Na2 SO3通过对木素的磺化作用 ,提高了化机 浆纤维的亲水性和柔韧性 ,使得磨浆过程相对容易 , 提高纤维的细纤维化 。
27147085_桉木化机浆制浆废水多组分成分分析
·桉木化机浆废水·桉木化机浆制浆废水多组分成分分析黄在恒1，2秦香1刘熹2朱添3农光再1，*杨琦峰2，*（1.广西大学资源环境与材料学院，广西南宁，530004；2.广西博世科环保科技股份有限公司，广西南宁，530007；3.广西大学轻工与食品工程学院，广西南宁，530004）摘要：通过气相色谱/质谱联用仪（GC/MS ）、高效液相色谱/质谱联用仪（HPLC/MS ）等方法系统测定了桉木化机浆制浆废水成分，并进行了定性和定量分析。
结果表明，桉木化机浆制浆废水中含有大量木质素、半纤维素、有机物、糖类等，其中木质素含量较高，为73g/L ，是杨木化机浆制浆废水的1.2倍；有机污染物40多种；桉木化机浆制浆废水中还检测出多种糖类，是后续厌氧处理的基本条件。
关键词：桉木化机浆；废水；成分分析；GC -MS ；HPLC -MS 中图分类号：X793文献标识码：ADOI ：10.11980/j.issn.0254-508X.2022.06.010Multi -component Analysis of Eucalyptus Chemi -mechanical Pulping WastewaterHUANG Zaiheng 1，2QIN Xiang 1LIU Xi 2ZHU Tian 3NONG Guangzai 1，*YANG Qifeng 2，*（1.School of Resources ，Environment and Materials ，Guangxi University ，Nanning ，Guangxi Zhuang Autonomous Region ，530004；2.Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Nanning ，Guangxi Zhuang Autonomous Region ，530007；3.School of Light Industry and Food Engineering ，Guangxi University ，Nanning ，Guangxi Zhuang Autonomous Region ，530004）（*E -mail ：gz.nong@ ；qfyang@ ）Abstract ：The components of eucalyptus chemi -mechanical pulping wastewater were systematically determined by GC/MS ，HPLC/MS and other methods with qualitative and quantitative analysis.The results showed that eucalyptus chemi -mechanical pulping wastewater contained a large amount of lignin ，hemicellulose ，organic matter ，sugar ，etc.The high content of lignin reached 73g/L ，which was 1.2times that of poplars chemi -mechanical pulping wastewater.Moreover ，the types of organic pollutants were more than 40.A variety of sugar was also de⁃tected in the eucalyptus chemi -mechanical pulping wastewater ，which was the basic condition for subsequent anaerobic treatment.Key words ：eucalyptus chemi -mechanical pulp ；wastewater ；composition analysis ；GC/MS ；HPLC/MS自21世纪以来，我国造纸工业发展进入了飞速递增的阶段，但造纸工业产生的废水污染物会对环境产生影响[1]，包括全球变暖、人类毒性、生态毒性等环境问题[2-3]。
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APMP法制浆过程中桉木的化学成分的变化Ξ谢益民 伍 红 赖燕明 顾丽娟 韦 祁(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 广州510641)摘要 本文针对桉木的化学特性,用化学分析和光谱分析相结合的手段,对APMP(碱性过氧化氢机械浆)制浆过程中桉木的化学组成(木素、多酚类物质、纤维素等)的含量及结构进行了系统性分析,结果表明:我国华南地区出产的桉木含有较多的多酚类化合物(K ino),但是大部分的多酚类化合物可以通过汽蒸—挤压预处理和碱性过氧化氢处理来除去,成为化机浆废水的成分而排出,只有极少部分残留在纸浆中,从而避免多酚类化合物在高温下发生缩合、沉积在纤维表面而发生树脂障碍。
APMP法制浆对于半纤维素和纤维素的影响比较小,对木素的作用也只是改变其化学结构。
APMP法制浆废液成分中有多酚类物质、木素和碳水化合物的降解产物等。
关键词:APMP浆 桉木 多酚类化合物 木素 红外光谱前 言 AMPM法是九十年代初美国SPROU T—BAU ER公司开发的专利技术,其主要原理是在磨浆前用高压缩比螺旋进行挤压处理,强化药液浸透,然后即加入H2O2和NaOH等化学药品进行漂白反应,从而省却了在磨浆后再进行漂白的一系列设备,是集化学处理及机械处理于一体的目前最先进的高得率浆的制浆方法之一。
APMP法具有动力消耗低、浆料白度高、纸浆纤维长、环境污染少、投资省、占地面积小等多种优点,尤其适用于阔叶木制浆[1]。
我国是世界上桉木的主要生产国之一,主要分布在广东、广西和海南岛,国内外对桉木制浆的研究主要集中在硫酸盐法和烧碱蒽醌法的制浆工艺方面。
然而,桉木中含有较多的多酚类化合物在高温的碱性溶液中易发生缩合及脱羧反应而沉积在纤维表面,影响纸浆的可漂性和印刷适应性,从而在硫酸盐法蒸煮过程中发生树脂障碍[2]。
但是这些物质易溶于温度较低的碱性溶液中,而且在低于120℃左右的碱性溶液中会发生分解[3]。
因此采用APMP法制浆,可以有效地减少碱液消耗,解决多酚类等物质的障碍,制造高得率、高白度的桉木浆。
所以分析其制浆过程中化学成分的变化并测定制浆废液的化学成分是不容忽视的基础研究。
在本研究中,为了深入了解三种桉木在APMP法制浆过程中的特性,除了采用常规的化学分析方法以外,还用红外光谱法分析抽出物的化学组成。
对于APMP法制浆废水中的物质,采用酸析沉淀、离心分离、萃取等方法进行分离,并结合红外光谱分析来了解废液各组分的化学成分。
1 实 验1.1 原料a.雷林1号桉(E.leilin No.1,广东产),基本密度556.0Kg/m3b.细叶桉(E.Tereticornis,广西产),基本密度573.5Kg/m3c.柠檬桉(E.Citriodora,广西产),基本密度609.5Kg/m31.2 APMP浆的制取三种桉木的APMP浆是在AndritzΞ本课题为华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室开放基金资助项目Sprout Barer 公司制的APMP 中试设备上进行挤压处理后,再进行化学预处理及磨浆而制得。
其工艺流程如下:预处理条件第一段第二段温度70℃70℃液比1∶41∶4时间60min 60min NaOH 6% 1.8%H 2O 21% 3.5%MgSO 40.05%0.05%Na 2SiO 3 1.5% 1.5%EDTA0.1%0.4%1.3 木粉的制取三种桉木试样的木粉制取方法均参照Tappi Standard T257hm -85。
1.4 三种桉木抽提物的测定对三种原料的木粉以及APMP 浆用苯醇混合物、丙酮、热水以及1%NaOH 进行抽提,方法均参照Tappi Standard ,用SP2000型红外分光光度仪(P YEUN ICAM 公司生产),对苯醇抽出物和丙酮抽出物作红外光谱分析。
1.5 桉木原料木粉和APMP 浆化学组成分析K lason 木素的测定采用72%硫酸法。
酸溶木素的测定采用751G 紫外分光光度计,波长选用205nm ,吸光系数用110l/g ·cm 。
纤维素含量采用硝酸—乙醇法测定,聚戊糖含量采用糠醛蒸馏法测定。
1.6 APMP 制浆废液的分析滴定废液使其p H 值在2左右,再对滴定过的溶液进行离心分离,把废液分成水溶物和水不溶物,再用醋酸乙酯对水溶物进行萃取,将其分为水可溶物和醋酸乙酯抽出物两部分。
用红外光谱分析物质构成。
2 结果与讨论2.1 三种桉木试样的化学组成的分析表1 三种桉木的化学组成(%)浆种测量值项目溶液抽出物热水苯醇丙醇1%NaOH 聚戊糖硝酸乙醇纤维素木素K lason 木素酸溶木素总量雷林1号 3.560.900.7312.3217.6346.8527.98 3.2731.25细叶桉 5.44 1.12 1.7512.7819.5145.2529.14 4.3033.24柠檬桉3.251.961.6514.9425.1551.8523.074.1927.26 如表1所示,雷林1号和柠檬桉的热水抽提物含量基本接近,而细叶桉则相对较大,所以制浆过程中为了去除聚糖类、果胶质、以及单宁、色素等多酚类物质,细叶桉的耗碱量要比其余两个树种大。
柠檬桉的苯醇抽提物在三种树种中含量最多,说明抽提出的脂肪、蜡、树脂、多酚类等物质较多。
而丙酮抽提物主要为多酚类化合物,桉木中多酚类化合物主要成分为K ino 即鞣花酸(C 14H 6O 8)及其缩合物,它们分布于导管、木纤维和薄壁细胞中,对制浆质量有很大的影响,例如增加耗碱量,高温下缩合后沉积在纤维表面,影响白度及可漂性[4],细叶桉和柠檬桉的丙酮抽提物含量接近,而雷林1号则比两者小。
1%NaOH 抽提物中除了热水可抽提出的物质外,还可溶出部分木素、聚戊糖、聚己糖、树脂酸及糖醛酸等,分析桉木等热带速生材时,1%NaOH 抽出物含量在一定程度上反应了多酚类物质的含量。
所以综合考虑这三种桉木的热水和有机溶剂抽出物,细叶桉所含的单宁及其它多酚类化合物比较多,柠檬桉中含有较多的脂肪、蜡、树脂等单宁以外的抽出物,而雷林1号所含各类抽出物成分均比较少。
21《广东造纸》 1997.No.5～6聚戊糖和硝酸乙醇纤维素的含量分别反映了桉木中半纤维素和纤维素的含量。
柠檬桉的聚戊糖和硝酸乙醇纤维素的含量均比其余两种桉木要高,而K lason木素含量和酸可溶木素含量却比其余两种桉木要低得多,所以从原料的主要成分来看,柠檬桉的制浆价值相对大些。
由于细叶桉所含的单宁及其它多酚类化合物比较多,本研究选择细叶桉作为代表,对其木粉的丙酮和苯醇抽出物作了红外光谱分析,分析结果如图1和图2。
从细叶桉木粉苯醇抽出物和丙酮抽出物的红外谱图可以看出,两谱图的大部分基团是相同的,说明丙酮抽出物和苯醇抽出物很相近,图2中1740cm-1处的吸收峰比图1相应处的峰大,说明丙酮更容易抽提出鞣花酸类化合物[6,7]。
1620cm-1和1520cm-1左右处的峰表示有芳香环,但是从1520cm-1处峰的大小可以明显看出苯醇的抽出量更多一些,此类芳香环属于单宁以外的多酚类苯环结构。
从1330cm-1、1250cm-1处的峰判断,苯醇和丙酮对于在1、3、4、5位有取代基的芳香环化合物(类似于紫丁香环化合物)的抽出能力都比较强。
图1 细叶桉木粉苯醇抽出物图2 细叶桉木粉丙酮抽出物2.2 三种桉木在APMP制浆过程中化学成分的变化2.2.1 预汽蒸和挤压处理过程中化学成分的变化APMP制浆之初,由于先对试样进行预汽蒸和采用高压缩比的预浸螺旋压榨机挤压处理,因此增大了木片与药液的接触面积,保证木片能很好地吸收药液,并将木片中的废液挤出,以减少后阶段药品的消耗。
从被挤压处理后的木片的热水抽出物含量的变化就可说明这一点。
通过实验发现,雷林1号由3.56%降至2.17%,下降了39.0%;细叶桉降低幅度最大,从5.44%降到2.02%,下降了62.9%;柠檬桉则由3.56%降至1.65%,下降了49.2%。
可以认为预汽蒸和挤压处理不仅能改变木片的物理性能以加快药液的渗透并减少磨浆能耗,而且还能大大减少热水抽出物含量,也就是说减少单宁、色素、淀粉、果胶质、多乳糖和各种多酚类物质,从而减少后续处理过程中碱和过氧化氢的消耗。
因此改善预汽蒸和预挤压条件,最大限度地降低热水抽出物的含量是降低化学药品消耗并得到具有较高白度的APMP浆的前提。
2.2.2 碱性过氧化氢处理和磨浆过程中的化学成分的变化 表2 三种桉木的APMP浆化学组成(%)浆种测量值项目溶液抽出物苯 醇丙 酮聚戊糖硝酸乙醇纤维素木素K lason木素酸溶木素总量雷林1号0.480.15213.7756.1128.16 3.2131.37细叶桉0.450.23515.4055.5027.41 3.7031.11柠檬桉0.450.30917.7060.1322.43 3.7126.14 APMP浆的化学成分分析结果如表2所示,无论是雷林1号还是细叶桉和柠檬桉,苯醇抽出物在制浆过程中的下降幅度比较大,特别是柠檬桉降低至原来的1/4,可以认为大部分单宁和色素等抽出物在制浆过程中被溶出,但是少量蜡质和脂肪可能尚有保留。
可以预见,APMP浆制成的纸的印制适应性较好。
图3为细叶桉APMP浆苯醇抽出物的红外光谱图,与原料的苯醇抽出物的红外光谱图相比,1600-1680cm-1处的吸收峰显得特别强,这是木素和多酚类化合物的氧化产物所造成的,说明APMP制浆过程中H2O2和NaOH的作用使得一部分木素和多酚类化合物被氧化降解为邻醌结构。
丙酮抽出物有大幅度的降低,尤其是雷林1号APMP,其丙酮抽出物的含量降至0. 152%,这也是其浆白度高于其它两者的原因之一。
我们对细叶桉APMP浆丙酮抽出物作了红外光谱分析,如图4所示。
从与其原料木粉的丙酮抽出物的红外光谱(图2)的对比中可知,在1740cm-1处鞣花酸(ellagic acid)等多酚类物质的—COOH的吸收明显减弱,可见鞣花酸等在APMP制浆过程中能被有效地除去。
而在硫酸盐法蒸煮中鞣花酸在高温高压下与Ca2+、Mg2+等金属离子发生缩合,产生浓黄色的粘性很强的物质,残渣留在纸浆上,使纸浆产生较深的色调而发生鞣花障碍[4]。
相比较而言,APMP制浆过程中由于在较低的温度下用NaOH两段处理使得鞣花酸较难缩合而大量被溶出。
1600～1680cm-1处的峰较大,主要为木素和多酚类化合物的共轭羰基,这也说明经APMP制浆后,不仅多酚类化合物被氧化,而且还产生了较多的木素降解产物,这其中有一部分是H2O2漂白过程中形成的邻醌结构[8]。
图3 细叶桉APMP浆苯醇抽出物图4 细叶桉APMP丙酮抽出物 如表2所示,三种桉木APMP浆中的聚戊糖含量明显比原料中的聚戊糖要低,表明APMP制浆过程中部分聚戊糖溶于碱液之中。