高得率浆方法

2．APMP制Leabharlann Baidu机理
⑴ 第一段预浸， NaOH 含量较高，木素和苯醇抽 出物溶出多，白度下降； ⑵ 第二段预浸， H2O2含量较高，H2O2氧化木素共 轭羰基，白度大幅度上升； ⑶ 带药磨浆，聚戊糖大幅溶出，白度仍增长较 快； ⑷ NaOH使木素小分子，愈创木基型及苯醇抽出 物溶出；碱性H2O2改变木素的结构使共轭羰基 下降，白度上升，但邻醌结构增多，所以白度 提高有限。
第三章 机械法、化学机械法、 半化学法制浆
1.名词术语
⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑸ ⑹ SGW 磨石磨木浆、常压磨木浆 PGW 压力磨石磨木浆 TGW 高温磨石磨木浆 RMP 盘磨机械浆 TMP 预热盘磨机械浆 PRMP 压力盘磨机械浆
⑺ CMP 化学盘磨机械浆 ⑻ （B）CTMP 化学预热木片磨木浆 ⑼ APMP 碱性过氧化氢机械浆 ⑽ SCMP 磺化化学机械浆 ⑾ Bio-MP 生物机械浆(BMP) ⑿ SCP 半化学法制浆 ⒀ NSSC 中性亚硫酸盐半化学浆 ⒁ ASSC 碱性亚硫酸盐化学浆
2．化学处理所需的药品 ：NaOH, Na2CO3 ，Na2SO3 3．化学处理的任务：实现纤维的软化 ⑴软化作用：软化能降低磨浆能耗，节约生产成本； 软化后能较多分离出完整纤维，增加长 纤维组分，提高浆强度。 ⑵化学软化不可逆，热处理软化是暂时的，冷却后复原。 ⑶吸收水分：半纤维素和木素的无定形结构，能或多或少 的吸收水分，起塑化剂作用，使纤维软化。
⑵碎片：指磨浆过程形成的粗短纤维束，用碎片分析测定。
3．纤维形态：
⑴显微镜（显微投影仪）：纤维的长度、宽度。 细纤化程度、纤维束； ⑵纤维分析仪（ Kajaani）：测纤维长度、粗度； ⑶液体渗透法：浆料的比表面积、比容积、可压 缩性。
4．机械强度和光学性能 抄成手抄片后测定 松厚度、各项强度 （包括表面强度、Z向强度）白度、色度、不透 明度、光散射系数等。
2．盘磨机的结构 （三盘磨）
⑴ 机壳：下机壳～刚性支架，有2个轴承座，底部开孔 排料。 上机壳～封闭盘磨，缷开上机壳可更换齿盘。 ⑵ 磨盘（齿盘） 转盘：双工作面，安装在主轴上 定盘：带齿片，可轴向移动，调整间隙 ⑶ 螺旋进料器（给料螺旋） 75～150RPM ⑷ 盘磨间隙调节系统：液压伺服系统，精度0.01mm ⑸ 密封系统：冷却填料、防止纤维渗入填料函，冷却水
OH

⑵木素的化学改性 ① 温和的化学处理，木素的磺化引入磺酸 基，强亲水基，水合作用比羟基阴离子 大，润张能力大大提高。 ② 木素的酚羟基在碱性条件下有更大的吸 水能力。
㈢ CTMP生产的重要影响因素
1．原料： ①原料的种类及产地， ②原料的水分达到饱和点， ③原料中的杂质：树皮、朽材、木节、砂 石。
㈢盘磨机磨浆的主要影响因素
1．材种 ⑴针叶木磨浆质量＞阔叶木 ⑵木材密度大撕裂因子↓，打浆度↑ ⑶密度小，生长快，秋材含量高，抽出物 含量低的木材，浆质量好。
2．磨浆浓度： 第一段25％ 第二段20％ 磨浆浓度对成浆的物理强度 ( 耐破、撕裂) 影响较大。
3．预热温度（压力）和预热时间 （TMP、CTMP影响较大）
△ 潜态：高浓磨浆时，纤维发生扭曲和缠 卷，一旦放料冷却后，即被固着，影响 纸浆强度的发展。 消潜：在浆浓≤4％ ， 温度60～70℃，搅 拌40～60min，使扭曲和缠卷的浆舒展开， 稳定浆质量，称消潜。
复习参考题
1.下列缩写分别代表哪种高得率浆：SGW、RMP、TMP、CMP、 CTMP、APMP、SCMP、BMP、NSSC。 2..简述APMP的流程、制浆原理及主要影响因素。 3.CTMP制浆的原理及主要影响因素是什么？
纸板 , 书写 , 印刷 , 文化 用纸 纸板 , 书写 , 印刷 , 文化 用纸 纸板 , 书写 , 印刷 , 文化 用纸
90～95
85～95 90～92 90～92
70年代
80年代
PGW、TGW
NSSC、ASSC、
提高强度
Bio-MP 、SCP、
第一节 磨石磨木浆
自学
第二节 化学机械浆
一．盘磨机械浆机理及影响因素 ㈠盘磨机的类型与结构 1．盘磨机的类型 ⑴单盘磨：1个定盘＋1个动盘 ⑵双盘磨：由两个转向相反的动盘组成 ⑶三盘磨：两个定盘＋中间动盘
6．磨盘特征
⑴齿形：①齿的长短、粗细、数量；②齿槽的深浅、 宽窄和分布；③浆档的设置；④齿纹的排列与分布； ⑤齿盘各区的划分与面积。 ⑵齿盘锥度：单位径向齿长上的坡度大小。 锥度的目的：原料易于进入，避免机械能量骤增。 磨浆浓度↑→锥度↑ ⑶齿角（25～45°）：增大齿角，有利于发展纤维强 度。减小齿角切断作用增大，细纤化作用减小。 ⑷齿盘材料：影响盘磨寿命的最重要因素。 冷硬铸铁齿盘，铬、镍、钼合金齿盘，陶瓷、 塑料齿盘。
㈠ CTMP的生产流程及工艺条件
木片 洗涤→常压汽蒸→化学浸渍 →预热→磨浆→消潜池
常压气蒸10min，预热 2～5min，120～135℃, Na2SO3 1～5％， NaOH 0～3％ 核心设备：预浸器或双螺杆挤浆机
㈡ CTMP的化学处理
1．化学处理的目的 ⑴ 在提高纸浆得率的基础上，满足产品性能需求 （物理强度、光学性能）； ⑵ 降低生产成本，少用或不用高价的长纤维化学 浆； ⑶ 开辟制浆原料来源，利用中等密度阔叶木； ⑷ 软化纤维，提高强度，减少碎片，为改善质量 创造条件； ⑸ 节约磨浆能耗，延长磨浆设备齿盘的寿命。
1. 破碎区：磨盘的中心部分，称为磨腔。 这部分齿盘间隙最大，刀片厚、刀数少。 在此区段木片在高温下首先破碎成火柴 秆状小木棍。 2.粗磨区：盘磨间隙由内向外逐渐变窄， 原料停留时间较长，逐渐被磨成针状木 丝，在相互摩擦及齿盘作用下，被离解 为纤维束或部分分离成单根纤维。
3．精磨区：在齿盘外围的区域，齿数增多， 齿沟变窄，由粗磨区流过来的纤维束及 单根纤维，在此区域受到一定程度的细 纤化和进一步离解后，离开盘磨机。
化学处理就是要在不伤害做为骨架纤维素的同时， 尽可能使更多的水进入，增加水合作用，促进润胀。
4．化学处理的作用原理
⑴木材纤维的润胀（木材的软化） ①木材组分的软化温度：
绝干 木素134～235℃ 半纤维素167～217℃ 纤维素231～253℃
含水30～40％
100℃
85℃
231～253
②木素、半纤维素为无定形高分子物质，吸水 促进润张，起塑性作用，开始软化。 ③半纤维素在碱作用下脱乙酰基形成羟基，易 吸水。 乙酸钠 溶出，形成羟基 乙酰基 ④半纤维素的伴生物（分子量较小、含糖醛酸 较多者）在碱液中极易溶出，在细胞壁和胞 间层形成小孔隙，水可进入，促进润涨。
二、APMP 1.APMP的生产流程
木片 洗涤→常压预蒸→一段螺旋压榨→一
段浸渍管→二段常压预蒸（反应器）→二段螺 旋压榨→二段浸渍→三段常压预蒸→第一段磨
浆→洗涤脱水→第二段磨浆→消潜池
核心设备：螺旋压榨机（挤碾机） ，压缩 比1：4，高浓盘磨机。 H2O2 4%, NaOH 6%，浆白度 80 ％，裂断长 4.0Km，能耗1000 kwh/t
3．生产APMP的主要影响因素
⑴螯合剂的添加：掩蔽过镀金属，保护H2O2。 DTPA,EDTA,磷酸盐类。 ⑵预浸处理 第一段以木片润胀及皂化树脂为主，NaOH含量高； 第二段以提高白度为主，H2O2含量高； 预浸温度以不使H2O2分解，85℃为宜，时间＜1h； ⑶磨浆控制： 尽量高浓，以减少纤维切断，控制叩解65°SR ⑷后处理：消潜以利抄造，补充草酸可提高白度。
2.预浸渍工艺：
⑴预汽蒸：排除空气，提高温度，常压2min ； ⑵木片挤压：保证木片均匀吸收药液，压缩比1:4； ⑶预浸的温度与时间：2～5min 针叶材120～135℃ 阔叶材60～120℃ ； ⑷预浸时化学药品用量及pH值：
Na2SO3用量↑→磺化度↑→浆强度↑白度↑→能耗↓→光学性能↓ NaOH↑→促进润胀→浆浓度↑、白度↓→能耗↓→得率↓ pH↑→磺化度↑→白度（pH=7.5）最高
细(F)
65～69
2.2 2.1
0.06～0.10 ＜0.06
2.8 书写纸、印刷纸、
板纸
特细(EF) 69～73
2.8
涂布或
不涂布高级纸
2．机械浆的质量检查
1.游离度：加拿大标准游离度(CSFmL)；肖伯氏滤水度（°SR） 换算 CSF 100 200 300 400 500 600 700 800 °SR 68.0 51.5 40.3 32.0 25.3 20.0 15.5 11.5 2.筛分析和碎片测定 ⑴筛分析:使用筛分仪分成若干级分,各级分的质量百分率；
第三节 机械法制浆的质量评价
1.机械浆的质量等级
等级 粗(C) 打浆度
（°SR）
松厚度
（cm3/g）
碎片含量％ 0.25～0.6 0.15～0.20
抗张力
（N/cm）
用途 板纸中层
新闻纸、胶版纸 杂质纸、 型纸 纸板衬层
40～59
2.8～3.5 2.4
2.0～2.1 2.6
标准(S) 60～67
4．磨浆能耗与能量分配
⑴磨浆能耗（kwh/t）
SGW 1100~1300, TMP 1800~2300 RMP 1600~2200,
⑵能量分配 纤维的离解20～30％， 精磨70～80％
5．磨盘间隙
⑴ 第一段离解纤维，间隙大些；第二段精 磨发展强度，间隙小些。 ⑵ 浓度一定，间隙小，能耗大。 ⑶ 盘磨的振动范围在200μ m 内，提高浓度 有利于吸收盘磨振动。
㈣ CTMP的主要特性与应用
1．CTMP的主要特性 ⑴CTMP平均纤维长度高，碎片含量少，得率 90％； ⑵CTMP化学处理温和，产生的污染较轻； ⑶CTMP比化学浆挺硬，具有较好的不透明性； ⑷CTMP比TMP柔软，易漂，白度高； ⑸CTMP易于脱除树脂；
3.CTMP的工业应用
⑴ 生产新闻纸，减少化浆配比； ⑵ 生产印刷书写纸，替代化浆（部分）提 高松厚度，挺度，不透明度； ⑶ 生产薄页纸，（卫生纸、面巾纸）：高 松厚度、柔软性、吸收性、强度； ⑷ 生产纸板，优于TMP、SGW； ⑸ 生产绒毛浆，树脂含量低，游离度高， 吸水性好，初始渗透快。
3．盘磨机齿盘结构
⑴分类：从结构上分：整体齿盘、组合齿盘 从形状上分：圆形、扇形 从用途上分：一段齿盘、二段齿盘、精 磨齿盘、精渣齿盘
⑵齿盘分区：破碎区、中间区、精磨区 齿盘上齿的数量、粗细、齿沟槽的深浅， 齿的排列形状，齿的梯度，齿盘上各磨 浆区的分配，对磨浆性能及能耗有重要 作用。
㈡盘磨机磨浆机理
2.机械法制浆的发展
年代 1852 机械浆 SGW 原 白松、杨 料 产 新闻纸 品 得率 （%） 95
1962
1975 1978 1990
RMP、TMP
CMP、SCMP CTMP、 BCTMP APMP
枝桠材、木片
松,杉,杨,桉,桦,非木 松,杉,杨,桉,桦,非木 松,杉,杨,桉,桦,非木
纸板、瓦楞原纸
4．APMP的性质和应用
⑴杨木 APMP 比 BCTMP 的药品消耗、能耗 低，物理强度高，白度高，光学性能相 当。 ⑵ APMP 将制浆和漂白合为一体，节省投 资、占地。 ⑶针叶木 APMP 与 BCTMP 的消耗及成浆相 差不大。APMP用于配抄新闻纸、文化用 纸及生活用纸。
三、化学预热机械浆（CTMP）
⑴预汽蒸的作用：软化纤维胞间层木素， 使磨浆时，纤维的分离发生在胞间层与 初生壁之间，从而获得完整的纤维。 ⑵适宜的温度和时间： 1 2 0 ～ 1 3 5 ℃ 、 9 8 ～ 294KPa、1～2min，木素的玻璃化转移温度以 下。
⑶温度过高，超过玻璃化转移温度，软化 的木素附着于纤维表面，冷却后形成玻 璃状木素覆盖层，使纤维难于细纤化， 形成二段磨浆障碍。能耗增大，白度下 降，强度下降。 ⑷温度过低，木素没软化，纤维发生不规 则分离，产生大量碎片，使纤维长度降 低，强度下降。