制浆造纸基本原理 (2)
制浆原理与技术
FEED
Forward Cleaner
ACCEPTS
初级净化
TS
精浆器
Remove heave and fine contaminant s: sand, glass metals, etc
Accepts Feed
Rejects Feed
Rejects
Accepts
Through-Flow Cleaner
Feed
Accepts Rejects
Eco-System Protection: Waste Treatment
生物处理系统
Mills typically have primary and secondary treatment Primary for removal of solid material Secondary to minimize oxygen consuming compounds
漂白的原理简介
残余木素除去
纤维结构模型
L
L
Oxidation
NaOH, aq
OMe
COOH
O
OO
L
COO COO -
化学药品：
氯气，次氯酸盐，二氧化氯，过氧化氢， 氧气，臭氧，保险粉等
不足与需求： 发现氯漂废水含大量剧毒、强致畸、致
癌的氯化有机物 清洁漂白技术
漂白程序
H CEH CED XCED DEDED ODED DQP ZQP
ECF,
OXDP ODP OPDP OXPDP X(DC)(Eo)DED XDoDD XD0ED1ED2 (LMS)QP
TCF
C lx 9
O
1
8
2
7 6
O
制浆造纸工程原理课程第二章 化学法制浆
与残余木素含量之间的关系随原料种类和制浆方法的不同而
有差别，可通过实验确定。
制浆造纸原理与工程
The Kraft Process
Benefits
All wood species can be used as raw material
The process is relatively insensitive to bark
植物纤维的组织结构： ML， P， （ML＋P＝CML）， S1 S2 S3
木素的分布： 密度 ML（胞间层）最大
含量 S2层最大 据有关研究，目前认为脱木素顺序： 硫酸盐法和酸性亚硫酸盐法：S层先于ML层 中性亚硫酸盐法：ML层先于S层
制浆造纸原理与工程
四、蒸煮过程脱木素反应历程
1. 针叶木硫酸盐法脱木素反应历程
7.2% Na2S + H2O
Na2S
+ Sulfidity, 30% NaOH (AA, 24%) 16.8% 20.4% (16.8%+3.6%) NaOH-----------------NaOH (EA)
制浆造纸原理与工程
第二节 蒸煮原理
一、蒸煮液对原料片的浸透作用
主要表现在两个方面：毛细管作用和扩散作用 1. 毛细管作用：主要靠外加的压力和表面张力产生的压力作用浸 透，通过导管-、管胞、纤维的胞腔进行。 影响因素：纹孔的多少及其大小、原料品种、边材与心材（毛 细管浸透速率与毛细管半径的四次方成正比） 水分含量（适宜于较干的原料片，但需排除原料毛细管内的空 气） 压力差（毛细管浸透速率与压力差成正比） 无论碱性或酸性蒸煮液，纤维轴向的毛细管作用总是大于横向的 毛细管作用（约50~200倍，）
制浆造纸原理与工程
制浆造纸工艺简述
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）
造纸（papermaking）
造纸就是将制得的纸浆分散开来后获得交织均匀的薄 片。
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。
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
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；
施胶(Sizing)
疏水性表面
加填(Fill)
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:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8% 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%） CaCO3 TiO2 BaSO4
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：150~175°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 。
制浆造纸设备第02章 2.1-2.4 木材原料的备料
第二章 备料设备
第二节 剥皮机
一、圆筒式剥皮机
4、优缺点：P33 优点：适用于小直径、短而直原木；木材损失率较 少，约1－1.5%；去皮率可达80%（较高）；结构简单、 易维护管理。 缺点：不适用于枝桠材、弯曲材；笨重、占地面积 大；耗水量大；原木两端易变成帚形、易混入杂质，影响 纸浆质量、增加削片后的筛选损失。
第二章 备料设备
第三节 削片机
二、刀盘式削片机的工作过程
/product_2/20117201552092.html
安刀角α : 安刀面与刀盘平面间的角度， 反映安刀的倾斜程度，一般2o～4o 刀刃角β : 削片刀本身有一个角度，即刀 刃角。 刀距:削片刀突出刀盘的距离 称为刀距，决定木片长度。 刀高：削片刀刃与刀牙间的垂 直距离叫刀高。决定木片的厚度。
浸泡水池 除节、劈木→（磨木机） ↗ ↘ ↗ ↘ 原木→拉木机→辊式输送机→锯木→剥皮→削片→筛选→ ↓ ↙ ↖ 树皮 粗大→再碎机 皮带输送机→ 木片仓→（蒸煮）
第二章 备料设备
第一节 概述
贮木场
木材进入接收板
切片机
重新切片机
木 片 场
蒸煮
良片
木片筛选机 MB
备木流程
第二章 备料设备
第一节 概述
树木滚动方式：崩落式、瀑布式
第二章 备料设备
第二节 剥皮机
一、圆筒式剥皮机
3、方式、结构：P30-32 (1) 间歇式：装料、剥皮、卸料整个过程是间歇进行的 结 构：圆筒体、传动装置、料仓、链条和导轨 (2) 连续式：进料、剥皮、卸料整个过程是连续进行的。 结 构： 圆筒体：是剥皮机的主要部件 内壁由半圆形截面的钢条组成 支撑装置：常用水力轴承式 传动装置：因速度慢，电机 减速 圆筒体
制浆造纸基本原理 (2)
二、植物纤维原料
• • • • • • •
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
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
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
Thanks
for your attention
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。
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。
制浆原理与工程课件5
4.双网挤浆机（压滤机，Double Wire Press Washer）
SD型压滤机
浆料 自动脱水区 楔形脱水区 低压脱水区
脱水区
工艺：出浆浓度 25-30％
制浆造纸原理与工程
高压
五、衡量洗涤设备的主要经济技术指标
1.黑液的提取率与提取黑液浓度（最主要）提
取率要高，黑液浓度也要高
影响因素
① 洗涤用水量与洗涤次数
②
洗涤用水量愈多，浆洗得愈干净，提取率愈高
③
洗涤用水量一定，洗涤次数越多，洗涤效果越好，但
投资、动力消耗增加。
② 洗涤液温度
③
温度上升，粘度下降，分子扩散加速，浆料滤水性上
升，但温度过高，在真空洗浆机内易产生沸腾，而破坏真
空度。
③ 压差或真空度
④
压差或真空度上升，过滤推动力上升，过滤速度加快，
由上式可知：
① ΔP上升，v上升，但ΔP上升，φ下降，d下降，而a上升 ② 温度上升，μ下降，v上升 ③ L上升，v下降 ④ 浆种与浆层均匀性有影响
制浆造纸原理与工程
2.挤压
利用机械挤压把废液从浆中挤出 想用挤压的方法完全分离浆中废液是不可能：
外加压强 ＞毛细管压强 能把黑液挤出 外加压强 ≤毛细管压强 不能把黑液挤出 根据物理化学：
p 4r 纤维细胞腔直径 草浆 d1.5~5μm
木浆 10~30μm 胞壁微纤维（Microfibril）尺寸250Å =0.025μm
制浆造纸原理与工程
要挤出木浆胞腔内黑液需1Kg/cm2压差
要挤出微纤维间黑液需800多Kg/cm2压差，难做到
3.扩散
除去胞壁和胞腔中的废液
扩散速度：
制浆造纸工艺
压榨部
液压 系统 真空 系统
成型网 流浆箱 脱水板
毛布
压榨辊
1.1 湿部在造纸过程的作用原理
1、网部 湿部在整个造纸过程中的作用是脱水和成型，浆料由流浆 箱喷射到网子上，在刮水板、真空箱作用下脱水、成型。 进入压榨部之前要求达到好的匀度、尽可能低的水分和两 面差，这就要求在湿部控制上一定要把握一个度。 调整原理：上网浓度低使纸张匀度好，但是造成纸张脱水 困难，湿度大； 真空板真空度升高会使纸张脱水增多，但造成纸张两面差 大，同时要调整好高真空与流浆箱出口间的距离。
• 4、圆筒筛：是利用浆团、纤维束与良好纸料 中纤维的尺寸大小差别，借筛选办法使之分 开的设备。并且可以除去密度小于纤维并比 纤维大的杂质。
• 5、疏磨机：利用机械剪切作用和纤维间相互 摩擦，使纤维润胀并使纤维细纤维化的设备。
• 6、磨浆机：使用锥形磨浆机的机械剪切作用 使纤维切断，并且使纤维表面细纤维化的设 备。
优点
软压光机配有表面高温的热辊及耐热、耐压、耐磨的 软辊，在加压时，因接触处软辊面弹性形变而形成面 接触，故单位表面压力较低，纸张表面受到温和的处 理。两辊在压光整饰过程中使纸纤维产生“塑化”， 并因压搓过程而产生微滑，从而起到很强的整饰作用。 其压光过程对纸张损伤小，使纸页保持高的强度、松 厚度、挺度等，并且印刷性能良好。经软压光整饰的 纸，不仅大大提高了纸张的平滑度，其紧度也是均匀 的，因而在印刷时，油墨在全幅得到均匀的渗透，不 会产生深浅不同的斑点；而经刚性压光后，纸张厚度 一致，原来纸面凸出的部分被压平，但紧度却不是一 致的。刚性压区的纸页纤维易被压溃，破坏纤维间的 结合，纸页的强度下降；而软辊压区其压力相对柔和， 在剪切力的作用下，同时又受到高温辊面的熨烫，显 著地提高了光泽度和平滑度。
制浆造纸原理与工程 纸料制备 华南理工何北海
第一篇纸料制备概述一、纸料的概念纸料---指经过制备系统后由一种或几种造纸用纤维或非纤维物质混合的纤维悬浮液。
Pulp, Furnish 和Stock 的区别Pulp----纸浆，泛指经制浆系统处理后的浆料和经制备系统处理后的纸料Furnish----纸料，即经过制备系统处理后的纸料，但意义着重多种纸浆的配料Stock----纸料，也是指经过制备系统处理后的纸料，但着重经过净化、筛选得到的合格的、可以上网的纸料二、纸料制备（一）纸料制备纸料到达造纸机前所有处理过程的总称。
包括打浆、施胶、染色、加填和添加化学助剂等工序过程。
目的：使抄造的纸和纸板达到预期的质量要求。
（二）纸料制备的工序1、浆板或损纸的疏解对纤维只进行疏解，而没有切断作用。
主要设备：水力碎浆机。
2、浆料的磨浆（打浆）施予浆料一种剪切力以改变纤维的形态，从而获得某种纤维特性，使抄造的纸页满足预期的质量要求。
主要设备：盘磨机、打浆机等。
3、配浆将两种或两种以上浆料按一定的比例混合。
目的：为便于抄造，为了达到某种特殊纸页特性，或为了节省高级纤维资源。
4、非纤维物质的添加目的：为满足抄纸过程和成纸功能的需要。
主要添加物：施胶剂、填料、干强剂、湿强剂、助留剂、助滤剂等。
5、纸料制备的主要流程干浆板、损纸浆料水力碎浆机打浆或磨浆储浆池配浆打浆或磨浆储浆池造纸机流浆箱纸料稀释调浆箱成浆池非纤维添加物白水溢流造纸原理与工程第一章纸料的流体和造纸湿部化学特性第一节纸料的组成和特性一、纸料的组成纸料以纤维悬浮液的形式存在，是一种固、气、液三相共存的特殊体系二、主要成分及其性质（一）水纸料悬浮液的介质，也是重要的组分。
主要作用有：1、润湿浆料，为打浆中的纤维润涨提供基础2、稀释纸料，为纸料输送3、稀释纸料，为纤维分散和纸页成形提供前提条件4、为纤维间的氢键结合起到桥梁的作用(二)纤维与细小纤维纤维----纸料悬浮液的主体，受表面基团影响，带有负电荷“细小纤维”----指通过200目网孔（75μm）的细小组分，包括许多非纤维类物质特点1）粒径小，比表面积大，因此具有胶体的特性2）粒子表面带有负电荷，对湿部化学品有很强的吸附能力纤维和细小纤维均具有离子交换行为纤维的离子交换行为主要来自酸性的半纤维素。
制浆造纸工程设计课程设计 (2)
制浆造纸工程设计课程设计一、课程概述本课程旨在介绍制浆造纸工艺流程，涵盖了对木材、废纸和棉麻等原料的加工过程，以及接下来的化学处理和机械操作。
本课程强调工程设计的实践性，通过对废纸制浆和造纸工艺的模拟实验以及相关设备的设计，加深学生对制造业流程的理解与掌握，进一步提高学生的实践操作技能。
二、课程设计目标1.掌握制浆造纸流程的基本原理和设备；2.学习如何进行实验检测，并了解检测设备是如何运行的；3.学习分析实验数据，并使用计算机编程完成相关数据处理；4.了解森林工业生产、环保方面的相关知识；5.深入了解制浆造纸领域内最新技术和发展方向。
三、课程内容3.1 制浆流程1.木材制浆工艺；2.草纸浆制浆工艺；3.废纸制浆工艺。
3.2 造纸流程1.水洗制浆；2.造纸原料的开北和清洁；3.破碎、粉碎、筛分及搅拌；4.造纸机锤式碎浆；5.斜齿圆锥式分级筛和倾斜式压洗机；6.缥两轮牵伸除泡机；7.省能型普通真空吸附式急冷机。
3.3 实验操作1.进行木材、废纸、棉麻的制浆实验；2.利用自制造纸机进行造纸实验；3.进行制浆造纸的实验检测并使用计算机编程完成相关数据处理。
四、实验设备4.1 制浆实验设备1.高温加热水槽；2.蒸汽加热锅炉；3.电磁振荡筛；4.振荡筛分机。
4.2 造纸实验设备1.速率调整仪；2.离心泵；3.真空压滤机；4.造纸机。
五、考核方式1.课堂出勤+课堂表现占25%;2.实验操作报告占25%;3.设计任务占50%。
六、教学方法1.讲授法，介绍制浆造纸流程、设备、检测等知识点；2.实验操作，学生进行制浆造纸实验并编写实验报告；3.授课后期，布置设计任务并安排学生到企业中进行实践操作。
七、参考资料1.《纸浆制造技术与工艺概论》；2.《造纸工程概论》；3.《纸张工程概论》；4.《森林工业生态环保》。
制浆造纸的主要术语
制浆造纸的主要术语（一）制浆1、制浆：制浆是指利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法使植物纤维原料离解变成本色纸浆（未漂浆）或进一步变成漂白纸浆的生产过程。
制浆方法分为化学法和高得率法。
化学法包括碱法和亚硫酸盐法；高得率制浆包括半化学法、化学机械法和机械法。
2、本色浆：不需漂白的纸浆称为本色浆，用于生产如：水泥袋纸、电缆纸、电容器纸等。
3、漂白浆：经过漂白后的纸浆称为漂白浆，用于生产如：胶版纸、书写纸、铜版原纸等高级文化用纸。
4、木浆：以木材为原料制得的纸浆称为木浆，主要包括针叶木浆（又称软木浆）和阔叶木浆（又称硬木浆）。
5、非木浆：以各种非木材为原料制得的纸浆称为非木浆，主要包括棉浆、竹浆、蔗渣浆、麦草浆、棉秆浆、稻草浆等。
6、废纸浆：对废纸进行处理后制得的纸浆称为废纸浆，主要包括包装废纸浆和废纸脱墨浆等。
7、化学浆：以各种化学药剂作为蒸煮液制得的纸浆称为化学浆。
8、半化学浆：采用与化学法相同的蒸煮液进行较轻微的处理后再加以机械磨浆处理得到的纸浆称为半化学浆。
9、化学机械浆：采用比半化学法更轻微的化学处理然后或同时加以机械磨浆处理得到的纸浆称为化学机械浆。
10、机械浆：不用化学处理，而用各种机械法生产的纸浆统称为机械浆。
11、蒸煮：蒸煮就是在蒸煮设备（蒸球、蒸煮锅、连续蒸煮器）内使蒸煮液与植物纤维原料充分混合，在一定的温度、压力下进行化学反应，脱除原料中木素、获取纸浆的工艺过程。
12、黑液：原料经碱法蒸煮后，从纸浆中分离出来的残液称为黑液。
13、纸浆得率：又称纸浆收获率，原料经蒸煮后所得绝干（或风干）粗浆重量对未蒸煮前绝干（或风干）原料重量的百分比，一般称为粗浆得率；粗浆经筛选后所得绝干（或风干）细浆的重量对绝干（或风干）原料重量的百分比称为细浆得率。
14、纸浆硬度：纸浆硬度是表示原料经蒸煮后残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量，测定时通常采用高锰酸钾作为氧化剂，以高锰酸钾值、卡伯值或贝克曼值表示。
造纸重点设备工作原理培训
造纸重点设备工作原理培训1.制浆设备制浆设备用于将原料纤维转化为浆液，主要有浆料进料系统、浆料加热系统、脱水系统以及废浆处理系统。
工作原理如下：(1)浆料进料系统：原料纤维首先被送入浆料池，在池中加入水进行稀释。
(2)浆料加热系统：将稀释后的纤维浆液加热至一定温度，以软化纤维，有利于后续的分解和搅拌。
(3)脱水系统：将加热后的浆液通过脱水设备去除其中的水分，使纤维成为较为干燥的状态。
(4)废浆处理系统：对于废弃的浆液进行处理，如过滤、蒸发等，以减少浆料的损耗。
2.造纸机造纸机是将纤维浆液在过程中进行脱水、压实以及排列，形成纸张的设备。
它主要由网部、压榨部以及干燥部组成，工作原理如下：(1)网部：纤维浆液通过进料装置进入网部，纤维通过网面的过滤作用，水分逐渐排出，纤维逐渐堆积在网面上，形成湿纸张。
(2)压榨部：湿纸张在网部之后进入压榨部，通过压力的作用，使纤维之间更加紧密地结合，进一步排出水分。
(3)干燥部：压榨后的纸张通过传送带进入干燥部，通过热风的加热与风力的吹动，将残留的水分蒸发，使纸张成为干燥的状态。
3.干燥机干燥机是将湿纸张中残留的水分蒸发掉的设备，以提高纸张的质量。
工作原理如下：(1)纸张进入干燥机后，通过传送带平稳地传送。
(2)干燥机内的热风通过燃烧器的加热，形成高温的气流。
(3)干燥机内设置有多个热风管，热风通过这些管道，对纸张进行迅速而均匀的加热。
(4)纸张在高温的热风作用下，其中的水分被蒸发，纸张逐渐变干。
(5)干燥机除了通过热风蒸发水分外，还通过排风系统排出蒸发出的水蒸气，以保持室内的湿度。
4.涂布机涂布机是将涂布剂均匀地涂布在纸张表面的设备，以改善纸张的光泽度、顺滑度以及耐水性。
工作原理如下：(1)涂布剂被储存在涂布槽内，形成一定的涂布深度。
(2)纸张从卷筒经过张力装置后进入涂布槽下方，与涂布剂接触。
(3)纸张经过涂布槽时，由于槽内涂布剂的粘性，涂布剂附着在纸张表面。
(4)纸张经过挤压辊后，使涂布剂在纸张表面上均匀分布，并去除多余的涂布剂。
制浆造纸
（一）制浆
化学法制浆方法比较
种类 碱法 化学法 石灰法 药品成分 Ca(OH) 2 特征 适用原料 纸浆用途
脱胶、脂强，脱 禾草、棉、麻 纸板 木素差
烧碱法 硫酸盐法
NaOH
脱木素强
芦苇、阔叶木 文化用纸
NaOH+Na2S 脱木素强， 对纤 针叶木、竹、 高 档 文 化 用 维破坏小 芦苇 纸和包装纸 文化用纸
框式摇摆筛
离心式筛浆机
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
化学法制浆工艺
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
备料
三、原木的贮存 1. 水上贮存：均匀水分，防止腐烂，简化搬运 操作；沉底与污泥问题等 2. 地面贮存：降低水分与树脂含量，腐烂变质 问题； 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
备料
浆和木片磨木浆。
原理：通过机械摩擦、剪切、撕裂、切割等作用将原料分 散成纤维 特点：得率高，无污染。因保留了所有成分(杂细胞、木素) 及对纤维的切断，使得用这种浆生产的纸强度低、发脆， 漂后发黄等。
⑴ 磨石磨木浆(SGW)
将一定长度的原木送入磨 木机内，利用原木与高速 旋转的磨石之间的摩擦力， 在磨石的挤压、剪切和摩 擦作用下，使原木离解成 单根纤维，再用水把纤维 从磨石表面冲刷下来，即 成磨木浆。 磨石
削片机
制浆原理与工程
制浆原理与工程制浆是造纸工业中的重要工艺环节，它将纤维素原料转化为可用于造纸的纸浆。
制浆过程不仅涉及物理、化学等多个学科的知识，还需要掌握一系列工程技术。
本文将从制浆原理和制浆工程两个方面进行探讨。
一、制浆原理制浆的目标是将纤维素原料中的纤维素分离出来，形成纸浆。
纤维素原料可以是木材、竹子、废纸等。
制浆的原理主要包括机械制浆、化学制浆和热力制浆。
1. 机械制浆机械制浆是利用机械作用将原料进行破碎和分散，以分离纤维素。
常见的机械制浆方法有磨浆和打浆。
磨浆是将原料放入磨浆机中，通过机械磨碎的方式将纤维素分离出来。
磨浆机内部有高速旋转的磨盘和固定的磨盘，原料在两者之间受到剪切和冲击力，使纤维素脱离原料。
打浆是将原料放入打浆机中，通过高速旋转的刀片将原料切割和撕裂，使纤维素从原料中脱离。
打浆机的刀片设计得十分精细，以确保纤维素能够有效地分离出来。
2. 化学制浆化学制浆是利用化学药剂对原料进行处理，以溶解或者改变原料中的非纤维素成份，从而分离纤维素。
常见的化学制浆方法有硫酸盐法和碱法。
硫酸盐法是将原料与硫酸盐溶液混合，通过化学反应将非纤维素成份溶解掉。
这种方法适合于木材等纤维素原料。
碱法是将原料与碱性溶液混合，通过化学反应将非纤维素成份转化为可溶性物质。
这种方法适合于废纸等纤维素原料。
3. 热力制浆热力制浆是利用高温和高压对原料进行处理，以改变纤维素的结构和性质，从而分离纤维素。
常见的热力制浆方法有蒸煮法和蒸汽爆破法。
蒸煮法是将原料放入蒸煮器中，在高温和高压下进行蒸煮，使纤维素变得柔软易分离。
蒸汽爆破法是将原料放入蒸汽爆破器中，在高温和高压下进行爆破，使纤维素分离。
二、制浆工程制浆工程是将制浆原理应用于实际生产中的一系列工程技术。
它包括原料预处理、制浆设备、制浆过程控制等环节。
1. 原料预处理原料预处理是将纤维素原料进行清洁和筛分，以去除杂质和不符合要求的纤维。
这一环节的目的是为了提高制浆效率和纸浆质量。
制浆造纸原理与工程大纲
《制浆造纸原理与工程》课程教学大纲Pulping and Papermaking Principles and Engineering1、开课学院资源科学与造纸工程学院2、学时：96学时；学分：6学分3、适用专业：轻化工程4、课程类别：专业领域课5、授课方式：理论6、课程的性质和任务：通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸过程的基本概念、基本理论及其主要工艺，纸浆的蒸煮、筛选、净化及漂白，纸与纸板的抄造等基本原理与现代工艺技术，通过本课程的学习，使学生对制浆造纸工艺技术有一个较全面、系统的认识。
7、课程内容与基本要求：本课程为轻化工程专业必修的专业课程，主要讲解整个制浆造纸过程的基本概念、基本原理与相关工艺技术，制浆造纸新技术、新工艺及其工程应用。
通过本课程的学习，使学生掌握制浆造纸相关的基本知识与理论，熟悉国内外制浆造纸科学与技术领域新理论、新工艺和新装备，为从事制浆造纸科学技术工作打下良好的基础。
课程的内容主要包括纤维特性与原料备料、化学法制浆、高得率制浆与废纸制浆、纸浆的筛选净化、纸浆的漂白、蒸煮液制备以及制浆废液的回收与利用；纸料的流体与湿部化学特性，磨（打）浆原理与技术，非纤维物质的添加与应用原理，造纸机的供浆与白水系统，纸与纸板抄造过程（纸料上网、纸页的成型与月兑水、纸页的压榨、干燥、纸页的压光、卷曲和完成、纸页的表面处理），纸与纸板的结构与特性等。
8、各章节主要内容及教学计划第一部分制浆原理与工程绪论1学时介绍制浆的基本概念和现代制浆的基本过程；制浆方法的分类和纸浆品种的名称；制浆技术的进展和发展趋势。
第一章备料4学时第一节原料的贮存、介绍原料贮存的目的：维持正常连续生产的需要；改进原料质量的需要二、介绍对原料场的基本要求：在防火与安全、排水、通风、照明、运输这五个方面应注意的问题三、介绍原木的贮存和木片的贮存：木材原料的特点；原木水上贮存与地面贮存两种方式的特点及要求；木片贮存在贮存场地和运输上的特点；外购木片贮存与原木贮存的比较四、介绍非木材原料的贮存：非木材原料的种类与特点；制浆造纸常用非木材原料的贮存方法；打包打捆与堆垛、蔗渣的湿法散堆第二节备料过程及其质量控制一、介绍原料的备料：原木备料的工序，各工序的作用及基本要求二、介绍非木材原料的备料：以稻麦草、芦苇芒杆、竹子、甘蔗渣原料为例，介绍其备料的基本工序，要求与特点；湿法备料与干法备料的比较第三节料片的输送和贮存介绍料片输送的不同方式与特点；料仓的作用、类型及要求。
造纸(纸浆)的生产工艺及流程
造纸(纸浆)的生产工艺及流程纸浆是以某些植物为原料加工而成的，它是造纸的基本原料。
通常用以制浆原料的植物可分为4大类：茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。
其中尤以木材纤维类为最重要。
目前我国木材资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。
为了弥补原料的不足，每年要从国外进口相当数量的纸浆。
制浆是指利用化学方法、机械方法或两者结合的方法，使植物纤维原料离解变成本色或漂白纸浆的生产过程。
1.机械木浆(MECHANICALWOOD-PULP) 机械木浆亦称磨木浆，是利用机械方法磨解纤维原料制成的纸浆。
它在造纸工业中占有重要的地位。
它的生产成本低，生产过程简单，成纸的吸墨性强，不透明度高，纸张软而平滑。
适宜印刷上的要求。
但由于纤维短，非纤维素组份含量高，所以成纸强度低。
另外由于木材中的木素和其他非纤维素绝大部分未被除去，用其生产的纸张易变黄发脆，不能长期保存。
机械木浆通常指白色机械木浆和褐色机械木浆两种。
白色机械木浆主要用于生产新闻纸，也可配入其他纸浆中抄制书写纸和印刷纸；褐色机械木浆多用于生产包装纸和纸板，特别是工业用纸板。
2.硫酸盐木浆(SULPHATEWOODPULP) 硫酸盐木浆是采用氢氧化钠和硫化钠混合液为蒸煮剂。
在蒸煮过程中，因为药液作用比较和缓，纤维未受强烈侵蚀，故强韧有力，所制成的纸，其耐折、耐破和撕裂强度极好。
它一般可分为漂白和未漂两种。
未漂硫酸盐木浆可供制造牛皮纸、纸袋纸、牛皮箱板纸及一般的包装纸和纸板等。
漂白硫酸盐木浆可供制造高级印刷纸、画报纸、胶版纸和书写纸等。
3.亚硫酸盐木浆(SULPHITEWOODPULP) 亚硫酸盐木浆是以亚硫酸和酸性亚硫酸盐的混合液为蒸煮剂。
该浆的纤维较长，性质柔软，韧性好，强度大，容易漂白，并有极好的交织能力。
依其精制程度可分为未漂、半漂和漂白三种。
未漂浆因含少量木素和有色杂质，所以呈黄色，纤维也较硬，多用于抄造中等印刷纸、薄包装纸以及半透明纸和防油纸。
制浆造纸基本原理.ppt
感谢你的观看
28
• 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。
2019年8月7
感谢你的观看
4
2019年8月7
感谢你的观看
5
二、植物纤维原料
• 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）
成浆池
卷取纸 造纸机白水池
2019年8月7
感谢你的观看
11
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！
2019年8月7
感谢你的观看
17
（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
2019年8月7
感谢你的观看
18
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
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
制浆造纸工程原理课程第五章废纸制浆
纤维本身强度的降低所致。
光散射系数和纤维结合强度
在一定条件下，纸页的光散射系数↑，纤维间结合越松散， 结合强度越低。
化学浆，回用后松厚度↑，光散射系数↑，纤维结合强度↓ 机械浆，回用后光散射系数↓，层间结合强度↑
纤维衰变原因的探索
一、植物纤维的角质化 Hornification
碎解浓度
浆浓↑，废纸间摩擦↑，单位电耗↓，相应提高化学品浓度， 强化化学反应
碎解时间
视设备形式，废纸种类和纸浆质量而定
废纸种类
影响碎解主要因素是废纸吸水润胀能力和纤维的结合力，对湿强大纸张，加热， 化学
处理
转子结构性能
浆浓，效率，电耗
转子线速
线 速 ↑ ， 碎 解 速 度 ↑ ， 电 耗 ↑ ， 一 般 9 0 0 ~ 11 0 0 m / m i n
打浆工艺
一次纤维打浆越强烈，回用纤维抗张强度下降
越多；未经打浆化学浆，回用后抗张强度↑ 压榨工艺
对化学浆，压榨影响回用纤维的润胀性 对机械浆，压榨对回用纤维润胀性影响甚微
干燥工艺
纤维一经干燥后，其胞腔塌陷，润胀程度↓，随着干 燥温度的提高和干燥程度的强烈，润胀↓↓
压光工艺
刚性压区，纸页强度损失 压光强度↑，对回用纤维品质负面影响↑ 现代造纸技术——采用软压光
脱墨后主要用于配抄新闻纸或抄造生活用纸和一般文化用纸
纸箱与纸板废纸 OCC（Old Corrugated Container）
抄瓦楞原纸、箱纸板等，竹、木浆废纸可用于生产挂面纸板
纸袋纸废纸和牛皮纸废纸
可回抄仿纸袋纸，再生条纹包装纸，也可掺入木浆作箱纸板挂面浆
混合废纸
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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
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。
（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
品质部
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！
• 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。
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。
二、植物纤维原料
• • • • • • •
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
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。
Thanks
for your attention
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
荧光增白剂
• 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。
• 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。
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。
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
Hale Waihona Puke 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！
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。
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。