机械法制浆

磨木温度与浆浓
►由于磨碎区温度不易测量，
生产中往往测定浆坑温度。 ►调节喷入浆坑的白水温度 和喷水量，可以调节温度 和浆浓。
►提高温度：纤维分离较容易，
浆强度高，滤水性好。生产中 一般控制浆坑温度在75~85 oC。 ►生产中一般控制浆浓在2.0%。
P260：图为浆坑 温度的影响 表6-6：为工厂磨 浆条件的例子
回答
• 1、机械浆有哪些优缺点？ • 2、你能否说明“成纸适印性较 好”的原因？
磨石磨木浆
► 主要内容
磨浆原理 磨木操作及影响因素
普通磨木浆的特点： （1） 在各类制浆方法中得率最 高、生产成本最低，污染最 小 （2） 浆料具有优良的不透明度 和吸墨性； （3） 强度和白度稳定性较低。 主要用于生产新闻纸、印刷纸，配 抄其它文化用纸及纸板。
第六章 机械法制浆
任课教师：叶Βιβλιοθήκη 蓉机械浆的产生1838~1840年 Keller
本章主要内容
►磨石磨木浆原理
►木片机械磨木浆
►热磨木片磨木浆
►化学机械浆
机械浆的分类
►按原料分为两大类：机械木浆、机
械草浆 ►根据制浆方法不同，机械木浆分为 三类： ►1、白色磨木浆 ►2、褐色磨木浆 ►3、化学机械浆
►3、APMP浆的磨浆过程是在
常压下进行的，使用两台盘磨 分两阶段进行。浆渣送入洗涤 池，与第一段磨处理后的浆混 合后由第二段盘磨机处理。
蔗渣烧碱法半化学浆生产流程
盘磨机械浆纤维潜态的形成和消除
消潜
►纸浆进入消潜池，大约为3.5
％的浓度，在70oC下进行很 好的搅拌，经30～60min的机 械作用，使纤维伸展，以消除 纤维的潜伏状态。
温度，磨出纤维细长而较柔韧。 ►现代磨木机多采用大直径磨石来提 高线速。
思考题
•磨木弧长的大小由 什么决定？
磨木比压
►指单位磨碎面积上所受的压
力（与装料操作有关） ►比压增加：产量增加，粗纤 维增加，纸浆强度下降。 ►比压应与磨石纹锋配合，钝 的纹锋应相应提高比压。
教材第258页 磨木比压计算公式
小，与压力、磨石磨层材料性 能和磨石刻纹间距等有关
►适宜的摩擦因数：
►木材表面温度升高到木素的
软化温度时，切向摩擦力即升 高到木材破裂所必须的力，则 纤维沿胞间层分离
磨木设备
• 链式磨木机属于何种操作、何种 加压方式的磨木机？
磨木机的主要结构
►磨木机主要由磨石、
喂料装置、加压装置、 浆料移送装置、刻石 装置等五部分组成
（4）磨盘间隙
►用于离解纤维，间隙应大些，
►用于精磨（发展强度）则间
隙
应小些。
►
木片通过盘磨机不同区域时状态的变化
化学机械浆
► 重点内容
生产流程 化学处理方法
化学处理
►化学处理的药品一般为氢氧
化钠、亚硫酸钠和碳酸钠。 ►化学处理的位置一般在磨浆 前，也有在段间甚至段后
化学处理的作用
►使原料（木片）软化
TMP
► 重点内容 ► 磨浆过程
► 磨浆质量影响因素
TMP特点
►（1）
长纤维组分较高，强度比GW、 RMP高，纤维束含量低； ► （2） 细小纤维和碎片含量低，滤 水性好 ► （3）虽然经过预热，但白度降低少。 ► 主要用于抄造新闻纸、印刷 纸、涂布纸、面巾纸、 纸板等。
教材图6-38
思考题
•为什么大北式是间歇式磨 木机？
卡米尔磨木机
► 1-锥形料箱壁
2-加压板 3-加料箱
图6-18环式磨木机 1-窗口 2-楔形木库 3-传动环 4-磨石 5-内齿喂料环 6-喷水管 7-隔板 8-电动刻石器
磨木操作及影响因素
►磨木浆的生产操作要
求在保证浆料质量前 提下，尽可能降低能 量消耗，提高每台磨 木机的生产能力。
►
3.预热温度（压力）和时间
►
预热（汽蒸）的作用：对 TMP，软化纤维胞间层木素， 使纤维易于分离，预热温度影 响纸浆质量。
预热温度
预热温度不宜超过
木素玻璃化转移 温度
►木素玻璃化转移温度的
下限为120~135 oC
►预热温度过低，木素未
能软化，纤维发生不规 则分离，产生碎片多， 纤维长度降低，纸浆强 度下降（类似RMP）。
►
磨浆过程中的能量传递
►磨木是将电动机发出的能量
通过回转的磨石表面传递给木 材的过程。
1.一部分变成摩擦能（切向摩擦产生 的能量）
►
摩擦能的大小取决于磨石的表面 结构，即磨石的表面露出来的磨料 粒度的平均值，也与磨碎面积有关。
►切向摩擦
2.一部分变为振动能（径向振动产生 的能量）
►木材在磨石表面的刻纹上受
► 普通磨木浆生产流程
教材第241页
磨木的过程
►如图6-1:
图6-1 磨石磨木机磨浆原理 1-磨石 2-料箱 3-原木 4-压板 5-加压机构
图6-2磨石表面
图6-2磨石表面
磨木过程的三个阶段：
（1） 由磨擦及压力脉冲产生的能量转化 为热能，使木材温度升高，胞间层木素软化； ► （2） 经软化的纤维在摩擦力及剪切力的 作用下由木材表面剥离下来； ► （3） 剥离下来的纤维与纤维束聚集于磨 石刻纹的沟槽中，在移出的过程中受到复磨 与精磨作用后，用水冲下成浆。
►
我国对马尾松的磨木经 验是，采用高负荷、钝 石面、高温低浓磨浆， 杨木磨浆则一般采用低 负荷钝石面磨浆。
原木质量
原木含水量以40~45% 为最适宜
磨石的表面状态
►纹锋锐利时产量高，单位电
耗低，但以切割作用为主，磨 出纤维短硬，碎料多。 ►纹锋完全变钝后，产量下降， 电耗上升。
磨石线速
►一定压力下提高线速可提高磨碎区
低，亲水性增加，热塑性增大， 磨浆时纤维易于离解，浆的质 量提高（浆中的长纤维比例、 纤维的比表面积和浆的结合强 度均增加
►从以上比较看出，CTMP可以部
分代替KP的用途。另外， CTMP且具有较好的吸水性能， 松厚度较高，柔软性能也较好， 可用于毛巾纸、薄纸等。
►
1.流程.
APMP制浆特点
思考题
•在图6-4中指出以 上五个部分
（一）磨木的过程
•说说你对图6-6的 理解
磨石： P248图6-11
►天然磨石
►人造磨石
►水泥磨石
►陶瓷磨石
►人造磨石由磨料粒子与粘合剂组成
►陶瓷磨石
►磨料：刚玉或金刚砂
►粘合剂：粘土、长石和石英
粉
刻石操作
►刻石时,应首先检查石面是否平整(否则
• 木片在盘磨中是怎样被离解成单 根纤维的？
木片被磨成浆料的过程
►在盘磨机进口处木片首先发
生破碎，在向外周运动的过程 中离解、纤维化、细纤维化。
►过程控制应尽量保护纤维长度，
减少切断。因此： ► 1． 木片离解时，需 利用木片 之间的相互摩擦，磨浆浓度宜高， 间隙应大些。 ► 2． 进一步纤维化和细纤维化 时，磨浆浓度宜低些，盘间隙宜小 些。
先找平)，
►检查刻石刀型号是否合适,安装是否牢固
水平。
►在同一台机前后使用不同型号的刻石刀
时,先将原有刻纹打平,打平后再刻石。
刻石相关计算
1、行刀速度 教材251页公式
2、刻石时间 教材252页公式
浆料移送装置
教材252页图6-19
图6-16大北式磨木机 1-水力活塞 2-压板 3-磨石 4-浆坑
磨石浸渍深度
浸入浆中的目的是为了清洗磨 石表面，均匀冷却磨石。浸渍
深度可由浆坑挡板调节
国外发展的无浆坑磨木
►将浆坑挡板放低，使磨石不
浸入浆中，可减少磨石运行中 的阻力; ►用高压喷水消除复磨，需严 格控制喷水温度、压力、喷水 量和在整个磨石面上喷水均匀
•磨木机是怎样将木材磨解 成为纸浆的？
褐色磨木浆
到交替的压缩—膨胀作用， ►此作用产生的能量以脉冲形 式通过振动传给木材。
►径向脉冲
回答：
•木材被磨解时，为什么是 胞间层破裂使纤维分离出 来，而次生壁不会破裂？
切向摩擦力和径向振动力的能 量的分布是磨木过程的关键
摩擦因数=切向摩擦力／径向作用力
•你认为哪些因素会引起切 向摩擦力增加？
►振动能（径向作用力）的大
►重点内容：
生产流程 汽蒸过程
思考题：
• 1、与普通磨木浆比较，其流程有何不同？
• 2、汽蒸有什么作用？
• 3、根据图6-35，写出汽蒸条件
RMP
重点： 生产流程
讨论：
• 在图6-36中，给9#池的连
线添上箭头
RMP的特点：
►（1）原料成本较GW低，可利用磨木机
不能用的木材边角料； ►（2）设备占地面积小，生产能力较大； ►（3）强度较GW好，但能耗较GW高 （高50%~100%）， ► 不透明度及印刷性能稍低。
盘磨机有哪几种类型？
►单盘磨：两个磨盘，一个固定，
另一个转动。 ►双盘磨：两个磨盘，反方向转动。 ►三盘磨：三个磨盘，只有中间磨 盘转动。
影响盘磨机磨浆的因素
►1.材种：
►密度小、生长快、秋材含量
高、抽出物含量低的木材，可 生产出强度较高的盘磨机械浆。
2.磨浆浓度：
第一段磨浆 25％左右 ►第二段磨浆 20％左右.
►制浆和漂白合二为一，制浆
的同时完成漂白过程。制浆和 漂白是通过碱性过氧化氢溶液 来完成的。
APMP制浆工艺
►1、根据材种和浆料所要求的强度和白
度来选择浸渍段数、氢氧化钠与过氧化 氢用量。 ►2、对于两段APMP制浆工艺，氢氧化钠 用量，特别是第一段浸渍用量是影响化 机浆强度的主要因素；第二段浸渍过氧 化氢用量对成浆白度最大。
原木的材种
►我国适于生产磨木浆的
材料，北方多用白松、 杨木，南方多用马尾松、 冷杉，这些材料色泽较 好，材质较松、纤维较
白松、冷杉生产的磨木浆强度高、白 度好，单位能耗低。
►马尾松树节多，动力消
耗较高，树脂含量较大， 纸浆白度稍差，但是密 度大，得率高，也能满 足新闻纸的要求。
杨木单位能耗较少，但是浆强度低， 可以与白松配用
►
化学处理软化木片与热处理软化木 片的根本区别在于：化学处理对木素的 软化是不可逆的过程，而热处理软化木 素是可逆的过程。
碱的作用：
►促进纤维润胀，增强半纤维
素和木素的水合作用，降低软 化温度，为磨浆时纤维的离解 创造有利的条件，降低能耗， 但影响纸浆白度
亚硫酸钠的作用：
►木素的磺化使其软化温度降
►GW
(Ground Wood) ►磨石磨木浆 ►RMP (Refiner Mechanical Pulp) ►普通木片磨木浆 ►TMP (Thermo-Mechanical Pulp) ►预热木片磨木浆
►CMP
(Chemi-Mechanical Pulp) 普通化学磨木浆 ►CTMP (Chemi-ThermoMechanical Pulp) ►化学预热木片磨木浆 ►APMP (Alkaline Peroxide Mechanical Pulp) ► 碱性过氧化氢化学机械浆
►预热时间一般为1~2min.
磨盘特性的影响
（1）齿型：齿的长短、数量、排列；
齿槽的深浅、宽窄和分布；浆档的 设置；磨区的划分与磨浆面积等
齿盘面的形状
（2）齿盘锥度：
指单位径向上的坡度，随材种、 得率、齿型结构而变。
提高磨浆浓度，锥度应加大 （教材p273）。
►（3）磨盘材料：关系
到磨盘的使用寿命（铬 镊钼合金、陶瓷、塑料、 砂轮等）