新型造纸工艺及新技术趋势

新型造纸工艺及新技术发展趋势

纸及纸板在一个国家的政治、经济、文化等诸多领域中扮演着重要角色，也是人们日常生活中不可或缺的日用消费品。

然而造纸又是一个投资大、能耗高、污染严重、原材料消耗较大的行业。因此，造纸工业当前及今后的工艺技术与装备的发展主要应放在减少污染、节约能源、充分利用纤维资源等方面。高强度、高得率、高白度、低污染为制浆技术的关键，而高质量、低定量与低消耗则是造纸技术的重点。

新技术设备

近几年来，世界上所出现的新技术设备有：

蒸煮技术及设备

目前，国际上较先进的蒸煮工艺与设备有挪威的改良型连续蒸煮器和等温蒸煮器。它们的最大特点是蒸煮后粗浆的卡伯值较低（可达25），但不降低纸浆强度。在间歇蒸煮方面，以冷喷放技术较为突出。其特点是能源消耗少、纸浆得率较高、蒸煮能力也较传统方法大大增加。

从发展情况看，蒸煮技术将在扩大改良的硫酸盐蒸煮的基础上，发展和应用深度蒸煮技术，降低粗浆的卡伯值，降低能耗，减少污染。无硫制浆也将是未来发展的一个方向。

漂白技术及装备

近几年来，世界上所采用的新型技术是无元素氯漂白技术（简称ECF技术），并已开始逐步应用完全无氯漂白技术（简称TCF技术）。这两种漂白方法与传统的方法比较，最大优点是大大减少了环境污染。传统的含氯漂白，废水中的AOX的含量为2．4kg／吨浆，而采用ECF技术和TCF技术则废水中的AOX含量分别为0．6kg／吨浆和0．2kg／吨浆。

另外，采用臭氧、过氧化氢、生物酶等作为漂剂处理纸浆的方法也将是今后漂白技术的发展方向。

造纸技术及装备

目前世界上所采用的先进方法是满流水力式流浆箱配夹网成形器和压力上浆圆网成形器等，利用流体力学原理分散纤维，利用双面脱水原理解决高速成形和纸页两面差问题；采用多层成形布置生产薄页优质纸。在压榨方面，为提高脱水效率、改善纸张两面差、卷曲性和表面强度，普遍采用的新技术有高线压、双面压榨、新型传递压榨、复合压榨和宽压区压榨等。新型纸机、纸板机全部采用全封闭汽罩、干网和袋式通风装置；高档纸机则采用气垫干燥等新方法。

涂布技术及装备

涂布技术的发展包括新型涂料的开发、涂料制备技术和设备的研究。涂布器趋向于适应高速生产、涂层紧密和涂布范围宽的多功能形式。目前新兴的干燥器形式由于热效率高而受到行业的关注。最新式的涂布机有瑞典的Twin—HSM Roll Coater和ABC Coater等。其特点是涂布量调整容易，且涂布量的范围较大。

编辑本段造纸技术的发展趋势

（一）解决造纸原料的途径

对纸浆生产行业而言，资源是最为关键的问题。在日本生长的木材，砍伐树龄一般为50～60年（如杉树、桧树和落叶松等），最快也得30年。针对木材短缺的现状，日本业界多采取在气象条件较好的外国生产木材（植树）的方式，成功地将上述时间缩短至5～12年。我国北方地区实施“大规模发展速生杨，实行林浆纸一体化”的中长期发展规划，已建设了一批速生杨造纸林基地，南方地区则以马尾林，桉树等速生树种为主。

（二）淘汰机制缓解原料紧缺压力

专家认为，要使产业集群健康发展，必须用好两大淘汰机制，一是市场自然淘汰机制，二是政府政策干预形成的淘汰机制。2003年，我国的造纸工业遇到了纤维原料、煤、油供求关系紧张和原料大幅度涨价的打击，生产成本急剧上升，产品销售价提升艰难，利润空间减少，市场自然而然地启动了优胜劣汰的机制，在强手如林的纸业集群内，小型造纸厂自然成了牺牲者。

除了市场行为，政府有关部门出台环保等政策也在加大对小型造纸厂的淘汰力度。近几年，为解决原料结构性污染问题，山东省先后关闭了40余家麦草制浆的生产线。

（三）产业布局要纳入生态循环经济

为解决造纸产业集群带来的资源紧缺问题，专家认为，有关部门在审批大型造纸项目时，必须结合当地实际，对原料和水做充分的考虑；另一方面，行业要做好原料的“生态”循环使用。

纸业专家郭水新说，近年来，国外纸业发达国家走的是“生态循环”使用原料之路。所谓的循环使用，是指林纸结合的大循环和废纸回收利用的小循环两种，这两种循环使用的完整链条，保证了纸业可持续发展。

过去，我们没有原料循环使用的概念，现在我们有了这种意识。从《2003年中国造纸年度报告》中不难看出中国纸业无论是国产废纸，还是进口废纸的用量，都在提高。但这仅仅停留在小循环上，客观地讲，目前，中国纸业在原料使用上，大循环只停留在理念上。因为中国的第一拨纸林还没砍，况且育林面积还很小，不能满足造纸工业的需要。

目前，中国纸业必须走原料循环使用的路子，这是纸业可持续发展的保障。这需要行业做更多的努力，把大循环理念落到实处

造纸新技术

（一）香蕉树造纸法

日本国家化工实验室已发明了一种用甘蔗渣和香蕉制纸浆的方法，可取代用木浆造纸的方法。是一种造高强度纸的技术。造纸法是先将树和其他制纸原料放在硫化钠和氢氧化纳内煮，然后放在漂白剂内漂白，产生一股很强的气味和大量漂白废料。新造纸法不必经过漂白这一关，而且又可用循环工序处理废料，防止污染。这种造纸法生产成本低，最适合小规模造纸厂采用。

该技术的关键在于，将香蕉纤维处理成像棉维那样光滑。具体方法为：剥下的香蕉皮，用制蔗糖用的压榨机使其脱水，然后将其发酵。将一般生产棉、麻等纤维生产用的开松机进行一定的改造，就可用于香蕉纤维的纺织。这样制成的香蕉布手感如麻，可以用于制作食品的包装袋。

（二）醋菌纤维造纸法

用醋菌纤维作造纸原料，因其极高的纤维素纯度免去了一般植物纤维质素的制浆过程。日本在造纸业中将醋菌纤维素加入纸浆，可提高纸张强度和耐用性，并解决了废纸回收再利用后纸纤维强度下降的问题，加菌纤维于普通纸浆中可造出高品质特殊用纸，例如Ajjnomoto 公司与三菱公司合作开发用于制造货币的特级纸，印刷质量好、抗水、强度高。加有菌纤维的高级书写纸吸墨均匀性、附着力好。菌胶纤维机械匀浆后与各种相互不亲和的有机、无机粉末和纤维材料混合制造不同形状及用途的膜片、无纺布和纸张，十分牢固，充分利用了纳米级超细纤维对物体极强的缠绕结合能力和拉伸强度。在制造过滤吸附有毒气体的碳纤维板时，加入醋菌纤维素，可提高碳纤维的吸附容量，减少纸中填料泄漏。

（三）取代木材的新型材料

1．以秸杆为主要材料，结合高分子化工原料如PP、PVC等其他辅助材料，用现代工业设备加工成各类产品。产品与传统原材料相比，具有高防水、防火、防蛀、防酸、表面耐擦、无化学反应、无放射性、易清洗、抗老化、不易碎、重量轻、强度高、环保适应性极佳等特点。工艺采用结皮低发泡、交联或纳米等技术。除了产品图案色彩可用本身特有的特点从成品中一次成型外，还可采用后加工的表面式、内置式涂装。因原材料本身的物理性能不易氧化，故涂装的色彩不褪色、耐老化、色泽均一、不脱落、色彩丰富、丽质清新、可满足不同品位消费层的心理需求。

2．草+塑胶=木

美国肯萨斯州一家工厂，用小麦杆、塑胶碎粒、旧报纸和少许木材，制成一种新木料，目前已代替木材，开始用来制造电线杆，将来还会用来制造铁路枕木、甲板、栏杆和门窗。有了这种生物合成木料，便可减少砍伐树木的数量，也可降低成本。这种木材还有一个好处，不会像普遍木材般弯曲或裂开，而且由于加入了不同颜色的塑胶，因此不同油漆。这种木材也可像普通木材般切开，做成不同形状。