§12 纸与纸板的生产过程#

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纸浆洗涤方式
• 主要有三种:置换洗涤、稀释脱水洗涤和压榨 洗涤。
• 三种洗涤过程都是利用了扩散、过滤、挤压等 作用，所不同的只是一种洗涤类型往往是以某 一作用为主，其他作用为辅。
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（2）纸浆筛选与净化
• 筛选是利用纤维与杂质之间尺寸大小的不同， 用筛板将杂质分离。
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2.制浆
• 机械法制浆、化学法制浆以及化学机械法制浆 • 制浆方法不同，浆料性质也不相同。
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(1)机械木浆
磨石磨木浆
• 木磨片石磨木浆是将木段压在磨石表面上，木段方向与磨石轴 • 平木行片，磨利木用浆圆是木指与木高片速在旋两转个的相磨对石旋间转的摩磨擦盘力间，由利旋用转磨的盘
§1.2纸与纸板的生产过程
纸和纸板的生产过程
•制浆过程:是将木材或其他植物纤维原料用化学的、
机械的、或二者相结合的方法离解成单根的纤维状物 料，并将其净化漂白的生产过程，其产品就是纸浆。
•抄纸过程:是将纤维及辅料的水悬浮液在细目网上
脱水沉积，并使纤维间互相交织形成毡状薄张材 料的过程。
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• 在制浆过程中产生的臭气，对环境的污染及人体 健康是有害的。另外日前还不能有效地对纤维原 料中的木素组分加以利用。与亚硫酸盐法相比得 率低，原料消耗高，漂白、打浆等操作较困难， 因此成本相应较高。
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• 传统的亚硫酸盐法制浆又称酸法制浆,它是将硫磺燃烧，生成 的二氧化硫与石灰石和水进行反应，制成亚硫酸氢钙与亚硫酸 混合液，把木片与该溶液放进蒸煮锅内在高温离压下蒸煮，蒸 煮液中的亚硫酸（H2S04）与木素作用，使木素大分子降解，同 时生成木素磺酸，木素磺酸与溶液中的盐基结合，生成木素磺 酸盐，从木素中溶解出来，从而制成纸浆。
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3.洗涤和筛选
（1）纸浆洗涤。
• 在化学法制浆过程中，纤维从植物原料中分离出来， 其他一些组分则溶解于蒸煮液中，成为蒸煮 “废液”。
• 由于制浆方法不同，“废液”的色泽与性质也各不相 同。一般亚硫酸盐蒸煮废液呈红色，称为“红液”； 硫酸盐法蒸煮废液为黑色，俗称“黑液。
• 化学处理的目的是实现纤维的软化，有助于提高浆的 强度，降低磨浆能耗，节约生产成本。
• 使用的药品一般是氢氧化钠、碳酸钠、酸性亚硫酸钠、 碱性或中性亚硫酸盐、碱性过氧化氢。
• 机械处理主要是利用摩擦产生的热量软化木片，削弱 纤维的连接；离解纤维；实现单根纤维的细纤维化。
• 使用的主要设备是圆盘磨浆机。
于蒸煮。
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（2）湿法备料和湿法净化
• 湿法备料是利用特制水力碎草机将整根草秆撕 断撕裂，并把草叶撕碎，然后把碎草叶与杂质 分离，干净的湿草经脱水后送至蒸煮工序使用。
• 这种方法省去了切草、筛选等过程，并避免了 上述过程所产生的飞尘污染。但此法还处于试 验中，尚未投人工业使用。
1. 由于纸浆中还含有大量未解离的纤维束，抄出的纸 张的纤维间也只有很小的结合力，不仅强度低，而 且显得疏松多孔，表面粗糙，不能满足要求。
2. 打浆就是把纤维束疏解成单根纤维，并把纤维切成 适当的长度，沿纤维方向摩擦分裂，两端帚化发毛， 从而增加纤维表面的接触面积，提高纤维的交织能 力。
3. 经过打浆压溃，使纤维内部渗进水而发生膨胀水化， 变得柔软可塑，这样的纸浆方可用于抄纸。
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发展半化学浆和化学机械浆的目的
• 一是为了开辟制浆原料的来源，充分利用其他制浆方 法不甚适合或较少使用的阔叶木；
• 二是为了降低生产成本，以生产得率相当高的纸浆， 特别是可以利用阔叶木生产出与针叶木化学浆或机械 浆性质相近的纸浆。
• 半化学浆和化学机械浆可用来抄造新闻纸、包装纸及 各种包装纸板，经过漂白的半化学浆还可抄造书写纸、 杂志纸等。
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纸浆的颜色
• 主要来源于纸浆中的木素，而纤维素和半纤维 素一般不易转变为有色物质。
• 针对纸浆中木素的性质，漂白方法有两大类: 氧化性漂白剂和还原性漂白剂。
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氧化性漂白剂
• 以氧化性的漂白剂氧化破坏木素及有色物质的 结构，使其溶解，提高纸浆的纯度和白度；
磨与石木将片木及材木纤片维与从木圆片木之上间分的离摩下擦来力，再被用分水离将成其单从根磨纤石维表而 面制冲成洗的下纸来浆，。即制成磨木浆。
• 在该各浆类的制质浆量方一法般中比，磨磨石木磨浆木是浆一好种，生除产了成主本要最用低于，抄制新浆闻得纸 率以最外高，（还几可乎配包抄括其木他材种所纸有或组纸分板），环境污染最小的制浆
• 蒸煮结束时，纸浆与废液是混杂在一起的，为此纸浆 需要进行分离与洗涤。
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洗涤的目的
• 一是对蒸煮后纸浆中的废液进行分离，同时又要使纤 维细胞壁、细胞腔中的废液残留物扩散出来，把纸浆 洗干净，为后续工序 （如漂白）创造有利条件；
• 二是充分提取废液，在洗净纸浆的同时，要最大限度 地提取废液并保持废液的温度，以便从中回收化学药 品（或综合利用）、节约能源。
• 此也法含主有要少适量用碳于酸稻钠草、、硫麦酸草钠等和非亚木硫材酸纤钠维等类，原由料于，碱也回 可收用过于程蒸中煮以阔廉叶价木的，硫一酸般钠不作适为用补于充针药时品木，，故原称因为是硫针酸
• 叶盐根木法据木。所素用含化量学高，药用品此的法不碱同耗又高可，漂分白为困三难类，:得苏率打低法。、 • 包硫装酸用盐纸法与和纸亚板主硫要酸是盐用法硫。酸盐法制浆和中性亚硫酸
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(2)化学木浆
•苏化打学法法制制浆浆就是在一定温度和压力下，利用化 硫学酸溶盐液法(也制称浆蒸煮液)溶解掉木片中的木素和其
• 他苏打杂法质又，称尽烧且碱保法。留烧纤碱维法素蒸，煮并所用使的纤化维学素药尽剂可主要能 • 免是硫氢酸遭氧盐破化法坏钠制，，浆同也所时有用少化适量学当碳药保酸剂留钠主半。要纤是氢维氧素化。钠和硫化钠，
• 非木材纤维原料由于种类多。特性各不相同因此其备 料工艺、使用设备也有很大的区别。
• 常用的禾本科原料除蔗渣外，可用切断、筛选、净化、 贮存等几个工序来概括。
• 非木材纤维原料的备料方法，又可分为干法备料与湿 法备料两种。
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（1）干法备料
以稻麦草纤维原料为例
•• 筛切选料、除尘：切断 目后的的是料便草于片装经锅筛选、 与除蒸尘煮以。除草去片夹切杂在 短其后中可的增细加末装、锅尘土、 量谷，粒可等使杂药物液，的减小 渗蒸透煮均药匀品，的并消缩耗， 短同渗时透提时高间蒸，煮易质量。
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4.纸浆的漂白
• 由于木素的存在，纸浆一般呈现一定的颜色，深的呈 暗褐色，浅的呈灰白色。
• 包装纸及纸板除少部分外，大多数用本色浆制造，不 需漂白。但随着商品经济的发展，人们对产品的包装、 印刷、装潢要求越来越高，这也对包装纸及纸板的质 量提出了更高的要求，需要更多的漂白包装纸及纸板 以适应市场需求。
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磺化化机浆（SCMP）
• 用亚硫酸钠或亚硫酸钠加氢氧化钠在一定温度下预处 理木片，则称为磺化化机浆（SCMP）。它利用亚硫酸 钠对木素的磺化使木素产生永久性软化，从而增加了 纤维的柔软性和结合强度，可以获得较好的“撕裂度/ 抗张强度”的关系。
• SCMP的流程为:
• 木片洗涤器—脱水筛—木片预热器—连蒸器—盘磨机 1—盘磨机2—粗浆
• 其特点是漂白白度高，漂白稳定性好、持久， 这是目前主要的漂白方法。
• 常用的漂白剂有次氯酸盐、氯气、二氧化氯等 氧化型漂白剂。
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还原性漂白剂
• 以还原性的漂白剂使发色物质分子上的发色基团变为 无色基团，令其脱色。该方法只破坏纸浆中的发色基 团，使纸浆变白。漂白剂不起脱木素作用，只能脱色， 对纤维组分不造成损害。
• 木片要求长短厚薄一致、 整齐，一般的规格为长 15-20mm，厚3-5mm，宽度 不限。削片现多采用圆盘 削片机。
削片
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八刀削片机
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筛选
• 用筛选机分选，以除去从削 片机出来的木屑和大片，大 片需再碎成较小木片。
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2) 非木材纤维原料的备料
方机法械。木一浆般特用点于：抄制新闻纸、瓦楞原纸等。
木材中的非纤维素物质几乎都留在纸浆中，制得的纸张略 带黄色，在日光和空气的作用下，纸的颜色还会进一步变 黄。
由于木素等非纤维素物质的存在，纸的强度很低，为了改 善这一状况常常在抄纸时配有一定比例的化学浆以生产各 种印刷纸。
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亚硫酸盐法
• 木素是贯穿于细胞壁和胞间层的网状大分子，无论是碱法制浆 还是酸法制浆，蒸煮不仅除去胞间层木素，使纤维解离，而且 还除掉了绝大部分细胞壁中的木素，使纤维变得柔软。在蒸煮 过程中，化学药液对纤维素和半纤维素也有不同程度的作用， 使纤维素大分子聚合度降低，半纤维素严重降解或溶解。
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盐法制浆。
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硫酸盐法制浆工艺流程图
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硫酸盐法制浆优、缺点
• 硫酸盐法制浆具有原料适应性广(对木材剥皮要求 低，既适用于针叶木，又适用于阔叶木和草类原 料，也可以是木材加工厂的废料)，纸浆强度高， 废液的碱回收技术成熟等特点，因此该法已成为 最重要的化学制浆方法。
• 这种漂白方法得率高，但漂白稳定性差，易返黄。 • 它多用于机械木浆、化学机械浆和半化学浆这类含木
素量高的纸浆。常用的漂白剂主要是过氧化物漂白剂 如：H2O2、Na2O2。
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二、抄纸过程
• 1.纸料的准备 • 打浆、调料
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为什么打浆
• 经过筛选和净化的纸浆，还不宜直接用于造纸，必 须经过打浆、调料等准备阶段。
• 锯木机分圆锯和带锯等形式。大型浆厂多用由 普通圆锯组成的排锯。带锯则用于大直径原木 的纵向劈开。
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剥皮
• 树皮的纤维含量低，杂质含量高，制浆时又多耗蒸煮药 液，同时还影响成浆质量，所以一般都要对原木进行剥 皮作业。
• 剥皮机械:摩擦式的圆筒剥皮机、装有爪刀的圆环式剥 度机、水力式剥皮机以及挤压式的木片去皮机等，目前 采用最多的是圆筒剥皮机。
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(1)打浆
• 打浆：利用物理方法处理悬浮于水中的纤维，使其符 合造纸机的生产要求，并使所生产的纸能达到预期质 量的操作过程。
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一、制浆过程
• 制浆包括下列基本过程:备料-制浆-洗涤 -筛选-漂白。
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1.备料 1)木材原料的备料
• 备料是指储存的原料经 过一定要求的处理以满 足蒸煮或磨浆需要的过 程。
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锯断
• 磨木机要求原木长度为0.6m或1.2m，普通削片 机要求原木长度2-2.5m。因此原木需要进行锯 断。
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卡 圆 筒 剥 皮 机
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除节、劈木
• 为了避免树节对磨石和磨木浆质量的影响，要 进行原木的除节。
• 劈木的目的是劈开过大的原木，以利于装入磨 木机。
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• 削片：在化学浆及木片机 械浆的生产中，要求将原 木（或板皮）削成一定规 格的木片，以适应制浆工 序的需要。
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(3)半化学浆和化学机械浆
• 半化学浆和化学机械浆属两段制浆法，即制浆 时既用化学方法，也用机械方法将植物纤维原
料离解成单根纤维状物料的过程。它包括化
学预处理和机械后处理两个阶段。
• 由于化学处理比化学制浆法温和，所以制浆得 率仍然可高达80%-90%。
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化学处理与机械处理的目的
• 净化是利用杂质的比重比纤维大，用重力沉降 或离心分离的方式将杂质分离 ，以减少漂白药 品的消耗。
ห้องสมุดไป่ตู้
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浆料由锥体上部 的切线方向带压 进入锥体并产生 高速旋转，这时， 离心力将好浆与 杂质分开，好浆 质量较轻，由中 间负压带上行排 出，而杂质较重 甩至周围，受器 壁阻力而减速下 滑至排渣口排出。