1 制浆造纸工艺概述 杜蒙海达纸业 2 制浆造纸制浆造纸 造 纸 造 纸 制 浆 制 浆 纸浆植物 纸 3 造纸用植物纤维原料 木材纤维原料：红松、落叶松、杨木、桦木等。 草类纤维原料：龙须草、芦苇、麦草、稻草等。 韧皮纤维原料：桑皮、构皮、檀皮等。 棉麻纤维原料：棉花、大麻、亚麻、黄麻等。 我公司使用草类纤维原料中的芦苇作为主要原我公司使用草类纤维原料中的芦苇作为主要原 料来生产纸张。料来生产纸张。 4 制浆 什么是制浆？ 将造纸原料分散为单根纤维的过程叫制浆， 获得的产品称为纸浆。 制浆目的： 溶出原料中的木素，使原 料分离成单根的纤维，增 加纤维的比表面积（单位 重量纤维的表面积）。 5 制浆 制浆的要求： 制浆的要求：制浆的要求： 在纤维尽量不受或少受损失的前提下，消耗较少的动力， 将植物纤维分离成单体纤维，使浆料具备一定的比表面积 和交织性能，为纤维之间的重新结合创造条件。 备料备料制浆制浆洗涤洗涤筛选筛选 漂白漂白 纸浆纸浆 制浆的基本过程 6 制浆 备料：制浆前把粗长的芦苇切成小段的料 片并去除杂质的操作。 备料的基本过程： 1 原料的贮存 2原料的处理 3处理后料片的输送和贮存 7 备备料料 原料场的基本要求原料场的基本要求 防火与安全防火与安全：防止自燃、雷击、人为事故等 排水排水：保证排水沟畅通；注意垛基构造 通风通风：通风道、垛间距离、垛的长度方向 运输运输：原料特点、运输设备 照明照明：照明灯塔、埋设电缆 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距 8 制浆方法 料片制浆 纸浆 化学法 机械法 化学机械法 生物法 9 化学法制浆 化学法制浆 原理： 用化学药液蒸煮料片，在高温下化学药剂 与料片中的木素反应生成水溶物，使纤维 分离分散成为浆料。 10 化学法制浆 通常采用的化学试剂为： 酸法制浆 碱法制浆 亚硫酸盐法：SO32- 烧碱法：NaOH 硫酸盐法：NaOH+Na2S 化学药剂 石灰法：Ca(OH)2 11 碱法制浆蒸煮原理 SH- SH- OH- SH-、OH-等离子和木素发生亲核反应， 使木素大分子的醚键断裂，大分子变成 小分子，并且亲液性的酚羟基增加，木 素的亲液性增强，使木素自木片中溶出。 12 酸法制浆蒸煮原理酸法制浆蒸煮原理 SO32-或HSO3-和木素发生亲核 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。 13 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，100C以上 开始；碱性水解， 150C以上开始 14 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； 缺点：得率低，污染大。 15 化学法制浆工艺 化学药液 原料备料装锅蒸煮放锅洗涤筛 选漂白纸浆(漂白浆) 16 化学法制浆工艺 蒸煮过程：主要是脱木素的过程。 蒸煮温度：155165 蒸煮时间：0.7h1h 蒸煮设备：连续式横管蒸煮器 17 蒸煮条件的确定 在100C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：100150C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：150165C（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。 18 化学法制浆工艺 洗涤与筛选 通过挤压、过滤等作用将废液从 纸浆当中分离出来 其中： 黑液：碱法制浆的废液 红液：酸法制浆的废液 洗涤： 洗涤设备：常用真空洗浆机、压 力洗浆机 洗涤方式： 多段逆流洗涤 19 化学法制浆工艺 筛选： 将纸浆中的杂 质分离去除的过 程。 筛选设备：振 动筛、离心筛、 锥形除渣器 20 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 21 化学法制浆工艺 漂白：除去浆中的残留木素或者改变木素发 色基团的以提高纸浆的白度 白度：白色或接近白色的纸和纸板表面对蓝 光的反射率相对于蓝光照射氧化镁标准白板 表面时反射率之比，称为白度，以%表示。 未漂浆 漂白浆 22 化学法制浆工艺 漂白方法： a.氧化性漂白：利用氧化剂除去浆中残留木素及发色物质 特点：漂白白度高，稳定性好，保持持久，纸和纸板 长期存放不褪色 漂白剂：ClO2NaClO H2O2Na2S2O3 b. 还原性漂白：利用化学药剂破坏纸浆中的发色基团，使 纸浆变白 特点：漂白剂不起脱木素作用，只能脱色，稳定性差， 易产生“返黄”现象。 漂白剂：Zn2S2O4、硼氢化钠等，但还原漂剂价格高 23 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） 24 造纸 造纸就是将制得的纸浆分散开来后获得交 织均匀的薄片。 质成纸均匀分散，在网上脱介 泡沫泡沫法：纸浆 空气干法：纸浆 水湿法：纸浆 造纸 25 造纸 目前以湿法造纸为主，即 水胶料填料水 纸浆打浆施胶加填调浓纸页成型压榨 干燥压光整理纸或纸板 26 打浆 利用物理机械方法处理浆料，使纤维经挤压、摩擦、 揉搓、剪切等作用，互相分离成单根纤维 打浆的作用 （1）使细胞壁发生位移和变形 （2）破除初生壁(P)和次生壁的外层(S1) （3）细纤维化（分丝帚化纤维两端与纤维表面微细 纤维分散蓬松） 打浆与调料 27 未经打浆的纤维未经打浆的纤维 经过打浆的纤维经过打浆的纤维 28 打浆与调料 打浆目的 宏观：增加纤维之间的接触面积，增强纤维间的交织力 微观：游离出更多的羟基，利于分子链间的氢键结合 29 氢键结合氢键结合 水分子结构是一个四面 体。氧原子位于四面体 的中心，两个氢原子和 两个孤电子队占据四面 体的角顶。 OH键之间的键角被 压缩到104. 5度。 30 纤维间氢键的形成过程 -通过水分子形成的水桥连接 31 打浆和调料 打浆设备： 圆盘磨浆机 32 打浆 33 34 施胶 -施胶 通过向纸浆冲加入耐水性胶料或在纸幅表面涂胶，使纸 张获得抗拒液体扩散和渗透的能力。 -施胶的作用 施胶的目的是改变纤维表面能，以控制水性液体向纸内 渗透。纸张施胶通常是出于以下目的： (1)最终使用的要求。如液体包装、胶版印刷、潮湿食品包 装、冷冻家禽和农产品装运、可胶粘性、水基油墨的持留 等。 (2)纸机操作。如施胶压榨胶液持留、涂料持留、压光机表 面施胶液持留等。 (3)抵抗偶然性润湿。如办公用纸、谷物或化妆品包装盒、 食品杂货包装袋等。 35 施胶 施胶剂必须能产生疏水性纤维表面 施胶剂应能增加纸页的疏水性，分子结 构上应有疏水性基团。 施胶剂分子的疏水部分伸出纤维表面也 是必要的。这样，液体分子与纸页表面接 触时将遇到疏水的施胶剂分子，而不是亲 水的纤维素和半纤维素分子。 36 加填 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240%。 常用的填料： 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO262%, 白度96.8% 瓷土(成分:Al2O339%, SiO245%,白度82%） CaCO3TiO2BaSO4 37 化学助剂 染料： 碱性染料：碱性品兰、碱性品紫、玫瑰红、亮绿等。 酸性染料：酸性皂黄、酸性煮红、酸性绿等。 直接染料：直接品蓝、直接黄、直接大红等。 湿强剂、干 强剂、助留剂。 荧光增白剂。 38 造纸机 造纸机主要有长网造纸机 圆网造纸机 夹网造纸机 长网造纸机 夹网造纸机 39 长网造纸机 .1799年法国印刷工洛伯特发明了无端网带，1804 年长网造纸机发明，自此机械化造纸替代了手 工捞纸，纸的产量与应用范围逐年增加。 .长网纸机的主要组成： 浆料流送部网部压榨部干燥部压光和 卷曲 40 长网造纸机 流浆箱 以稳定的流速、均匀地将浆料迸上网子。确 保形成质量均匀的纸页。 41 长网造纸机 网部：初步脱水形成厚薄均匀的湿纸幅 42 长网造纸机 网部对纸页质量的影响： 决定纸张的定量与厚度 纸页的方向性： 纵向（MD）和横向（CD）：MD纸机运行的方 向（原因：浆流速度低于网速，使较多的纤维 长度沿成型网运行方向排列） 纸页的正反面：反面-贴近网面的一边细小 纤维和填料通过网孔流失较多，成纸后表面相 对粗糙。正面平滑和光洁的 43 长网造纸机 压榨部：挤压脱水，增加纸页紧度，干度 达2542% 压榨作用示意图 44 长网造纸机 干燥部：脱除湿纸页中的水分，完成纸 的施胶，使纸干度达到92-95% 作用：提高强度,增加平滑度。 干毯、纸页和烘缸干毯、纸页和烘缸 45 长网造纸机 压光卷取及后整理 压光后的纸页压光前的纸页 提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。 46 圆网造纸机 (1) 构成 由网槽、圆网、毛布、伏辊、压榨、烘缸等 构成 (2) 单圆网造纸机：主要用于生产薄纸 (3) 多圆网造纸机 可用于生产 厚纸板多层 纸板 带水印的纸和纸板 47 48 总结 1、制浆原理及工艺流程。 2、抄纸原理、工艺流程及纸机介绍。 谢谢合作