制浆原理与工程.

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二. 碱法制浆流程示意图:
松节油回收系统(松木) 热回收系统 热水
纸浆筛选系统
合格原料片 蒸煮器 喷放装置 洗浆与黑液提取系统
预浸装置
蒸煮药液
碱回收系统
制浆造纸原理与工程
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三. 亚硫酸盐法制浆流程示意图: 合格原料片
SO2 蒸煮液制备系统 蒸煮器
药剂制备系统 喷放装置 洗浆和废液提取系统
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第二节 蒸煮原理
一、蒸煮液对原料片的浸透作用
ห้องสมุดไป่ตู้
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
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第三节 蒸煮方法与蒸煮技术
一、碱法蒸煮 (一)蒸煮操作(间歇式蒸煮)
1. 装料、送液: (1) 提高单位容积装料量;(木片蒸汽装锅器,草片机 械装料器) (2)药液与料片混合均匀;(预浸) (3)装料送液时间不宜太长; (4)送液液温要恰当; (5)料片、药液必须计量准确。
立锅 1:4~1:5 制浆造纸原理与工程
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3.硫化度的确定
取决于原料种类(木素含量、组织结构等)和成浆要求(卡伯
值)。 一般:针叶木 25~30%
草类原料 15%左右 阔叶木一般处于两者之间 深度脱木素蒸煮的硫化度要提高一些

制浆造纸原理与工程部分

制浆造纸原理与工程部分

制浆造纸原理与工程部分一、基本要求系统掌握制浆造纸过程的基本概念、基本原理、基本理论及方法、主要装备的工作原理及操作方法等,了解国内外制浆造纸工业的发展趋势和及新技术的应用。

二、具体内容(一)制浆原理与工程1.制浆的概念和现代制浆的基本过程,制浆方法的分类和纯浆品种的区分,制浆方法及技术发展趋势;2.原料贮存及备料;3.化学法制浆;重点掌握蒸煮原理、蒸煮过程与蒸煮技术;了解蒸煮设备特点及应用;掌握化学浆的性质(质量指标)与用途;了解化学法制浆的新发展;4.机械法和化学机械法制浆;5.了解机械法和化学机械法制浆的分类和用途;6.掌握盘磨机磨浆原理及影响因素;7.掌握普通机械浆原理(RMP)、预热盘磨机械浆(TMP)、化学热磨机械浆(CTMP)、化学机械浆(CMP)和磺化化学机械浆(SCMP)、生物机械浆(BMP)、爆破法高得率浆(EXP)、挤压法机械浆(EMP)等制备过程及成浆特性;8.掌握纸浆的洗涤与废液的提取基本原理、洗涤方式及其影响因素,洗涤设备(结构特点为、工艺参数、适应性及优缺点),了解泡沫的形成与消泡;9.掌握纸浆筛选原理及影响因素、筛选设备(工作原理、结构特点、工艺条件、适应性及优缺点);纸浆净化原理、设备及影响因素(沉砂沟、锥形高渣器、筒形除渣器、高浓除渣器、逆向除渣器等的工作原理、结构特点、工艺条件及适应性);了解筛选净化流程的组合;10.了解废纸回用的意义,废纸的分类与收集,废纸再生过和性质的变化;11.掌握废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩基本过程及原理;12.掌握废纸脱墨原理、脱墨方法、脱墨剂的性能与种类,废纸脱墨流程、工艺与设备,废纸脱墨的影响因素,浮选法和洗涤法脱墨的比较;了解废纸再生新技术;13.了解漂白历史及发展趋势,漂白目的与分类,漂白化学品和漂白流程;14.掌握纸浆的颜色、白度、发色基因与漂白原理;15.掌握化学浆的含氯常规漂白的方法及原理;16.掌握化学浆的无元素氯与全无氯漂白的方法及原理;17.掌握高得率纸浆的漂白方法及原理;18.掌握废纸浆的漂白方法及原理;19.掌握纸浆的返黄和返黄值,纸浆返黄的机理和影响因素,稳定白度减轻返黄的方法;20.了解蒸煮液的帛备及蒸煮废液的回收与利用。

课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲

课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲

课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲Principle and Engineering of Pulping课程编号:学时/学分:60/3.5一、大纲说明本大纲根据轻化工程专业本科2006版培养计划制订。

(一)教学对象轻化工程专业本科学生。

(二)教学目的与要求本课程是轻化工程专业的专业必修课程。

通过本课程的教学,使学生了解和掌握二十一世纪制浆工程的主要科学与技术;使学生在掌握了一定的基础理论的前提下,将所学的知识用于分析研究制浆过程中所出现的问题及现象,从理论和实际生产两个方面对制浆过程有一个系统全面的了解,同时培养分析问题和解决问题的能力。

在学习过程中,要求学生理论联系实际,灵活掌握所学内容,重点学习基本理论和主要方法及过程,同时注意学习该领域的最新成果及动态。

(三)主要先修课程和后续课程1.先修课程:化学类基础课,化工原理,植物纤维化学。

2.后续课程:造纸原理与工程、制浆造纸机械与设备。

(四)教学方式与重点和难点1.教学方式:课堂讲授、课堂讨论。

2.重点和难点。

重点:各种制浆方法的基本原理和新型的制浆技术,各种纸浆的基本漂白方法、漂白流程的组合与技术。

难点:蒸煮曲线的制订及H-因子的计算。

(五)考核方式考试。

二、教学内容绪论1.了解制浆造纸工业的特点与发展。

2.了解制浆的概念和现代制浆的基本过程。

3.了解制浆方法分类和国内外发展趋势。

第一章备料1.原料的贮存。

了解原料贮存的目的和对原料场的基本要求,掌握木材原料的贮存和非木材原料的贮存。

2.备料过程及质量控制。

掌握木材原料的备料和非木材原料的备料。

3.料片的运输和贮存。

了解料片的运输和贮存。

第二章化学制浆1.化学制浆的分类、蒸煮液的组成和计算。

了解化学制浆的分类,掌握常用术语及蒸煮计算,了解蒸煮液的组成和性质。

2.化学浆蒸煮原理。

掌握蒸煮液对木片或草片的浸透作用,掌握蒸煮过程中脱木素化学,掌握蒸煮过程中的碳水化合物降解化学。

3.蒸煮方法和蒸煮技术。

制浆原理与工程课件5[1]

制浆原理与工程课件5[1]
• 从碱回收角度 尽量提高黑液提取率,尽 量减少用洗涤水,保持高的黑液浓度与温 度
• 碱法纸浆洗涤目的: ① 尽量把浆洗干净 ② 尽可能为回收系统提供浓度大、温度高的
黑液
制浆原理与工程课件5[1]
2.洗涤术语
① 固形物(Solids)
② 洗净度 纸浆洗净后的干净程度

KP法 残碱 <0.05g/L(Na2O计)—木浆
结构:筛框、筛板、偏心轮、喷射管等 推动力——位差 破坏纤维层——振动 喷水——防止粗渣中带出合格纤维
高频振框式平筛
制浆原理与工程课件5[1]
工艺:进浆浓度 1~1.5%
出浆浓度 0.8~1.2%
筛孔
φ2~φ12mm
振次
(四)挤压洗涤设备
1.螺旋挤浆机(已淘汰)
制浆原理与工程课件5[1]
2.双辊挤浆机(已淘汰) 3.置换压榨洗浆机
瑞典 Sunds、VPC、VPD、MPC 加拿大 Vani-NIP 原理: 挤压、置换 构造:两个多空辊、压力浆槽、输料器、刮刀等组
组成,每个压区分为脱水区、置换区、压榨 区 工艺:进浆浓度 2-5% 出浆浓度 30-40% 黑液提取率可达99%
(Drum Displacement Washer——DD Washer)
DD洗浆机
制浆原理与工程课件5[1]
结构转鼓沿圆周被分隔成7个区:上浆成形区、4个 置换区、真空区(用真空泵将干度提高 到14-16%)、脱落区(用压缩空气将 浆片吹落) 可在一台洗浆机上实现四段逆流洗涤, 最后一段用热水洗
制浆原理与工程课件5[1]
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 脱水区 工艺:出浆浓度 25-30%

制浆原理与工程

制浆原理与工程

制浆原理与工程一、制浆原理概述制浆是造纸工业中的关键过程之一,它是将纤维素原料转化为纸浆的过程。

纸浆是造纸的基础材料,其质量直接影响到纸张的品质。

制浆原理主要包括纤维素原料的分解和纤维分离两个步骤。

1. 纤维素原料的分解纤维素原料一般采用木材、废纸等植物纤维作为主要原料。

在制浆过程中,首先需要对原料进行分解,使纤维素与非纤维素物质分离。

这一步骤主要通过化学方法或机械方法来实现。

化学方法主要是采用化学药剂对纤维素原料进行处理,使其在特定条件下发生化学反应,使纤维素与非纤维素物质分离。

常用的化学药剂有氢氧化钠、硫酸等。

机械方法主要是通过物理力学的作用将纤维素原料进行分解。

常用的机械方法有磨浆、切割等。

2. 纤维分离纤维分离是将纤维素与非纤维素物质进行分离的过程。

在制浆工程中,常用的纤维分离方法有浆液分离、筛选和洗涤等。

浆液分离主要是通过物理力学的作用,将纤维素与非纤维素物质分离。

常用的浆液分离设备有离心机、压滤机等。

筛选是通过筛网将纤维素与非纤维素物质进行分离。

常用的筛选设备有振动筛、压力筛等。

洗涤是将纤维素原料中的杂质通过水洗的方式进行分离。

常用的洗涤设备有洗涤机、洗涤塔等。

二、制浆工程概述制浆工程是指将制浆原理应用于实际生产中的一系列工艺和设备。

它包括制浆设备的选择、制浆工艺的设计和操作流程的优化等。

1. 制浆设备的选择制浆设备的选择是制浆工程的关键环节之一。

根据纤维素原料的性质和生产要求,选择适合的制浆设备可以提高制浆效率和纸浆质量。

常用的制浆设备有磨浆机、切割机、洗涤机、筛选机等。

根据不同的原料和工艺要求,可以选择单一设备或者多种设备的组合。

2. 制浆工艺的设计制浆工艺的设计是制浆工程的核心任务之一。

根据纤维素原料的特性和生产要求,设计合理的制浆工艺可以提高纸浆的质量和产量。

制浆工艺的设计包括原料处理、分解、分离和洗涤等步骤的参数选择和操作条件的确定。

同时还需要考虑能耗、设备投资和生产成本等因素。

制浆原理与工程重点

制浆原理与工程重点

1 制浆定义:利用化学或机械的方法,或两者结合的方法,或辅以生物能(酶解工程)的方法,是植物纤维原料离解成单根纤维的生产过程 制浆的基本流程:原料采储—备料—磨浆(或蒸煮、洗涤或蒸煮、磨浆)—筛选,净化—漂白—漂白浆 制浆方法:化学法(碱法、亚硫酸盐法)和高得率法(机械法、化学机械法、半化学法) 原料的贮存的目的:维持正常的连续生产、改进原料质量,以满足蒸煮和磨浆的需要 堆垛方法:层叠法;平列法;散堆法 木材原料的备料的流程:木材—贮存—拉木机—辊式输送机—锯断—皮带输送机—削片机—旋风分离器—筛选—皮带输送进入料片仓 原料厂的要求:防火严密、运输方便、排水畅通、通风良好 原木去皮的目的:降低尘埃度,降低药品消耗,不易霉变腐烂,均衡水分 木片挤压去皮的原理:利用木片和树皮受热以后的黏性不同以及受压以后的弹性系数不同来达到分离树皮和木片的目的. 刀高:刀刃到刀牙的垂直距离H 刀距:刀刃到突出刀盘面的距离h 安刀角:安刀面与刀盘平行面之间的夹角α 影响木片合格率的因素:木片的长度、木片的厚度、木片的斜度、树种、水分、安刀角、刀刃角、削片刀与底刀的间距等 木片质量对制浆的影响:影响药业的渗透、影响木片在料仓中的流动性、影响装锅量、影响合格率(过煮问题) 木片的筛选方法:圆筛和平筛 草类原料的特点:灰分含量高、水抽出物高、1%氢氧化钠抽出物多、半纤维素含量高、木素含量低、纤维素含量低、组成不均一 灰分含量高的影响:滤水性差、纸机网部脱水困难、强度差、脆性大、碱回收困难、 抽出物含量高的影响:碱耗高、碱法制浆泡沫多、不易漂白、得率低 草类原料的备料方法:干法备料、湿法备料、干切湿净化备料 草类纤维的特点:组织结构疏松、纤维细且短、杂细胞含量高 干法备料流程:麦稻草原料→原料车→喂料胶带→喂料辊→切草机→筛选除尘设备→胶带→预浸器→蒸煮 草片长度:草片长度=喂料辊线速/(飞刀刀片数*飞刀辊转速)*1000 湿法备料特点:除尘效率高、生产能力高、浆料易洗易漂、劳动条件改善、刀片易磨损、动力消耗大、投资大 干切湿净化流程:干法切草—干法除尘—水力碎浆机—过滤分离—除砂器—澄清器—螺旋压榨机—料片—螺旋预浸器—蒸煮器 碱法制浆的定义:用碱性化学品水溶液处理植物纤维原料,溶出其中的木质素、尽可能保留纤维素,适当保留半纤维素,使植物纤维原料分解成单根纤维AP 法特点:设备简单、操作容易、纸张松软、吸水性好、不透明度高、得率低、强度差KP 法特点:对原料适应性广、纸浆强度高、黑液回收技术成熟污染负荷低、得率较低、漂白难度大、滤水性差、空气污染负荷大、黑液回收投资大SP 法制浆特点:浆料颜色浅,易漂白、得率高、制溶解浆无需预水解、综合利用程度高、对材质适应性差、浆料强度低、蒸煮时间长、设备耐腐蚀NSSC 法制浆特点:得率高、颜色浅、滤水性好,易打浆、挺度好、对设备腐蚀小 高得率浆的特点:得率高,成本低、印刷性能好,高松厚度,高不透明度、污染处理负荷少、物理强度低、漂白性能差,易反黄,纤维会卷曲和扭结2 GP 浆特点:成本低、得率高、生产过程简单、浆料印刷性能好,颜色浅、污染处理少、成纸强度低、纸易脆易黄 化学机械浆特点:得率高、强度比GP 浆高、制浆材料广、电耗较低、浆料强度低、易返黄、印刷适应性不如TMP 、GP CTMP 浆特点:投资费用低、强度,不透明度和松厚度类似于化学浆,浆料光学性能好、得率高、污染少、对原料适用性强 碱法制浆系统:配料系统、配碱系统、蒸煮系统、热量回收系统、浆料洗涤和废液提取系统、浆料筛选和净化系统、漂液之辈系统、制浆漂白系统、浆板抄造系统、废液回收系统、水处理系统KP 法制浆基本工艺流程:原料厂—备料,木片—蒸煮—除节—筛选—洗浆—氧脱木素—洗浆—漂白—漂白浆筛选净化—浆板抄造 总碱:烧碱法是NaOH+碳酸氢钠 硫酸盐法是含钠的化合物 活性碱:指在烧碱法蒸煮液中NaOH 的含量;在硫酸盐法中指NaOH+Na2S 的含量,以Na2O 计。

制浆原理与工程备料

制浆原理与工程备料





螺旋削片机(曲面削片机) 基本原理:从刀盘中心到边缘形成一个变化的安 刀角。 特点:刀盘面是一个曲面。 刀盘中心到边缘的变化即安刀角是变化的。 优点: 木片合格率高,可达92~95% 切削过程中原木不发生跳动。 可适合各种原木的切削(包括枝桠材、小径材)




2.3.4 .2 影响木片合格率的因素 刀距、刀高和安刀角:可以改变木片的大小,从 而影响合格率。 刀刃角:影响木片的厚度; 飞刀与底刀间的间距:不能过大,容易使原木外 部切不断,造成长片; 原木的质量和水分:大小优劣原木要搭配使用, 原木水分高有利于提高木片的合格率。



(2)抽出物的影响 低分子糖类 淀粉 果胶 蛋白质 易溶的纤维素、半纤维素、木素 (3)木质素的影响: 新草:12~14%, 陈草:10~12%,新草用碱量 高1~2%





2.4.1.3. 草类原料的形态结构 组织结构疏松,药液渗透容易,容积重大,与药 液混合难。 草类原料形态结构特性:纤维细、短 — 纸张撕 裂度低;长宽比大 — 纤维柔软性好。 杂细胞含量高:易掉粉掉毛,表面强度低,滤水 性差。 麦草38%,稻草54%,主要存在于叶、节、穗。 其存在使浆料滤水性差;成纸表面强度差;印刷 时掉毛掉粉,造成糊印刷板。




摩擦去皮原理:利用机械与木材或木材之间的摩 擦力。 转鼓式圆筒剥皮机(连续式、间歇式):要求控 制水分~50%,水分<30%则难去皮;装料量至 3/4直径;剥皮时控制水高为3/7直径处。 北方使用此设备应向筒内通1~2kg/cm2蒸汽以润 涨,保证出料温度为+1℃; 与刀式剥皮相比,木材损失率较少,约1~1.5%; 要求木材不能过弯,以防凸部起毛,带入灰尘、 砂石,损伤磨石。要求C=h/L<7%,去皮率可达 80%(较高);不适用于枝桠材、弯曲材。

制浆原理与工程-纸浆的洗涤、筛选与净化(PPT96页)

制浆原理与工程-纸浆的洗涤、筛选与净化(PPT96页)
• ① 过滤的生产能力除了与过滤面积有关外还 与压力差有关,提高压力差(如脱水机的压 力差,洗料池的水位)可加快过滤速度,但 由于浆层为可压缩体,压力太高则η.d值下 降会增加过滤阻力,因此压力也不能太大。 ② 提高浆料温度滤液粘度减小从而降低过 滤阻力,提高过滤速度,这就是最后一段加 热水的原因所在。
物含量。
• (2) 测定步骤
• 用吸管吸取1~2ml稀黑液或精确称取1克浓
黑液于已恒重过的扁平的称量瓶中(瓶内在恒重
前先加5~10克通过40~60目筛石英砂和一个短
玻棒)和称重,将称量瓶置100-105℃恒温箱内
烘干4小时取出置于干燥器内。
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• 冷却30分钟称重后再烘1小时在称重至恒重为止。
• 这两个目的必须兼顾。
• 要求:
• 在洗涤及提取过程中要求在尽量满足洗净度 下,少用洗涤水量,得到较高浓度和较高温度 的蒸煮废液,以便于药品的回收或综合利用。
2022/3/23Leabharlann 8• (二)常用术语
• 1.洗净度:表示纸浆洗净的程度。
• 碱法浆有以下两种表示方法:
• ①以洗后浆中所带的残碱含量表示(Na2Og/l or Na2O公斤/吨风干浆)。
制浆原理与工程
纸浆的洗涤、筛选与净化
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第一节 纸浆的洗涤与废液的提取
一、概述 植物纤维原料经过化学蒸煮以后,得到50%~
85%的纸浆,有近15%~50%左右的物质溶解于蒸煮 液中,蒸煮终了排出的蒸煮液统称废液。
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如果纸浆带有超过一定量的废液,给下一道 工序带来困难。
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第二章化学法制浆1.解释化学法制浆常用名词术语。

活性碱:烧碱法蒸液中的活性碱指NaOH,硫酸盐法蒸煮液中的活性碱指NaOH+Na2S,常以Na2O或⑷有效碱:烧碱法指NaOH,硫酸盐法指NaOH+1/2Na2S,常以Na2O 或NaOH 表示。

⑸活化度:碱液中活性碱对总可滴定碱的百分比。

计算时,NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。

⑹硫化度:白液的硫化度是指Na2S 对活性碱的百分比。

绿液的硫化度是指Na2S 对总可滴定碱的百分比。

计算时,NaOH 和Na2S 等均以Na2O 或NaOH 表示。

⑺蒸煮液:蒸煮液系指原料蒸煮时所用的碱液⒃纸浆硬度:纸浆硬度表示残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量。

可用高锰酸钾、氯或次氯酸盐等氧化剂测定,以用高锰酸钾最为普遍。

2.化学法制浆主要分哪几类?碱法和亚硫酸盐法制浆主要分为哪几种?各自的特点是什么?化学法制浆:碱法制浆、亚硫酸盐法和溶剂法制浆。

碱法:烧碱法、;硫酸盐法、多硫化钠法、预水解硫酸盐法、氧碱法、石灰法、纯碱法等。

最常用的是硫酸盐法和烧碱法。

亚硫酸盐法:酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、中性盐硫酸盐法和碱性亚硫酸盐法。

碱法特点:碱法蒸煮对原料的适应范围比较广,硫酸盐法几乎适用于各种植物纤维原料,还可用于质量较差的废材、枝桠材、木材加工下脚料、锯末以及树脂含量很高的木材。

烧碱法适用于棉、麻、草类等非木材纤维原料,也有用于蒸煮阔叶木的,很少用于蒸煮针叶木。

3.硫酸盐法制浆和亚硫酸盐法制浆的优缺点是什么?硫酸盐法蒸煮的优缺点优点:①对原料适用范围广。

②脱木素速率快,蒸煮时间较短。

③纸浆强度高④蒸煮废液回收技术和设备比较完善。

⑤硫酸盐浆的用途广,针叶木本色硫酸盐浆可用于抄造纸袋纸、电缆纸、电容器纸、包装纸。

漂白浆用于生产文化用纸及其他用途。

阔叶材和草类原料的硫酸盐浆常用于生产文化用纸或生产纸板等。

⑥较少发生树脂问题和草类浆的表皮细胞群问题。

⑦允许木片中有相当量的树皮。

⑧可从一些材种的蒸煮放气时回收松节油和从蒸煮废液中提取塔罗油等副产品。

缺点:①纸浆得率低。

②成浆颜色较深,比亚硫酸盐浆难漂。

③蒸煮时产生的恶臭气体污染大气。

亚硫酸盐法蒸煮的有缺点优点:①本色浆较白,易漂。

②得率较高。

③生产精制浆不需要预水解。

④各种原料的废液可用于生产饲料、酵母、粘合剂、香兰素等,针叶木的制浆废液可生产酒精。

缺点:①原料要求比较严格。

②大都需要耐酸设备。

③蒸煮时间较长。

④亚硫酸盐浆的强度较硫酸盐浆低。

⑤亚硫酸盐法蒸煮废液的回收仍存在经济问4.蒸煮药液浸透的原理、影响因素和强化药液浸透的措施是什么?蒸煮药液浸透的原理:根据药液浸透推动力的不同,浸透形式可分为两类:一类是压力浸透,它的推动力是压力差,即毛细管作用和外加压力的作用。

另一类是扩散浸透,即扩散作用,它的传质推动力是药液的浓度差。

外加压力的高低和药液的黏度的大小都会影响压力浸透。

纤维轴向的毛细管作用总是大于横向毛细管作用的50~100 倍。

扩散浸透效果主要取决于毛细管的有效截面积和药液的浓度差,同时还与药剂分子或离子的活性和大小有关,且受温度和原料水分影响。

影响因素:药液的组成温度、压力纤维原料的种类和料片的格。

强化药液浸透的措施:①蒸汽装锅和预气蒸。

②蒸煮器外药液的预浸。

③装锅送液时,适当提高药液温度,一般将药液预热至70~85℃后送入蒸煮器内。

④抽真空。

⑤盐硫酸盐法蒸煮初期加入过量药液,浸透完全时“回水”(即将多余的药液抽出并加以回收)。

⑥液相变压法:5.碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中木素和碳水化合物的反应类型有哪些?碱法木素的化学反应类型:酚型α-芳基醚或α-烷基醚键的碱化断裂、酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、非酚型β-芳基醚键的碱化断裂和硫化断裂、芳基-烷基和烷基-烷基间C-C 键的断裂、甲基-芳基醚键的断裂、碱法蒸煮时木素发色基团的形成。

碱法蒸煮的碳水化合物的化学反应类型:①纤维的反应:纤维素的剥皮反应、纤维素的终止反应、纤维素的碱性水解。

②半纤维素的反应:脱乙酰基、半纤维素总的反应情况、聚木糖的反应和保留、己烯糖醛酸。

亚硫酸盐法木素的化学反应:①酸性亚硫酸盐蒸煮时木素的化学反应:α-碳原子脱除酚型和非酚型的木素结构单元中的α-碳原子磺化。

②碱性和中性亚硫酸盐法蒸煮木素的反应:酚型Cα和Cγ的磺化反应、酚型β-芳基醚键的断裂和磺化、酚型或非酚型甲基-芳基醚键的亚硫酸盐解。

亚硫酸盐法碳水化合物的化学反应:酸性水解、酸性氧化反应、单糖的氧化和分解反应6.碱法蒸煮过程中,纤维素在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解?如何减少纤维素的降解?高温强碱的条件下发生剥皮反应和碱性水解。

将末端羰基氧化为羧基、将末端羰基还原为伯醇羟基、蒸煮时加入能与羰基起反应的化合物将还原性末端封锁。

7、试述木材与草类原料减法蒸煮脱木素反应历程的异同?答:木材碱法蒸煮脱木素反应过程可分为三个阶段:初始脱木素阶段,大量脱木素阶段,和残余木素脱除阶段。

草类原料硫酸盐法或烧碱法蒸煮脱木素反应历程近视可分为大量脱木素阶段,补充脱木素阶段,残余木素脱除阶段。

8、试述碱法蒸煮得影响因素答:㈠用碱量(effect of alkali charge)a.用碱量的大小会影响脱木素速率和脱木素程度,同时也会影响碳水化合物的降解程度b.当纸浆得率和质量要求和其它工艺参数不变时,提高用碱量是加快蒸煮速率、缩短蒸煮时间、提高产量的有效措施。

c. 蒸煮用碱量的大小,主要决定于原料的种类、质量和成浆的质量要求。

d. 蒸煮终了时蒸煮液中还必须有一定的残碱,一般4 - 10g/L,以利于后期木素的溶出。

(2)液比(Effect of Liquor-to-Wood Ratio)液比与用碱量共同决定药液的浓度(C)。

C 会影响反应速率。

①用碱量一定时,液比↓,则C ↑,结果:a.加快脱木素,缩短蒸煮时间;b. 增加碳水化合物的降解,得率↓;c. 汽耗↓;d.若液比过小,液与料混合不匀,蒸煮不匀,粗渣率↑。

②直接通汽加热,液比可小些;间接加热,液比要大点。

③回转式蒸煮器蒸煮,液比可小些。

④快速蒸煮,可适当缩小液比,但要保证药液良好循环。

⑤若生产物理强度大,α–纤维素含量高的浆,宜用较低的药液浓度,较大的液比。

⑥结构紧密的原料,可用较小的液比。

(3)硫化度①硫化度的大小影响蒸煮速率在一定范围内,硫化度↑,可加快蒸煮,但若超过一定范围,效果不明显,甚至降低蒸煮速率。

②硫化度对浆得率和质量的影响用碱量一定,适当提高硫化度,可提高得率,若过高,硫化木素不能充分溶出,浆质量下降。

(4) 蒸煮最高温度(Effect of Maximum Pulping Temperature – Tmax )Tmax ↑,脱木素速率↑。

9、添加助剂的碱法蒸煮过程仲,蒽醌、多硫化钠和亚硫酸钠的作用各是什么?答:AQ(蒽醌)的作用:提高脱木素速率,缩短蒸煮时间,保护碳水化合物,提高纸浆得率。

缺点:蒽醌在碱法中溶解度小,蒽醌与浆料难以混合均匀,漂白浆泡沫多,打浆掃化慢,漂白困难多硫化钠得作用:增加[OHˉ],保护碳水化-合物,S2ˉ在碱性条件下把纤维素或半纤维素的还原性-CHO 氧化为-COOH,以减少剥皮反应。

缺点对设备腐蚀性强,温度大雨100°C 时,Na2Sn 分解。

亚硫酸钠的作用:(Na2SO3+NaOH)保护碳水化合物,减少剥皮反应。

10、什么叫H-因子?H-因子的意义是什么?如何如利用计算机控制蒸煮?答:H—因子是个蒸煮温度得相对反应速率常数与蒸煮时间的定积分。

H-因子的意义:同一原料,在用碱量,硫化度,液比等蒸煮条件相同时,控制H—因子相同,则其纸浆得率及浆中木素含量相同。

利用计算机控制蒸煮:用计算机来控制间接蒸煮,连续蒸煮器的蒸煮质量,受到良好的效果。

由于蒸煮质量有很多影响因素,如有效碱,H-因子和硫化度等因此用微型计算机综合进行蒸煮质量的控制需要一个公式或数学模型。

其中T-因子是H-因子的改进形式,它考虑了化学药品浓度的影响,T-因子的定义如下:T=[S/(2-S)]([EA/(L:W)]2 )式中S—硫化度;EA-有效碱用量;L:W-液比;H-H-因子11、碱法蒸煮操作过程包括哪几个部分?答:①装料,送液②升温,小放气③在最高压力或温度下的保温和蒸煮终点的确定(④大放气和放料12、小放气的作用是什么?答:①排除蒸煮器内的空气和其他气体,消除假压,以利于温度的上升②小放气时,锅内产生自然沸腾,减少锅内不同的温度差和浓度差,利于药品得浸透和均匀蒸煮③松木原料蒸煮小放气时除了能排除空气以外,还能排除松节油和其他挥发性物质,通过小放气可对松节油进行收集。

此外草类原料装液送料时由于草片吸收药液较快,因此草片中存在的空气没有木片多,升温时,进行或不进行小放气都可以。

13、提高碱法蒸煮脱木素选择性的四个基本原则是什么?答:①蒸煮过程仲得碱液浓度尽量保持均匀,即在蒸煮初期碱液浓度适当低一些,接近蒸煮终了时碱液浓度适当高一些:②蒸煮液中HSˉ浓度应尽量高,特别是蒸煮初期和大量脱木素阶段开始时,应保持较高的HSˉ浓度;③蒸煮液中的溶解木素和Na+浓度应尽量低,特别是在残余木素脱除阶段;④保持较低的蒸煮温度,尤其是在蒸煮初期和后期。

15、与传统的卡米尔连续蒸煮相比较,EMCC(ITC)和低固形物蒸煮技术的特点是什么?答:传统的卡米尔连续蒸煮器在木片预浸渍后,采用木片和全部蒸煮液一开始就接触,然后向同一方向移动并进行蒸煮,在171℃,蒸煮至终点,在扩散洗涤区加冷黑液降温至130℃进行喷放,在这种情况下,蒸煮液中的碱浓度愈来愈低,溶在蒸煮液中的木素浓度越来越大,这就限制了木片中的木素进行深度的脱除。

EMCC 将蒸煮区分为顺流和逆流蒸煮区两部分,而又将逆流蒸煮部分扩大到了逆流扩散洗涤区,而且整个系统都以同样的温度160℃进行蒸煮;EMCC 技术采用了分段加入白液的方法,浸渍阶段加入了白液的总量的65%,顺流蒸煮区继续加入5%,原逆流区再加入10%,最后在原逆流洗涤区加入20%的白液以维持较高的碱浓。

;卡米尔连续蒸煮器采用传统ITC 技术时,在用碱量和得率相近的情况下,纸浆粘度对卡伯值的比较,ITC>MCC>CK.说明,ITC 和MMC 技术的纸浆不但脱除木素较多,而且纤维收到损伤也比较少。

低固形物蒸煮的工艺特点:在蒸煮器的前段和后段同时抽取黑液;在黑液抽取处下方得蒸煮循环回路中加进白液和洗涤液,以保持恒定的液比和利用稀释作用以降低各蒸煮区内固形物得浓度;蒸煮白液在三处加入。

与EMCC 法相比,低固形物蒸煮有效碱浓度分布曲线更加均匀,制浆选择性进一步提高。

深度脱木素的四个基本原则在低固形物的蒸煮过程中都得到了充分的应用。

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