制浆造纸工程原理课程 第一章 备料
第一章 植物纤维原料和备料
与制浆造纸的关系
1. 原料的纤维素含量高低，是评价原料的 制浆造纸价值的基本依据。
棉：95－99％，苧麻：80－90％ ，木材：40－50％ 竹：40－50％ ，麦草：30－49％
2. 它是植物纤维原料和纸浆的主要化学成 分，在制浆过程中尽量不受破坏。
细纤维形成 了细胞壁的初 生壁、次生壁 S1、S2和S3层；
Red pine is another species that illustrates the abrupt change of the transition zone. The two large holes on the cross section are resin canals.
⑧ 心材、边材
图1-3 杨木的导管
图1-4 稻草纤维细胞
细纤维形成 了细胞壁的初 生壁、次生壁 S1、S2和S3层；
形成了木材的 管胞、导管和木 纤维等重要组成 分子。
木材管胞细胞壁微细结构
杨木导管
带 有 小 舌
尾叶桉导管
带有 小舌 具有 桉木 导管 的特 点
龙须草横切面
V型 维管 束分 生于 基本 薄壁 组织 中 三种 组织
② 半纤维素的特点
有两种或两种以上的糖基组成的不均一聚糖， 大多带有短的支链。 构成半纤维素主链的糖基有：木糖基、葡 萄糖基、甘露糖基 构成支链的糖基有：木糖、葡萄糖、半乳糖、 阿拉伯糖、葡萄糖醛酸
半纤维素是无定形物质，聚合度较低，易吸水 润胀。
④与制浆造纸的关系
• 1、对一般纸浆，半纤维素是尽量保留成分， 提高纸浆得率，对纸浆的性能及成纸性能 也有良好的影响；
4、木素和半纤维素是细胞壁 中的填充物质，是微细纤维 的“填充剂”和“粘合剂”。 木材纤维次生壁中微细纤维－半纤维
制浆造纸工艺课件第一章
第一章备料第一节造纸用植物纤维原料一、植物纤维原料的分类常用的植物纤维原料，大致可分为4大类：（一）木材纤维原料类针叶木：云杉、马尾松等阔叶木：杨木、桉木等（二）草类纤维原料类叶纤维原料类：龙须草、香蕉叶等禾本科纤维原料类：竹子、芦苇等（三）韧皮纤维原料类棉杆皮、桑皮等（四）棉麻纤维原料类棉花、大麻等二、植物纤维原料的化学组成（一）植物纤维原料的化学组分一般可分为7类：糖类、萜烯类、苯醇类物质、脂肪类、醇类、蛋白质类、无机物等。
（二）植物纤维原料的化学成分及其特性主要成分：纤维素、半纤维素、木素次要成分：树脂、脂肪、蜡、色素、灰分等1.纤维素纤维素是由葡萄糖结构单元构成的直链状高分子糖类。
纤维素的分子式简写为（C6H10O5）n，n代表葡萄糖基的个数，称为聚合度。
2.半纤维素半纤维素是指植物纤维原料中，除果胶和淀粉以外的低分子糖类。
它是由两种或两种以上的单糖基组成的不均一聚糖，具有支链。
主要存在于细胞壁中，主要成分是多戊糖3.木素木素是具有苯丙烷骨架的芳香族非糖类。
木素主要存在于纤维胞间层及细胞壁中。
原料中含木素越多，制浆越困难，消耗的化学药品也越多。
木素容易氧化使纸张变黄。
4.其他组分5.灰分造纸植物原料中都含有一定量的矿物质，燃烧后变为灰分三、植物纤维原料的形态（一）植物细胞的结构及种类1. 植物细胞与细胞壁的结构细胞壁是由许多层次组成，根据先后顺序分为：胞间层、初生壁、次生壁。
（1）胞间层（M）两个相邻细胞共有，由半纤维素、果胶、木素组成，木素含量90%左右。
（2）初生壁（P）主要成分是木素。
含量达70%，还有一定的纤维素和半纤维素（3）次生壁（S）比初生壁厚得多外层主要成分是纤维素，并有一定量的半纤维素和木素总之，次生壁的主要成分是纤维素，也有一定量的半纤维素和木素半纤维素由外到内逐渐增加，木素由外到内逐渐减少2. 植物纤维原料细胞的种类一类是纤维细胞，一类是杂细胞（1）纤维细胞：形状细长，两头尖中间空，呈纺锤状（2）杂细胞：出去纤维细胞以外的细胞（二）植物纤维形态及其对纸张质量的影响纤维形态是指纤维的长度、宽度、长宽比、壁腔比、非纤维细胞等1．植物纤维形态（1）针叶木（2）阔叶木（3）芦苇（4）蔗渣（5）麦草（6）棉纤维2. 纤维形态对纸张质量的影响细胞壁薄而腔大的纤维抄成的纸张强度大壁腔比小于1是好原料非纤维细胞含量是衡量原料优劣的重要条件四、造纸用植物纤维原料的选择（一）植物纤维原料的选择原料是否适合于造纸，需要从多方面考虑纤维细胞壁越厚，细胞腔愈小的纤维，现为本身的强度愈大（三）我国植物纤维原料的使用情况第二节原料的贮存及原料场的设计一、原料贮存的目的能够改善原料的质量；预防原料紧缺；维持正常连续的生产二、木材原料的贮存（一）原木的贮存方法1.原木的水上贮存2.原木的地上贮存（二）木片的贮存方法三、草类原料的贮存必须注意堆垛原料的水分含量和注意通风稻麦草的水分含量不超过15%，最多不超过20%，否则会霉变蔗渣水分在50%左右四、原料厂的设计第三节木材原料的备料一、木材原料备料的基本过程备木：从原木起到制成符合化学木浆要求的木片为止的一段处理过程。
制浆造纸机械设备复习题
制浆造纸机械与设备上册：第一章备料一、名词解释1、水力轴承水力轴承是圆筒剥皮机的支承装置，其实是一个弧形凹槽，凹槽的周边嵌有耐磨的密封轴衬，密封轴衬与圆筒的滚圈构成一个弧形的密封空腔，空腔内注入的压力水,可以支承整个筒体重量。
2、（削片机）刀盘（削片机）刀盘是刀盘式削片机的主要零件之一，刀盘上装有飞刀。
沉重的刀盘还可起到飞轮的作用，使削片机能够稳定运行。
3、摇摆式（料片筛）：摇摆式（料片筛）是平面的木片筛选设备，主要筛选原件是做平面圆周振动的筛筐。
利用筛鼓筛孔大小的不同，将合格木片和和较小的碎屑及大片分离。
4、羊角辊式（除尘器）：羊角辊式（除尘器）是草片除尘设备。
由若干个辊子、筛板、集尘罩、和进、出料皮带等部分组成。
随着羊角辊的转动，草片被松散、翻动，可除去草片中的泥沙与灰尘。
二、判断题1、喂料槽下方设有底刀，喂料槽的外侧面设有旁刀，也可承受一部分切削力。
（√）2、草类切断设备的喂料装置采用强制喂料。
（√）3、斜口喂料槽上的小三角板是保护底刀刀刃的作用。
（×）三、问答题1、圆筒剥皮机的结构、工作原理是什么？结构：圆筒体、滚圈及支承、传动装置、水槽、进出料闸板等部分组成。
工作原理：圆筒剥皮机筒内木段随着圆筒转动并被提升到一定高度之后跌落下来，使筒内木段之间和木段与提升器、筒壁、刀轴或剥具之间反复产生强烈的碰撞、摩擦等作用，进而原木表面的树皮受到冲击、挤压、剪切而被剥离。
2、普通削片机的作用、组成结构、原理？答：刀盘式削片机，属于木材原料备料设备，它的作用是将原木段削成木片。
结构：喂料槽底刀、喂料槽、刀盘和装置等组成。
工作原理：原木背旋转刀片上的飞刀和固定在机座上的底刀剪切成木片，又被楔形刀刃挤压，剪切成木条，进而分裂成木片。
3、木材原料备料流程如何？所用主要设备有哪些？答：木片备料的流程通常为：将原木锯成合适的长度，剥皮、削片和筛选制成一定大小的木片,木片再碎机破碎成合格木片。
木片备料所用的主要设备有：拉木机、劈木机、锯木机、钻节机、剥皮机、削片机、木片洗涤机、木片筛和木片再碎机等。
制浆原理与工程 ppt课件
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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
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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
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学
制浆原理与工程智慧树知到课后章节答案2023年下齐鲁工业大学齐鲁工业大学第一章测试1.世界上公认的第一个造纸术的发明者是（）A:鲁班 B:蔡伦 C:张衡 D:毕昇答案:蔡伦2.纸和纸板的作用主要包括（）。
A:提供生产生活资料 B:传播知识与文化的重要载体 C:商品流转的重要包装和宣传材料 D:建筑用纸答案:提供生产生活资料;传播知识与文化的重要载体;商品流转的重要包装和宣传材料3.制浆方法可分为（）。
A:硫酸盐法 B:化机浆法 C:化学法 D:高得率法答案:化学法;高得率法4.化学法制浆包括（）。
A:碱法 B:亚硫酸盐法 C:硫酸盐法 D:烧碱法答案:碱法;亚硫酸盐法;硫酸盐法;烧碱法5.制浆就是利用化学或机械的方法，或二者结合的方法，使植物纤维原理离解，本色纸浆或漂白纸浆的过程。
（）A:对 B:错答案:对第二章测试1.木材备料流程大致分为（）A:锯木→除节与劈木→剥皮→削片→筛选 B:锯木→剥皮→除节与劈木→筛选→削片 C:剥皮→锯木→除节与劈木→削片→筛选 D:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选答案:锯木→剥皮→除节与劈木→削片→筛选2.备料合格木片的尺寸为（）A:长（10-20）mm，厚（5-10）mm，宽约20 mm B:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm C:长（20-25）mm，厚（5-10）mm，宽约20mm D:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约10 mm答案:长（20-25）mm，厚（3-5）mm，宽约20 mm3.原料贮存目的（）A:保证连续生产需求 B:降低生产成本 C:改善工作环境 D:改进原料质量答案:保证连续生产需求;改进原料质量4.木材原料贮存一般分为（）A:仓库贮存 B:水上贮存 C:陆上贮存 D:原料厂贮存答案:水上贮存;陆上贮存5.备料是指造纸植物纤维原料的堆放贮存、去皮削片或切断除尘、筛选除杂以及木片输送贮存等基本过程，是纸浆造纸过程的重要组成部分。
制浆造纸工艺学第一章 备料
对于原料切片一开始就接触浓度高，温度高的药液而进行的 快速蒸煮强调化学反应是必要的，但也不能否定浸透的重要 作用，在进行快速连续的蒸煮时，进行预浸处理，仍然是有 效的措施。
第二节 蒸煮原理
主要内容： 蒸煮液对木片或草片的浸透作用 蒸煮过程中碳水化合物的降解化学 蒸煮过程中脱木素化学 碱法和亚硫酸盐法蒸煮过程中脱木素的反应历程和蒸煮曲线 的制订 蒸煮脱木素动力学和蒸煮质量的计算机控制
蒸煮的目的是除去木素，使纤维彼此分离。 要制得均一的纸浆，则纤维在分离过程中受 热的化学溶液的作用要相同，所以，在剧烈 的化学反应进行之前，药液均匀的浸透到原 料中去是非常必要的。
硫化度
指硫酸盐法蒸煮液或白液中，硫化钠含量占活性碱含量的百分比: 硫化度= (Na2S/ NaOH+Na2S) 100% 以上各项均以氧化钠或氢氧化钠计。
用碱量
指蒸煮时活性碱的用量对绝干原料重量的百分比： 用碱量=（活性碱用量/绝干原料重量）100%
液比
蒸煮总液量的体积（L或m3）与绝干原料重量（kg或吨）之比 蒸煮总液量=碱液量+补加水量或黑液量+原料水分 其余自己看，需熟记
碱性过氧化氢化机碱
第一节 纤维化学概述
制浆原料－－木材原料、非木材原料
原料的主要成分－－纤维素、半纤维素、木素、其他成分 （ Pine-松木，Birch-桦木）
Table 1. Comparison between the typical chemical composition of woody and non-woody feedstocks used for pulping (% of the feedstock dry solids).
制浆原理与工程备料
2.1.1 备料的过程 贮存 → 原料处理（去除杂质，选别分类） → 破碎（切割） → 筛选除尘 → 料片仓贮存 2.1.2 备料的分类 针叶材：松树、杉木等 木材 阔叶材：杨木、桦木等 原料 禾草类：竹、荻、苇、稻麦草 非木材 韧皮纤维：桑皮、麻 叶部纤维： 龙须草、剑麻 种毛纤维： 棉
2.3.5 木片的筛选与再碎 1）．筛选 筛子： 圆筛—占地面积大，筛孔易堵，能耗较大。 平筛—国内用 2）. 再碎： 飞锤式削片机，效果较差；专用重新削片机，效 果较好；送会原削片机，存在较多的质量问题。
2.4 非木材原料的备料
本节重点：结合草类原料的组成及形态特点讲 解草类原料备料特点。 2.4.1 草类原料的特点 2.4.1.1 化学组成 灰分含量高，（Si含量高）：Si含量高，蒸煮 中耗碱大，且溶于黑液，粘度增加，难洗浆， 蒸发时蒸发器易结垢。 水溶物（提取物）较多。
1%NaOH抽出物含量高（碱易溶物：果胶、淀 粉……） 半纤维素含量高，其稳定性差（易溶于碱，易 发生剥皮反应，碱性水解）。黑液粘度增加， 难洗浆。 木素含量较低，且碱易溶，即LCC量大。 综纤维素含量高（半纤维素含量高，纤维素含 量低） 不同部位茎、叶、穗、节，化学组成不同。
普通削片机为间歇式削片，始终只有一把刀与木 材接触，两次接触间隙，木材在喂料槽内跳动， 再接触时有冲力，易损坏飞刀。 而多刀削片机则能保证至少有一把刀与木材接触。 刀多，连续切削。 保证连续切削的条件： 两把刀之间的距离小于原木的最小直径。 第一把刀离开原木之前必须有牵引力，以供第二 把刀切削。此牵引力的大小与安刀角有关。
制浆造纸工程原理课程 第一章 备料
分布更均匀， 从而使蒸煮均匀（卡伯值变化范 围减小），细浆得率提高
制浆造纸原理与工程
2．改进原料质量
减少与均匀水分,自然发酵降低树脂、脂肪、果胶、淀 粉、蛋白质等有害成分的含量
制浆造纸原理与工程
二、原料场的基本要求 防火与安全：防止自燃、雷击、人为事故等 排水：保证排水沟畅通；注意垛基构造
通风：通风道、垛间距离、垛的长度方向
运输：原料特点、运输设备 照明：照明灯塔、埋设电缆 三、原木的贮存 1. 水上贮存：均匀水分，防止腐烂，简化搬运操作；
筛选与除尘（ 旋风分离器 圆筛 风选机 百叶
式除尘机 水膜除尘器）
（2）干湿结合法备料：切料（圆筛）水力碎解机
3．竹子：
（1）削片（刀辊（盘）切竹机：轧竹、喂料、削
片）
竹片规格：长20~30mm，老竹切片15~25mm （2）筛选
美国Peadco公司：撕丝除髓备料流程（教材
P21）
制浆造纸原理与工程
木片筛选： 要求木片合格率在90%以上
制浆造纸原理与工程
斜口喂料圆盘削片机
制浆造纸原理与工程
二．非木材原料的备料
1. 麦草、稻草：
（1）干法备料： 切料（刀辊切草机）
筛选与除尘（除尘机
旋风分离器 水膜除
尘器）
（2）全湿法备料：
刀辊切草机结构示意图
水力碎解机（瑞典Sunds公司NACO法，
教材P17）
树脂问题；、沉底与污泥问题等
2．地面贮存：降低水分与树脂含量，腐烂变质问题； 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
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水洗机
螺旋脱水机
废水
蒸煮
除尘系统
污水处理系统
原料
切草机
尘土等
料仓
洗草碎草机
螺旋脱水机
废水
挤压脱水机
除尘系统
排渣
污水净化
制浆造纸原理与工程
蒸煮
杂物
2．芦苇、荻苇、芒秆： （1）干法备料：切料（刀盘切苇机）
筛选与除尘（ 旋风分离器 圆筛 风选机 百叶
式除尘机 水膜除尘器）
（2）干湿结合法备料：切料（圆筛）水力碎解机
锤式除髓机，立式除髓机
(3) 湿法除髓：水力碎浆机
制浆造纸原理与工程
第二节 料片的输送和贮存
一．料片的输送：气流输送、胶带输送机、埋刮板输
送机、斗式提升机
二．料仓：木片仓；草片仓；蔗渣料仓
三 ． 大 型 浆 厂 木 片 露 天 堆 场 （ OCS ， Outside chip storage） 设计：先堆存后筛选，一个堆场多座料垛，先进先出 特点：木片水分均匀，木片密度变化较小，木片尺寸
分布更均匀， 从而使蒸煮均匀（卡伯值变化范 围减小），细浆得率提高
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第一章 备 料
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
第一节
一、原料贮存的目的
原料的贮存
1．维持正常的连续生产（ 生产规模大） 木材原料：需运输周转时间 草类原料：收购季节性问题
2．改进原料质量
减少与均匀水分,自然发酵降低树脂、脂肪、果胶、淀 粉、蛋白质等有害成分的含量
3．竹子：
（1）削片（刀辊（盘）切竹机：轧竹、喂料、削
片）
竹片规格：长20~30mm，老竹切片15~25mm （2）筛选
美国Peadco公司：撕丝除髓备料流程（教材
P21）
制浆造纸原理与工程
4．蔗渣
除髓
(1) 干法除髓：干法贮存后除髓，水分一般25%以下 (2) 半湿法除髓：糖厂榨糖后立即除髓，水分50%左右
1. 麦草、稻草：
（1）干法备料： 切料（刀辊切草机）
筛选与除尘（除尘机
旋风分离器 水膜除
尘器）
（2）全湿法备料：
刀辊切草机结构示意图
水力碎解机（瑞典Sunds公司NACO法，
教材P17）
（3）干、湿结合法备料：
制浆造纸原理与工程
麦草全湿法备料 制浆造纸原理与工程
干、湿结合法备料代表流程： 原料 切草机 除尘机
制浆造纸原理与工程
四、木片的贮存 五、非木材原料的贮存
第二节 备料过程及其质量控制
一、木材原料的备料
原木：锯断 剥皮 除节 劈木 削片 圆盘削片机
木片规格：长15~25mm，厚3~7mm，宽5~20mm
木片筛选： 要求木片合格率在90%以上
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斜口喂料圆盘削片机
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二．非木材原料的备料
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二、原料场的基本要求 防火与安全：防止自燃、雷击、人为事故等 排水：保证排水沟畅通；注意垛基构造
通风：通风道、垛间距离、垛的长度方向
运输：原料特点、运输设备 照明：照明灯塔、埋设电缆 三、原木的贮存 1. 水上贮存：均匀水分，防止腐烂，简化搬运操作；
树脂问题；、沉底与污泥问题等
2．地面贮存：降低水分与树脂含量，腐烂变质问题； 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距