制浆造纸工艺概述

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
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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。
• O—H键之间的键角被 压缩到104. 5度。
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纤维间氢键的形成过程 ----通过水分子形成的水桥连接
制浆的基本过程
备料 制浆
洗涤
筛选
纸浆
漂白
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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
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备料
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 注意：堆垛方法、堆垛规格、堆垛间距
• 初始脱木素阶段：100~150°C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：150~165°C（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。
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
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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。
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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。
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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
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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
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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。
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长网造纸机
网部：初步脱水形成厚薄均匀的湿纸幅
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长网造纸机
网部对纸页质量的影响： ⑴ 决定纸张的定量与厚度 ⑵ 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） ⑶ 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
制浆造纸工艺概述
杜蒙海达纸业
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制浆造纸
制 浆
造 纸
植物
纸浆
纸
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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 料来生产纸张。
主要采用：白腐菌、漆酶等（研究阶段）
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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。
湿法：纸浆 水
造纸 干法：纸浆 空气
均匀分散，在网上脱介质成纸
泡沫法：纸浆 泡沫
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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
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长网造纸机
• 压榨部：挤压脱水，增加纸页紧度，干度 达25—42%
压榨作用示意图
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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 44
长网造纸机
压光卷取及后整理
提高纸的平滑度、光泽度和厚度均匀性。
压光后的纸页 压光前的纸页 45
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制浆方法
料片
制浆
化学法 机械法 化学机械法 生物法
纸浆
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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。
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化学法制浆
• 通常采用的化学试剂为：
化学药剂
石灰法：Ca(OH)2 烧碱法：NaOH 硫酸盐法：NaOH+Na2S 亚硫酸盐法：SO32-
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。
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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2—40%。
常用的填料： • 滑石粉(成分:MgO 30.6%, SiO2 62%, 白度96.8% • 瓷土(成分:Al2O3 39%, SiO2 45%,白度82%） • CaCO3 TiO2 BaSO4
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打浆和调料
• 打浆设备：
圆盘磨浆机
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打浆
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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
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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，100°C以上 开始；碱性水解， 150°C以上开始
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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。
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化学法制浆工艺
化学药液 ↓
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打浆与调料
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）
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未经打浆的纤维 经过打浆的纤维 27
• 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
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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：ClO2 NaClO H2O2 Na2S2O3 b. 还原性漂白：利用化学药剂破坏纸浆中的发色基团，使
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化学法制浆工艺
洗涤与筛选
⑴ 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： ⑵ 洗涤设备：常用真空洗浆机、压
力洗浆机 ⑶ 洗涤方式： 多段逆流洗涤
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化学法制浆工艺
• 筛选： ⑴ 将纸浆中的杂
质分离去除的过 程。
⑵ 筛选设备：振 动筛、离心筛、 锥形除渣器
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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）。
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制浆
制浆的要制求浆的：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。
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。
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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
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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
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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
原料→备料→装锅→蒸煮→放锅→洗涤→筛 选→漂白→纸浆(漂白浆)
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化学法制浆工艺
❖ 蒸煮过程：主要是脱木素的过程。 ⑴ 蒸煮温度：155～165℃ ⑵ 蒸煮时间：0.7h~1h ⑶ 蒸煮设备：连续式横管蒸煮器
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蒸煮条件的确定
• 在100°C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。
圆网造纸机