非木材纤维原料的生物结构及细胞形态.ppt

Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 1 Tianjin University of Science & Technology 第四节 非木材纤维原料的生物结构及细胞形态 一禾本科纤维原料 1禾秆的横切面构造 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 2 Tianjin University of Science & Technology 小麦茎结构 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 3 Tianjin University of Science & Technology 小麦茎结构 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 4 Tianjin University of Science & Technology 基本组织 表皮 维管束 茎 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 5 Tianjin University of Science & Technology 2. 禾秆的横切面构造 禾秆的结构可分为两种类型： 维管束是分散的，如甘蔗、芒秆、玉米、高梁 等。 维管束成两轮排列，茎中央中空成髓腔，如小 麦、芦苇、水稻、毛竹等。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 6 Tianjin University of Science & Technology （1）表皮组织： 由表皮细胞及皮下纤维层构成。皮下纤维 层是禾本科原料的造纸纤维的重要来源。 纤维特点：纤维直径甚小，长度短。 禾秆的组织 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 7 Tianjin University of Science & Technology （2）维管束（bundle sheath）组织 维管束散生在基本组织中。由外围的纤维及中 央存在的导管、筛管和伴胞组成。靠外周的维 管束较小，但维管束分布的密度大；靠内方， 维管束较大，但分布的密度降低。 围绕在每个维管束四周的纤维层称为维管束鞘 ，维管束鞘是禾本科纤维的另一个来源。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 8 Tianjin University of Science & Technology 水稻一个维管束放大图 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 9 Tianjin University of Science & Technology 小麦茎结构 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 10 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 11 Tianjin University of Science & Technology 薄壁组织（ground tissue） 薄壁组织：薄壁细胞组成 薄壁细胞长度极短，粘结、交织能力很差，大 量的薄壁细胞对制浆造纸生产及产品质量、废液 回收等方面均有不良影响。缺点 可通过备料及纸浆的筛选，降低浆中薄壁细胞 的含量，可改善草浆质量。 蔗渣通过两段除髓，使除髓率达到30左右， 可使成纸的强度及形态的稳定性获得显著改善。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 12 Tianjin University of Science & Technology 2禾秆的细胞组成、形态 纤维细胞 薄壁细胞 导管 表皮细胞 筛管、伴胞 石细胞 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 13 Tianjin University of Science & Technology 13表皮细胞；4纤维横切面；57纤维细胞；811薄壁细胞 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 14 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 15 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 16 Tianjin University of Science & Technology 黄竹细胞全态 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 17 Tianjin University of Science & Technology （1）纤维细胞 禾本科原料含纤维低：4070（面积法） 竹子纤维含量较高，杂细胞含量较低。 玉米秆、高梁秆纤维含量很低，杂细胞含量很高 。 纤维特点：短，一般小于2mm，竹子除外 细，一般小于20m，部分甘蔗除外 故一般草类原料的制浆造纸价值比不上木材原 料。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 18 Tianjin University of Science & Technology （2）薄壁细胞(parenchyma) 又称基本组织，是禾本科原料中除纤维细胞 以外的另一类主要细胞。在植物生长过程中 起着储存营养的作用。 杆状、长方形、正方形、椭圆形、球形、桶 形、袋状、枕头形等。 薄壁细胞含量高，是禾本科原料的一大缺点 。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 19 Tianjin University of Science & Technology 薄壁细胞特点及与制浆造纸的关系 薄壁细胞大而壁薄，吸水量为自身质量的15倍 ，故蒸煮时液比需大。 薄壁细胞的长度短，不单会给洗浆及抄纸等操 作带来麻烦，而且会影响成纸的强度和形态稳 定性。 原料的薄壁细胞含量越高，制浆造纸价值就越 低。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 20 Tianjin University of Science & Technology （3）导管（vessel) 是植株的输导组织，吸收土壤中的水分和营 养输送给植株。 禾本科原料的导管细胞含量高，直径比纤维 细胞大的多。 导管形式有： 原生导管：环状、螺纹状 后生导管：梯形、网纹状 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 21 Tianjin University of Science & Technology （4）表皮细胞 作用：保护植株的内部器官。 由长细胞和短细胞组成。多呈锯齿状，也有 的边缘平滑无齿痕的。长细胞的端面多呈锯 齿形以提高细胞间的结合强度。短细胞是由 硅细胞和栓质细胞组成的。 碱法制浆：硅细胞被碱溶解，增加废液中的 硅酸钠含量，形成“硅干扰”。 酸法制浆：表皮细胞成片存在于纸浆中，引 起纸病。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 22 Tianjin University of Science & Technology （5）筛管、伴胞 筛管、伴胞分子来自同一个母细胞，每个筛 管分子有一个或几个伴胞。 直径小，壁上有通孔或纹孔，作用是将植物 光合作用的产物自上而下输送到植株中各有 关部位中去。 筛管伴胞强度差，材料在干燥过程中就被破 坏。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 23 Tianjin University of Science & Technology （6）其他细胞 石细胞：呈球形、椭圆形或多角形。胞壁极 度增厚，常木质化、栓质化或角质化。石细 胞分布于多种植物的茎、叶、果实和种子中 。主要存在于竹子中。 杂细胞：禾本科原料的导管、薄壁细胞、表 皮细胞、石细胞统称杂细胞。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 24 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 25 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 26 Tianjin University of Science & Technology 我国常用的草类纤维形态特征 w 结构疏松，易制浆； w 草节中木素含量高，密度大，不易成浆，备 料时要除去草节； w 杂细胞含量高，草浆质量差； w 纤维短小，成纸匀度高。 麦草 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 27 Tianjin University of Science & Technology 蔗渣 特点： 具有蔗髓，对液体吸收能力强，存在于纸浆 中影响纸的强度。所以蔗渣备料要进行除髓 。 蔗渣半纤维素含量较高，打浆易于水化，抄 出的纸浆透明度高。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 28 Tianjin University of Science & Technology 芦苇 “ 去苇膜，除纸病” 芦苇备料时应设法除去苇膜。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 29 Tianjin University of Science & Technology 稻草 纤维短而细。 杂细胞含量高，是稻草的突出特征，因此稻 草浆滤水性差质量不好。 稻草茎杆壁薄，结构疏松，且木素含量少， 药液易于浸透，易蒸煮、易漂白 。一般用于 生产半化学浆，抄造黄板纸、箱板纸 。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 30 Tianjin University of Science & Technology 竹子 竹子结构坚硬、致密，石细胞含量高； 蒸煮时装锅量大； 木素含量接近于木材，蒸煮时温度要高一些 ，压力要大一些。 竹纤维细而柔软，可抄造各种文化用纸、书 写用纸，并能与木浆配比生产水泥袋纸和其 它工业用纸。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 31 Tianjin University of Science & Technology 二半木材纤维原料(棉秆) 棉秆的解剖形态、纤维形态、化学组成和物理性质等， 与软阔叶材相近。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 32 Tianjin University of Science & Technology 三韧皮纤维原料 （一）麻类纤维原料 亚麻：纤维长8.040mm，平均纤维长为18mm左右，宽为 8.824.0m。平均宽为16m，长宽比达1000以上 。 韧皮纤维细胞是长纺锤形的细胞，细胞壁强烈增厚并多木 质化；细胞的顶端部分彼此贴合在一起，形成强韧的组织 ，故韧性很强，不易折断，是优良的高级制浆造纸原料。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 33 Tianjin University of Science & Technology 大麻：纤维长在1525mm，宽为1525m，长宽比约 为1000左右。 苎麻：纤维长在120180mm，宽为2050m，长宽比 达2000。 黄麻：单根纤维长23mm，宽为1525m，长宽比100 左右。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 34 Tianjin University of Science & Technology Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 35 Tianjin University of Science & Technology （二）韧皮类纤维原料 桑皮：纤维长为3.8610.80mm，最长者达21mm，宽为 10.822.1m，平均为15.5m，长宽比为463。 构皮：纤维的平均长度为6.07mm，宽度为20.9m。 Chapter 1 The Composition and Structure of Wood 36 Tianjin University of Science & Technology 四、籽毛纤维原料 棉花：棉桃上，纤维较长部分为皮棉；留在 籽壳上的一层绒毛为棉绒。 皮棉：纤维较长，细胞壁较薄，胞腔较大， 纤维扭曲呈带状，纤维的一端尖削，另一端 较钝。 棉花纤维长为1223mm，平均长为18.8mm，宽 度为14.724.5m，平均为20m。 棉（短）绒：较短，多为圆柱形，由较厚的 细胞壁，腔较窄。 Chap