制浆造纸基本原理.ppt

制浆造纸基本原理,品质部,主要内容：一.造纸史话二.植物纤维原料三.制浆基本工艺流程四.造纸基本工艺流程五.纸张的物理性能六.水处理废水检测的基本专业术语,造纸先贤-蔡伦,蔡伦：湖南耒阳人，公元63年生，皇宫手工作坊的负责人。造纸：一千九百年前，用麻头、树皮、渔网等制造出人类历史上第一张植物纤维纸。意义：推动人类历史文明的发展，是中华民族的骄傲和自豪！作为四大发明之一，永垂史册！,原始的造纸方法,以竹子造纸之步骤如下：1.斩竹漂塘斩竹嫩竹,放入池塘，裁泡一百日以上，利用天然微生物分解并洗去竹子之青皮。2.煮徨足火将以上所得之竹子，放入徨桶内与石灰一道蒸煮八日八夜。3.舂臼取出上述处理之竹子，放入石臼，以石碓叩打直至竹子被打烂，形同泥面。4.荡料入帘将被打烂之竹料倒入水槽内，并以竹帘在水中荡料，竹料成为薄层附于竹帘上面，其余之水则由竹帘之四边流下槽内。5.覆帘压纸然后将帘反复过去，使湿纸落于板上，即成张纸。如此，重复荡料与覆帘步骤，使一张张的湿纸叠积上千张，然后上头加木板重压挤去大部分的水。6.透火焙干将湿纸逐张扬起，并加以焙干。焙纸的设备是以土砖砌成夹巷，巷中生火，土砖温度上升之后，湿纸逐张贴上焙干。干燥后，揭起即得成纸。,二、植物纤维原料,植物纤维原料的分类木材纤维类（针叶木、阔叶木等）禾本科茎秆纤维类（麦草、竹、甘蔗渣等）籽毛纤维类（棉花）叶纤维类（香蕉叶、甘蔗叶、龙须草等）韧皮纤维类（棉秆、大麻类）废纸（主要指二次纤维）,植物纤维的主要化学组成,植物纤维(以木材为主),炭水化合物,萜烯树脂酸脂肪酸非皂化物,葡萄糖,苯丙烷C6-C3,葡萄糖甘露糖半乳糖木糖阿拉伯糖,木素,纤维素,半纤维素,抽提物,三、制浆基本工艺流程,制浆（Pulping）：利用化学方法、或机械方法、或化学与机械相结合的方法，使植物纤维原料中的纤维离解，成为本色纸浆（未漂浆）或漂白纸浆的生产过程。制浆的基本过程：磨浆原料采贮备料蒸煮洗涤筛选漂白送造纸车间（抄纸或浆板）浸渍磨浆(废纸制浆),开篇：纸是什么？,（一）纸是一种特殊的材料。纸是由纤维（主要指植物纤维）和其他固体颗粒（如助剂等非纤维添加物）交织而成的、具有多孔性网状结构的特殊薄张材料。,纸是由植物纤维为主体的纤维物质构成的,据研究者考究，一张普通的A4打印纸，大致由2500万根左右的植物纤维构成。,造纸基本工艺流程,造纸的基本过程：浆料、干浆板损纸水力碎浆机水力碎浆机储浆池储浆池打浆磨浆储浆池卷取纸非纤维添加物成浆池造纸机白水池,打浆的定义,打浆浆料中的纤维受到剪切力的作用。包括机械打浆、超声波打浆和水力打浆等作用以使纤维发生细纤维化的过程。打浆度打浆度俗称叩解度，打浆度值反映浆料脱水（纸浆的滤水性能）的难易程度，综合的表示纤维被切断、分裂、润胀和水化等磨浆作用的效果。缺点：不能反映浆料的性质！,打浆度的测量,取2g绝干浆放入电动搅拌器中，然后加入700ml左右自来水充分搅拌23分钟，停止搅拌，将混合溶液倒入量筒中，加水稀释至1000ml，然后将稀释后的溶液倒入打浆度仪中，由于仪器内铜网的作用，纤维留在网上，水被排除，通过下面侧管与直管流入管下的量筒中，由于浆料叩解度不同，排水的速度就不同，则分配于下面侧管与直管量筒中的量也不同，若浆料打浆度高，则排水速度低，流入直管下量筒中的水就较多，反之，则流入直管中的水就少，规定以侧管下流出的水量表示打浆度。,打浆两大任务,（1）改变纤维的形态，保证抄出的纸和纸板能取得预期的质量要求。（2）通过打浆控制纸料在网上的滤水性，以适应造纸机生产的需要。,造纸使用助剂湿强剂,湿强剂的增强机理1、保护原有的纤维间的结合。该机理认为，湿强剂在纤维周围形成一个交错的链状网络结构，阻止纤维的吸水润涨以保持原有的纤维间的氢键结合。2、产生新的抗水纤维结合键。该机理认为，湿强剂与纸浆纤维交联形成了新的共价键、氢键等抗水结合键，从而增加了纤维结合强度。在实际应用中，湿强剂的增强是通过上述两种机理的综合作用来体现的。,分散剂,聚氧化乙烯（PEO）外观为白色粒状或粉末状聚合物。相对分子质量大于250万，水溶性PH值6.57.0。特点：高度的粘性、水溶性好、润滑性好等特点，不仅对长、短纤维具有良好的分散作用，还具有助留、增强作用，还能改善纸张柔软度和光滑程度。相对分子质量低于250万时，用量会很大；相对分子质量在50万以下时，会完全失去使纤维悬浮和防止凝聚的作用。,荧光增白剂,荧光增白剂是一种荧光染料，其化学组成为二氨基二苯乙烯的衍生物或盐类，是含有共轭双键结构的有机化合物。增白剂的增白机理荧光增白剂不仅能反射可见光，还可吸收紫外光并将其转化为可见的蓝色或红色的荧光。在浆料中，这些荧光能对橙黄或浅绿起补色效应而产生显白效果。因此荧光增白剂对纸浆的作用只是一种光学作用，并未对纸浆起漂白或染色作用。,（三）纸的形成,纸是由纤维悬浮液经滤网过滤得到的滤层、再经压榨和干燥后形成的。,纸张的物理性能,1、纸张的纵横向及正反面的测定一般规定，沿纸机运行方向为纸张的纵向，垂直于纸机运行方向的为横向。按规定，贴向网的一面（与铜网接触的）为纸张的反面，另一面为其正面。正反面结构上的特点：反面由于脱水时部分填料和细小纤维随水流失，所以比较粗糙、疏松；正面相对比较紧密、表面细腻而光滑。,2、纸张定量及厚度的测定,定量：纸张每平方米的质量，以g/表示厚度：在一定单位面积压力下，纸张的两个表面之间的垂直距离，以mm表示。以225(g/m2)的定量为一分界线，定量小于225(g/m2)的称为纸；大于225(g/m2)的称为纸板。,3.纸张的白度,纸张的白度：在457nm的蓝光下测定产品的显色反应，即特定条件下的白度值，以“%”表示，用以衡量纸张的白色程度。,4.纸张的抗张强度及伸长率,抗张强度：在规定的条件下，纸张所能承受的最大张力。影响抗张强度最重要的因素是纤维之间的结合力及纤维本身的强度，而纤维的长度并不是最重要的。伸长率:纸张试样因承受拉力而变形伸长，当试样裂断时即伸长达到极限时，其伸长的长度与试样原长度的百分比值。,5.纸张的吸水性,纸张的吸水性：指其对水、有机溶液或其他液体的吸收能力（打浆度增加吸水性降低）。测定方法：1.切取宽15mm、长约250mm的试样纵向、横向各5条。2.将试样距一端205mm处划一条与长度相垂直的直线，将试样夹在夹纸器上，使横线与标尺200mm刻度对齐。3.将夹纸器轻轻放下，使试样垂直准确地插入液体中5mm。立即开动秒表测定一定时间内液体上升的高度。一般采用100s（0.5s）内上升的高度表示，或mm/s表示。,6.纸张柔软度,纸张柔软度：指在一定作用力下，把一定宽度和长度的试样压入一定宽度的缝隙中一定深度时，试样本身抗弯曲力和试样与仪器缝隙之间摩擦阻力的矢量和。该值越小，试样越柔软（与纸张的定量、厚度、挺度等纸张特性有关）。以纵、横向的平均值表示柔软度，单位为mN。,纸张的其他物理性能,纸张的其他物理性能例如：撕裂度、耐破度、耐折度、平滑度、透气度、施胶度、湿强度、透明度、不透明度、挺度、环压强度等等;,水处理废水检测基本专业术语,1、悬浮物（SS）悬浮物：指悬浮在水中的有机物和矿物质（泥沙、细小纤维、杂细胞等）。2、溶解氧（DO）溶解在水中的氧称为溶解氧，它以分子态形式存在。溶解氧含量的高低，直接影响到水质的好坏。,3、化学耗氧量（COD）化学耗氧量又称化学需氧量，它是指在一定条件下，用氧化剂处理水样所消耗氧化剂