【液体包装纸板生产的工艺论证及流程设计案例（含流程图）4500字】

液体包装纸板生产的工艺论证及流程设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u31447液体包装纸板生产的工艺论证及流程设计案例 1861第一节纤维原料的选择与配比 131311第二节辅料的选择 118973第三节工艺设计 218998第四节工艺流程方框图 6第一节纤维原料的选择与配比纤维原料的选择和配比对于制造出高质量的液体包装纸板是十分关键的，每一种浆料的占比都会直接影响到成纸的质量。由于液体包装纸板是三层抄造，每一层纸的定量和物理性能都不尽相同，所以每一层纸都需要选取不同的浆料配比。本设计面层和底层的浆料选择的是40%的漂白硫酸盐针叶木浆（NBKP）配入60%的漂白硫酸盐阔叶木浆（LBKP）。其中长纤维用来提高面底层的强度，而短纤维则可以用来提高面底层成纸的匀度和平整性，从而达到液体包装纸板在后期加工时所需的印刷性能和强度，同时采用漂白硫酸盐浆能够使得原纸板的面层和底层拥有更高的白度；本设计芯层浆料选择的是30%的漂白硫酸盐针叶木浆（NBKP）配入15%的漂白硫酸盐阔叶木浆（LBKP），再配入55%的漂白化学热磨机械木浆（BCTMP）。其中加入高含量的机械浆使得浆料中木素的含量大幅增加，这样就能够提高成纸的弯曲挺度和松厚度[5]。其中的漂白化学热磨机械木浆（BCTMP）是近几十年开发高得率浆逐渐发展起来，应用十分广泛，近年来许多纸浆原料里都有它的身影，它既兼顾化机浆的高得率、高不透明度、高松厚度等特点，又具有比原化机浆白度更高的特点，应用范围也更加广泛。BCTMP浆还有众多优点，如低成本、纸页成形好、提高成纸的尺寸稳定性等。故可作为良好的液体包装纸板的浆料[6]。即本设计最终原料的配比采用芯层：30%的漂白硫酸盐针叶木浆（NBKP）、15%的漂白硫酸盐阔叶木浆（LBKP）、55%的漂白化学热磨机械木浆（BCTMP）；面、底层：40%的漂白硫酸盐针叶木浆（NBKP）、60%的漂白硫酸盐阔叶木浆（LBKP）。第二节辅料的选择一、施胶剂的选择液体包装纸板由于存储液体和运输过程中，需要具备优良的抗液渗的能力，故而，施胶程度和施胶的选择对产品性能有重要影响。依据包装材料对应不同产品的需求，施胶时也将采用不同的工艺[7]。本设计针对液体包装纸板具有抗水性和抗过氧化氢渗透能力，采用烷基烯酮二聚体（AKD）和松香双元施胶系统[8]。在纸浆造纸工业中,对于AKD的应用十分广泛，不仅可以提高成纸疏水性，还能提高其印刷性能[9]。AKD属于纤维素反应型施胶剂。AKD的施胶机理是AKD分子中含有疏水基团和反应活性基团，施胶时，反应活性基团与纤维的羰基发生酯化反应，形成共价键结合，在纤维表面形成一层稳定的薄膜，此时疏水基团（长链烷基）转向纤维表面之外，使纸张获得憎液性能。同时，AKD的熔点较低，在纸机干燥部的高温条件下很容易与纤维反应，形成酮基酯衍生物，并定位于纤维上，疏水端面向纤维的表面形成疏水层，具有优异的防水性是一种高效施胶剂。采用AKD施胶的纸张还有很多优点，如不透明度高、高强度、白度好、耐久性好等。能够改进纸张对液体渗透的抵抗能力的内部施胶剂还有松香。其施胶机理是松香胶料是两性分子，松香中的羧基是一个极性基，具有亲水性，而R基为非极性基，是疏水性基团，松香胶沉淀物定着到纤维表面后，发生内取向，使得非极性疏水基团朝外形成定向的规则排列，降低纸面的自由能，取得抗液性施胶效果。另外，配位理论认为，水合铝离子能发生羟联反应，所以水合松香酸铝沉淀物在干燥过程也能产生羟联反应，使单铝变成双铝结合，逐渐失掉配位水，形成网状的凝聚物而联结在一起。水合松香酸铝又能与纤维素的羧基构成配位键，在干燥过程也产生羟联反应，形成没有活性的大分子，使松香胶沉淀物获得稳定的内取向，从而使纸面自由能降低，获得抗液性能。松香类施胶剂仅在某些纸种中使用，如液体包装纸板。二、干强剂用途不同的纸张有着不同的特性要求，其中干纸强度是最主要的特性指标。而影响纸张干强度的决定性因素就是纤维间结合力，即结合力越大，干纸强度也越大。对于液体包装纸板来说，层间结合强度是一项重要质量指标，直接影响成纸的印刷性能和制盒性能。本设计为了增强液体包装纸板各层间结合强度，采用喷淋淀粉。第三节工艺设计一、打浆系统将三种浆板通过各自的打浆设备进行打浆处理。BCTMP打浆度要求32.00SR，长纤维含量50%。NBKP打浆度要求17.5～18.60SR[10]。LBKP打浆度要求32～380SR[11]。二、供浆系统1.概述为了使液体包装纸板的成纸质量更高，在其打浆过程中需要加入各种辅料，而供浆系统正是起着配送辅料、调节浆浓的作用。此外，浆料中或多或少都会有杂质，为了不对正常生产产生影响、调节pH至生产需求、保证设备良好运行，在纸料上网前必须把其中的杂质和气体都出除去。2.浆料混合本设计生产用到的浆料是BCTMP浆、LBKP浆、NBKP浆，并且单层抄造的浆料配比都不同，故必须在浆料上网之前，按照生产中各层的浆料比例在混浆池将浆料进行混合，以便后续的流送工段的纸浆上网。3.浆料稀释浆料稀释是供浆系统中通过在浆料中添加助剂和一定比例的清水对浆料的浓度进行调节。经过实践调研发现浆料稀释有多种方法，既可以通过调浆箱进行直接调浆，也可以设置冲浆泵进行泵内调浆。本设计中采用冲浆泵调浆，在单层功浆系统中分别设置冲浆泵。同时，在工艺生产中所需要的浆内施胶剂也在冲浆泵处添加，并设置浓白水回流系统与冲浆泵相连，与原料和辅料充分混合，以此达到对浆料浓度和流量进行调节的目的。4.浆料筛选与净化筛选的目的在于除掉浆料中相对密度小而具有大体积的杂质，其原理是利用几何尺寸及形状不同进行筛分；而净化目的则是去除浆料中相对密度较大的杂质，比如煤渣、沙粒、金属屑块等等，其原理是利用不同物质具有不同密度进行除杂。二者都是除去浆料中残留杂质，以达到纸机抄造的要求。在现代造纸工厂中主流的净化工艺有两种[12]，一种是依靠离心作用除杂，另一种则是依靠重力的作用除去杂质。而其中锥形除渣器作为目前浆料上网前净化工段中应用广泛的设备，其原理就是利用离心力的作用使得浆料中密度较大的杂质从设备下端排出，而良浆从设备上端排出，从而达到纤维与杂质分离的目的。本设计采用锥形除渣器进行净化除杂，同时对锥形除渣器设备进行分段设置。通过多段排列，使得纤维充分得到净化与回流，提高成纸质量，还能够减少纤维的损失。故本设计最终采用一级三段式锥形除渣器。对于筛选设备，目前来说应用最广的就是压力筛。为了使上网浆料的质量更好，压力筛可谓是其最后一道保障，因此压力筛的性能至关重要。故本次设计采用缝筛压力筛，并且为了使通过压力筛的浆料质量更加优良，同时采用一级二段压力筛。三、流送上网经过打浆、混浆稀释、筛选净化等操作后，浆料将上网完成抄造部分，而流送上网系统就是供浆系统和成型系统的过渡部分。负责完成纸料流送这项工作的就是造纸机流浆箱，它是造纸机的第一个部分，也是纸机最重要的部分之一。流浆箱主要由布浆、整流、上浆装置三部分组成。浆料沿着纸机横幅全宽，被流浆箱以适当的喷射角度，均匀稳定地送到成形部最合适得位置。同时，还能够保障纤维有效分散，防止絮聚。除此之外，流浆箱还可以按照工艺要求来控制上网浆流和浆网速的关系。四、网部使纸料尽可能地保留在网上，使其脱水成形是网部的主要任务。浆料在脱水的同时，浆料中的纤维和其他非纤维辅料逐步的均匀的沉积在网上，这样可以是成纸的定量、厚度、匀度等性能指标均匀一致。对于液体包装纸板的生产，每层都需要设置成形部[13]，底层在底网上，而面层和芯层各在上部两端，本设计需要的脱水量大，可配置叠网成形，即利用网的张力增加脱水量[14]。本设计采用叠网成形器，因其拥有良好的成形质量、车速快和脱水快而得到广泛应用，另外使用叠网成形器不仅可以进行两面脱水，还可以封闭成形，在成形器内，悬浮体不再存在暴露空气的自由表面问题。五、压榨部经网部引出的湿纸幅虽然脱去了一些水分，若直接送到干燥部脱水，需要消耗大量的能量，这样既不经济也会使得成纸表面性能差，纤维间结构不紧密，所以在实际生产中，需要把湿纸幅引入压榨部，通过压辊之间产生的机械挤压作用脱去一部分水分，实现纸页自身结构的最终“固化”，并达到最终要求的物理强度和结构性能。本设计采用靴式压榨，区别于传统压榨，靴式压榨属于宽压区压榨，在静压下长时间脱水，增加压榨冲量，可以有效地提高脱水效率，提高纸页的干度，这样一来就显著减少了干燥部的蒸汽消耗量，改善压榨部运行性能，降低生产成本，同时还可以提高纸机的抄造速率与纸页的质量。同时，本设计采用两道靴式压榨，湿纸幅经过两个压区脱水，再进入光泽压榨，最大限度脱去水分，提高干度的同时也减少了湿纸断头的机会。六、干燥部湿纸幅在经历网部和压榨部的脱水之后，仍保有大量的水分，这些水分再用压榨的机械方法就不能很容易的脱出，只有对纸幅进行烘干，通过蒸发脱除的方式才能够进一步去掉其残留的水分，进一步完成纸幅的纤维结合并提高其强度和增加纸页的平滑度。本次设计干燥部采用单排多烘缸布置，并配以全密闭式汽罩，这是一种常见的传统干燥形式，单排烘缸的设计具有安装简单，操作便捷，效率高等特点，有效地降低了操作难度。一般单排烘缸系统的烘缸都是并排排放，并采用单网作为干毯，以提高干燥效率。七、涂布本次设计选择涂布机为机内涂布机[15]，设有四个涂布站，形式是两正两反，采用组合式刮刀，另外再涂布机前设置一台硬压光机。为了满足成纸的质量要求，在涂布干燥后设置双压区的软压光机。涂布固含量为53%，涂布量为30g/m2。涂布过后再对纸页进行热风干燥。液体包装纸板在涂布后其表面性能可以得到很大提高。八、表面施胶表面施胶是指经过干燥部脱水达到定值后的纸幅，在其表面均匀涂覆施胶剂的工艺过程。通过施胶，可以在纸页表面形成一种胶液覆盖的薄膜，提高纸张抵抗溶液渗透的能力，提高纸张的湿强度。同时，表面施胶还可以填补纸面的空隙，使纸张中的毛细管减少，随之降低其吸附作用，改善成纸的平滑度和印刷适性，提高产品的表面强度，缓解纸页在印刷时产生的掉粉掉毛问题[16]。为了满足液体包装纸板的性能要求，需要对其面层外表面和底层外表面进行表面施胶，施胶量为3g/m2/单，胶料浓度为12%。九、白水系统在纸机网部和纸页成形时以及在真空箱和压榨部脱除的水成为白水。这些白水中含有大量的纤维，将这些白水进行回收利用，可以相当程度地节约造纸用水，减少纤维和化学助剂的流失，对于减少环境污染，提高企业经济效益，实现可持续发展具有积极意义。故而将造纸过程中搜集的白水进行分级处理，再重新回流至造纸各工段参与生产的过程就是白水的封闭循环。本设计白水回收系统分为不同阶段，各层成形板产生的浓白水经过处理后，一部分回流至各层冲浆泵，另一部分与各层真空箱和其他部分产生的稀白水汇入一起集中处理。处理后的稀白水一部分中的浆料运输到制浆车间进行回用，另一部分进入损纸系统和各层除渣系统进行充分回用。建立白水封闭循环不仅可以节省纤维原料和辅料的使用量，而且还能够做到清洁生产，减少环境污染实现“零排放”。八、损纸系统在造纸生