制浆原理与工程备料

制浆造纸原理与工程部分一、基本要求系统掌握制浆造纸过程的基本概念、基本原理、基本理论及方法、主要装备的工作原理及操作方法等，了解国内外制浆造纸工业的发展趋势和及新技术的应用。

二、具体内容（一）制浆原理与工程1．制浆的概念和现代制浆的基本过程，制浆方法的分类和纯浆品种的区分，制浆方法及技术发展趋势；2．原料贮存及备料；3．化学法制浆；重点掌握蒸煮原理、蒸煮过程与蒸煮技术；了解蒸煮设备特点及应用；掌握化学浆的性质（质量指标）与用途；了解化学法制浆的新发展；4．机械法和化学机械法制浆；5．了解机械法和化学机械法制浆的分类和用途；6．掌握盘磨机磨浆原理及影响因素；7．掌握普通机械浆原理（RMP）、预热盘磨机械浆（TMP）、化学热磨机械浆（CTMP）、化学机械浆（CMP）和磺化化学机械浆（SCMP）、生物机械浆（BMP）、爆破法高得率浆（EXP）、挤压法机械浆（EMP）等制备过程及成浆特性；8．掌握纸浆的洗涤与废液的提取基本原理、洗涤方式及其影响因素，洗涤设备（结构特点为、工艺参数、适应性及优缺点），了解泡沫的形成与消泡；9．掌握纸浆筛选原理及影响因素、筛选设备（工作原理、结构特点、工艺条件、适应性及优缺点）；纸浆净化原理、设备及影响因素（沉砂沟、锥形高渣器、筒形除渣器、高浓除渣器、逆向除渣器等的工作原理、结构特点、工艺条件及适应性）；了解筛选净化流程的组合；10．了解废纸回用的意义，废纸的分类与收集，废纸再生过和性质的变化；11．掌握废纸的离解与废纸浆的净化与浓缩基本过程及原理；12．掌握废纸脱墨原理、脱墨方法、脱墨剂的性能与种类，废纸脱墨流程、工艺与设备，废纸脱墨的影响因素，浮选法和洗涤法脱墨的比较；了解废纸再生新技术；13．了解漂白历史及发展趋势，漂白目的与分类，漂白化学品和漂白流程；14．掌握纸浆的颜色、白度、发色基因与漂白原理；15．掌握化学浆的含氯常规漂白的方法及原理；16．掌握化学浆的无元素氯与全无氯漂白的方法及原理；17．掌握高得率纸浆的漂白方法及原理；18．掌握废纸浆的漂白方法及原理；19．掌握纸浆的返黄和返黄值，纸浆返黄的机理和影响因素，稳定白度减轻返黄的方法；20．了解蒸煮液的帛备及蒸煮废液的回收与利用。

第一章备料1.木材备料一般采用什么流程？原料场应符合哪些要求？流程：去皮、锯木、除节和劈木、削片。

原料场符合的要求：①要有防火安全措施、②运输要方便、③排水要通畅、④通风要良好、⑤照明要符合要求。

2.木材去皮的方法有哪些？常用的剥皮设备有哪些？原理如何？去皮的方法：人工去皮、机械去皮（刀式去皮、摩擦去皮、挤压去皮、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser 刀辊式剥皮机）、水力去皮、化学去皮。

常用的剥皮设备：滚刀式剥皮机、圆筒式剥皮机、圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机、Rosser刀辊式剥皮机、水力喷射式剥皮机。

原理：滚刀式剥皮机：将原木放在楞架上，利用转动的滚刀，沿原木的纵向削去一道树皮，然后翻转机将原木翻动一定角度，再削去一道树皮。

圆筒式剥皮机：原木从圆筒的进料端连续地进入，在桶内做无规则的滚动，并被圆筒内壁的钢梁带着，随着圆筒的旋转而提升，再落下，逐渐从筒的一端移向另一端，原木之间、原木与筒壁之间发生摩擦、碰撞。

使树皮剥离。

圆环式剥皮机或旋刀式剥皮机：利用一个旋转圆环，在圆环上装有好几个带有刮铲刀片的支臂，当木片通过圆盘时，对它施加径向和切向的压力。

利用树皮和木材形成层之间的结合力较弱的特点剥皮。

Rosser刀辊式剥皮机：利用一个快速的附有多个切削刀的刀辊，刀辊上的切削刀切削和刮铲掉原木上的树皮。

水力喷射式剥皮机：直接以高压水射向原木以脱除树皮。

3.圆盘削片机的削片原理？刀片的刀刃有一定的角度，切削下的木饼在通过刀缝时受到刀片切削面对的原木纵向的作用分力及刀牙或刀盘阻碍，木饼就会不断地沿木纹分裂成木片。

原木沿刀片的安刀面向刀盘移动。

设置了安刀角，刀片切入原木时，安刀面就把原木较快地拉向刀盘，而且安刀角越大，拉力越大，原木向刀盘的移动速度就越大。

多刀削片机，由于刀的间距小，在第一把刀尚未离开原木之前，第二把刀就已切入原木，这样就形成连续切削。

4.影响削片的质量因素有哪些？影响木片长度的主要因素是在具有适当的安刀角的前提下的刀距、投木角和投木偏角大小。

制浆原理2010--《制浆原理与⼯程》习题与思考题备料1.⽊材原料备料流程有何特点？⽣产磨⽊浆和⽣产化学浆的⽊材备料过程有何不同？原⽊备料流程：⼀般包括原⽊贮存、锯⽊、去⽪、除节、劈⽊、削⽚、筛选和再碎等。

磨⽊浆不需要把⽊材削成⽚，只需锯成⼀定长度，同时直径不能太⼤，不能有⽊节。

2.草类原料备料的⼀般流程是什么？以稻麦草为例说明之。

⼲法备料：喂料与切料、筛选和除尘3.试述影响削⽚质量的因素。

①原⽊的质量和⽔分②⼑刃⾓度③⼑距：⼑距的⼤⼩决定⽊⽚的长度。

④⼑⾼：⼑⾼直接影响⽊⽚的厚度。

⑤虎⼝间隙（削⽚⼑与底⼑的距离）：⼀般为0．3～0．5mm，太⼤会使原⽊外部切不断，使长⽊⽚增加，影响⽊⽚合格率。

⑥削⽚操作：要求连续不断地投⼊原⽊，并尽量减少原⽊的跳动，经常检查削⽚质量。

化学法制浆1.为什么硫酸盐法⽐烧碱法蒸煮有较快的脱⽊素速率？酚型β-芳基醚键在烧碱法蒸煮时，由于其主反应是β质⼦的消除和β-甲醛消除，只有少量通过OH-对α-C的亲核攻击形成环氧化物时才能碱化断裂。

但在硫酸盐蒸煮时，由于HS-的电负性⽐OH-强其亲核能⼒也强，所以能顺利迅速的形成环硫化合物⽽促使β-芳基醚键硫化断裂2.⽊材、草类原料碱法蒸煮的反应历程有何不同？这种差别反映到蒸煮⼯艺条件有何不同？在100～120℃之间，麦草浆中的⽊素以⼤量的溶出，⽽⽊材⼤量脱⽊素阶段在150～170℃之间，这是⽊材、草类原料碱法蒸煮的反应历程中的不同。

反映在蒸煮⼯艺条件上：草类原料不需要较⾼的温度，蒸煮时间较短3.草类原料碱法蒸煮脱⽊素的特点是什么？特点：脱⽊素早、脱⽊素快、不需要较⾼温度原因：①草类纤维原料组织结构疏松，⽊素含量低，半纤维含量⾼；②草类⽊素中酚羟基含量⾼，在碱性介质中具有较强的亲液性⽽易容。

酚型结构单元的醚键较⾮酚型结构单元的醚键易于发⽣磺化和碱化断裂，使⽊素⼤分⼦易于⼩分⼦化⽽溶出；③草类⽊素的分⼦量低、分散度⼤，易脱除；④草类⽊素中含有较多的酯键，在碱性介质中极易发⽣皂化断裂；⑤草类原料的半纤维素的分⼦量⼩,聚合度低,蒸煮时易溶出,为蒸煮药液的浸透和⽊素的溶出打开了通道；4.试述碱法蒸煮脱⽊素化学反应。

造纸工业中备料与制浆的工艺流程造纸的原料主要是植物纤维。

我国造纸工业耗用的一次纤维原料依次为稻麦秆、木材、芦苇及芒秆、蔗渣、竹子、废麻及废棉。

其中，芦苇及芒秆、蔗渣、竹子、废麻及废棉等都是相对较为抱负的非木材制浆纤维原料。

值得指出的是，我国用于造纸工业的芦苇产量已经达到芦苇总产量的75%;而我国用于造纸工业的蔗渣量仅占可用量的25%～35%，蔗渣用于制浆造纸的潜力较大。

纸的生产大体上可分为两个过程，即制浆和造纸(图41)。

制浆是指在原料中加入一些化学药品(如石灰或烧碱等)进行蒸煮;或者将原料直接用机械打碎、研磨;然后洗涤，去除不必要成分，保留纤维，制成浆料。

需要漂白的，再入药剂进行漂白。

造纸则是把浆料用网格捞起，脱水压榨干燥，最终整理成纸的过程。

一、备料备料是指原料在蒸煮或磨浆前按蒸煮(或磨浆)的要求进行初步的处理和加工。

备料的方法和其所需设备随原料种类不同而异。

即使原料种类相同，但产品类型及产品的质量要求不同时，备料的方法及选用的设备也有所不同。

按使用原料的种类备料可分为两大类，即非木材纤维原料的备料和木材纤维原料的备料。

前者运用到的设备有切草机、切苇机和甘蔗除髓机等，后者有剥皮机、削片机等。

1非木材纤维原料非木材纤维原料的备料中又可分为干法备料和湿法备料两种方法。

干法备料是指原料在一定的水分下进行切割和筛选等处理。

目前国内的草浆厂绝大多数采用此法。

湿法备料是指原料悬浮于水中，在机械作用下撕裂，并分别灰尘、草叶及谷、麦粒等。

国外有些草浆厂采用湿法备料。

我国仍在试验阶段。

2原木原料原木经过剥皮鼓剥皮后，再经削片机削片、筛选机筛选后进入下一流程。

可能存在的职业病危害因素：原木运输和各种机械设备(包括切草机、切苇机、甘蔗除髓机、多圆锯、剥皮滚筒、削片机、吹送木片风机等)产生的噪声与振动，原料在运输、加工过程中产生的粉尘以及可能存在的生物有害因素等。

二、制浆制浆的方法有化学法、机械法、化学机械法和生物法。

课程教学大纲“制浆原理与工程”教学大纲Principle and Engineering of Pulping课程编号：学时/学分：60/3.5一、大纲说明本大纲根据轻化工程专业本科2006版培养计划制订。

（一）教学对象轻化工程专业本科学生。

（二）教学目的与要求本课程是轻化工程专业的专业必修课程。

通过本课程的教学，使学生了解和掌握二十一世纪制浆工程的主要科学与技术；使学生在掌握了一定的基础理论的前提下，将所学的知识用于分析研究制浆过程中所出现的问题及现象，从理论和实际生产两个方面对制浆过程有一个系统全面的了解，同时培养分析问题和解决问题的能力。

在学习过程中，要求学生理论联系实际，灵活掌握所学内容，重点学习基本理论和主要方法及过程，同时注意学习该领域的最新成果及动态。

（三）主要先修课程和后续课程1．先修课程：化学类基础课，化工原理，植物纤维化学。

2．后续课程：造纸原理与工程、制浆造纸机械与设备。

（四）教学方式与重点和难点1．教学方式：课堂讲授、课堂讨论。

2．重点和难点。

重点：各种制浆方法的基本原理和新型的制浆技术，各种纸浆的基本漂白方法、漂白流程的组合与技术。

难点：蒸煮曲线的制订及H-因子的计算。

（五）考核方式考试。

二、教学内容绪论1．了解制浆造纸工业的特点与发展。

2．了解制浆的概念和现代制浆的基本过程。

3．了解制浆方法分类和国内外发展趋势。

第一章备料1．原料的贮存。

了解原料贮存的目的和对原料场的基本要求，掌握木材原料的贮存和非木材原料的贮存。

2．备料过程及质量控制。

掌握木材原料的备料和非木材原料的备料。

3．料片的运输和贮存。

了解料片的运输和贮存。

第二章化学制浆1．化学制浆的分类、蒸煮液的组成和计算。

了解化学制浆的分类，掌握常用术语及蒸煮计算，了解蒸煮液的组成和性质。

2．化学浆蒸煮原理。

掌握蒸煮液对木片或草片的浸透作用，掌握蒸煮过程中脱木素化学，掌握蒸煮过程中的碳水化合物降解化学。

3．蒸煮方法和蒸煮技术。

制浆原理与工程一、制浆原理概述制浆是造纸工业中的关键过程之一，它是将纤维素原料转化为纸浆的过程。

纸浆是造纸的基础材料，其质量直接影响到纸张的品质。

制浆原理主要包括纤维素原料的分解和纤维分离两个步骤。

1. 纤维素原料的分解纤维素原料一般采用木材、废纸等植物纤维作为主要原料。

在制浆过程中，首先需要对原料进行分解，使纤维素与非纤维素物质分离。

这一步骤主要通过化学方法或机械方法来实现。

化学方法主要是采用化学药剂对纤维素原料进行处理，使其在特定条件下发生化学反应，使纤维素与非纤维素物质分离。

常用的化学药剂有氢氧化钠、硫酸等。

机械方法主要是通过物理力学的作用将纤维素原料进行分解。

常用的机械方法有磨浆、切割等。

2. 纤维分离纤维分离是将纤维素与非纤维素物质进行分离的过程。

在制浆工程中，常用的纤维分离方法有浆液分离、筛选和洗涤等。

浆液分离主要是通过物理力学的作用，将纤维素与非纤维素物质分离。

常用的浆液分离设备有离心机、压滤机等。

筛选是通过筛网将纤维素与非纤维素物质进行分离。

常用的筛选设备有振动筛、压力筛等。

洗涤是将纤维素原料中的杂质通过水洗的方式进行分离。

常用的洗涤设备有洗涤机、洗涤塔等。

二、制浆工程概述制浆工程是指将制浆原理应用于实际生产中的一系列工艺和设备。

它包括制浆设备的选择、制浆工艺的设计和操作流程的优化等。

1. 制浆设备的选择制浆设备的选择是制浆工程的关键环节之一。

根据纤维素原料的性质和生产要求，选择适合的制浆设备可以提高制浆效率和纸浆质量。

常用的制浆设备有磨浆机、切割机、洗涤机、筛选机等。

根据不同的原料和工艺要求，可以选择单一设备或者多种设备的组合。

2. 制浆工艺的设计制浆工艺的设计是制浆工程的核心任务之一。

根据纤维素原料的特性和生产要求，设计合理的制浆工艺可以提高纸浆的质量和产量。

制浆工艺的设计包括原料处理、分解、分离和洗涤等步骤的参数选择和操作条件的确定。

同时还需要考虑能耗、设备投资和生产成本等因素。

1 制浆定义：利用化学或机械的方法，或两者结合的方法，或辅以生物能（酶解工程）的方法，是植物纤维原料离解成单根纤维的生产过程 制浆的基本流程：原料采储—备料—磨浆(或蒸煮、洗涤或蒸煮、磨浆)—筛选，净化—漂白—漂白浆 制浆方法：化学法（碱法、亚硫酸盐法）和高得率法（机械法、化学机械法、半化学法） 原料的贮存的目的：维持正常的连续生产、改进原料质量，以满足蒸煮和磨浆的需要 堆垛方法：层叠法；平列法；散堆法 木材原料的备料的流程：木材—贮存—拉木机—辊式输送机—锯断—皮带输送机—削片机—旋风分离器—筛选—皮带输送进入料片仓 原料厂的要求：防火严密、运输方便、排水畅通、通风良好 原木去皮的目的：降低尘埃度，降低药品消耗，不易霉变腐烂，均衡水分 木片挤压去皮的原理：利用木片和树皮受热以后的黏性不同以及受压以后的弹性系数不同来达到分离树皮和木片的目的. 刀高：刀刃到刀牙的垂直距离H 刀距：刀刃到突出刀盘面的距离h 安刀角：安刀面与刀盘平行面之间的夹角α 影响木片合格率的因素：木片的长度、木片的厚度、木片的斜度、树种、水分、安刀角、刀刃角、削片刀与底刀的间距等 木片质量对制浆的影响：影响药业的渗透、影响木片在料仓中的流动性、影响装锅量、影响合格率（过煮问题） 木片的筛选方法：圆筛和平筛 草类原料的特点：灰分含量高、水抽出物高、1%氢氧化钠抽出物多、半纤维素含量高、木素含量低、纤维素含量低、组成不均一 灰分含量高的影响：滤水性差、纸机网部脱水困难、强度差、脆性大、碱回收困难、 抽出物含量高的影响：碱耗高、碱法制浆泡沫多、不易漂白、得率低 草类原料的备料方法：干法备料、湿法备料、干切湿净化备料 草类纤维的特点：组织结构疏松、纤维细且短、杂细胞含量高 干法备料流程：麦稻草原料→原料车→喂料胶带→喂料辊→切草机→筛选除尘设备→胶带→预浸器→蒸煮 草片长度：草片长度=喂料辊线速/（飞刀刀片数*飞刀辊转速）*1000 湿法备料特点：除尘效率高、生产能力高、浆料易洗易漂、劳动条件改善、刀片易磨损、动力消耗大、投资大 干切湿净化流程：干法切草—干法除尘—水力碎浆机—过滤分离—除砂器—澄清器—螺旋压榨机—料片—螺旋预浸器—蒸煮器 碱法制浆的定义：用碱性化学品水溶液处理植物纤维原料，溶出其中的木质素、尽可能保留纤维素，适当保留半纤维素，使植物纤维原料分解成单根纤维AP 法特点：设备简单、操作容易、纸张松软、吸水性好、不透明度高、得率低、强度差KP 法特点：对原料适应性广、纸浆强度高、黑液回收技术成熟污染负荷低、得率较低、漂白难度大、滤水性差、空气污染负荷大、黑液回收投资大SP 法制浆特点：浆料颜色浅，易漂白、得率高、制溶解浆无需预水解、综合利用程度高、对材质适应性差、浆料强度低、蒸煮时间长、设备耐腐蚀NSSC 法制浆特点：得率高、颜色浅、滤水性好，易打浆、挺度好、对设备腐蚀小 高得率浆的特点：得率高，成本低、印刷性能好，高松厚度，高不透明度、污染处理负荷少、物理强度低、漂白性能差，易反黄，纤维会卷曲和扭结2 GP 浆特点：成本低、得率高、生产过程简单、浆料印刷性能好，颜色浅、污染处理少、成纸强度低、纸易脆易黄 化学机械浆特点：得率高、强度比GP 浆高、制浆材料广、电耗较低、浆料强度低、易返黄、印刷适应性不如TMP 、GP CTMP 浆特点：投资费用低、强度，不透明度和松厚度类似于化学浆，浆料光学性能好、得率高、污染少、对原料适用性强 碱法制浆系统：配料系统、配碱系统、蒸煮系统、热量回收系统、浆料洗涤和废液提取系统、浆料筛选和净化系统、漂液之辈系统、制浆漂白系统、浆板抄造系统、废液回收系统、水处理系统KP 法制浆基本工艺流程：原料厂—备料，木片—蒸煮—除节—筛选—洗浆—氧脱木素—洗浆—漂白—漂白浆筛选净化—浆板抄造 总碱：烧碱法是NaOH+碳酸氢钠 硫酸盐法是含钠的化合物 活性碱：指在烧碱法蒸煮液中NaOH 的含量；在硫酸盐法中指NaOH+Na2S 的含量，以Na2O 计。