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蔗芒浆中浓打浆的生产使用效果
刘士亮;李世扬
【期刊名称】《广西轻工业》
【年(卷),期】1998(000)003
【摘要】探讨了蔗芒浆盘磨中浓打浆的生产使用效果，从成浆纤维物性，电耗，筛分等方面阐述了ＺＤＰＭ盘磨中浓打浆的优越性。
【总页数】3页(P31-33)
【作者】刘士亮;李世扬
【作者单位】华南理工大学;华南理工大学
【正文语种】中文
【中图分类】TS752
【相关文献】
1.中、低浓打浆的使用效果及打浆机理的差异 [J], 刘士亮;陈中豪;曹国平;李广胜
2.磨片齿高对蔗、芒混合浆中浓打浆的影响 [J], 刘士亮;陈中豪;李世扬;曹国平
3.ZDPM型液压盘磨机中浓打浆生产应用——草浆、废纸浆中浓打浆的使用效果及机理初探 [J], 刘士亮;李世扬;陈中豪
4.ZDPM型中浓液压盘磨机中浓打浆的生产应用--草浆、废纸浆中浓打浆的生产使用效果及机理初探 [J], 刘士亮;陈中豪;李世扬;曹国平
5.ZDPM型中浓液压盘磨机中浓打浆生产应用──草浆、废纸浆中浓打浆的生产使用效果及机理初探 [J], 李世杨;刘士亮;曹国平;梁孝斌;胡庆喜;雷利荣
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打浆打浆beating定义：又称叩解。
是利用机械作用处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应在造纸机上生产所要求的特性，并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程。
利用物理方法，对水中纸浆纤维进行机械或流体处理，使纤维受到剪切力，改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性，以保证抄成的纸达到预期的质量要求，这一过程就称之为“打浆”。
打浆过程中纤维除了受机件的剪切、揉搓和梳理等作用外，同时纤维的细胞壁还发生位移、变形与破裂等现象而吸水润胀，产生细纤维化，使纸浆具有柔软性、可塑性，也使纤维素分子链中的羟基增加与氢链结合机会，提高了纤维间的结合力。
按打浆作用，可分为黏状打浆和游离打浆。
按生产方式，可分为间歇打浆和连续打浆。
打浆方法主要分为游离打浆和黏状打浆。
游离打浆是以切断作用为主，纸浆的浓度较低。
此方法的打浆机的刀刃较锐利，刀刃的齿距较密，在打浆时纤维容易被切断，使所抄造出的纸张会出现密度小而膨松、不透明、伸缩性小，油墨容易附着等特性。
不过，此方法所抄造出来的纸张，其表面平滑度较低，并容易起毛。
黏状式打浆方法是用破裂磨溃等原理。
其所用的纸浆浓度较高，而打浆机的刀刃较钝，刀刃齿距较稀疏，切断纤维时容易产生长短不一的现象，使所抄造出来的纸张拥有的物理特性较强，纸质紧密，纸张表面平滑度佳，透明度较高且不易起挠等特性。
但纸张的伸缩性较大，对油墨吸收效果较差。
（一）纤维结合力与打浆的关系随着打浆度的增加，纤维润胀和细纤维化增加，纤维的比表面积增大，游离出更多的羟基，促进纤维间的氢键结合，使纤维的结合力不断上升。
打浆初期纤维结合力曲线上升很快，说明纤维润胀和细纤维化增长的速度很快，打浆中期纤维结合力曲线上升渐慢，说明纤维的外表面积已充分暴露，纤维结合面积的增长速度已越来越慢。
在打浆后期，纤维已高度吸水润胀和细纤维化，再进一步提高纤维的结合面积已相当困难，因此纤维的结合力达到了最高点。
（二）裂断长影响纸张裂断长的因素很多，主要是纤维结合力和纤维平均长度，在打浆初期裂断长上升很快，以后逐渐缓慢，到一定数值之后，产生转折和下降的现象。
ZDPM盘磨中浓打浆的生产使用效果(一)Ξ李世扬 刘士亮 梁孝斌 胡庆喜 朱小林 雷利荣
(华南理工大学510641)
陈坚城 许瑞琼 张小芬 陈洁成 李孔森 江考 邱文胜
(广东江门造纸厂529020)
摘要 本研究探讨了ZDPM盘磨中浓打浆的生产使用效果并对成浆的物理强度性能、筛分及能耗作了进一步的分析。
关键词:甘芒浆 ZDPM盘磨 中浓打浆 纤维特性 筛分析 单位电耗
前 言
中浓打浆取代低浓打浆是现代打浆发展
趋势,但由于诸多的原因,对中浓打浆的研究
工作仍局限在实验室小试水平,国内大多数
造纸企业仍采用传统的低浓双盘磨打浆,而
低浓双盘磨打浆对纤维的剧烈切断引起的纸
品强度较差及较大的能耗则使企业在市场竞
争中处于不利地位。
如何降低成本,增加效
益已成为造纸企业急需解决的问题。
鉴于
此,我们对盘磨机中浓打浆的生产使用进行
了深入的研究以期获得令人满意的生产使用
工艺。
1 中浓打浆生产工艺及设备
1.1 原料
为江门纸厂生产使用的甘芒浆板(江门
甘蔗化工厂生产的甘蔗渣芒秆浆板)
1.2 生产工艺流程(如下所示)
甘芒浆板→5M3水力碎浆机泵
振动曲
筛
2号方浆池
中浓浆泵→ZDPM盘
磨机(三台串联)→1号方浆池→混合浆池→送抄纸
1.3 中浓打浆生产设备
主要设备为ZDPM型中浓液压盘磨机,磨片直径为450mm,主电机功率为75kw,转速1480r/min,附属设备有中浓泵送设备,电控箱等,生产能力20-30t/d,适用打浆浓度为6%-12%。
2 生产使用结果与讨论
2.1 打浆过程浆料物理性能的变化
甘芒浆板水力碎解后,经振动曲筛浓度提高至6.0%- 6.5%,再经中浓泵泵送至ZDPM盘磨机,运行平稳后取样测定物性,结果如表1。
表1甘芒浆中浓盘磨打浆效果
序号
打浆度
°SR
湿重
g
抄片定量
g/m2
裂断长
m
耐破度
MPa
撕裂度
mN 0(原浆)26 4.260.520640.068330 1(过一台机)38 3.860.542780.098325 2(过二台机)47 3.560.243050.108296 3(过三台机)52 3.060.343520.131277 表1表明:甘芒浆经三台中浓磨打浆后,浆料打浆度由26°SR升高至52°SR时,撕裂度仅由330mN下降至277mN,这说明ZDPM盘磨机中浓打浆对纤维长度有较好的保留性能。
另一方面,裂断长在原浆由26
°SR打浆至38°SR时即达到4278m,如此大幅度的增加则说明甘芒浆中浓打浆中打浆度的提高主要靠纤维的分丝帚化而不是对纤维的切断。
同时,从裂断长的发展趋势看,对于甘芒浆中浓打浆来说,追求高打浆度值是不
Ξ本课题为广东省自然科学基金及广东省重点科技攻关项目
必要的,也不利于成本的降低,综合考虑以40°SR为宜。
2.2 筛分析
本研究对一道(三台)处理的浆料作筛分分析,结果如表2
从表2可以看出:甘芒浆打浆度为52°SR,湿重为3.0g时,留在16目-50目之间的筛分占28.1%,留100目浆料占45.6%,而过100目留200目仅为15.6%,这说明对甘芒浆这种短纤维浆料来说,ZDPM盘磨中浓打浆对纤维的切断作用较小,打浆度上升快而湿重下降缓慢,对短纤维浆纤维长度的较好保留可减少抄纸中木浆的配比从而降低生产成本。
从这个方面来讲,盘磨中浓打浆尤适宜于短纤维浆种。
表2甘芒浆中浓打浆筛分析
浆种打浆度
°SR
湿重
g
各筛分所占比例(%)
留16目留30目留50目留100目留200目
甘芒浆52 3.0 1.512.214.445.615.6
2.3 低、中浓打浆纸产品性能比较
表3低、中浓打浆纸产品的性能比较
项目
(低浓打浆纸品)
1
(中浓打浆纸品
2
(中浓打浆纸品)
3
(中浓打浆纸品)
成浆打浆度(°SR)45～5040～4540～4540～45成浆湿重(g) 3.5～3.8 4.2～4.5 4.2～4.5 4.2～4.5
定量(g/m2)72.071.672.572.8
裂断长(m)3465411645784349
撕裂度(mN)350515489485匀度一般良好良好良好 注:低、中浓打浆纸产品为同一类型
从低、中浓打浆纸产品的性能比较可以看出:中浓打浆成纸裂断长比低浓打浆成纸提高19%-32%左右,撕裂度提高39%-47%。
众所周知,影响撕裂度的主要因素是纤维平均长度和纤维间平均结合力,撕裂度有较高幅度的提高,说明ZDPM盘磨中浓打浆主要是利用纤维间摩擦力使纤维分丝帚化而达到内外细纤维化的目的,而磨片对纤维的切断、破碎作用较弱,纸页匀度的改善进一步证明中浓打浆成浆容易分散,浆块大大减少,这有利于网部成形。
2.4 甘芒浆中浓打浆过程纤维形态变化
中浓打浆过程中,甘芒浆纤维形态变化见图1-4。
从图1-4可以看出:原浆纤维表面光滑、挺硬,无分丝帚化现象发生,此时纤维结合力较差,经ZDPM盘磨处理后,纤维由于受磨区间多种力尤其是纤维间摩擦力的作用,纤维表面分丝、起毛,纤维也被压溃、扭曲,如图2-4,这时的纤维在纸机网部交织成形时,结合面积大,形成的氢键结合力较强,同时,从图3-4可以知道:虽然纤维表面分丝帚化良好,但纤维基本上无纵、横向断裂,这也说明了为什么撕裂度下降较少的原因。
图1 26°SR×1000图2 38°SR×1000
图3 47°SR×1000图4 52°SR×1000
2.5 甘芒浆中浓打浆单位电耗
根据车间电表记录统计,采用传统的双盘磨在3.5%左右的低浓打浆,单位电耗为8.16-8.5kWh/t°SR,而采用中浓盘磨打浆,生产试验结果表明(见表4),由于打浆浓度高而使得通过量提高,平均单位电耗只有5.2kWh/t°SR,平均每吨甘芒浆每提高一个打浆度节约用电36%-39%,对日产10t纸的车间来说,一年可节约用电28-32万度。
表4 甘芒浆中浓打浆单位电耗
序号打浆浓度%原浆打浆度°SR成浆打浆度°SR湿重g总耗电量kWh通过量t/h单位电耗kWh/t°SR
1 6.42643 2.9115 1.78 5.39
2 6.22644 3.0135 1.67 5.00
(下转第26页)
进一步研究了分离出木素后的酸性滤液的组成(流程图中虚线部分)。
先将酸性滤液用乙酸乙酯抽提24小时,再用GC/MS分析,发现抽出物的主要成分为2-呋喃羧酸和5-羧基-2-糖醛。
这些成分是纸浆中多糖降解产物。
此外还有少量香草醛、丁香醛和二愈疮木基芪及痕迹量的Hibbert酮。
结果表明乙酸乙酯抽出物中木素降解产物很少,这说明分离木素得率低并不是因为酸水解条件过于剧烈而导致木素过多分解。
最后需指出的是此法在酸性较强的条件下分离木素,可想而知木素中的α-芳基醚键,α-烷基醚键及苯甲醇结构中的β-芳基醚键将会断裂,因而对木素的结构有影响,这是此法的缺点。
此外,在较强酸性条件下,芳环上的C6与邻近的苯甲醇基团会发生缩合,因而分离木素在经KMnO4氧化降解后半蒎酸的含量较多。
参考文献
1 陈嘉翔.植物纤维化学结构及研究方法.华南理工大学出版社,1989
2 中野准三著,高洁等译.木质素的化学—基础与化学.
轻工业出版社,1988
3 G ellerstedt G.,Pranda J.and Lindfors E-L.,Structure and molecular properties of residual brich Kraft lignins J wood chems.Technol,1994,14(4):467-482
4 Arsensen D. F.and Pepper J.M.,PPMC.1965,66:415 5 Rezahowich A.,Y ean W.Q.and G oring P.A.The molec2 ular properties of milled wood and dioxane lignins:sedi2 mentation,diffusion,viscosity,refractive index increment and ultraviolet absorption.Svensk papperstidning,1963,66
(5):141～149
6 Lundquist K et al.Tappi J,1980,63(1):80～82
(上接第20页)
3 小 结
3.1 ZDPM盘磨机中浓打浆能较好保留纤维长度,特别适宜于短纤维浆种。
3.2 甘芒浆采用ZDPM盘磨中浓打浆较双盘磨低浓打浆成纸裂断长提高19%-32%,撕裂度提高39%-47%。
3.3 甘芒浆中浓打浆较低浓打浆成浆长纤维组份比例增加,细小纤维组份比例下降。
3.4 甘芒浆ZDPM盘磨中浓打浆较双盘磨低浓打浆单位电耗降低36%-39%。
3.5 中浓打浆在较低打浆度下就能达到低浓打浆在较高打浆度下的成纸物理性能,经生产证明,一般比低浓打浆降低5°SR 就可以达到同样的成纸性能,并且纸的某些性能如匀度、撕裂度等得到改善,同时为纸页网部脱水性能和车速的提高创造了条件。
3.6 ZDPM盘磨操作方便,调节灵活,较适宜于中小造纸企业使用。
