23第一章打浆12节概述打浆原理

第一章打浆授课人：肖群英2017.820-21第2、3次制浆由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。主要可分为机械法、化学法和化学机械法，分别制得机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。打浆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。抄纸纤维悬浮液本章主要教学内容1、介绍打浆基本理论2、介绍两种常用打浆设备3、介绍打、配浆工艺流程4、介绍工艺流程所涉及主要设备、工艺参数、注意事项5、举例说明打浆方式的选用6、浆部各岗位日常工艺巡检内容7、浆部案例介绍第一节概述第二节打浆原理一、为什么要打浆？二、打浆的目的和任务是什么？三、打浆基本术语有哪些？（重）四、打浆对纤维的作用有哪些？（重）五、打浆的工艺流程？（重）六、打浆与纸张质量特性的关系（重、难）一、为什么要打浆？1、打浆的定义打浆：利用物理的方法，对水中悬浮的纸浆进行机械处理，使纤维受到剪切力，改变纤维的形态，使纸浆获得某些特性（如机械强度、物理性能等），以保证抄成的纸和纸板能取得预期的质量要求。即利用机械方法处理水中的纸浆纤维的过程。重点2、打浆的原因1）、未经打浆的纸浆中含有未离解的纤维束，由于纤维太粗太长，表面光滑挺硬，纤维的比表面积小，缺乏必要的切短和分丝，纤维之间结合性能差。2）、未经打浆的纸浆抄纸后纸页质量差：成形匀度差，成纸显得疏松、多孔、表面粗糙、强度很低，不能满足印刷的要求。3）、满足生产的需要：主要表现在网部的脱水性能，纸页的干湿强度。4）、满足不同纸种抄造的需要：采用同一种纸浆原料，可以生产很多种不同性质的纸张和纸板。5）、满足多种不同性质的纤维原料:能够生产同样质量指标的纸张或纸板的需要。打浆的原因二、打浆的目的和任务1、利用物理的方法，对纸浆纤维进行机械或流体处理，改善纸张的性质，特别是机械强度和物理性质，以便适应纸张产品质量的要求。2、适应纸机抄造的要求，控制纸料在网上的成型和滤水性能（匀度、强度、车速）。三、打浆基本术语1、打浆度(P35)：又叫叩解度，它表示纸浆脱水的难易程度，综合地反映纤维被切断、分丝、润胀和细纤维化的程度。2g绝干浆—1000mL，30℃，80目重点我公司一般用游离度表示（与打浆度成反比）北美洲和日本多选用加拿大标准游离度（C.S.F），而我国和欧洲则习惯于应用肖伯尔叩浆度(°SR)，两者只是测定表示方法上的不同。叩浆度越高，浆料的游离度（C.S.F）越小，两者可互为换算。对照表：叩解度游离度叩解度游离度叩解度游离度叩解度游离度17660333884922065115186403437550210661101962035360512036710520600363505219768100215753733853190699522560383255418070902354039312551727185245204030056169728025505412935716073762649042282581557472274704327259150756828455442626014276622944545252611387760304254624562130785831412472356312879533240048227641208050不同纸不同打浆度要求：45g/m2新闻纸工艺条件（浆部、化学品）一、浆部1、定量：45.2±0.5g/m2，控制在45.0~45.5g/m22、浆料配比NBKP：APMP：DIP=10±2%：14±3%：76±3%（配比调整必须经车间同意）3、打浆（根据游离度调整比能耗）配浆浓度（%）游离度mlNBKP3.0－4.5380-425DIP3.6－6.0120-160(达不到开一台磨机)APMP120-18050g/m2热敏原纸一）浆部和化学品打浆工艺条件配比：NBKP：DIP：APMP=27-30：25-26：45-47游离度：NBKP338-388mlDIP120-150mlAPMP100-140ml来浆白度：APMP：80-82%DIP：70-74%70g/m2涂布纸一、浆部工艺参数1、浆料配比NBKP：APMP：DIP=30%：45%：25%未涂损纸：0~20%涂布损纸：10-20%2、打浆浓度（%）游离度mlNBKP3.5-5.0430－480三台磨DIP3.5-5.0120-150两台磨APMP3.5-5.070-110（APMP超过120ml即通知调度要求调整）涂布损纸≤140一台磨思考：叩解度游离度mlNBKP26-30430－480三台磨DIP59-64120-150两台磨APMP67-7470-110（APMP超过120ml即通知调度要求调整）叩浆度越高，浆料的游离度（C.S.F）越小，反之。木浆打浆度低，需打浆，DIP稍高，开两台磨，杨木浆车间已打浆，纸车间一般不需要打浆。熟知2.2.6打浆基本术语2、湿重：(P35)纤维长度的测定常用的方法是显微镜法和纤维湿重法。注意：湿重定义：在叩解度仪上放置一个框架，通过称量框架上挂住的纤维量粗略的反映纤维的长度。湿重可间接的反映纤维的长度，通常纤维平均长度越大，则测量时，在框架上挂住的纤维越多，湿重越大。重点1）质量百分浓度:浆料的悬浮液中，绝干纤维的质量与浆料悬浮液质量的百分比(%)；2）体积百分浓度：一定体积的浆料中所含绝干纤维的百分含量，适应于纸浆浓度小于1%的情况。(g/l)3）影响浓度测定因素:烘烤时间、称量误差。4）分为低浓打浆（浓度在10%以下）、中浓打浆（浓度10%～20%）、高浓打浆：（浓度在20%～30%，甚至更高）打浆基本术语3、打浆浓度(P36)打浆基本术语4、分丝帚化？打浆对纤维的作用，主要是纵向分丝帚化和横向切断两个方面。分丝帚化：纤维在打浆过程中使纤维产生纵向分裂，表面分离出细小纤维，纤维两端帚化起毛的现象。重点打浆基本术语5、润胀：所谓润胀是指高分子化合物在吸收液体的过程中，伴随体积膨胀的一种物理现象。6、打浆比压：单位打浆面积上所受到的压力，称为打浆比压。7、打浆效率：是指单位时间内处理的浆料量与打浆前后所提高打浆度数的乘积，即：打浆效率=通过浆量（kg/h）×△0SR。四、打浆对纤维的作用（重）1、植物纤维细胞基本构造回顾（剥洋葱）主要成分胞间层（M）主要成分木素初生壁（P）较多木素和半纤维素，打碎破除次生壁S）次生壁外层（S1）较多木素和半纤维素，打碎破除次生壁中层（S2）木素含量低，大量纤维素，打浆主要对象次生壁内层（S3）木素含量低，大量纤维素次生壁中层是纤维的主要部分纤维素半纤维素含量高木素半纤维素主要木素2、打浆的作用(重）：打浆的作用：主要是纵向分丝帚化和横向切断两个方面。具体：对纸浆所产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化范畴，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质。它使纤维细纤维化，使纤维具有良好的柔软性和可塑性，而且由于打浆的机械作用增加了纤维的表面积，游离出更多的羟基(-OH)，经压榨成形后，在干燥时由于氢键的作用而大大增强纤维的结合力，提高纸的强度。打浆对纤维的作用1）细胞壁的位移和变形2）初生壁和次生壁外层的破除3）纤维的切断或变形4)吸水润胀5）纤维的细纤维化6）打浆的其他作用：纤维的压溃、揉搓、分裂重点1）细胞壁的位移和变形打浆的机械作用：使S2层中的细纤维同心层产生弯曲，发生位移和变形；使细纤维之间的间隙增大，水分子更容易渗入，为纤维润胀创造了有利条件，使纤维变得柔软，对P层和S1层的破除起了重要的促进作用。纤维次生壁的位移2）初生壁和次生壁外层的破除通过打浆的机械作用和纤维之间的相互摩擦作用将P层和S1层破除，以便使S2层充分地润胀和细纤维化。不同制浆方法和纤维原料，其P层和S1层破除的难易程度也不同。对某些化学浆，在制浆过程中已经破除了P层，所以打浆时主要是破除S1层。如杨木浆。3）横向切断或变形切断是指纤维横向发生裂断的现象。主要是纤维受到打浆设备的剪切力作用和纤维间的相互摩擦作用所致。纤维的切断与其润胀有一定的关系。润胀良好的纤维不容易被切断。纤维切断后在断口处留下锯齿状的末端，利于纤维的分丝帚化和细纤维化。横向切断或变形长纤维经适当切断后，可以提高纸张的匀度和平滑度，但过度切短会降低纸张的强度，特别是撕裂度。通常对棉麻浆由于纤维过长，在打浆时要求有较多的切断，针叶木浆纤维较长，应根据纸种的要求适当切断。阔叶木浆和草类纤维浆纤维较短，不必过多切断，应注意保留纤维的长度，多分丝帚化。4）吸水润胀纤维润胀的原因：由于纤维素和半纤维素分子结构中所含极性羟基与水分子产生极性吸引，使水分子进入纤维素的无定形区，使纤维素分子链之间距离增大，引起纤维变形。纤维润胀后：其内聚力下降，纤维内部组织结构变得更为松弛。纤维比容和比表面积增加，纤维直径可以膨胀增大2—3倍。有利于纤维的细纤维化，增加纤维间的接触面积，提高成纸强度，降低透气度。5）细纤维化纤维的细纤维化从细胞壁P层和S1层破除时开始，并在纤维吸水润胀后大量产生。细纤维化包括：纤维外部的细纤维化纤维内部的细纤维化上述两种细纤维化作用，是打浆的重要作用之一，对纸页性质影响极大细纤维化纤维外部细纤维化:纤维分丝帚化，表面分丝起绒毛。分离出大量的细纤维、微纤维、微细纤维。从而大大增加了纤维的外比表面积，促进了氢键的结合。细纤维化纤维的内部细纤维化:纤维发生润胀后，在次生壁同心层之间彼此产生滑动，使纤维的刚性下降，弹性削弱，塑性增加，纤维变得柔软而有可塑性。细纤维化主要产生于S2层这是由于：S2层纤维素含量高细纤维的排列与轴向几乎平行打浆作用使S1层破除使该层易于产生细纤维化。细纤维化细纤维化与润胀的关系（互相促进）：纤维吸水润胀后组织结构松弛，为进一步细纤维化创造了有利条件；纤维的细纤维化，使水分更容易渗入，又能促进纤维的进一步润胀。细纤维化细纤维化细纤维化6）打浆的其它作用打浆的作用除了上述五种作用以外，打浆还会产生纤维碎片，使纤维扭曲、卷曲、压缩和伸长等。打浆开始纤维逐步润胀和起毛，P层和S1层破裂，继续打浆，纤维表面的微纤维不断脱落，成碎片悬浮在浆料之中，碎片的数量对浆料的脱水和成纸的性能均有—定的影响。纤维的扭曲和卷曲、压缩和伸长等都是在高浓打浆出现后产生的新概念。（我公司主要用于中浓及低浓打浆）作业与思考：简单描述纤维的切断与润胀的关系？纤维的切断与润胀有一定的关系。纤维吸水润胀后具有良好的柔韧性时，纤维不易被切断。反之纤维润胀不良而挺硬时，则容易被切断。纤维切断后，断口增加，有利于水分的渗入，又能促进纤维的润胀作用。五：打浆岗位的基本工艺流程3号机打浆工艺流程：化学木浆（未送）商品木浆1#浓缩机（未用）T1浆池2#3#4#盘磨T4浆池T9浆池水力碎浆机T13浆池湿损纸T8浆池匀整机高位箱阔叶木浆板或打浆中心送2#浓缩机（未用）T2浆池2台锥形磨T6浆池APMP3#浓缩机（已改造，未用））T3浆池盘磨(未用）T5浆池干损纸T12浆池纤维疏解机双盘磨T7浆池填料防腐剂增白剂重点！8号机打浆简单流程：链板机--水力碎浆机----卸料塔---粗筛---进浆池----打浆机---配浆线—混合池---浓浆筛选----纸机池---浓浆泵----流送上浆系统打浆流程8#机工艺流程.doc9、10号机打浆和上浆系统小结：1、打浆的作用2、相关概念：打浆度、润胀、湿重、分丝帚化打浆基本术语分丝帚化？打浆对纤维的作用，主要是纵向分丝帚化和横向切断两个方面。分丝帚化：纤维在打浆过程中使纤维产生纵向分裂，表面分离出细小纤维，纤维两端帚化起毛的现象。重点六、打浆与纸张质量特性的关系（重、难）（一）纤维结合力理论：氢键说（了解）（二）影响纤维结合力的因素（重）（三）打浆与纸张性质的关系（重、难）强度与结合力关系：纸的强度是由多种因素所决定：成纸中纤维相互间