纸机抄造过程中腐浆的控制

纸机抄造过程中腐浆的控制邱昌华提要机械浆抄造新闻纸过程极易产生腐浆，对抄纸及成纸质量危害极大，本文结合生产实践就腐浆产生、危害、杀菌剂优化使用、添加方面等问题进行探讨。关键词:腐浆杀菌剂细菌霉菌抄纸机械浆新闻纸1.0简介福建龙岩造纸实业公司在生产高级彩色胶印新闻纸时，采用自制马尾松TMP浆，制浆量不足时，也适当配入进口TMP浆板，纸料中还添加有滑石粉2~4%，矾土0.4~0.7%，染料0.008%，纸机是抄宽5.6M叠网二手纸机，车速目前为580M/Min。生产中，经常发现有腐浆现象，体现在抄造中闻到异味、湿部喷水管机架上挂满类似鼻滴状的粘稠物、脱水板边缘细浆变味发黑、真空箱及内层池壁浆巴发臭变黑、管道壁附有粘状沉积物。由此而造成对抄造性能的负面影响：如堵喷水管，堵真空箱面孔，粘度大影响湿部脱水，汽耗高，网毯易脏寿命下降，停机清洗频繁，断纸断头增多，生产效率低下。产品品质的负面影响表现在：如纸上有污点、洞眼纸病，纸料变色影响色泽，纸张有异味，强度降低等。腐浆已成为困扰车间生产一大障碍。2.0腐浆的形成及其条件腐浆主要是由微生物引起的一种复杂生化演变。腐浆的生成是由于在清水中、空气中以及纸浆中存在的微生物内，由细菌、酵母、丝状菌（霉菌类）以及藻类菌的作用而引起的。抄纸中出现腐浆物还有变质纤维素或氢氧化铝堆积而成的非微生物腐浆，占少数。微生物产生腐浆本质上可看作是微生物生化反应生成物，生产中在湿部喷水管或机架上看到的就是因其和细小纤维或填料等固形物集积在一起产生变色粘性胶状物。腐浆生成与菌源、营养源含量、温度、PH值关系甚大，微生物群与PH值、温度关系见图1、图2。１10pH标准范围延伸范围最佳范围12细菌霉菌丝状藻类单细胞藻类024682107系统pH微生物增加数细菌霉菌图1微生物生长与系统PH值关系说明：在酸性造纸系统中，霉菌的生长会比细菌迅速；而在碱性造纸体系中，细菌的生长较霉菌快；而在PH值5~7之间，霉菌与细菌均会大量存在。相对应生长速度温度(oC)26.737.848.915.64.560.071.5厌温细菌好温细菌正常细菌图2细菌生长速度与系统温度关系２说明：在30C~45C是细菌繁殖最快区域，此外还有两类细菌如图中两个低峰，就表示好温细菌与厌温细菌生长率。本厂的腐浆障碍严重，主要有以下原因：a.工业用水取自地表水，由于河水受污染，水源脏，工业用水虽经加药、沉淀、虹吸滤池的净化处理，只能是去除固形物，菌源并没有杀死，菌数相当高，见表4测定值。b.100%TMP浆抄造新闻纸，由于机械浆基本保有木材中的低分子碳水化合物，未受到破坏，一般含有0.5%溶于浆中，是微生物生长的最好营养源，此外溶出的0.5~1%半纤维素，一部份也为微生物所利用，机械浆有如此丰富多糖类营养源，促使微生物快速生长。c.抄纸工艺浆温在42~48C，PH值在5~6.5左右波动，该条件极有利细菌繁殖生长，造成大量菌泥（见图1、图2）。d.白水系统的封闭循环使用，由于100%TMP浆抄纸，浆中阴离子垃圾太多，纸机一次保留率太低，网下白水浓度太高（0.4~0.55%），工艺要求0.35%以下，造成填料、细小纤维及有机胶合物随白水封闭循环在系统内积累沉积，助长细菌繁殖。3.0杀菌剂的选择、特性、机理3.1选择选择首先要结合浆种和抄造条件，选用杀菌剂必须是：高效、环保、易分解、水溶性、低成本、使用简便。此外，由于菌类特点，还须具有广谱性、宽PH值范围、不易造成微生物耐药性为最佳。3.2特性采用双元杀菌剂添加。3.2.1Busan1236杀菌剂这是一种广谱性杀菌剂，能有效控制大多种类的细菌及霉菌，特别是厌氧菌。表1Busan1236物理性质外观密度(g/ml)25C闪点(C)冰点(C)沸点(C)PH值(10%水溶液)浅黄绿色液体1.2110001007.5~11.03.2.2Busan888杀菌剂由两种高效微生物灭菌剂组合而成，也是一种广谱性杀菌剂，能非常有效快速杀死和控制大多种类的细菌、霉菌、厌氧菌和藻类。３表2Busan888物理性质外观密度(g/ml)25C闪点(C)冰点(C)沸点(C)PH值(100ppm水溶液)清澈的黄至琥珀色液体1.1364-361005.5~7.53.3机理杀菌剂抑制细菌生长，大致为：使其蛋白质变性；干扰其细胞膜；干扰遗传机理；干扰细胞内部酶的活力。所选用的杀菌剂主要是通过破坏细胞膜的作用原理来抑菌控制腐浆的。通常抄纸系统中所含微生物菌有好氧菌、厌氧菌、霉菌，厌氧菌基本不会造成腐浆，但会腐蚀设备，在打开池槽或管路时闻到的臭鸡蛋味，就是由其产生的硫化氢等酸性物散发出来的，最具腐蚀性，多存在于池壁机架上被腐浆包围在内部，与空气隔离。细菌群中也有感染性和非感染性两大类，所以不必苛求系统处于无菌状态。从成本考虑只需杀死或抑制细菌数在安全范围内即可，而每个厂的安全范围是不同的，是个经验积累值，一个上佳的杀菌剂使用程序务必是在微生物快速繁殖时段内，如图3的“Log”区域就把它控制住。0时间XX临界数值快速增长Log稳定下降微生物总数量图3微生物生长时间曲线说明：微生物的生长和繁殖分几个时段变化，开始时在临界数以下，发展到快速繁殖阶段，再到高峰数相对稳定阶段，到衰减死亡阶段，完成一个周期性的微生物生长变化。4.0杀菌剂添加方案与检测4.1加药流程图４图4加药点流程图说明：合理确定杀菌剂加入点，对发挥杀菌剂作用至关重要，大体因厂而定，由于B888特点是高效快杀，所以选择在靠近流浆箱位置，而B1236的抑菌作用，选择在离流浆箱较远的混合浆池加入，通过实验筛选方案测试后，所选的双元添加方案，达到了高效低成本目的。4.2加药设备4.2.1加药定时器，控制每天加药的次数和每次时间，由于杀菌剂浓度高时对杀菌抑制细菌繁殖效果好，为了降低成本，把一天添加量集中平均分几个区段加入最理想，这样浓度可以高，而量又能满足要求。4.2.2杀菌剂利用隔膜式电动计量泵加入。B888计量泵，型号：LE34S2-PTCI-365，流量3.31L/H，压头10bar。B1236计量泵，型号：LEG4S2-PTCI-365，流量6.62L/H，压头10bar。4.3加药量（表3）表3杀菌剂计量表杀菌剂泵设置频率（次/天）持续时间（分/次）流量（ml/Min）每天用量（L）B123652Hz/70%6457520.25B88892Hz/100%330585.22注：*每天按200T产量计。4.4方案监测4.4.1检测方法利用美国3M公司Petrifilm细菌培养片，它是将培养微生物所需的营养物放在一张纸片上，在上面覆盖上一层塑料膜，使用时先将所需培养的水（浆）样经过适当稀释，再用取样枪取1ml水样置于营养物上，盖上塑料膜，用专用压块压平，放置于37ºC的微生物培养箱内。好氧菌经过48小时培养，出现红点，就可以数出水（浆）样中的好氧菌数；霉菌经过72小时培养，出现绿点，就可以数出水（浆）样中的霉菌数。利用此方法测定纸机各段浆料冲浆槽纸机浆池混合浆池矾土一段压力筛滑石粉上浆泵冲浆泵一段除渣器除气器流浆箱网部５及白水中好氧菌及霉菌总量。4.4.2检测数据（表4，表5）表4添加杀菌剂前后测定的好氧菌数cfu/ml日期加药量（ml/min）混合浆池纸机浆池流浆箱冲浆槽TMP浆池损纸浆池工业清水B1236B88820000712008.01073.01074.01074.0107/2.01072.0108200007137501.01071.01065.0106////20000724750/9.01068.01067.0106///200008077567(2次/天)5.01053.01062.71064.11062.0107/2.0104200011257558(3次/天)6.0105/7.01056.0105//2.4104200102267558(3次/天)2.0105/4.01047.01045.0106/3.5105表5添加杀菌剂前后测定的霉菌数cfu/ml日期加药量（ml/min）混合浆池纸机浆池流浆箱冲浆槽TMP浆池损纸浆池工业清水B1236B8882000071200200104300400/4003002000071375010846////20000724750/5084900///200008077567(2次/天)40706070180//200011137558(3次/天)5/810///200102267558(3次/天)2/031500/200注：*cfu是ColonyFormingUnit为菌群单位。**经过多次监测及纸机经验积累，确定本厂系统菌数安全范围最佳控制值为：好氧菌106cfu/ml，霉菌50cfu/ml。***流浆箱、冲浆槽、混合浆池微生物菌数可做为判断腐浆产生参考值。4.5数据分析1.2000年7月12日未添加杀菌剂时，纸机系统腐浆障碍相当严重，最直接地体现在纸机湿部喷水管、机架上挂满了鼻滴状粘稠物，洗掉又长，越长越长，当超过自重后掉落，造成断纸或纸病，喷水管堵塞，经常要停机清洗，严重影响产质量。从检测结果看好氧菌数大于107cfu/ml，霉菌数大于100cfu/ml，很明显超过微生物菌数安全控制范围，由于工业清水取样点不正确，取自长期阀门关死的消防管水，测定细菌数偏多，但以后的几次测定工业清水也都在104cfu/ml以上，大大超过国家规定的水样菌数含量小于100cfu/ml要求，它是主要微生物源。2.7月13日由于上浆泵前B888添加点未开孔，只加B1236，18小时后测微生物菌数，已有明显下降，但仍高于安全值，机架及喷水管腐浆大大减少，菌泥长得很慢，添加B1236延续到7月24日，这段时间由于操作员不重视，出现误操作，把电源关闭、把转速从70%调到15%，由于没规律的添加时间和添加量，严重影响到杀菌剂性能发挥，微生物菌数又回升，车间反映喷水管烂浆又长得很快。６3.由于B888添加点仍未开孔，7月24日规范B1236操作方法后，下午4时决定B888临时添加在去冲浆槽的网下白水盘处，8月7日从监测结果看，控制腐浆效果不错，菌数已控制在比较相对安全范围内，生产中出现过连续8个班无断纸记录，8月份产量也创历史新高，当然这也有8月8日对短循环上浆系统进行彻底全面碱洗的作用。4.8月7日B888添加点改到原设计点的上浆泵前加入，但没有调整泵的原设置，由于加入点是带压的，而网下白水添加点是不带压的，这样同样设置下，加不进去，添加量相当少（1.5公斤/天），菌数没检测，从这段时间看纸机机架和喷水管（特别是压榨部）周围时有鼻滴状粘稠物出现，11月13日调整了计量泵设置，时间也改为每天3次，每次30分钟，使添加量达到设计要求，5.22公斤/天，通过监测和以后较长时间的生产观察，总体上处于最佳控制状态，好氧菌和霉菌都控制在系统菌数安全范围内。5.2001年2月26日监测杀菌剂使用情况时发现，B888定时器在前一天由于换药桶计量泵排气时被误调到连续不间断添加，造成杀菌剂全天候加入，用量过多，恢复后取样监测，好氧菌数降到104级，而霉菌几乎全杀死，系统菌数大大低于安全范围内，同样是控制腐浆，但成本过高，生产上不可取。5.0结论造纸生产过程中出现的腐浆障碍问题，由于纸机系统的复杂性，及各厂生产品种、使用浆种、工厂用水、抄造工艺条件的不同，其严重程度差异很大，通过杀菌剂添加试验确定的方案，可以达到杀死并抑制系统菌数在安全范围内，是控制纸机抄造过程中腐浆障碍的一种有效方法，本厂腐浆障碍相当严重，最明显特征是，纸机湿部喷水管清洗网毯时溅到机架、喷水管及固定壁上的细浆很快长成菌泥，又多又长，象钟乳石状，掉落下来，不是断纸就是产生纸病，喷水管堵，造成系统很快脏、网毯寿命下降，经常要停机清洗，有效台时下降。加了杀菌剂后，问题得到解决，最直接表观是喷水管及纸机机架上菌泥消失，只看到水珠，溅上细小纤维也保持原有形态，且量很少，显然纸机抄造得到很大改善。几点补充说明：1.杀菌剂用量