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紙張生產(chǎn)工藝一、紙張生產(chǎn)概述
紙張生產(chǎn)是將植物纖維或其他天然/合成材料通過(guò)一系列物理和化學(xué)過(guò)程制成紙張的工業(yè)活動(dòng)。其主要工藝流程包括原料準(zhǔn)備、制漿、抄造、后處理等環(huán)節(jié)。本篇文檔將詳細(xì)介紹紙張生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。
二、主要生產(chǎn)工藝流程
(一)原料準(zhǔn)備
1.原料選擇:常見(jiàn)原料包括木漿、草漿、廢紙漿等。
(1)木漿:主要來(lái)源于松木、樺木等,纖維較長(zhǎng),適合高檔紙張。
(2)草漿:以麥草、蘆葦?shù)葹橹?,成本較低,多用于包裝紙。
(3)廢紙漿:回收利用廢紙,環(huán)保且經(jīng)濟(jì)。
2.原料處理:
(1)破碎:將原料切割成小塊,便于后續(xù)處理。
(2)清選:去除雜質(zhì)如泥土、樹(shù)枝等。
(二)制漿工藝
1.化學(xué)制漿:
(1)原理:通過(guò)化學(xué)藥劑(如硫酸鹽)溶解植物纖維中的木質(zhì)素,分離出纖維素。
(2)關(guān)鍵參數(shù):溫度控制在120-160℃,處理時(shí)間3-8小時(shí)。
2.機(jī)械制漿:
(1)原理:通過(guò)研磨(如盤磨機(jī))破壞纖維,不使用化學(xué)藥劑。
(2)適用范圍:多用于新聞紙等要求柔軟度的紙張。
(三)抄造工藝
1.草漿制備:將制漿后的纖維水懸浮液稱為草漿,濃度控制在1%-3%。
2.抄造過(guò)程:
(1)均漿:通過(guò)攪拌確保纖維均勻分布。
(2)成型:在成型網(wǎng)上形成濕紙幅。
(3)擠水:通過(guò)壓榨裝置去除多余水分,含水率降至40%-60%。
3.干燥:
(1)熱風(fēng)干燥:熱風(fēng)溫度80-120℃,將含水率降至5%-8%。
(2)蒸發(fā)式干燥:利用蒸汽間接加熱,效率更高。
(四)后處理工藝
1.施膠:添加松香等膠料,提高紙張抗水性。
(1)方法:表面施膠或內(nèi)部施膠。
2.涂布:在紙面涂覆涂料(如碳酸鈣),提升平滑度和白度。
3.分切與包裝:將成卷紙張按規(guī)格分切,并進(jìn)行包裝。
三、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制
(一)工藝優(yōu)化措施
1.能源效率:采用余熱回收系統(tǒng),降低能耗。
(1)示例數(shù)據(jù):余熱利用率可提升至20%-30%。
2.纖維利用率:改進(jìn)制漿工藝,減少纖維流失。
(二)質(zhì)量控制要點(diǎn)
1.檢測(cè)指標(biāo):包括白度、克重、平滑度等。
(1)白度:常用ISO標(biāo)準(zhǔn),范圍90-100%。
(2)克重:?jiǎn)挝幻娣e重量,如50-200g/m2。
2.濕度控制:成品紙張濕度需穩(wěn)定在5%-8%。
四、環(huán)保與安全生產(chǎn)
(一)環(huán)保措施
1.廢水處理:采用沉淀池和生物處理技術(shù),確保排放達(dá)標(biāo)。
(1)示例數(shù)據(jù):COD去除率可達(dá)85%以上。
2.碳減排:推廣使用可再生原料和節(jié)能設(shè)備。
(二)安全生產(chǎn)規(guī)范
1.設(shè)備維護(hù):定期檢查粉碎機(jī)、壓榨機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。
2.作業(yè)防護(hù):操作人員需佩戴防護(hù)用品,如手套和護(hù)目鏡。
一、紙張生產(chǎn)概述
紙張生產(chǎn)是將植物纖維或其他天然/合成材料通過(guò)一系列物理和化學(xué)過(guò)程制成紙張的工業(yè)活動(dòng)。其主要工藝流程包括原料準(zhǔn)備、制漿、抄造、后處理等環(huán)節(jié)。本篇文檔將詳細(xì)介紹紙張生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn),旨在為相關(guān)從業(yè)人員提供系統(tǒng)性的工藝參考。
二、主要生產(chǎn)工藝流程
(一)原料準(zhǔn)備
1.原料選擇:常見(jiàn)原料包括木漿、草漿、廢紙漿等,不同原料特性直接影響最終紙張的品質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域。
(1)木漿:主要來(lái)源于松木、樺木、杉木等針葉樹(shù)或楊木、桉木等闊葉樹(shù)。針葉木漿纖維較長(zhǎng)(平均長(zhǎng)1.5-4毫米),強(qiáng)度高,適合制造高檔印刷紙、書寫紙;闊葉木漿纖維較短(平均長(zhǎng)1-3毫米),柔軟,多用于包裝紙、衛(wèi)生紙等。
(2)草漿:以麥草、蘆葦、蔗渣等為主,成本較低,但纖維較短且易斷,制成的紙張強(qiáng)度相對(duì)較低,多用于新聞紙、包裝紙板等。
(3)廢紙漿:回收利用廢紙,包括舊報(bào)紙(ONP)、舊瓦楞紙(OWT)、辦公用紙(OCC)等。廢紙回收可節(jié)約資源、減少垃圾,但需進(jìn)行嚴(yán)格的脫墨處理。
2.原料處理:
(1)破碎:將大塊原料(如樹(shù)枝、樹(shù)皮)通過(guò)錘式破碎機(jī)或盤式破碎機(jī)切割成適于后續(xù)處理的尺寸,一般要求粒徑小于10厘米。
(2)清選:去除雜質(zhì)是關(guān)鍵步驟,包括:
a.人工揀選:去除石塊、金屬釘?shù)却髩K硬質(zhì)雜質(zhì)。
b.重力脫水篩:利用密度差異分離泥土、沙石等。
c.磁選機(jī):去除鐵釘、回形針等金屬雜物。
d.篩分設(shè)備:進(jìn)一步去除未破碎的原料和過(guò)大顆粒。
(二)制漿工藝
1.化學(xué)制漿:
(1)原理:通過(guò)化學(xué)藥劑(如硫酸鹽法中的NaOH和Na?S,或亞硫酸鹽法中的SO?等)在高溫高壓條件下溶解植物纖維中的木質(zhì)素,使纖維素分離出來(lái)。木質(zhì)素是連接纖維的“膠水”,去除后纖維得以分散。
(2)關(guān)鍵參數(shù)與控制:
-溫度:根據(jù)藥劑種類不同,通常在120°C至160°C之間。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致纖維過(guò)度降解,過(guò)低則反應(yīng)緩慢。
-壓力:硫酸鹽法制漿一般在1.5-5兆帕壓力下進(jìn)行。壓力影響反應(yīng)速率和得率。
-處理時(shí)間:通常為3-8小時(shí),具體取決于原料種類和目標(biāo)漿種。
-藥劑消耗量:需精確控制NaOH、Na?S等藥劑的用量,直接影響漿的得率和質(zhì)量。
(3)后處理:蒸煮結(jié)束后,需通過(guò)洗滌(多段逆流洗滌)去除殘留的化學(xué)藥品和木質(zhì)素,得到漂白前的化學(xué)漿。
2.機(jī)械制漿:
(1)原理:利用物理作用(如研磨、高壓碾磨)破壞植物纖維的細(xì)胞壁和木質(zhì)素連接,分離出纖維。不使用化學(xué)藥劑,得率較高。
(2)主要設(shè)備與方法:
-磨石磨漿:早期工藝,效率低,已較少使用。
-盤磨機(jī)磨漿:將蒸煮后的纖維在盤磨機(jī)中高速研磨。通過(guò)調(diào)節(jié)盤間距控制纖維的切斷程度。盤磨機(jī)通常由多組(如3-5組)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的磨盤組成,纖維在組間被洗滌和篩選。
(3)適用范圍:機(jī)械漿得率可達(dá)90%以上,成本較低,但纖維易短化,通常與其他漿種混合使用,或用于要求不高的紙張(如新聞紙、包裝紙)。
(三)抄造工藝
1.草漿制備(針對(duì)未直接使用原生纖維的草漿):
(1)堿處理/蒸煮:如果草漿未在制漿環(huán)節(jié)去除木質(zhì)素,需先進(jìn)行堿處理(如用NaOH)軟化原料。
(2)磨漿:將處理后的草料在盤磨機(jī)中磨解,濃度控制在1%-3%。過(guò)高易堵塞設(shè)備,過(guò)低則影響生產(chǎn)效率。
2.抄造過(guò)程詳解(以長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)為例):
(1)均漿:將草漿(或其他纖維漿)與水混合,通過(guò)攪拌器和擴(kuò)散箱,使纖維均勻分布在水中,形成均勻的漿料。
(2)成型:漿料被泵送到成型網(wǎng)上,通過(guò)網(wǎng)部的毛細(xì)作用,水從網(wǎng)孔中濾出,纖維則留在網(wǎng)上交織形成濕紙幅。關(guān)鍵設(shè)備是成型網(wǎng)(通常為聚酯或金屬絲編織網(wǎng)),其結(jié)構(gòu)(如開(kāi)孔率、厚度)影響成紙均勻性。
(3)擠水:濕紙幅通過(guò)一組上下壓榨輥(如網(wǎng)前箱壓榨、真空箱壓榨、壓光輥等),進(jìn)一步擠壓去除水分。壓榨壓力和時(shí)間需精確控制,直接影響紙張的干重和強(qiáng)度。
(4)干燥:
-熱風(fēng)干燥:濕紙幅穿過(guò)由多組烘缸組成的干燥部,烘缸表面通入熱空氣(溫度80-120°C)或蒸汽,將紙張水分降至5%-8%。通過(guò)調(diào)節(jié)各烘缸的溫度和紙幅張力,控制干燥曲線,避免紙幅起皺或斷裂。
-蒸發(fā)式干燥(較少用于長(zhǎng)網(wǎng)機(jī),多見(jiàn)于圓網(wǎng)機(jī)):利用蒸汽間接加熱,效率更高,尤其適用于高速生產(chǎn)線。
3.成品卷?。焊稍锖蟮募垙埍灰觯诰砑垯C(jī)上進(jìn)行卷取,形成紙卷,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
(四)后處理工藝
1.施膠:提高紙張的抗水性。
(1)方法:
-表面施膠:在成紙過(guò)程中或之后,將膠料(如松香、AKD、ASA)通過(guò)涂布機(jī)施加于紙面或紙里。適用于要求抗水性但強(qiáng)度要求不高的紙張(如包裝紙)。
-內(nèi)部施膠:在抄造前將膠料加入漿料中,均勻分散在纖維內(nèi)部。適用于印刷書寫紙等要求內(nèi)外抗水一致性的紙張。
(2)參數(shù)控制:施膠劑用量、施膠液pH值、施膠溫度等都會(huì)影響施膠效果。
2.涂布:提升紙張表面性能。
(1)涂料:常用涂料包括碳酸鈣、高嶺土、二氧化鈦(鈦白粉)等白色顏料,以及少量粘合劑(如合成乳膠)、填充劑等。涂料配方?jīng)Q定了紙張的平滑度、白度、不透明度等。
(2)工藝:通過(guò)涂布機(jī)將涂料均勻地涂覆在紙面上(單面或雙面),然后通過(guò)超級(jí)壓光機(jī)(SuperCalender)在高溫高壓下(如150°C,1.5MPa)壓光,使涂層緊密,紙面更加平滑光亮。
3.分切與包裝:
(1)分切:將寬幅的紙卷根據(jù)客戶需求,在分切機(jī)上進(jìn)行縱向和橫向切割,得到規(guī)定幅寬的紙幅。
(2)包裝:將分切好的紙張卷或平張紙進(jìn)行包裝,如使用塑料薄膜纏繞、紙板箱或木箱包裝,注明產(chǎn)品規(guī)格、等級(jí)、生產(chǎn)日期等信息。
三、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制
(一)工藝優(yōu)化措施
1.能源效率:
(1)余熱回收:利用干燥部、蒸煮鍋等產(chǎn)生的廢氣或蒸汽,通過(guò)換熱器預(yù)熱空氣、軟水或漿料,減少能源消耗。
(2)變頻調(diào)速:對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備采用變頻技術(shù),根據(jù)實(shí)際負(fù)荷調(diào)整轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
(3)優(yōu)化蒸煮工藝:通過(guò)精確控制溫度、壓力、時(shí)間,提高纖維得率,減少化學(xué)品消耗。
(1)示例數(shù)據(jù):通過(guò)綜合節(jié)能措施,企業(yè)綜合能耗可降低10%-15%。
2.纖維利用率:
(1)改進(jìn)篩選:采用更先進(jìn)的篩選設(shè)備(如高頻振動(dòng)篩、氣流篩),去除雜質(zhì)的同時(shí)最大限度保留纖維。
(2)廢液回收:對(duì)制漿蒸煮廢水進(jìn)行處理,回收其中的堿液或木質(zhì)素,用于發(fā)電或生產(chǎn)其他化學(xué)品。
(二)質(zhì)量控制要點(diǎn)
1.檢測(cè)指標(biāo)與方法:
(1)白度:使用分光光度計(jì),依據(jù)ISO2471或GB/T450標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定,范圍通常在80-100(ISO)。
(2)克重:使用電子天平稱量規(guī)定面積(如100平方厘米)紙張的重量,依據(jù)GB/T450標(biāo)準(zhǔn),常見(jiàn)范圍50-300g/m2。
(3)平滑度:使用施萊伯平滑儀(Schleicher&SchuellSmoothnessTester)測(cè)定,單位為秒(s),數(shù)值越低表示越平滑。
(4)裂斷長(zhǎng)(抗張強(qiáng)度):使用拉力試驗(yàn)機(jī)測(cè)定紙張斷裂時(shí)的拉力,單位為米/克(m/g),反映紙張的強(qiáng)度。
(5)含水率:使用快速水分測(cè)定儀或烘箱法測(cè)定,一般控制在5%-8%。
2.濕度控制:
(1)生產(chǎn)環(huán)境:抄造車間需保持相對(duì)穩(wěn)定的溫濕度(如溫度20-24°C,濕度50%-60%),以減少紙張?jiān)诩庸ず痛鎯?chǔ)過(guò)程中的水分波動(dòng)。
(2)成品儲(chǔ)存:成品紙張應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中,避免陽(yáng)光直射和潮濕,可以使用除濕機(jī)或加濕機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
四、環(huán)保與安全生產(chǎn)
(一)環(huán)保措施
1.廢水處理:制漿蒸煮產(chǎn)生大量黑液(硫酸鹽法)或黃液(亞硫酸鹽法),含有木質(zhì)素、無(wú)機(jī)鹽等污染物。
(1)物理處理:通過(guò)沉淀、氣浮等方法去除懸浮物。
(2)化學(xué)處理:采用石灰中和法處理酸性廢水,調(diào)節(jié)pH值至中性。
(3)生化處理:利用活性污泥法等生物技術(shù)降解有機(jī)物。
(4)資源化利用:對(duì)處理達(dá)標(biāo)后的中水回用于廠區(qū)綠化、沖廁等,或用于發(fā)電鍋爐的除鹽補(bǔ)水。
(1)示例數(shù)據(jù):處理后廢水COD濃度可降至50毫克/升以下,氨氮去除率達(dá)80%以上。
2.碳減排:
(1)可再生原料:優(yōu)先使用回收廢紙或可持續(xù)管理的生物質(zhì)原料(如FSC認(rèn)證森林原料)。
(2)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化:提高天然氣、生物質(zhì)能等清潔能源的使用比例,或利用余熱發(fā)電。
(二)安全生產(chǎn)規(guī)范
1.設(shè)備操作:
(1)嚴(yán)格遵循設(shè)備操作手冊(cè),定期進(jìn)行點(diǎn)檢和維護(hù)。
(2)高風(fēng)險(xiǎn)設(shè)備(如盤磨機(jī)、蒸煮鍋、壓榨機(jī))需設(shè)置安全防護(hù)罩和急停按鈕。
2.作業(yè)環(huán)境:
(1)抄造車間:由于粉塵較大,需配備除塵系統(tǒng),作業(yè)人員需佩戴防塵口罩。
(2)化學(xué)品存儲(chǔ)區(qū):與生產(chǎn)區(qū)分開(kāi),設(shè)置圍欄和警示標(biāo)識(shí),由專人管理。
3.人員防護(hù):
(1)根據(jù)崗位需求,提供合適的個(gè)人防護(hù)裝備(PPE),如耐酸堿手套、防護(hù)眼鏡、安全鞋、耳塞等。
(2)定期進(jìn)行安全培訓(xùn)和應(yīng)急演練。
4.應(yīng)急預(yù)案:制定火災(zāi)、化學(xué)品泄漏、人員傷害等突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案,并配備相應(yīng)的應(yīng)急物資(如消防器材、急救箱)。
一、紙張生產(chǎn)概述
紙張生產(chǎn)是將植物纖維或其他天然/合成材料通過(guò)一系列物理和化學(xué)過(guò)程制成紙張的工業(yè)活動(dòng)。其主要工藝流程包括原料準(zhǔn)備、制漿、抄造、后處理等環(huán)節(jié)。本篇文檔將詳細(xì)介紹紙張生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)。
二、主要生產(chǎn)工藝流程
(一)原料準(zhǔn)備
1.原料選擇:常見(jiàn)原料包括木漿、草漿、廢紙漿等。
(1)木漿:主要來(lái)源于松木、樺木等,纖維較長(zhǎng),適合高檔紙張。
(2)草漿:以麥草、蘆葦?shù)葹橹?,成本較低,多用于包裝紙。
(3)廢紙漿:回收利用廢紙,環(huán)保且經(jīng)濟(jì)。
2.原料處理:
(1)破碎:將原料切割成小塊,便于后續(xù)處理。
(2)清選:去除雜質(zhì)如泥土、樹(shù)枝等。
(二)制漿工藝
1.化學(xué)制漿:
(1)原理:通過(guò)化學(xué)藥劑(如硫酸鹽)溶解植物纖維中的木質(zhì)素,分離出纖維素。
(2)關(guān)鍵參數(shù):溫度控制在120-160℃,處理時(shí)間3-8小時(shí)。
2.機(jī)械制漿:
(1)原理:通過(guò)研磨(如盤磨機(jī))破壞纖維,不使用化學(xué)藥劑。
(2)適用范圍:多用于新聞紙等要求柔軟度的紙張。
(三)抄造工藝
1.草漿制備:將制漿后的纖維水懸浮液稱為草漿,濃度控制在1%-3%。
2.抄造過(guò)程:
(1)均漿:通過(guò)攪拌確保纖維均勻分布。
(2)成型:在成型網(wǎng)上形成濕紙幅。
(3)擠水:通過(guò)壓榨裝置去除多余水分,含水率降至40%-60%。
3.干燥:
(1)熱風(fēng)干燥:熱風(fēng)溫度80-120℃,將含水率降至5%-8%。
(2)蒸發(fā)式干燥:利用蒸汽間接加熱,效率更高。
(四)后處理工藝
1.施膠:添加松香等膠料,提高紙張抗水性。
(1)方法:表面施膠或內(nèi)部施膠。
2.涂布:在紙面涂覆涂料(如碳酸鈣),提升平滑度和白度。
3.分切與包裝:將成卷紙張按規(guī)格分切,并進(jìn)行包裝。
三、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制
(一)工藝優(yōu)化措施
1.能源效率:采用余熱回收系統(tǒng),降低能耗。
(1)示例數(shù)據(jù):余熱利用率可提升至20%-30%。
2.纖維利用率:改進(jìn)制漿工藝,減少纖維流失。
(二)質(zhì)量控制要點(diǎn)
1.檢測(cè)指標(biāo):包括白度、克重、平滑度等。
(1)白度:常用ISO標(biāo)準(zhǔn),范圍90-100%。
(2)克重:?jiǎn)挝幻娣e重量,如50-200g/m2。
2.濕度控制:成品紙張濕度需穩(wěn)定在5%-8%。
四、環(huán)保與安全生產(chǎn)
(一)環(huán)保措施
1.廢水處理:采用沉淀池和生物處理技術(shù),確保排放達(dá)標(biāo)。
(1)示例數(shù)據(jù):COD去除率可達(dá)85%以上。
2.碳減排:推廣使用可再生原料和節(jié)能設(shè)備。
(二)安全生產(chǎn)規(guī)范
1.設(shè)備維護(hù):定期檢查粉碎機(jī)、壓榨機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備。
2.作業(yè)防護(hù):操作人員需佩戴防護(hù)用品,如手套和護(hù)目鏡。
一、紙張生產(chǎn)概述
紙張生產(chǎn)是將植物纖維或其他天然/合成材料通過(guò)一系列物理和化學(xué)過(guò)程制成紙張的工業(yè)活動(dòng)。其主要工藝流程包括原料準(zhǔn)備、制漿、抄造、后處理等環(huán)節(jié)。本篇文檔將詳細(xì)介紹紙張生產(chǎn)工藝的各個(gè)環(huán)節(jié)及其關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn),旨在為相關(guān)從業(yè)人員提供系統(tǒng)性的工藝參考。
二、主要生產(chǎn)工藝流程
(一)原料準(zhǔn)備
1.原料選擇:常見(jiàn)原料包括木漿、草漿、廢紙漿等,不同原料特性直接影響最終紙張的品質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域。
(1)木漿:主要來(lái)源于松木、樺木、杉木等針葉樹(shù)或楊木、桉木等闊葉樹(shù)。針葉木漿纖維較長(zhǎng)(平均長(zhǎng)1.5-4毫米),強(qiáng)度高,適合制造高檔印刷紙、書寫紙;闊葉木漿纖維較短(平均長(zhǎng)1-3毫米),柔軟,多用于包裝紙、衛(wèi)生紙等。
(2)草漿:以麥草、蘆葦、蔗渣等為主,成本較低,但纖維較短且易斷,制成的紙張強(qiáng)度相對(duì)較低,多用于新聞紙、包裝紙板等。
(3)廢紙漿:回收利用廢紙,包括舊報(bào)紙(ONP)、舊瓦楞紙(OWT)、辦公用紙(OCC)等。廢紙回收可節(jié)約資源、減少垃圾,但需進(jìn)行嚴(yán)格的脫墨處理。
2.原料處理:
(1)破碎:將大塊原料(如樹(shù)枝、樹(shù)皮)通過(guò)錘式破碎機(jī)或盤式破碎機(jī)切割成適于后續(xù)處理的尺寸,一般要求粒徑小于10厘米。
(2)清選:去除雜質(zhì)是關(guān)鍵步驟,包括:
a.人工揀選:去除石塊、金屬釘?shù)却髩K硬質(zhì)雜質(zhì)。
b.重力脫水篩:利用密度差異分離泥土、沙石等。
c.磁選機(jī):去除鐵釘、回形針等金屬雜物。
d.篩分設(shè)備:進(jìn)一步去除未破碎的原料和過(guò)大顆粒。
(二)制漿工藝
1.化學(xué)制漿:
(1)原理:通過(guò)化學(xué)藥劑(如硫酸鹽法中的NaOH和Na?S,或亞硫酸鹽法中的SO?等)在高溫高壓條件下溶解植物纖維中的木質(zhì)素,使纖維素分離出來(lái)。木質(zhì)素是連接纖維的“膠水”,去除后纖維得以分散。
(2)關(guān)鍵參數(shù)與控制:
-溫度:根據(jù)藥劑種類不同,通常在120°C至160°C之間。溫度過(guò)高可能導(dǎo)致纖維過(guò)度降解,過(guò)低則反應(yīng)緩慢。
-壓力:硫酸鹽法制漿一般在1.5-5兆帕壓力下進(jìn)行。壓力影響反應(yīng)速率和得率。
-處理時(shí)間:通常為3-8小時(shí),具體取決于原料種類和目標(biāo)漿種。
-藥劑消耗量:需精確控制NaOH、Na?S等藥劑的用量,直接影響漿的得率和質(zhì)量。
(3)后處理:蒸煮結(jié)束后,需通過(guò)洗滌(多段逆流洗滌)去除殘留的化學(xué)藥品和木質(zhì)素,得到漂白前的化學(xué)漿。
2.機(jī)械制漿:
(1)原理:利用物理作用(如研磨、高壓碾磨)破壞植物纖維的細(xì)胞壁和木質(zhì)素連接,分離出纖維。不使用化學(xué)藥劑,得率較高。
(2)主要設(shè)備與方法:
-磨石磨漿:早期工藝,效率低,已較少使用。
-盤磨機(jī)磨漿:將蒸煮后的纖維在盤磨機(jī)中高速研磨。通過(guò)調(diào)節(jié)盤間距控制纖維的切斷程度。盤磨機(jī)通常由多組(如3-5組)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的磨盤組成,纖維在組間被洗滌和篩選。
(3)適用范圍:機(jī)械漿得率可達(dá)90%以上,成本較低,但纖維易短化,通常與其他漿種混合使用,或用于要求不高的紙張(如新聞紙、包裝紙)。
(三)抄造工藝
1.草漿制備(針對(duì)未直接使用原生纖維的草漿):
(1)堿處理/蒸煮:如果草漿未在制漿環(huán)節(jié)去除木質(zhì)素,需先進(jìn)行堿處理(如用NaOH)軟化原料。
(2)磨漿:將處理后的草料在盤磨機(jī)中磨解,濃度控制在1%-3%。過(guò)高易堵塞設(shè)備,過(guò)低則影響生產(chǎn)效率。
2.抄造過(guò)程詳解(以長(zhǎng)網(wǎng)紙機(jī)為例):
(1)均漿:將草漿(或其他纖維漿)與水混合,通過(guò)攪拌器和擴(kuò)散箱,使纖維均勻分布在水中,形成均勻的漿料。
(2)成型:漿料被泵送到成型網(wǎng)上,通過(guò)網(wǎng)部的毛細(xì)作用,水從網(wǎng)孔中濾出,纖維則留在網(wǎng)上交織形成濕紙幅。關(guān)鍵設(shè)備是成型網(wǎng)(通常為聚酯或金屬絲編織網(wǎng)),其結(jié)構(gòu)(如開(kāi)孔率、厚度)影響成紙均勻性。
(3)擠水:濕紙幅通過(guò)一組上下壓榨輥(如網(wǎng)前箱壓榨、真空箱壓榨、壓光輥等),進(jìn)一步擠壓去除水分。壓榨壓力和時(shí)間需精確控制,直接影響紙張的干重和強(qiáng)度。
(4)干燥:
-熱風(fēng)干燥:濕紙幅穿過(guò)由多組烘缸組成的干燥部,烘缸表面通入熱空氣(溫度80-120°C)或蒸汽,將紙張水分降至5%-8%。通過(guò)調(diào)節(jié)各烘缸的溫度和紙幅張力,控制干燥曲線,避免紙幅起皺或斷裂。
-蒸發(fā)式干燥(較少用于長(zhǎng)網(wǎng)機(jī),多見(jiàn)于圓網(wǎng)機(jī)):利用蒸汽間接加熱,效率更高,尤其適用于高速生產(chǎn)線。
3.成品卷取:干燥后的紙張被引出,在卷紙機(jī)上進(jìn)行卷取,形成紙卷,便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
(四)后處理工藝
1.施膠:提高紙張的抗水性。
(1)方法:
-表面施膠:在成紙過(guò)程中或之后,將膠料(如松香、AKD、ASA)通過(guò)涂布機(jī)施加于紙面或紙里。適用于要求抗水性但強(qiáng)度要求不高的紙張(如包裝紙)。
-內(nèi)部施膠:在抄造前將膠料加入漿料中,均勻分散在纖維內(nèi)部。適用于印刷書寫紙等要求內(nèi)外抗水一致性的紙張。
(2)參數(shù)控制:施膠劑用量、施膠液pH值、施膠溫度等都會(huì)影響施膠效果。
2.涂布:提升紙張表面性能。
(1)涂料:常用涂料包括碳酸鈣、高嶺土、二氧化鈦(鈦白粉)等白色顏料,以及少量粘合劑(如合成乳膠)、填充劑等。涂料配方?jīng)Q定了紙張的平滑度、白度、不透明度等。
(2)工藝:通過(guò)涂布機(jī)將涂料均勻地涂覆在紙面上(單面或雙面),然后通過(guò)超級(jí)壓光機(jī)(SuperCalender)在高溫高壓下(如150°C,1.5MPa)壓光,使涂層緊密,紙面更加平滑光亮。
3.分切與包裝:
(1)分切:將寬幅的紙卷根據(jù)客戶需求,在分切機(jī)上進(jìn)行縱向和橫向切割,得到規(guī)定幅寬的紙幅。
(2)包裝:將分切好的紙張卷或平張紙進(jìn)行包裝,如使用塑料薄膜纏繞、紙板箱或木箱包裝,注明產(chǎn)品規(guī)格、等級(jí)、生產(chǎn)日期等信息。
三、工藝優(yōu)化與質(zhì)量控制
(一)工藝優(yōu)化措施
1.能源效率:
(1)余熱回收:利用干燥部、蒸煮鍋等產(chǎn)生的廢氣或蒸汽,通過(guò)換熱器預(yù)熱空氣、軟水或漿料,減少能源消耗。
(2)變頻調(diào)速:對(duì)風(fēng)機(jī)、水泵等設(shè)備采用變頻技術(shù),根據(jù)實(shí)際負(fù)荷調(diào)整轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)節(jié)能。
(3)優(yōu)化蒸煮工藝:通過(guò)精確控制溫度、壓力、時(shí)間,提高纖維得率,減少化學(xué)品消耗。
(1)示例數(shù)據(jù):通過(guò)綜合節(jié)能措施,企業(yè)綜合能耗可降低10%-15%。
2.纖維利用率:
(1)改進(jìn)篩選:采用更先進(jìn)的篩選設(shè)備(如高頻振動(dòng)篩、氣流篩),去除雜質(zhì)的同時(shí)最大限度保留纖維。
(2)廢液回收:對(duì)制漿蒸煮廢水進(jìn)行處理,回收其中的堿液或木質(zhì)素,用于發(fā)電或生產(chǎn)其他化學(xué)品。
(二)質(zhì)量控制要點(diǎn)
1.檢測(cè)指標(biāo)與方法:
(1)白度:使用分光光度計(jì),依據(jù)ISO2471或GB/T450標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定,范圍通常在80-100(ISO)。
(2)克重:使用電子天平稱量規(guī)定面積(如100平方厘米)紙張的重量,依
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