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。

①酚型α-芳基醚或α-烷基醚键的碱化断裂②酚型β-芳基醚键的碱化断裂和磺化断裂③非酚型β-芳基醚键的碱化断裂和磺化断裂：具有α-羟基的非酚型β-芳基醚键，能进行碱化断裂；具有α-羰基的非酚型β-芳基醚键，能进行碱化断裂④芳基-烷基和烷基-烷基间的C-C间的断裂⑤甲基芳基醚键的断裂⑥Cα-Ar、Cβ-Cγ、酚型木素结构单元或木素降解产物与甲醛的缩合反应⑦减法蒸煮时木素发色基团的形成：对，对’-二羟-茋结构的氧化反应；邻，对’-二羟-茋结构的环化-氧化反应5.在碱法蒸煮中，碳水化合物在什么情况下发生剥皮反应和碱性水解？碳水化合物的碱性降解对纸浆质量有何影响？如何防止碳水化合物的碱性降解？（填空）剥皮反应：碱性高温下，温度升温到100℃就开始了，温度越高反应越剧烈碱性降解：高温强碱下，一般升温到150~160℃就开始了碱性降解会使纤维素的平均聚合度大大降低，降低纸浆强度防止措施：降低最高温度；添加蒸煮助剂6.碱法蒸煮过程中碱的作用是什么？用碱量对纸浆质量有何影响？怎样选择用碱量？作用：使木素大分子碎解成小分子从原料中溶解出来；中和反应中生成的有机酸用碱量的大小会影响脱木素速率和脱木素程度，同时也会影响碳水化合物的降解程度用碱量增大，脱木素速率与程度都增大，纸浆硬度降低，可漂性提高用碱量的大小主要取决于原料的种类、质量、成浆的质量要求7.硫化度对蒸煮速度和纸浆质量有何影响？如何选用硫化度？在一定范围内，硫化度增大，可加快脱木素，但若超过一定范围，效果不明显甚至降低蒸煮速率。

用碱量一定，适当提高硫化度，可提高得率，若过高，硫化木素不能溶出，浆质量下降。

蒸煮含β-芳基醚键较多的木材原料（针叶材）： 25～30%，深度脱木素可升至40%；阔叶材：15～25%；草料：10～20% 8.什么叫H-因子？在蒸煮过程中如何利用H-因子？H-因子：各蒸煮温度下相对反应速率常数对蒸煮时间的定积分利用：计算出获得规定的硬度的纸浆所必需的总H-因子，用来控制蒸煮的升温、保温的温度和时间9.纸浆硬度表示什么?它与纸浆中木素含量有何关系？目前常用的表示纸浆硬度的方法有哪几种？硬度：表示残留在纸浆中的，木素和其他还原性物质的相对量纸浆木素含量多，硬度大表示硬度的方法：高锰酸钾值、kappa值贝克曼价10.连续蒸煮有何优点？连续蒸煮器主要有哪些型式？试述各种连续蒸煮器的结构特点。

优点：①生产自动化程度高，劳动强度低②单位锅容产量高，占地面积小③汽、电、蒸煮液和植物纤维原料消耗均衡④连续放气放锅，热回收效率高，配置紧凑，大气污染小，易于控制⑤成浆得率高，且质量均匀稳定型式：卡米尔式连续蒸煮器、横管式连续蒸煮器卡米尔结构特点：蒸煮器内木片依次经过浸渍区、升温区、蒸煮区、高温扩散洗涤区、冷却区横管式结构特点：可以进行汽相高温快速蒸煮11.以RDH和EMCC为例，说明深度脱木素蒸煮的原理，并比较其优缺点。

12.某厂用硫酸盐法蒸煮木片，蒸球容积为25m3，装锅量为170 Kg (o.d.)/m3，木片水份为22％，用碱量16％（Na2O计），硫化度25％，液比1：2.6，蒸煮用的NaOH溶液浓度为95g/l（NaOH计），Na2S溶液的浓度为90 g/l（Na2S 计），问：(1)每球应加入NaOH溶液多少m3？(2)每球应加入Na2S溶液多少m3？(3)每球应补加清水多少m3？(4)蒸煮得到水份为72％的粗浆7100Kg，其粗浆得率为多少？13. 下面是某厂碱法蒸煮麦草的工艺条件及蒸煮结果（生产漂白文化用纸），请分析此条件是否合理？试提出你认为较合理的方案。

用碱量 15％（Na 2O 计） 残碱 14.5 g/l硫化度 25％ 粗浆得率 33％液比 1：2.3 粗浆硬度 6.0（KM n O 4值）蒸煮曲线：06.00.6MPa 0010:030:230005:0−−−→−−−→−−−→−−−−→−喷放：空转MPa14. 某厂用硫酸盐法蒸煮杂竹生产纸袋纸用浆，其蒸煮用碱量为13％（NaOH 计），硫化度15％，液比1：2.6，蒸煮曲线为：05.05.02.03.00010:000:500:130:230020:0−−−→−−→−−→−−→−−−→−−−−→−喷放：空转MPa MPa MPa MPa 黑液残碱为0.8g/l ，粗浆硬度为35~36（KM n O 4值）。

试根据所学的理论知识把上述蒸煮工艺条件和蒸煮曲线修改成合理的工艺条件和蒸煮曲线。

15. 试述烧碱－蒽醌法蒸煮过程中AQ 的作用原理及此法的特点。

AQ 的作用原理：AQ 把碳水化合物的还原性末端基氧化成羧基从而避免发生剥皮反应，之后AQ 本身还原为蒽氢醌，在碱性环境中，蒽氢醌电离成蒽氢醌离子，然后互换为蒽氢酮离子与木素亚甲基醌结构反应又变回蒽醌，循环作用。

特点：保护碳水化合物，提高纸浆得率，脱木素速率加快，可缩短蒸煮时间，降低蒸煮温度，加深脱木素的程度，降低纸浆硬度，减少蒸煮用减量，可代替硫酸盐法蒸煮消除硫化物对大气的污染16. 亚硫酸盐法蒸煮有哪几种？试说明其蒸煮液的组成和pH 值的关系。

五类：酸性亚硫酸氢盐法、亚硫酸氢盐法、微酸性亚硫酸氢盐法、碱性亚硫酸盐法、中性亚硫酸盐法酸性亚硫酸氢盐法：pH=1~2，HSO 3—+SO 2+H 2O亚硫酸氢盐法：pH=2~5，HSO 3—微酸性亚硫酸氢盐法：pH=5~6，HSO 3—+SO 32—中性亚硫酸盐法：pH=6~10，SO 32—碱性亚硫酸盐法：pH>10，SO 32—+OH —17. 不同pH 值的亚硫酸盐法蒸煮对原料的适应性有何不同？为什么？酸性亚硫酸氢盐法pH=1~2，要求树脂含量少的针叶木为原料18. 酸性亚硫酸盐法脱木素反应历程。

初脱木素：蒸煮液浸入纤维原料切片，并与木素发生磺化反应——浸透、磺化阶段大量脱木素：升温阶段（169-171℃）磺化后的木素溶出到蒸煮液中——溶出阶段残余木素：保温阶段19. 为什么通常酸性亚硫酸盐法蒸煮时间较硫酸盐法长？碱法蒸煮时木素的溶出较早且早完成，而亚硫酸盐法蒸煮时木素的溶出较晚且要到保温时期才能完成。

原因是亚硫酸盐法必须引进足够的磺酸基才能使木素亲水性增加，从而从原料中溶解出来。

20. 在酸性亚硫酸盐法蒸煮过程中，木素是在什么条件下如何进行缩合的？如何防止缩合反应的发生？条件：木素中存在的某些亲和部位将和亲核试剂一起对正碳离子的亲电中心（α-碳原子）进行竞争，导致中间产物的缩合反应。

防止缩合：严格控制工艺条件21. 试述亚硫酸盐法蒸煮的主要影响因素。

pH 、盐基种类、温度、压力22. 与KP 法或AS 法相比，AS-AQ 法有什么优点？ASAQ 浆较KP 浆硬度低、强度好、白度高。

在硬度接近时，ASAQ 浆较KP 浆得率高，漂白剂消耗少，漂白浆白度高、返黄少、粘度高。

23.亚硫酸盐法纸浆与硫酸盐法纸浆的性质有何不同？简述其原因。

P10024.比较我国草类原料蒸煮方法，举例说明草类原料的蒸煮工艺条件。

机械法、化学机械法、半化学法制浆1.发展高得率浆的意义是什么？——资源利用率更高，减少污染2.以木材原料为例，说明高得率纸浆的分类及其得率范围。

分为：机械浆（95%以上），化学机械浆（85%以上），半化学机械浆（65~84%）3.试述磨木浆的生产流程、纸浆特性及其用途。

三个阶段：1、由于磨石对原木周期性的压力脉冲作用，使木材加热，木素软化2、在剪切力的作用下离解纤维3、分离下来的纤维与纤维束进行复磨和精磨纸浆特性及用途：是所有浆种中得率最高、生产成本最低、环境污染最小的制浆方法，强度和白度稳定性较低，不透明度和吸墨性优良，生产新闻纸、印刷纸低定量涂布纸及纸板4.近代磨浆理论将磨浆过程分为哪三个阶段？试概述近代磨浆理论的要点。

三个过程：热机械作用导致胞间层塑化；纤维以及纤维束的分离；分离下来的纤维以及纤维束的精磨与复磨5.四台磨木机每天处理214.27m3实积的原木，生产出平均浓度为2.0%的磨木浆3775m3，试求每米实积原木生产多少公斤风干磨木浆？当原木比重为0.36时，磨木浆得率为多少？6.用盘磨机生产机械浆有什么优缺点？与SGW相比，原料成本较低廉，可充分利用磨木机不能使用的边角废料。

其生产能力较大，占地面积小，强度较SGW 好，不透明度及印刷适性略低但还属良好。

但RMP能耗较SGW高50~100%。

7.分述RMP、TMP、CTMP、和APMP的生产流程和工艺特点。

8.盘磨机磨浆过程可分为哪三个区段？各区段的作用是什么？破碎区：木片在高温下首先被破碎成火柴杆状小木条粗磨区：小木条逐渐被磨成针状木丝，在相互摩擦及齿盘作用下，进而被离解成纤维束及部分单根纤维精磨区：纤维束及部分单根纤维进一步细纤维化9.什么叫玻璃态转移温度？为什么TMP生产中，预热和一段磨浆的温度应不超过木素的玻璃态转移温度？Tg：指无定型聚合物（包括结晶型聚合物中的非结晶部分）由玻璃态向高弹态或者由后者向前者的转变温度，是无定型聚合物大分子链段自由运动的最低温度。