制浆原理与工程备料
2.1.1 备料的过程 贮存 → 原料处理(去除杂质,选别分类) → 破碎(切割) → 筛选除尘 → 料片仓贮存 2.1.2 备料的分类 针叶材:松树、杉木等 木材 阔叶材:杨木、桦木等 原料 禾草类:竹、荻、苇、稻麦草 非木材 韧皮纤维:桑皮、麻 叶部纤维: 龙须草、剑麻 种毛纤维: 棉
2.3.5 木片的筛选与再碎 1).筛选 筛子: 圆筛—占地面积大,筛孔易堵,能耗较大。 平筛—国内用 2). 再碎: 飞锤式削片机,效果较差;专用重新削片机,效 果较好;送会原削片机,存在较多的质量问题。
2.4 非木材原料的备料
本节重点:结合草类原料的组成及形态特点讲 解草类原料备料特点。 2.4.1 草类原料的特点 2.4.1.1 化学组成 灰分含量高,(Si含量高):Si含量高,蒸煮 中耗碱大,且溶于黑液,粘度增加,难洗浆, 蒸发时蒸发器易结垢。 水溶物(提取物)较多。
1%NaOH抽出物含量高(碱易溶物:果胶、淀 粉……) 半纤维素含量高,其稳定性差(易溶于碱,易 发生剥皮反应,碱性水解)。黑液粘度增加, 难洗浆。 木素含量较低,且碱易溶,即LCC量大。 综纤维素含量高(半纤维素含量高,纤维素含 量低) 不同部位茎、叶、穗、节,化学组成不同。
普通削片机为间歇式削片,始终只有一把刀与木 材接触,两次接触间隙,木材在喂料槽内跳动, 再接触时有冲力,易损坏飞刀。 而多刀削片机则能保证至少有一把刀与木材接触。 刀多,连续切削。 保证连续切削的条件: 两把刀之间的距离小于原木的最小直径。 第一把刀离开原木之前必须有牵引力,以供第二 把刀切削。此牵引力的大小与安刀角有关。
提高草片合格率要求: A.开机前对刀。飞刀与底刀的距离0.3~0.5mm B.飞刀与底刀要锋利(一球草换一次刀) C.V与R的要求对应 D.喂料过程中保持草料的整齐 E.刀床距离不能太大(飞刀刀刃与喂料辊的距离) F.水分合格率
草类原料的筛选与除尘(分离杂质) A.辊式除尘机(羊角除尘器) B.双锥草片除尘机 C.锥形圆筛:生产能力较低 集尘室和水膜除尘 集尘室:灰尘的自然沉降室。 水膜除尘:喷雾使水的比表面积增大,与灰尘充 分接触,从而增加灰尘的重量,使其沉降。
2.4.1.2 化学组成给生产带来的影响 (1)灰分带来的危害 稻草15~16%,麦草6~7%,木材<1%,有机硅 50%(灰分总量) si → SiO32-,洗涤难,滤水性差,粘度高,影响洗 涤。 滤水性差,纸机网部脱水困难,车速慢 有机硅的存在,强度差,脆性大 碱回收难,黑液粘度高,碱回收时产生灰干扰, 且蒸发时易结垢。
2.4.2 草类原料贮存中注意的问题 1).一定的贮存期,6~9个月 2).按质量品种分别贮存 3).在贮存中,水分小于15%,否则会自燃 4).打捆后堆垛
2.4.3 草类原料备料方法 2.4.3.1 干法备料:污染大(尤其空气污染), 净化效率低~6% 稻麦草 → 原料车 → 喂料胶带→ 喂料辊 → 切草 机 → 筛选设备(羊角除尘器) →胶带→ 预浸器 →蒸煮 谷粒回收设备 吸尘风机 → 旋风分离器 → 水 膜除尘器 喂料与切料 随切随用。
α1和α2会影响到原料中导管的形状(呈圆形或椭圆形), 即α1和α2根据切削时倾斜度要求确定。 要有一个合适的刀高 T T=kH, k=0.2~0.3,H=18~20cm,即T=3~5mm 要有一个合适的刀刃角β 通常β=32~40°。β越高T越低,但β越大切削越困难,切 削阻力增加;β越小切出的木片增厚,刀片易损坏。 水分大,β可稍小,反之则大。 飞刀与底刀的距离:通常0.3~0.5mm 原木的质量与水分:水分大,木片合格率高。北方冬季 25~35%,过大则冬季结冰。
削片刀 刀距h:飞刀刀刃上的一点到刀盘平面的垂直距离。 刀高H:飞刀刀刃上的一点到刀牙的距离。木片厚 度 T=kH (k =0.2~0.3) 刀刃角β:切削面与安刀面的夹角。刀刃角越大,切 削阻力也越大;刀刃角过小,则难削。 安刀角α:安刀面与刀盘面间的夹角,反映安刀的倾 斜程度,影响h和H,即影响L和T。 底刀与旁刀:起到破碎大片的作用。
2.2 原料的存放与原料场的设计
2.2.1 原料场的要求 1).防火(防雷电):有防火设施,因原料经发酵后 温度升高或遭雷击易失火;设置在厂址的下风向,并靠 近进料处。与厂房、生活区应有防火带。 2).便于运输:2.5~3T/T浆。5~7m3/T浆; 3).排水畅通; 4).通风良好:堆放时要有一定的间距,原料堆垛方 向与常年风向成450角,垛之间有通风道; 5).照明良好:采用埋设电缆。
(2)抽出物的影响 低分子糖类 淀粉 果胶 蛋白质 易溶的纤维素、半纤维素、木素 (3)木质素的影响: 新草:12~14%, 陈草:10~12%,新草用碱量 高1~2%
2.4.1.3. 草类原料的形态结构 组织结构疏松,药液渗透容易,容积重大,与药 液混合难。 草类原料形态结构特性:纤维细、短 — 纸张撕 裂度低;长宽比大 — 纤维柔软性好。 杂细胞含量高:易掉粉掉毛,表面强度低,滤水 性差。 麦草38%,稻草54%,主要存在于叶、节、穗。 其存在使浆料滤水性差;成纸表面强度差;印刷 时掉毛掉粉,造成糊印刷板。
2.3.2 去皮 2.3.2.1 意义 妨碍原料中水分的均匀 妨碍其它挥发物的去除 皮中抽提物杂质含量高,增加浆料的杂质 增加碱耗(因抽提物的存在) 原料品种一般情况和平均值(重量%) 云杉 6~15% 10% 冷杉10~13% 11% 松树10~17% 14% 杨树12~15% 13%
液的渗透:长度与厚度方向 影响木片在料仓中的流动性。木片过大会“架 桥”。 影响装锅量 碎细片及粉末增多,抽液时变实,药液循环困难, 因此部分会过煮。 4)提高木片合格率的途径 要有一个合适的安刀角α,安刀角过大,牵引力增 加,碎片增多;安刀角过小,牵引力下降,不能 连续切削。 要有一个合适的刀距h。h会影响木片长度L。 h L (通常α1和α2不变) cos 1 cos 2
2.3.2.2.去皮方式 (1)人工法:去皮率高,损失(木材)较少, 但劳动强度大,效率低。 (2)机械去皮: 刀式去皮:我国北方使用较多。优点是内外同 时去皮,适用于材料φ<70cm,对材种适应广; 木材损失率较高(3.2~3.8%),机械化程度不 高。 摩擦去皮:我国使用较多。 水力去皮 木片挤压去皮:近20年发展起来的新方法 。 (3)化学法
水力去皮原理:用高压水冲击原木,水压约 40kg/cm2,适用于任何原料、任何形状。生产效率 高,能力大。缺点是木材损失率高,达15%。 木片挤压去皮原理:根据木材与树皮间的弹性系数 (粘性系数)不同进行挤压,分去树皮,弹性系数 大,则粘性系数小。 木片预处理阶段:2~3kg/cm2蒸汽处理5分钟以软 化树皮。 木片筛分与净化:单段去皮50~60%,通常串2~3 段。 木材损失率约7%(3段)(木片粘至辊上,混入皮 中),此法备料可提高生产量,皮可用于生产单宁。
2.1.3 备料的目的 贮存、净化、制备合格的料片 2.1.3.1 贮存的意义 连续生产的需要。 2.1.3.2 贮存量的确定 根据生产的需要; 原料种类的影响:木材原料通常贮存3~6个月的 需要量;草类原料6~9个月的贮存量;蔗渣6~9 个月。
根据原料的性质:树脂含量高的树种贮存期稍长 (云南松) 根据运输的距离和方式。 除去一些与造纸无用的杂质。 均衡原料水分 2.1.3.3 净化原料:除去杂质(树皮、树节、腐 朽材),防止损坏刀片。 2.1.3.4 制备合格料片:料片长、短、厚、薄均 要满足蒸煮(或磨浆)要求。
2.3 木材原料的备料
本节重点:木材原料备料流程;原木削片及影响料片 合格率的因素。
本节难点:木材的削片。 2.3.1 木材备料流程: 需削片:木材→ 贮存 →拉木机→ 辊式输送机 → 圆锯锯断 →皮带输送机 → 削片机→ 旋风 分离器 →筛选 →皮带输送机进入料片仓
原木备料(生产原木磨木浆) 原料场 → 浸泡水池 → 拉木机 → 辊式输送机 → 圆锯断 →皮带输送机 → 剥皮机→除节、劈木 → 皮带输送机 → 生产 SP法制浆对原料要求较高,最好选云杉、冷杉; 对于树脂含量高的木材不宜,去皮要求高。 KP法制浆对原料适应性较广。 MP对材种无严格要求,但不同原料MP法生产后 浆料质量差别较大。
螺旋削片机(曲面削片机) 基本原理:从刀盘中心到边缘形成一个变化的安 刀角。 特点:刀盘面是一个曲面。 刀盘中心到边缘的变化即安刀角是变化的。 优点: 木片合格率高,可达92~95% 切削过程中原木不发生跳动。 可适合各种原木的切削(包括枝桠材、小径材)
2.3.4 .2 影响木片合格率的因素 刀距、刀高和安刀角:可以改变木片的大小,从 而影响合格率。 刀刃角:影响木片的厚度; 飞刀与底刀间的间距:不能过大,容易使原木外 部切不断,造成长片; 原木的质量和水分:大小优劣原木要搭配使用, 原木水分高有利于提高木片的合格率。
草片质量要求: 切出的草要求有85%以上为14~40mm,水分不 大于15% a、合格率如何测量(20g样品) b、影响草片长度的因素 R一定,V和L增加;V一定,R增加,L下降。即 V、R整齐程度,水分、刀钝,则L增加。 (R转速,V线速,L长度。) c、除尘与筛选