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1、 制浆技术课件学习本课程的目的l职业能力目标 l知识目标 l职业素质目标如何学好本课程l兴趣引导l愉快学习l抓住重点l聪明秘决l加强实训l互问交流l读书笔记项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 学习目标知识目标能力目标素质目标1原料种类及常用原料 2纤维细胞及非纤维细胞的界定 3原料主要化学组成及特征 4常用原料的细胞组成、生 物结构、微细结构 5形态对纸张性能影响 6不同原料抄造的纸张应具 有的基本特性 7三大组分的化学结构 8在制浆过程中的化学行为 9如何有效去除木素 10如何保护碳水化合物 1广东造纸工业发展前景 2能进行项目1.1木素含量测定；1.2观察纤维形态；1.3测量纤维长度测量分
2、析 3能评价常用原料基本性能和优劣 4能依据不同产品选择原料和配比 5认知各种常用原料木素含量 ，并由此推断它们的蒸煮特性 6在制浆蒸煮和漂白过程中能提出保护纤维素的工艺方案 1、敬岗爱业 2、团队协作 3、吃苦耐劳项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 1 项目1.1 造纸产业的发展现状及前景 造纸术为我国古代四大发明之一。但曾有国际的纷争和国内的混乱。 制浆生产过程：主要的5项学习内容。 制浆方法：分化学法、机械法、化学机械法备料筛选、净化蒸煮或磨浆洗涤漂白项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 1 本专业行业状况：1、原料状况：国际上以木为主、以草为辅。我国的情况倒挂。现正在努力纠正。2、废纸利
3、用情况：全球废纸平均回收率约55。我国的回收率略高于30，但利用率接近55 。3、产量情况：全球2007纸和纸板年总产量约4亿吨，我国年总产量超7350万吨。己经超越日本，屈居世界第二。国内五甲的名次是山东、渐江、 广东、河南、江苏。河南是草浆大省，而渐江和广东的废纸利用率高达80，江苏商品木浆占了50。山东的进口木浆和废纸利用在同步增长。 项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 1 4、枝术与规模：我国的理论研究紧贴国际先进水平，几乎同步。主要输在设备研制、原料的先天性不足和人为不继、造纸化学品利用、规模偏小难以达到较佳的规模效应。5、发展历程：年份19801985199019952000200
4、12002200320042005200620072008 上半年产产量54491113722400305032003780430049505600650073504173消费费量6029691443265035753683433248065439600066007290人均消 费费量 kg/y6.309.512.821.728.029.034.037.042.04650.756 1980-2007我国纸和纸板年生产量及消费量：万吨项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 1 可以看出：二十世纪以后我国造纸的发展十分迅 猛，但消费层次 和质量有待提高。1990年以前，用草为主木为辅进行化学制浆还十分
5、 普遍，但如今却所剩无几，原因是行业污染严重，其次是原料不足。 显然现在废纸制浆占了重要地位。十一五期间关停落后产能650万t。 以前很多小规模的企业在不断的被淘汰，因而凸现了很多造纸巨头。广东全国排第三，人均用纸量约为全国平均值的3倍，为全球平均 值的1.5倍。设备、工艺技术、工程技术人员、科研有优势。但：产品结构不合理；原料结构不合理；化学制浆被抑制。正在努力调整原料和产品结构，发展化学制浆。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 1 6、发展潜力： A、我国与世界先进水平比，还有一段较大的距离。 B、发展势头好，供求关系好，估计若干年内这种情况还会延续。 C、扶持了相关行业和相关贸易。因此我
6、认为读本专业的就业面广，机会大。因为你可以在本行业，也可在相关的化工行业，也可以在纸或化工原料的销售方面上施展你的才能，所以请你认真学好本专业课程，学好一技之能。 7、学习方法： 动手做笔记、作业，动手做实操 参考书和杂志、电子刊物相关文章 关心和热爱本行业 良好平和、向上的心态项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2项目1.2 植物纤维原料导言：造纸主要用植物纤维原料。但1、不是所有植物都行2、动物、矿物、合成、金属等其它纤维也行一、植物纤维原料的分类种类木材类非木材类品种针叶木：松、杉、柏木等，叶尖 细木质软，称软木 。 阔叶木：杨、桦、枫、桉木等， 叶宽大木质硬称硬木。竹类、禾草类、韧 皮
7、纤维类、叶纤维 。种子 毛性能优。尖比阔叶木好比木材类差。麻、 竹较好，禾草最差 。最好项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 二、植物纤维原料细胞的分类1、什么是植物细胞2、植物细胞的生长过程：两方面：分裂、形成死细胞。这些死细胞的长短、肥瘦形状不一，从造纸角度上 分为两二类：1. 纤维细胞：是指两端尖细而细长的细胞。纤维细胞通常叫纤维，一个纤维细胞则为一根纤维。它是造纸中有用的细胞， 因细长，有较好的交织能力。2. 杂细胞：形状粗短、腔大壁薄，对造纸无用甚至有害，是要去除的对象。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 这两种细胞图示如右：而图C则是介乎于两者之间的细胞，它属好属坏要看是什么
8、原料、做什么纸。三、植物纤维原料的主要化学组成三大组分和其它少量组分1、纤维素：由- D葡萄基以1 4甙键聚合而成的高分子链状化合物。主要存在于细胞壁中，聚合 度是其关键指标，对纤维强度有直接影响。2、纤维素：它是若干种糖基聚合的聚糖，具如下特征：不均一性；低聚合度；有支链；是一类物质的总称。主要存在于细胞壁和胞间层，是一种有用但有利也有弊的成分 。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 3、木素：是苯基丙烷单元通过碳- 碳键或醚键聚合而成的三维高分子聚合物。主要存在胞间层和细胞壁，是细胞间的粘结物，化学制浆的目的是去除它，使纤维离解成浆。4、其它组分：树脂、灰分有一定的危害性；果胶、淀粉、单
9、宁、色素等 。 5、工业分析中有关名词（1）综纤维素：纤维素+半纤维素。测量原理：抽提少量组分，再去除木素测定数值：不同方法结果不同。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （2）克贝纤维素：C.B纤维素。（3）硝酸乙醇法纤维素。（1）（2）（3）的数值依次降低，则方法本身对碳水化合物的降解作用依次加强。（4）、-纤维素、工业半纤维素。（5）抽提物：分有机、热水、1NaOH抽提物。（6）木素：用浓酸溶掉碳水化合物剩下的渣。（7）聚戊糖：反映草或阔叶木的半纤维素含量。 6、主要官能基： 纤维素或半纤维素有羟基、乙酰基、羧基；木素上有羟基、甲氧基，决定了其化学性质。 7、各种原料的化学组成及组成特
10、征（1）树木：a、木材：见下表项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 特征：针叶木的木素多，半纤少，半纤中聚甘露糖多；阔叶木的木素少，半纤多，半纤中聚木糖多。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 b、树枝与树干化学组成的区别可见：树枝半纤多、木素多，而纤维素少，其造纸价值比不上树干。另：早材与晚材、心材与边材的概念项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 C、树皮的化学组成可以看出：其它少量组分含量高，纤和半纤含量太低，比树枝还差。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （2）非木材原料的化学组成和组成特征a、禾本科植物禾本科植物虽有差异，但有共同特征：木素少、半纤多、灰分多且以SiO2为主、
11、抽提物多。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 b、韧皮纤维原料可见麻类的化学组成特征是：纤维素多、半纤维素少、木素很少、果胶较多，化学蒸煮主要是脱胶。实训项目1.1 木素含量测定项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 上表表明： 其它韧皮原料的果胶、灰分、木素含量比麻类高，但木素仍比一般草料低，所以胶和木素都要脱。脱胶一般用碱。 它们的纤维素含量高。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 c、棉纤维的化学组成和特征可以看出：几乎是纯净纤维素组成，其它组分很少。思考题1、原料的种类2、原料主要化学组成3、评价各化学组分4、从化学组成评价各种原料的优劣项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 8
12、、常用植物纤维原料的选择A、选用原则1、组成：纤维素含量40以上；木素尽量少；半纤含量适宜；少量组分中的有害成分少。2、形态：要细长柔软。3、其它：资源丰富、集中，成本低。B、我国原料使用情况现状：草木倒挂，废纸回收率不高发展：开发造纸专用林,充分利用现有草资源，培植速生材，加强废纸回收。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 四、原料的生物结构和细胞形态1、植物细胞与纤维植物细胞分裂生长 部分有再生能力、部分形成死细胞死细胞（永久细胞）中形状细长的称纤维细胞，或称纤维2、木材的结构和细胞形态（1）树木的生物结构：树 皮：分韧皮和外皮，造纸价值低；形成层：树皮与木质部间，向内产生木质细胞，向外
13、分生树皮；木质部：树干最主要部分a、年轮：春夏生长，冬季休眠形成，热带树不明显。b、早材与晚材：在每个年轮内，春夏长的为早材，秋季长的为晚材。前者粗大柔软，后者细硬，一般说，早材比晚材好。c、心材与边材：心材沉积物多且色深不如边材。d、木射线与髓心：木射线为径向，由杂细胞组成，起输送作用；髓心则中心，也由杂细胞组成。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （2）针叶木的结构和细胞形态可以通过横、径、弦切面的放大图去了解。项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 上图可以看到针叶木的结构和细胞形态：90-95都是管胞（造纸有用的纤维细胞）；纵向和横向树脂道，木射线（宽度单列高度多列），这些均为特征
14、性结构。除此可看到年轮、春材、晚材。管胞的形态：长2-3.2 mm，宽0.03-0.75 mm。 图 中 特 征 与 图 1-3 相 同1、4 属纤 维细胞；6 、7 属杂细胞。 项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （3）阔叶木的生物结构和细胞形态结构特征：有明显且众多的导管，年轮不明显，木纤维分布不规则，多列的木射线细胞以及未画出的纵向杂细胞。木纤维是阔叶木中的纤维细胞，含量50以上，长度0.7-1.7 mm，宽度0.02-0.04 mm。导管含量30-36 ，长度0.3-0.8 mm，列入非纤维细胞之列。其余的都为杂细胞。导管形态如右：项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （4）针叶
15、木与阔叶木结构对比特征性区别：针有树脂道，阔有导管具体阅P18表1-10。结论：针叶木优于阔叶木。3、非木材原料的生物结构和细胞形态（1）禾本科茎秆基本构造：表皮组织、 基本薄壁组织、维管组织。 项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 维管束在基本组织的分布情形：星形分布和两圆圈分布 禾本科植物众多，但细胞种类基本相同，有如下一些共同特征：a、纤维细胞：含量（按面积法）50-60，比木材少，长度1.0-1.5 mm，宽度0.01-0.02 mm，形态差（除竹、龙须草、甘蔗外），存在于维管束鞘、韧皮部、纤维组织带中。b、非纤维细胞：含量高，种类也多，有薄壁细胞、表皮细胞、导管或筛管、石细胞等。
16、项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （2）常用禾本科茎秆的构造和细胞形态 种类纤维细 胞含量纤维形态 mm非纤维细胞木素及其它性能 比较稻草45长1-1.2 宽0.008碎小量大滤水 差木素少易蒸解,草节 难煮难漂易生尘埃。 木素147麦草50-60 长1.5 宽0.014相对稻草好些 ，草节也是问题，但密 度大易风选除去。木 素225芦苇、 荻、芒 草60-65 苇:长1.12宽0.01荻、芒的情况 好些有穗、节、膜，不易 除，易造成纸中尘埃 。木素20苇6、荻 4、芒3甘蔗渣60-65 长1.7-2 宽0.022存在大量蔗髓 ，耗药品且滤 水难木素20，半纤含量 较高，不透明度低。2竹65-80 长1.5-2. 8 宽0.015虽多种但量不 多木素30，接近阔叶 木质量。1（性能比较1最好,7最差）项目1 植物纤维原料及植物纤维化学 2 （3）禾本科植物化学组成和纤维形态
