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1、制浆造纸分析与检测,主讲教师 杨桂花,制浆造纸分析与检测 实验内容,第三章 制浆实验及其检测 第四章 造纸实验及其检测 第五章 纸和纸板物理性能的检测,第四章 造纸实验及其检测,第一节 打浆实验及其检测,第一节 打浆实验及其检测,浆料在送去抄纸之前，必须进行打浆，打浆的作用是使浆料细纤维化。经过打浆机的机械处理，赋予纸浆抄造性能和成纸性能，以达到成纸的质量性能要求。 通过打浆实验，掌握打浆工艺条件制定，了解打浆设备的打浆原理及结构性能，了解打浆过程中纤维形态和各项物理性能指标的变化规律，据此可确定最佳打浆工艺和打浆条件，以指导生产，同时对打浆理论有更深入的认识。,第一节 打浆实验及其检测,一.
2、实验室常用的打浆设备及其操作 实验室常用的打浆设备有多种，最常用的有：瓦利打浆机（Valley）、PFI磨(PFI mill)、300高浓盘磨机、单球磨和六罐磨等。制浆造纸实验室有前三种。实验室常用的打浆设备，其作用原理均是基于在水介质中对纸浆进行机械处理，使纤维经受机械力的作用而产生切断、压溃、润胀和细纤维化等变化，从而使纸浆满足成纸的要求。,第一节 打浆实验及其检测,一.实验室常用的打浆设备及其操作 瓦利打浆机:打浆时对纤维切断作用相对较大，更适于处理木浆。这种打浆设备能够根据成浆要求调节打浆比压，因此，灵活性较大。该打浆设备在我国用的较多，国际上也多采用，被ISO列为标准试验打浆设备。
3、PFI磨:打浆时切断作用较小，打浆浓度高，打浆比压可控制,适用范围广。国际上也多采用，亦被ISO列为标准打浆设备。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 1.设备结构及工作原理 （1）设备结构：由浆槽、 中墙、山形部、飞刀辊、 底刀床、加压机构和 放料塞等部分组成。 见图1。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 1.设备结构及工作原理 （2）工作原理：一定浓度的浆料在打浆机内进行机械处理，使纤维在旋转的飞刀和固定的底刀间经受不同的作用而被疏解、切断、润胀、压溃和细纤维化等作用，从而使浆料具有一些特定的性能。,一 实验室常用的打浆设备
4、及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 1.设备结构及工作原理 （3）主要技术规格 打浆机有效容积为:23L； 飞刀辊规格168mm152mm，上面镶有32把不锈钢刀片；刀片规格为152mm33mm4.7mm; 底刀规格159mm16mm3.2mm， 有7把不锈钢刀片；杠杆比为：1.941,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （1）浆料的准备 根据浆料的水分含量和打浆浓度，计算出相当于（3605）g绝干浆的浆样和用水量。若干浆板或风干浆，在加入打浆机前，需用5L水浸泡4h以上，然后撕成25mm25mm的小浆片。湿浆无需用水浸泡。,一 实验室
5、常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （2）打浆工艺条件制定及工艺计算 打浆工艺条件制定 a 选择绝干浆质量，最大460g绝干浆； b 打浆浓度1.57%或2%； c 打浆比压根据杠杆比1.941及重铊质量计算，木浆 54 1N，草浆 29.4 1N ； d 打浆体积：最大23L； e 最终打浆度：麦草浆约500SR，木浆大约600SR。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （2）打浆工艺条件制定及工艺计算 工艺计算 首先根据浆料含水量计算湿浆量；其次是计算加水量。 mL,一 实验室常用的打浆设备及其操作,
6、（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （3）浆料疏解 装料前，先在打浆机浆槽中加入18L温度205的水。然后启动打浆机，将浆料慢慢加入打浆机内，时间控制在35min内。装完料，补充水至浆料和水的总体积为23.0 0.2L，以使打浆浓度约为1.57%或2%。调节浆料温度在20 5 ，然后进行疏解，至无小浆快为止。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （3）浆料疏解 在疏解过程中，应将底刀杠杆臂上下移动12次，使挂在飞刀背后和邻近挡板上的浆落下来。疏解操作一般控制在30min以内。 疏解结束，取样测定打浆浓度和原浆的打浆度、湿重和保水
7、值，并用显微镜观察纤维形态。若有必要，可同时取样抄纸测定原浆的物理强度。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （4）打浆操作 启动电机。开始打浆。 取样：从打浆开始，每隔一定时间取样测定打浆度、湿重和保水值，并观察纤维形态的变化。同时取样抄纸，测定浆张的物理强度，以研究打浆过程中纸浆性能的变化情况。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （4）打浆操作 取样时间一般规定如下: 未漂碱法针叶木浆：5、15、30、60、90min 漂白碱法针叶木浆：5、15、30、45、60min 未漂和漂白的亚硫酸
8、盐浆、碱法阔叶木浆和草浆： 5、10、15、20、30min,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （4）打浆操作 取样时，用100mL 特制取样杯取样，多余的浆料用玻璃棒刮去。因测打浆度时需要2g绝干浆，如果打浆浓度控制为2时，正好取100mL浆料。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（一）瓦利（Valley）打浆机 2.打浆操作步骤 （4）打浆操作 打浆结束，取下重铊，纸浆用150目的尼龙袋收集起来备用，然后用水彻底清洗打浆机。如有必要可用树脂溶剂清洗，但要适当的考虑到橡皮隔膜。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB
9、/T1463-1992） 1.设备及工作原理 （1）设备结构 主要由打浆辊、打浆室 和加压装置三部分组成。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 1.设备及工作原理 （1）设备结构 打浆辊直径为200mm，辊上有33把刀片，刀片长50mm，宽5mm，刀槽间深度为30mm，刀片平行于打浆辊轴线成辐射方向排列。打浆辊由1kw电机带动，顺时针运转，空载时额定转速为 146030r/min。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 1.设备及工作原理 （1）设备结构 打浆室内径为250mm，由400w电机
10、带动，空载时转速控制在71010r/min，以使打浆室和打浆辊间的圆周速度差值为6.00.3m/s. 加压装置由重铊和杠杆系统组成。打浆压力由重铊通过杠杆使打浆辊移向打浆室的内壁而产生的。打浆时，打浆辊和打浆室分别在垂直轴上沿相同方向转动。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 1.设备及工作原理 （2）PFI磨工作原理 基于以相同方向旋转的打浆辊和打浆室之间的圆周速度差，使浆料在打浆辊和打浆室间隙中受到机械作用而达到打浆目的。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （1）浆料
11、准备： 称取相当于300.5g绝干浆的浆料，用水充分湿润，浸泡时间长短视纸浆种类和干度而定。若为浆板或风干浆，则在室温下用0.5L水将其浸泡4h以上，并将浸泡过的纸浆撕成约25mm25mm的小块。湿浆不需要浸泡。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （2）浆料解离 浆料在PFI磨打浆之前，通常需经解离，使交织的纤维或纤维束通过机械疏解作用解离成单根纤维。但仍保持纤维的固有状况。标准纤维解离机的结构及其操作见教材P133,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤
12、（3）浆料浓缩： 浆料解离后，将其用布袋进行浓缩，或用布氏漏斗进行浓缩，内放滤纸或100目的滤网，用抽滤瓶抽滤脱水至浓度20%左右，为避免纤维流失，可将滤液重复过滤一次，必要时可过滤数次。称量过滤后之浆料，并加水稀释至总重为3005g，相当于10%的浓度。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （4）打浆 打浆条件 打浆压力针叶木可选3.330.1N/mm刀片长度非木材原料压力控制在1.77N/mm刀片长度，并在报告中注明。刀间距：0.2mm；打浆浓度：10%（最大可达25%）；打浆度木浆约600SR，草浆约500SR，最终打
13、浆度要根据打浆辊转速确定，在实验报告中要注明打浆辊转速。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （4）打浆 打浆操作 调节打浆元件和浆料温度在205，将浓度10%的浆料放入打浆室内，尽量使浆料均匀分布在内壁周围，注意不要使浆料留在打浆室底部和打浆辊横断面相对应的区域内。然后将打浆辊放入打浆室内，盖好盖子，并用力往下按。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （4）打浆 打浆操作 开始打浆，首先启动打浆室，使打浆室底部水分甩到内壁上，然后再开动打浆辊，待两个打浆
14、元件达到满速旋转时，施加打浆压力，并同时开动转速计数器。 当转速达到要求时，先解除打浆压力，停止打浆，再关闭电机，待打浆室和打浆辊停止后， 打开盖子，提起打浆辊。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（二）PFI磨打浆（参见GB/T1463-1992） 2.打浆操作步骤 （4）打浆 打浆操作 把浆料移至容器不少于2L的量筒内，用水冲洗打浆室内壁，洗涤水倒入量筒中，稀释至总体积为200025mL。 将浆料移入标准纤维解离器中，于转数10000转下，使纸浆悬浮液充分解离后，取浆料测定打浆度、湿重和保水值，并用显微镜观察纤维形态。其余浆料用于抄纸，并测定物理强度。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（
15、三） 纤维解璃器 1.设备结构 主要由圆筒容器、螺旋桨和记录转速的计数器组成，主要起疏解作用。圆筒内壁上有四根盘旋的肋条。 2.工作原理 浆料在圆筒容器中靠螺旋桨的旋转作用，产生离心力，被甩向圆筒内壁四周，由焊接在圆筒内壁的肋条所撕裂， 使互相交织的纤维或纤维束解离成单根纤维，被解离的浆料纤维结构应不发生显著变化。,一 实验室常用的打浆设备及其操作,（三） 纤维解璃器 3.解离操作 把含30g绝干浆的湿浆移入1000mL的量筒中，加水稀释至1000mL，然后移入解离器圆筒容器中，再加1000mL水，把圆筒容器放在解离器上进行解离。操作时先把计数器回零，然后设定疏解转数，最后起动电机开始疏解，直
16、至浆料纤维疏解完全为止。 各种纸浆的疏解转数参考教材表4-1 。 注意：最大疏解浓度不要超过2。,二 打浆过程的检测,打浆对纸张质量有很重要的影响。打浆能提高纸张的抗张强度，耐破度和耐折度等物理强度。同一种浆料，由于打浆方式不同，可以生产出不同物理性质的纸张。在打浆过程中为了掌握浆料中纤维的变化情况，保证打浆质量，必须及时对浆料进行各项质量指标的检查。打浆工段的检测项目主要有浆料浓度、打浆度，保水值、纤维平均长度和纤维湿重等。,二 打浆过程的检测,（一）纸浆浓度的测定 纸浆浓度的测定是造纸厂生产检查中很重要和最常用的一个项目，测定结果准确与否对生产影响较大。例如：在漂白、打浆、测硬度前及网前箱中均要测纸浆浓度。测浓度的方法也有好几种，我准备给你们介绍真空抽滤法、干燥法和离心脱水法三种。,二 打浆过程的检测,（一）纸浆浓度的测定 1.真空抽滤法 参见GB/T5399-1985； 参照国际标准ISO4119-1978） 此测定方法可用于各种原浆或已经打过浆准备用于抄纸的纸浆。,二 打浆过程的检测,
