打浆工艺

打浆工艺--概 述

理工大学造纸教材

经过净制筛选以后的纸浆，还不宜直接用于造纸。利用物理方法处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应造纸机生产上要求的特性，并使所生产纸张能达到预期的质量，这一操作过程，称为打浆。

由于纸浆纤维挺而有弹性，不加任何处理就用来抄纸，则在网上沉积时，难以取得均匀分布，而抄得纸张的强度势必很低。另外，未经打浆的纸浆，尚含有未离解的纤维束，这些纤维束光滑挺硬，有的太长，有的太粗，缺乏必要的切短和分丝，如用其抄纸，则所得产品显得疏松、多孔、表面粗糙、强度很低，不能满足一般的要求。经过打浆处理的纸料生产的纸，则组织紧密均匀、强度较大。

打浆的首要任务是通过机械作用给予纸料一些特定的性质，借以保证抄成纸或纸板后能取得预期的质量。在抄纸过程中，往往需要在纸浆中加用某些添加剂(例如胶料、硫酸铝、填料、色料等)，借以改进成纸质量；这些添加剂经常是在打浆过程中加入，使与纸浆取得均匀混合。

打浆本身是一个复杂细致的生产过程，它随着打浆设备的类型及打浆操作规程的不同，而有差异；同一纸料生产不同品种纸张，其操作规程也是各不相同的。因此造纸厂应该从实际情况出发，总结生产实践的经验，制订出合理和切实可行的打浆工艺操作规程，作为打浆工人控制打浆操作的依据。 打浆的简要术语：

（1）打浆度：即一些工厂仍习惯采用的叩解度(。SR)。打浆度只表示纸浆的滤水性能。以2克绝干浆，稀释至1000毫升，在20℃条件下，通过80目网，从肖氏打浆度仪侧管排出的水量，即为测定的结果。打浆度是表示纸料性质的一项指标，根据纸料打浆度就可能掌握纸料将来在纸机铜网上的滤水速度，同时也可能概括预知将来生产纸张的机械强度、紧度和可整理性等，所以掌握纸料的打浆度是生产中一种重要的技术控制办法。单纯打浆度一项指标并不能完全代表纸料的性质，例如，我们可以用高度切断纤维(游离状打浆)的方式来达到45。SR；另外，也可采用高度细纤维化(粘状打浆)、但不怎样切短的方式来达到同样的45。SR打浆度。两种情况最终打浆度虽然相同，可是纸料的性质却相差悬殊，所以在生产中单凭打浆度作为生产技术上的唯一的控制指标是有缺点的，尚须与其他指标如纤维平均长度等结合起来考虑，才能进行合理的打浆。 测定纸料打浆度的仪器种类很多，我国造纸厂一般均应用肖氏打浆度仪。

（2）加拿大标准游离度(c. s. f)：对纸浆滤水性能的测定有各种方法，其中以游离度和打浆度获得较广泛应用。北美国家和日本多选用加拿大标准游离度，而欧洲和我国则习惯应用肖氏打浆度，游离度与打浆度有所不同的只是测定表示方法的的差别。凡是打浆度愈大，纸料的游离度就愈小，反之亦然。一般来说，游离度愈大的纸料，滤水速度愈快。加拿大标准游离度所用测量仪器与肖氏打浆度仪近似，但测定时其绝干纤维取样量

为3克，游离度与打浆度可以互为换算。

（3）保水值：在标准状态下，用高速离心机把纸料中游离水甩出，并定量测定纸料内所保留的水量，即可得出纸料的保水值并由此而产生的纤维可塑性。这种方法是借离心分离使纤维间保存只有润胀水，而仅含有少量的纤维表面水和纤维之间的水，所以保水值指标可以说明纤维的润胀程度，从而反映出细纤维化程度，说明了纤维之间结合力的大小。

如上所述，打浆度仅能测定纸料的滤水性能，但是，打浆度的增长并不意味着纸张强度将会按直线比例增大。而保水值在打浆过程中的增长却是跟强度的增长趋于一致的。纸张强度主要取决于纤维间结合力和纤维长度，所以测出保水值，再测出纤维平均长度，就能很好地说明纸的强度。当前，一般认为测定这两个指标，比单纯用打浆度指标更能说明问题，但由于设备较贵，测定手续较麻烦，所以应用得不够普遍，目前国内纸厂生产上尚未正式采用。

（4）湿重：湿重是在打浆过程控制中常用的一个名词，它间接地去示了纤维的平均长度。湿重的测定多采用框架法，这是使用一特制的框架，使稀释了的纸料在测定打浆度的同时流过框架，在框架上挂住纤维的重量即为湿重。纸料中纤维平均长度越长，则框架上挂住的纤维越重，也就是湿重越大。

（5）水化度：有的工厂也用水化度作为一项指标。首先说明，在造纸工业中，“纤维水化”一词是不够严格的，因为这容易误解为纤维与水起化学作用，实际上水是与纤维上的羟基形成水桥，干燥时脱水形成氢键，并不是化学作用。

水化度是表示纤维在打浆过程中吸收结合水总量的一种方法。水化度的测定方法之一是煮沸法，即加热煮沸纸料1小时，利用加热方法去掉纤维的结合水，然后按照普通方法测定其打浆度；以不加热的纸料和加热煮沸纸料分别测得的打浆度的差值代表纸料纤维的水化度。另一种是酒精法，即将纸料放在酒精内，利用酒精将纤维的结合水置换出来，然后用普通方法测定打浆度，纸料在水中和在酒精中所测得的差值即表明纸料的水化度。上述两种测定纤维水化度的方法都存在一些缺点，容易引起误差。

打浆工艺--打浆设备

理工大学造纸教材 一）概述

纸浆必需经过打浆，使其受切断、帚化、疏解、水化等作用，获得必要的性质，以适应生产纸种的质量

要求。打浆操作是在各种类型的打浆设备内进行。目前应用的打浆设备种类繁多，但概括起来，主要可归纳为打浆机、锥形磨浆机、盘形磨浆机和水力碎浆机等几种类型。

荷兰式打浆机是最早出现的机械化打浆设备，在荷兰式打浆机的基础上，又出现了其他类型的打浆机，例如改良荷兰式、伏特式、华格纳式等打浆机。打浆机是间歇操作的设备，但也有利用引浆道将数台打浆机串联起来进行连续打浆，并在这个基础上发展，出现另一种连续操作的螺旋式打浆机。

锥形磨浆机过去多为低速，并仅供抄纸前精浆之用。随着造纸操作技术的发展，又有采用多台中低速锥形磨浆机串联起来，代替打浆机，处理某些浆料，以生产一些中低级纸张（例如袋纸等）。近代采用的高速锥形磨浆机，除能起打浆作用外，并能有水化作用，因此也称为水化磨浆机。锥形磨浆机的型式也很多，不同型式的锥形磨浆机可能在结构上（特别是转子的锥度）有差别，但在其工作原理基本上还是一致的。锥形磨浆机具有体积小，重量轻，占地面积小，打浆效率高等优点，其在造纸工业中获得重视并非偶然。 盘形磨浆机结构简单，操作简便，几乎没有切断作用，对处理草浆等草类纤维有其独特的优点。半化学浆和高得率化学浆也多趋向于采用盘形磨浆机处理。

水力碎浆机广泛应用于处理损纸、废纸和浆板，以其设备简单，能起疏解而无切断的作用。 本章拟着重讨论几种主要打浆设备的结构及其工作原理，分别叙述如次。

二） 打浆机的结构

打浆机主要是由浆槽、飞刀辊、底刀、洗鼓、升降装置、调压装置、打浆机盖、放浆阀门及排污阀门等组成。

图5-1所示为荷兰式打浆机的结构图。浆槽A是一个近似椭圆形槽子，其侧壁平直，而前后两端成半圆形。槽中设有中墙B，将浆槽分隔为彼此连通的两个浆沟，使浆料在其中循环流动。过去，有采用钢板或木材制成浆槽的，其耐用程度既较差，表面光滑度也较差，且易沾污浆料；近代打浆机几乎已全部采用钢筋混凝土制成，必要时槽壁槽底可粘贴磁砖，以保证表面有较高光滑度，且不易发生“挂浆”等现象。

安装在转动主轴C上的飞刀辊R是设在中墙一侧的浆沟内。在飞刀辊的下方，装设底刀H。飞刀辊是由电动机通过皮带轮带动而回转。浆料通过飞刀辊与底片之间获得打浆处理，并受飞刀辊的带动，沿飞刀辊后面的山形部G流入浆槽的另一个浆沟内，然后再流动到飞刀辊的前方，进入飞刀辊与底刀之间再受打浆处理。为适应浆料在浆槽内循环的需要，山形部后面的浆槽底部应具有一定的弧形，并具有一定的缓慢下降的倾斜度，使浆料能在槽内循环。

在飞刀辊的上方，设有打浆机盖E，机盖内装有一个可调节的档浆板F。浆料经飞刀辊带动，部分越过山形部的“山顶”，部分则又随飞刀辊回转。调节挡浆板与飞刀辊的距离，可以减少“回浆”；而机盖则又可防止

浆料的到处溅扬，保证“回浆”返回飞刀辊的前方。图中I为罩环。

飞刀辊主轴支承在浆槽两侧横架D的油环滑动轴承上；横架一端绞接在机架的销轴O上，另一端则支持在一个方形螺母N上。转动手轮M，即可通过横杆J驱动两侧的蜗轮传动L，进而使螺杆K转动。螺母N则可随螺杆K的转动而发生上下移动，从而使横架D上升或下降，以调节飞刀辊与底刀间的距离。手杆X是快速提升飞刀辊的特殊装置。搬动X杆，可使轴销O随着螺旋凸轮Z的回转而急速上升，从而使飞刀辊离开底刀。采用此种装置可将飞刀辊提高15毫米左右。

在浆槽中，设有放料阀门V，排污阀门Y及稀释用水阀门W。在飞刀辊的前面，又设有沉砂槽T。 三） 浆槽的型式

（一）浆槽本体 前面已讲过，浆槽多用钢筋混凝土制成；浆槽内壁磨光或贴磁砖。槽壁高度一般是后墙较前墙高；前墙高度通常约为飞刀辊直径的0.6～0.7倍，而后墙高度则应为前墙高度和水线高度（根据槽底坡度决定）的总和。

旧式打浆机的中墙设在浆槽的纵轴线上，将浆槽分为两个宽度相等的浆沟。为改进浆料的循环，新式打浆机则多将中墙放置在浆槽纵轴线的左侧或右侧，使具有飞刀辊的一边形成宽沟，而窄沟则为回浆沟。宽沟一般要比飞刀辊宽出50毫米左右；宽沟与窄沟的宽度比值则为1.4～1.7。浆槽槽壁和中墙的厚度一般为100毫米；为使浆料在前墙附近流动较为均匀，中墙的前端（即靠近浆槽前墙的一端）制成圆弧形，其圆弧半径为150毫米。此外，为使浆料顺利地沿着前后墙的弧形流动，避免涡流的产生，中墙长度要比前后墙弧形中心的联结线长一些。以1372毫米宽的飞刀辊为例，中墙的前端较前前墙的弧形中心伸出150毫米，其后端则较后墙的弧形中心伸出200毫米。

浆槽底部应具有一定倾斜度，通常为5～7%，间或大至10%，而且内圈倾斜度略大，外圈倾斜度较小，以保证浆料的循环。槽底倾斜度是由山形部山背开始，一直伸延至浆槽的前墙。各种不同型式打浆机槽底倾斜度的情况是不一样的。以伏特式打浆机为例，山背以45o左右的坡度急剧下降，然后在中墙后缘的后面与窄沟槽底相连，维持5～7%的坡度，直至宽沟靠近前墙处，转为较平坦。而旧式打浆机（例如荷兰式打浆机）的山背坡度与回浆沟均较为缓和。

放浆口和排污口均设置在靠近前墙的槽底，其所占位置应为整个浆槽底标高最低之处。放浆口和排污口分别装有放浆阀门和排污阀门。放浆阀门实质上是一个青铜制的盖子（图5-2）。盖子下部用弧形曲棒与一根

直通到槽外的转轴连结着。搬动安装在转轴的把手，即可启闭阀门。排污阀门在结构上基本与放浆阀门相同，但其直径比较小些。有些小型打浆机则没有安设机械启闭阀门的装置，而直接以人工操作，用铁钩钩起铜盖，以便放浆或排污。

在宽沟内槽底的适当位置，留有凹穴，供安装底刀之用。同时，在飞刀辊前设有沉砂槽，用以捕集比重较大的砂粒。沉砂槽实质上是一个浅沟，上盖铁制花板。

打浆机浆槽的长度和宽度应配合适当，以保证浆料的顺利循环。旧式打浆机的长宽比值纸为2.0～2.5；而新式打浆机的长宽比值则只有1.5～1.8。打浆机浆槽的长度一般为飞刀辊宽度的3.5～4.0。

打浆机浆槽的形状和水线的变化，直接影响浆料的循环情况。旧型荷兰式打浆机的飞刀辊设在浆槽的中部，而浆槽前墙及后墙又均为圆形，因此浆料的循环路线始终不变（图5-3甲），循环，其结果必然会造成打浆不够均匀。新式打浆机（例如伏特式打浆机等）多将飞刀辊的安装位置略为靠后，且将山形部后面的后墙改为三角形的下斜坡，浆料的循环路线有显著改进（图5-3乙）。靠中墙的浆料经过山形部后，转至靠近浆槽外壁，流过窄沟，再进入飞刀辊，又被抛过山形部，然后转至靠近中墙前进，从而使浆料在浆槽中获得交换位置的循环作用，提高打浆的均匀程度。

（二）山形部 山形部是浆槽结构的一个重要部分。山形部的设计与施工是否正确，直接关系到浆料的循环情况以及打浆的质量。浆料进入飞刀辊和底刀之间，经打浆处理后，沿抛物线翻过山形部转入回浆沟。在进入飞刀辊和底刀之间时，浆料的流动速度和流动方向即受两个外界因素的影响，其一为由于飞刀辊的回转而形成的离心力所产生的径向速度，另一则为飞刀辊的圆周速度。因此，浆料的流动速度的矢量应为上述径向速度和圆周速度的合成速度的矢量。

根据上述认识，山形部靠近飞刀辊的一侧应有绝大部分是与飞刀辊形成同心圆，亦即以飞刀辊的中心线作出山形部曲面弧。此一曲面弧线通常是伸延至飞刀辊水平中心线以上一定高度，再转入“山背”（图5-4）。由山形部同心圆转入山背的转折处称为“山顶”。个别打浆机（例如改良荷兰式打浆机）“山顶”的高度是在山形部适合于处理浓度低、循环速度较快的浆料。另外，有些打浆机山形的曲面弧线起始于飞刀辊的正下方，

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