影响打浆效果的因素及优化措施

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：影响打浆的工艺参数很多，如打浆比压，刀间距，打浆时间，浆料浓度，浆料性质，刀的特性，打浆温度，纸料pH及添加物等。打浆比压是决定打浆效率的主要因素，增加比压有利于纤维的切断，打浆速度加快，切断多、压溃多，整根纤维所占的百分比减少。一般要求打浆温度不超过45℃，温度过高时应考虑采取降温措施。因此，通过量是连续打浆设备控制打浆质量的因素之一。纸料组成中长短纤维的配比，也是影响打浆和成纸强度的一个因素。

不同的打浆方式，需采用不同的打浆工艺条件。影响打浆的工艺参数很多，如打浆比压，刀间距，打浆时间，浆料浓度，浆料性质，刀的特性，打浆温度，纸料pH及添加物等。

（一）打浆比压

单位打浆面积上所受到的压力称为打浆比压。打浆比压是决定打浆效率的主要因素，增加比压有利于纤维的切断，打浆速度加快，切断多、压溃多，整根纤维所占的百分比减少。如表1-2所示。所以打游离状浆应迅速缩小刀距，提高比压，在纤维尚未充分润胀之前，用较高的比压，快速地将纤维切断。反之打黏状浆，应逐步缩小刀距，逐步提高比压，以较长的时间、较低的压力，使纤维获得充分的润胀和细纤维化。在打浆机的操作中，对于需要达到必要切短程度的纤维，必须在打浆开始时就下重刀将纤维切短，否则会造成后来切短难的困难。

表1-2 在不同比压下打浆对浆料质量的影响

在一定范围内增加打浆比压，虽然动力消耗加大，但可以缩短打浆时间（间歇打浆），或增加打浆的通过量（连续打浆），从而增加产量，使单位产量的动力消耗下降。因此生产中在保证打浆质量的前提下，应让设备满负荷运行，充分发挥设备的能力，以降低能耗。打浆比压范围大致如表1-3所示。

表1-3 打浆比压与纸张品种、纤维原料间的关系

生产中，比压可通过加压机构的间隙指示装置，气压、油压或电机电流的大小间接地判断。例如，电机电流大则表示比压大。

（二）打浆浓度

浆料的浓度对打浆的质量有很大的影响。根据近年来打浆工艺的发展，打浆浓度可分为低浓打浆、中浓打浆和高浓打浆。打浆时，浆料浓度在10%以下的称为低浓打浆，浆料浓度在10%～20%的称为中浓打浆，浆料浓度在20%～30%甚至更高的称为高浓打浆。

1.低浓打浆

在低浓打浆范围内，提高打浆浓度，进入飞刀与底刀间的浆层加厚，每根纤维所承受的压力相应减少，从而减少了纤维的切断作用，促进了纤维间的挤压和揉搓作用，有助于纤维的分散、润胀和细纤维化。所以提高打浆浓度，适宜于打黏状浆。反之，降低打浆浓度，有利于纤维的切断，适合于打游离状浆。

打浆浓度根据纸种、打浆方式和打浆设备的性能来决定。通常游离状打浆应采用3%～5%的浓度，黏状打浆应采用6%～8%的浓度。提高打浆浓度，可以提高产浆量，降低每吨浆的动力消耗，从而降低生产成本。所以在设备允许和达到纸种质量要求的前提下，应尽量提高打浆浓度。

几种纸种不同的打浆方式与打浆浓度的关系如表1-4所示。

表1-4 不同纸种的打浆浓度

2.中浓打浆

中浓打浆（10%～20%），虽有助于提高纸的强度，但效果不显著，且动力消耗高，因此在工业上未获得广泛应用。中浓打浆的原理与高浓打浆相似。

3.高浓打浆

高浓打浆原理与低浓打浆区别很大。高浓打浆不仅能保留纤维长度，并能有效和均匀地进行打浆，能赋予纸张优良的特性，如有较高的撕裂度、伸长率和耐破度等。因此高浓打浆适用于处理马尾松、落叶松等厚壁纤维和短纤维的阔叶木浆及草浆，为利用短纤维浆料、提高质量、生产高强度的纸开辟了新的途径。

①高浓打浆的原理低浓打浆时刀片与纤维直接作用，而高浓打浆是靠纤维之间的相互摩擦作用，这是高浓打浆与低浓打浆的主要区别。高浓打浆与低浓打浆相比，纤维长度下降不大，短纤维和细小纤维碎片减少。

②高浓打浆浆料的特性高浓打浆能更多的保留纤维的长度和强度，因此成纸的撕裂度比低浓打浆高得多。如表1-5所示，高浓打浆的纤维多呈扭曲和卷曲状，具有良好的收缩性能，能大大地提高成纸的收缩率和韧性。这对水泥袋纸、卷烟纸、高速轮转印刷纸等要求韧性大的纸种，具有重要的意义。

表1-5 高低浓打浆、纤维受扭转作用对比

对于长纤维来说，如单独采用高浓打浆，纤维不能受到足够的切断，成纸时纤维容易絮聚，不易保证成纸的匀度。因此在生产中多采用两段打浆的方法，即在高浓打浆之后再经低浓打浆处理。这样，除撕裂度稍有降低之外，其他各项指标都比单独的高浓打浆有所提高。

高浓打浆也存在一些问题，如设备较复杂，动力消耗大，成纸紧度大，不透明度大，尺寸的稳定性和挺度较差。因此，对于要求这些指标高的纸种则不适于用高浓打浆处理。

图1-12示出一种高浓盘磨机打浆流程图，它适用于作为生产水泥袋纸的第一段打浆，而第二段打浆仍用一般的低浓打浆设备。

图1-12 高浓盘磨机打浆流程

1—真空过滤机 2—真空过滤机水封池（80m³）3—真空泵 4—消音器 5—活底料仓 6—送料器 7—喂料器 8—高浓盘磨机（23%浓度）9—贮浆池（220m³）

（三）打浆温度

打浆时由于浆料和刀片的摩擦，以及纤维间的摩擦作用而产生热量，引起浆料的温度上升，尤其是打高黏状浆，打浆时间长时浆料温度可达到60℃以上。如浆料的温度过高，会引起纸料脱水，纤维的润胀作用下降，使切断作用加大，分丝作用下降，最终影响到纤维的结合力和纸的强度。打浆温度过高还会影响施胶效果，对亚硫酸盐木浆来说，会引起树脂游离，产生树脂障碍。一般要求打浆温度不超过45℃，温度过高时应考虑采取降温措施。

（四）通过量

打浆设备串联的台数一定时，控制纸浆的通过量，可以在一定程度上控制打浆的作用。当通过量大时，表示纸浆的流过速度高，纤维停留在磨区的时间短，因而降低了打浆作用，使成浆的打浆度降低。因此，通过量是连续打浆设备控制打浆质量的因素之一。

（五）纤维性质和纸料化学组成

不同种类的纤维原料，经不同制浆方法的处理，其纤维的物理性质、结构形态和化学组成均不相同，打浆的难易和成纸的性质也各有差异。

一般认为，纤维细而长，长宽比值大，打浆后纤维有较大的结合面积，成纸强度高。

纤维细胞的壁腔比是衡量纤维优劣的另一指标。纤维细胞腔大，细胞壁薄者，即壁腔比小者，纤维柔软，打浆时易被压溃，易细纤维化，成纸强度高。反之纤维细胞壁厚，壁腔比大者，则纤维显得僵硬，打浆时难于细纤维化，纤维结合力低，成纸强度差。

纸料组成中长短纤维的配比，也是影响打浆和成纸强度的一个因素。在长纤维纸料中配入一部分短纤维纸料，能提高打浆度，增加纤维间的结合力和纸的匀度及强度。当然短纤维的配比不应过高。

浆料中α—纤维素含量越高或半纤维素含量越低，木素含量越高，打浆越困难。因为这种浆料不易水化润胀，制成的纸强度低，吸收性强，脆性和硬度较大。

影响打浆效果的因素及优化措施

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