三、备料

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内容出处: 《奇妙的造纸术》 图书
唯一号: 110120020230001352
颗粒名称: 三、备料
分类号: TS75
页数: 8
页码: 11-18
摘要: 本文记述了备料的目的和要求,包括原料贮存的作用及对原料场的要求,以及不同原料如木材、稻麦草、蔗渣、芦苇和棉麻纤维的备料过程。木材原料的备料包括劈木、削片、木片的筛选和再碎等步骤;稻麦草备料则强调切草的目的和要求;蔗渣、芦苇和棉麻纤维原料的备料也各有其特点和要求。通过合理的备料流程,可以确保原料的质量和利用率,提高制浆和造纸的效率。
关键词: 造纸 备料 木材原料

内容

备料的目的和要求
  备料是制浆过程中的重要环节之一。备料的好坏直接影响浆和纸的质量和产量,影响原料的消耗和能量的消耗,以及生产过程的操作。所谓备料是指蒸煮或磨浆之前对原料的初步加工。一般包括原料的收集、运输、贮存、切断、筛选、除尘等部分。原料不同,其备料方法不同,生产流程也不同。生产不同类型、不同质量的产品,对备料的要求也不一样。如草类纤维原料、木材纤维原料、废纸纤维原料备料过程相差较大。
  备料的目的是:对纤维原料进行初步加工和处理,从而满足蒸煮和磨碎的要求,以生产合格的浆料。备料过程要求如下:
  (1)为了确保工厂的连续生产,原料必须有一定的贮存量。
  (2)对原料进行适当的切断,以便除尘、输送和蒸煮或磨浆。其中木材还需要削皮、锯木、劈木、除节、削片等;蔗渣原料还需除髓;芦苇原料必要时还应除去苇穗等。
  (3)备料中,必须除去影响制浆的杂质及腐朽部分。如树皮、树节、烂草、苇膜、苇穗、蔗髓、泥沙等。在备料过程中为除去这类杂质,需选用适合的设备进行加工处理,以保证制取良好的浆料。
  原料贮存的作用及对原料场的要求
  (1)原料贮存的作用:原料贮存的作用包括以下几个方面:
  ①维持正常的连续的生产需要贮存一定数量的原料,贮存量的大小要根据生产能力来计算。
  ②为了改进原料质量,必须将原料贮存一定时期。如草类原料要堆存4~6个月。由于草类原料中含有果胶、淀粉、蛋白质和脂肪等能够自然发酵的物质,蒸煮贮料时药液渗透和脱木素较新草容易,可降低药液和能量消耗。蔗渣初渣出时含水分50%左右,含糖分3%左右,贮存3个月后,通过自然发酵和蒸发,水分可降至25%左右,糖分可降到0.05%左右。木材通过贮存后可大大降低有害树脂的含量,有利于制浆。
  ③防止收购不及时或农作物歉收带来的原料紧缺。
  ④有利于原料水分的平衡,便于制浆而得到较均一的浆料。
  (2)对原料场的要求:一般造纸厂的原料场面积都较大,往往大于生产区所占面积。原料场设在厂内的叫厂内原料场。也可分散设在厂外原料收购地附近,叫厂外原料场。对原料场的要求是:①要有防火安全设施;②要求运输方便;③要求排水通畅;④要求通风良好。
  (3)贮存方式:
  ①草类原料:草类原料堆垛方式多采用草房式,每垛长为20~30米,宽为8~12米,高为9~13米,顶部呈45。角,堆垛时要压紧,垛顶要封好,防止漏水。
  ②蔗渣原料:蔗渣贮存一般采用打包成件堆垛存放,蔗渣在堆放过程中,一些无用成分会发酵,有利于制浆。但应注意,保管不当,会使蔗渣发红、变酸及霉烂变质,甚至不可使用。
  ③木材原料:原木在陆地上贮存,多采用层叠式和平列式堆垛法。对于短原木和枝丫材可用散堆法堆垛。近年来,国内外多采用水上贮木,如我国南方使用马尾松为原料,为了防止蓝变菌侵染使木材发蓝变色,也采用水上贮木。
  (4)备料的基本过程:备料一般包括原料的收集、贮存、去除杂质、破碎、筛选、除尘等基本过程,并因原料品种和制浆要求不同而异。
  木材原料的备料
  (1)备料基本过程:常用制浆造纸用木材一般有原木、废材料、边材、枝丫材和树皮等,按制浆方法和浆的质量不同,对原料有不同要求。木材原料的一般备料过程包括原木贮存、锯木、去皮、除节、削片、筛选、除尘和输送、木片贮存等几个部分。对原木磨木浆来讲不须削片,只须锯木和劈木等部分。
  (2)去皮、锯木和除节:锯木的目的是将长短不齐的原木锯成一定规格的木段,以便于去皮机、削片机和磨木机处理。锯木设备分为单圆锯、多圆锯和带锯三种。锯木机的选择应根据工厂的生产能力和原料种类计算选择。原木直径小于500毫米时,多选用圆锯;原木直径大于550毫米时,多选用带锯。
  去皮的目的是为了降低药品消耗,减少浆中的尘埃,提高成浆质量。去皮方法一般有人工去皮、机械去皮和化学去皮等方法。树皮多送锅炉作为燃料燃烧处理。
  除节的目的是除去坚硬的树节,减少磨木时磨石的损伤或蒸煮时药液的浪费,防止渗透困难,提高成浆质量。除节设备目前多采用类似电锯的除节机,有的工厂也利用小圆锯除节。
  木材原料的劈木和削片要求及木片的筛选和再碎
  (1)劈木和削片:劈木的目的是将较大直径的原木劈开,并把腐材劈除,便于磨木和削片。劈木设备有立式劈木机和卧式劈木机两种。立式劈木机又分单劈斧和双劈斧两种。
  制造化学木浆、高得率半化浆和木片磨木浆等都必须对木材原料进行削片,然后再进行蒸煮或磨浆,以利提高成浆质量。木片的质量对成浆质量有较大影响,一般木片规格要求长度15~25毫米,厚度35毫米,宽度10毫米左右。木片合格率要求在85%以上。
  (2)筛选与再碎:木片筛选的目的是把从削片机出来的木片,经过筛选设备将合格木片与粗大木片、木条、木屑、木节等分离开来,以便得到较均匀的木片,以利磨木或蒸煮。筛选设备有圆筛和平筛两种,其原理是利用木片和杂质几何形状大小不同而使之分离,筛选过程无法分开质量较差的木片。
  粗大木片和木条再碎的目的是经过再碎或再次削片,达到合格要求,以便提高浆的质量和原料利用率,实际生产中可视实际情况,设置再碎机或送回削片机重新削片。
  削好的木片多用带式运输机、斗式提升机或风送机输送到木片仓或蒸煮器。木片的贮存是为了保证连续生产,一般工厂设有木片贮存仓,以供蒸煮或磨木。木片的计量多以送入原木进行推算,或根据堆积情况估算。现代制浆系统多采用皮带秤进行计量。
  稻、麦草的备料
  (1)特点:稻、麦草纤维比较集中地存在于茎部,而叶、节、穗等部位的纤维比较短小,木素、二氧化硅、杂细胞含量较高,加之稻、麦草中较易夹杂谷稗和杂草,对生产带来以下不良影响:
  ①在化学法制浆过程中,节、叶、穗、谷稗、杂草、泥沙、腐草等会增加化学药品的消耗,降低得率,导致成本增加。
  ②节、穗、谷稗组织坚硬、紧密,在蒸煮时不易蒸解,在抄纸时易形成黄、黑色尘埃。
  ③由于叶、节、穗、杂草等杂细胞含量高,降低浆料滤水性能,影响浆料的洗涤,在抄纸过程中纸页脱水困难,影响纸机车速的提高,且易糊网、粘辊、粘毛毯,降低成纸强度,成纸发脆易返黄。
  ④由于节、穗、叶等灰分含量高,主要成分是二氧化硅,碱回收蒸发过程中易结垢,影响碱回收效率,严重时易发生事故。
  因此,稻、麦草备料过程中应尽量除去节、叶、穗、谷稗、尘土等,以提高浆的质量,降低成本。
  (2)收集与运输:稻、麦草为季节性农副产品,为了满足生产需要,要有一定的贮存量,贮存也有利于蒸煮,降低蒸煮药品用量。由于稻、麦草较松散,为了便于输送装运、贮存,一般收采时要压紧打捆,每捆规格为100厘米×60厘米×40厘米,重量为30~50千克。
  目前,企业收购稻草采取两种方式,较近的地区边收边切草;较远地区,打捆运输。贮料场亦可分为厂内料场和厂外料场。
  (3)备料生产流程。
  稻、麦草切草的目的和要求
  稻、麦草切草的目的是便于运输、筛选、除尘,有利于药液的渗透,增加装锅量,使蒸煮质量均匀一致,提高成浆质量,降低蒸煮成本。草片的长度一般控制在25~40毫米,过长药液渗透困难,影响装锅量;过短浪费动力,切草效率低,切草过程中要求草片合格率在80%以上。
  影响切草的主要因素有:原料水分,一般控制15%以下;飞刀和底刀间隙,一般控制在0.3~0.5毫米;喂料辊的线速与飞刀辊的转速相配合;喂料时料层应薄厚一致,保证切草质量,草层厚度一般不超过250毫米,调节好第二喂料辊距离,控制草片长度。
  我国常用的切草设备为刀辊式和圆盘式切草机,目前麦草浆厂使用7~8吨/小时切草机较多,新建生产线多采用12吨/小时切草机。
  切好的草片要进行筛选除尘,目的是除去草节、草屑、谷粒、泥沙、叶、灰尘等杂质,以提高草片质量。目前,我国多采用六辊羊角除尘器,同时筛选除尘,并配有除尘系统,降低切草过程中对环境的污染,对除去的灰尘进行综合利用。
  稻麦草备料常见有三种方法:干法、湿法、干—湿法。目前,我国中小型纸厂多采用干法,这种方法设备简单,能耗低,便于操作,但环境污染较大,草片质量较差;大中型企业及新上生产线多采用干—湿设备,并与下一工序连蒸、连漂配套,干—湿法备料,除尘较彻底,草片质量好,更有效地除去砂土,减少了蒸煮黑液的硅含量,更有利于碱回收,但生产过程中能耗、水耗较大,设备投资较大,较适合于生产能力较大的生产线。
  蔗渣备料
  蔗渣是蔗糖厂的副产品,是我国南方广泛使用的造纸原料。蔗渣的备料主要包括除糖和除髓两大部分。
  一般机榨蔗渣中含有3%~5%的糖分,糖分的存在使蒸煮过程中,消耗药品量增加,且不易蒸煮,特别碱法蒸煮过程中,糖与碱作用后,生成棕色物质,浆料难漂白,备料过程中必须进行除糖处理。
  蔗渣原料中皮层纤维占55%左右,髓细胞占25%左右,维管束占20%左右。髓细胞的大量存在易造成蒸煮困难,备料过程中必须对蔗渣进行除髓处理,一般除髓率为30%~40%。蔗渣的除髓有干法、半湿法、湿法三种,除髓设备常用锤式除髓机和水力碎浆机,我国南方采用蔗渣制浆的造纸企业多采用水力碎浆机除髓,两台串联使用,效果更好。
  蔗渣原料的备料,除了需采用除糖、除髓部分以外,其备料流程与其他禾本科植物纤维原料的备料流程类似,不再赘述。
  芦苇备料
  芦苇是我国主要的非木材纤维原料之一,在我国北方和西北的造纸企业,有丰富的芦苇制浆造纸的经验。
  芦苇原料主要利用的部分为茎秆,而其梢、节、穗、膜等部分多含薄壁细胞,易使成纸产生淡黄点或掉毛现象。苇片上的苇膜不易除掉,因此芦苇备料过程中常选用风选机。特别是酸法制浆,苇膜障碍难以解决。
  芦苇的备料流程中切料设备多选用圆盘切草机和风选除尘,其他部分类似稻麦草备料流程。近年来,山东一些麦草制浆流程,也照样使用芦苇做原料,生产效果也很好。芦苇备料主要也包括:运料、开捆、切苇、风选、旋风分离除尘、筛选、运输苇片、贮存苇片等等。
  我国大多数芦苇浆厂采用圆盘切苇机切断芦苇,从切苇机出来的苇片,夹带苇膜、苇节、苇穗、苇屑和尘土等杂质,对蒸煮有不利影响,必须加强筛选、净化除尘。筛选除尘一般采用风选机。风选机是利用苇片与杂质的比重不同而分开的。这样才能保证去蒸煮部分的苇片质量,以提高成浆质量。
  棉麻纤维原料备料
  造纸用棉纤维原料包括旧棉、短绒、破布等等,对于旧棉和破布备料,要经人工拣选,去除杂质,特别是破布应把难以除色的红色等重色破布拣出,另行处理。破布旧棉要适当切断,以利制浆,或制特种浆。如炸药卷纸用浆,不必蒸煮,直接先打半浆,再进行打浆等处理即可使用。对于棉短绒多数用于高档浆种,要将棉捆打散、拣选。
  用于麻类制浆主要包括两种原料:一是破旧麻制品;二是全秆麻原料。破旧麻制品可采用类似破布、旧棉的备料方法,须经拣选、切断、筛选、除尘;全秆麻类纤维原料备料过程类似其他草类纤维原料,也须运输、破捆、切断、筛选、除尘、贮存。但应注意的是全秆麻的切断较稻麦草难度要大得多,特别应注意麻的种子对制浆过程十分不利,应尽量除去,有利于提高成浆质量。
  旧棉、破布、麻制品、全秆麻都可选择合适的辊刀式切料机。旧棉、破布备料时应注意消毒处理,避免对工人健康的损害。旧棉、破布、旧麻制品多需喷水润湿后再切料,避免灰尘污染环境。

知识出处

奇妙的造纸术

《奇妙的造纸术》

出版者:山东科学技术出版社

本书讲述了造纸工业快速、健康和可持续发展,带动了相关产业的发展。我国的现代造纸工业在国民经济建设中占有重要地位。以便人们特别是广大青少年更好地了解造纸工业,普及造纸技术基础知识。

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