《蒸煮原理》PPT课件.ppt
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1、2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,1,第二节蒸煮原理,蒸煮过程主要是脱除木素的过程。蒸煮的目的就是利用碱性化学药剂,根据不同类型纸浆的需要尽可能地除去纤维原料中的木素,保留纤维素和半纤维素,并使纤维离解成浆。,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,2,一、蒸煮液对原料片的渗透作用主要表现在药液借毛细管作用或扩散作用把药液送入胞间层。(一)毛细管作用主要靠外加的压力和表面张力作用浸透到纤维空隙内。毛细管渗透速率的大小,是由毛细管半径、推动力大小、蒸煮液的黏度、原料种类和水分含量等决定的。边材比心材易渗透,早材比晚材易渗透,原料水分低易渗透。,2
2、023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,3,(二)扩散作用 在原料得以充分浸渍后,扩散作用才有效地发生,它主要依靠药液浓度差造成的离子浓度梯度为推动力,使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料切片内部。扩散的速率主要取决于离子浓度梯度和有效毛细管的截面积。一般在碱法蒸煮时,草类原料比木材容易渗透。,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,4,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,5,二、蒸煮过程中的脱木素化学 在碱法制浆过程中,碱液中的碱主要消耗于:与木素反应;促使部分纤维素与半纤维素氧化或水解而发生降解;中和原料中的有机酸以及在蒸煮过程
3、中生成的有机酸类;对原料中的树脂起皂化作用;少量残留在纤维表面。,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,6,(一)碱法脱木素化学反应 在蒸煮过程中,脱木素反应是最重要的反应,其结果是木素大分子断裂,生成碱木素与硫化木素,从而使纤维分离成浆。酚型-芳基醚或-烷基醚联接的碱化断裂酚型-芳基醚键碱化和硫化断裂非酚型-芳基醚键碱化和硫化断裂苯丙单元芳基-烷基或烷基-烷基C-C键断裂苯环上甲氧基的甲基断裂缩合反应(缩合导致“黑煮”现象),2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,7,(二)、碱法和亚硫酸盐法蒸煮脱木素的顺序 纤维胞间层ML中木素的密度最大 纤维
4、细胞壁S2层中木素含量最多 理论认为:纤维细胞壁S2层中木素先脱除,胞间层ML中木素后脱除。(1.半纤维素在细胞壁S2中先溶出,为木素溶出提供了“通道”;2.含紫丁香基的木素与碱反应快。)硫酸盐法酸性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第二章化学法制浆,8,(三)、蒸煮过程中的脱木素反应历程1.初始脱木素阶段 木素含量降低约为20,半纤维素含量降低为40,纤维素含量降低约为10。2.大量脱木素阶段 木素溶出量约占原有木素含量的约65。3.残余脱木素阶段 最终木素的含量为4-5(软木)和3(硬木)左右时,停止蒸煮。,2023/8/5,造纸工程学院制浆原理与工程第
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