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废纸再生新闻纸生产过程中胶黏物的表征和控制

作　者: 张凤山
导　师: 李忠正
学　校: 南京林业大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 废纸脱墨浆胶黏物生物酶表征
分类号: TS761.1
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文通过对华泰集团新闻纸PM12车间生产线不同操作单元取样进行分析,确定了生产线中不同部位胶黏物的含量和化学成份组成。探讨了主要设备单元对黏性物质的去除效果。研究了废纸贮存条件对黏性物质的影响和用生物酶、阳粒子滑石粉对胶黏物的控制,并进行了生物酶控制胶黏物的生产试验。采用胶黏物筛分仪对不同操作单元大胶黏物的含量测试表明,90%以上的大胶黏物都可在脱墨浮选和筛选过程中去除。对生产线的不同操作单元浆料取样,对浆料纤维组分、细小组分和DCS的黏性物质进行抽出物检测和分析,发现浆料中74%的大胶黏物在制浆过程中被除去,其中黏合剂类物质约占黏性物质总量的85%至96%;35%的微细胶黏物在制浆过程中被除去,其中黏合剂类物质占黏性物质总量的81%至94%;浆料中DCS 57%左右的黏性物质在制浆过程中被除去,其中黏合剂类物质约占黏性物质总量的62%至77%。对烘缸沉积的胶黏物进行分离和分析表明,乙醇抽出物、氯仿抽出物、灰分所占原始胶黏物质量的比例分别为34.3%、4.03%、13.7%。主要成分为聚醋酸乙烯类和苯乙烯丙烯酸酯共聚物类物质。抽提残余物在煅烧后灰分分析主要含有C、O、Al、Si等元素。研究表明废纸的贮存温度对油墨去除率和脱墨浆白度有显著地影响。在20℃贮存条件下大胶黏物的含量最多,而胶体物质的含量最低;而阳离子滑石粉对胶黏物有显著的控制作用,且可提高纸页的灰分,但也导致了纸页物理强度的降低;用生物酶处理涂布损纸中的白色树脂,确定了淀粉酶处理涂布损纸的最佳条件,淀粉酶用量和温度是影响涂布损纸Zeta电位最显著的因素,而淀粉酶处理能降低浆料系统的阳离子需求量,减少系统中阴离子垃圾的含量。用巴克曼公司生物酶Optimyze? 525在车间进行了胶黏物控制的生产性试验,确定了生物酶Optimyze? 525的最佳添加点和添加量。试验表明生物酶能控制胶黏物,减少纸幅断头现象的发生。

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
ABSTRACT  5-13
第一章绪论  13-15
  1 研究的来源和选题依据  13
  2 研究的目的  13-14
  3 研究的主要内容  14
  4 本研究的主要创新点  14-15
第二章文献综述  15-30
  1 我国造纸原料的特点  15
  2 国内外废纸利用的现状及意义  15-16
  3 胶黏物的潜在来源和化学组成  16-17
  4 胶黏物的分类及危害  17-22
    4.1 胶黏物的分类  17-18
    4.2 胶黏物的性质  18-19
    4.3 胶黏物的危害  19-22
  5 胶黏物的测量方法  22-25
    5.1 胶黏物数量的检测  22-24
    5.2 胶黏物化学成分的分析  24-25
  6 胶黏物控制方法  25-27
    6.1 工艺控制法  25-26
    6.2 化学控制法  26
    6.3 生物控制法  26-27
  7 现代化新闻纸生产线的工艺路线  27-30
    7.1 废纸脱墨浆的生产流程  27-28
    7.2 白水处理和循环回用系统  28-30
第三章实验原料与方法  30-37
  1 实验原料  30
  2 主要实验仪器  30-31
  3 实验方法  31-37
    3.1 大胶黏物的检测  31
    3.2 浆料的组分分离  31-32
    3.3 四氢呋喃抽提浆料纤维组分和细小细分  32
    3.4 浆料纤维组分和细小组分中THF 抽出物的FTIR 分析  32
    3.5 浆料纤维组分和细小组分中THF 抽出物的GC-MS 分析  32-33
    3.6 循环水总固形物、溶解与胶体物质及溶解物的测定  33
    3.7 循环水物理化学性质的检测  33
    3.8 浆料DCS 的MTBE 抽出物及其GC-MS 分析  33-34
    3.9 纸机沉积胶黏物化学组分离和分析  34
    3.10 废纸碎解与脱墨浮选  34
    3.11 浆料的生物酶处理  34-35
    3.12 DCS 中木素类物质的分析与测定  35
    3.13 DCS 水中金属离子的测定  35
    3.14 DCS 中碳水化合物的GC-MS 分析  35
    3.15 DCS 中MTBE 抽出物的GC-MS 分析  35-36
    3.16 残余油墨值和白度的测定  36
    3.17 铝箔法检测胶黏物的实验  36
    3.18 纸张性能的检测  36-37
第四章结果与讨论  37-114
  1 生产过程中大胶黏物的特性研究  37-42
    1.1 各取样点纸浆浓度和pH 值  37-38
    1.2 各取样点的大胶黏物分布情况  38-40
    1.3 不同操作单元去除大胶黏物的情况  40-41
    1.4 本节小结  41-42
  2 生产过程浆料中胶黏物的表征  42-60
    2.1 浆料中THF 的抽出物  42-44
    2.2 浆料不同组分 THF 抽出物的 FTIR 分析  44-46
    2.3 浆料中THF 抽出物的GC-MS 分析  46-57
    2.4 筛分法与抽提法的相关性分析  57-58
    2.5 本节小结  58-60
  3 生产线浆料和水循环系统中DCS 的表征  60-81
    3.1 DCS 的含量测定  60-63
    3.2 DCS 的物理化学性质  63-68
    3.3 DCS 中MTBE 抽出物的GC-MS 分析  68-76
    3.4 DCS 水中木素类物质的紫外光谱分析  76-77
    3.5 DCS 水中金属离子的分析  77
    3.6 DCS 水中碳水化合物的GC-MS 分析  77-79
    3.7 本节小结  79-81
  4 生产过程中纸机沉积胶黏物的组份分析  81-88
    4.1 胶黏物各组分所占比例  81-83
    4.2 己烷不溶物的FTIR 分析  83
    4.3 氯仿抽出物的FTIR 分析  83-84
    4.4 固相萃取己烷洗出物的 FTIR 分析  84-85
    4.5 胶黏物的Py-GC-MS 分析  85-86
    4.6 抽提残余物灰分的SEM-EDAX 分析  86-87
    4.7 本节小结  87-88
  5 废新闻纸贮存对脱墨浆中胶黏物的影响  88-95
    5.1 废纸贮存温度和脱墨浮选对脱墨效果的影响  88-90
    5.2 废纸贮存温度和脱墨浮选对大胶黏物含量的影响  90-93
    5.3 废纸贮存温度和脱墨浮选条件对浆中胶体物质含量的影响  93-94
    5.4 本节小结  94-95
  6 采用阳离子滑石粉控制废纸脱墨浆中胶黏物的研究  95-103
    6.1 滑石粉对胶黏物的控制效果  96-97
    6.2 阳离子滑石粉对溶解及胶体物质的控制效果  97
    6.3 滑石粉类型对浆水体系湿部化学性质的影响  97-99
    6.4 滑石粉对纸页性能的影响  99-102
    6.5 本节小结  102-103
  7 淀粉酶对白色树脂和浆料动电化学的影响  103-109
    7.1 淀粉酶处理条件的优化  103-106
    7.2 淀粉酶处理对浆料阳离子需求量的影响  106
    7.3 不同方法处理涂布损纸的对比分析  106-107
    7.4 化学方法与生物酶方法处理对纸张强度的影响  107-108
    7.5 本节小结  108-109
  8 生物酶在大型新闻纸机胶黏物控制的应用试验  109-114
    8.1 控制机理  109-110
    8.2 试验条件  110-111
    8.3 生产试验情况  111-113
    8.4 生物酶Optimyze? 525 去除胶黏物机理的分析  113
    8.5 本节小结  113-114
第五章结论  114-116
参考文献  116-122
附录  122-123
  附录1：博士在读期间以第一作者发表的文章  122
  附录2：博士在读期间获奖成果情况  122-123
详细摘要  123-128

废纸再生新闻纸生产过程中胶黏物的表征和控制

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