1、 文文 献献 综综 述述 生物制浆造纸工厂设备设计 Biological pulping and papermaking factory equipment design 性性 质质: : 毕业设计毕业设计 毕业论文毕业论文 教 学 院： 机电工程学院 系 别： 机械设计制造及其自动化系 学生学号： 学生姓名： 专业班级： 指导教师： 职 称： 起止日期： 2013.3.42013.3.28 - 1 - 生物制浆造纸工厂设备设计 摘摘 要要：在能源紧张、市场日趋激烈竞争的今天，节约能源降低能耗、保护环境和提高 产品质量是企业提高竞争能力的有效手段。生物技术在制浆造纸方面有着广阔的应用前 景，生
2、物技术不仅能改善制浆性能和成浆性质，还能从根本上减轻或减少环境的污染， 使生态环境质量得以改善的同时，促进造纸企业走向可持续发展的道路。纸浆的原料主 要有木材、竹、芦苇、稻草、麦草、芒杆、 棉杆、甘蔗渣、破布、废棉、废麻等类植物 纤维 1。生物制浆就是在制浆前利用微生物菌体或其酶制剂对原料进行预处理，然后蒸 煮，获得纸浆。本设计主要对工厂制浆设备进行选型，设备平衡计算，车间布置设计以 及辅助设备的配置进行详细的设计，根据所选参数进行浆水平衡计算,根据计算的结果并 结合工厂的生产实践进行设备选型,根据选型的结果绘制工艺流程图、浆水平衡图、全厂 布局图 3。 关键词：关键词：打浆理论；生物技术；玉
3、米秸皮；设备平衡；车间布置 - 2 - 1 打浆理论 1.1 打浆 打浆又称叩解 2，是利用机械作用处理悬浮于水中的纸浆纤维，使其具有适应在造 纸机上生产所要求的特性，并使所生产的纸张能达到预期质量的操作过程。 利用物理方法，对水中纸浆纤维进行机械或流体处理，使纤维受到剪切力，改变纤 维的形态，使纸浆获得某些特性，以保证抄成的纸达到预期的质量要求，这一过程就称 之为“打浆”。 打浆过程中纤维除了受机件的剪切、揉搓和梳理等作用外，同时纤维的细胞壁还发 生位移、变形与破裂等现象而吸水润胀，产生细纤维化，使纸浆具有柔软性、可塑性， 也使纤维素分子链中的羟基增加与氢链结合机会，提高了纤维间的结合力。按
4、打浆作用， 可分为黏状打浆和游离打浆。按生产方式，可分为间歇打浆和连续打浆。 1.2 打浆原因 由于纸浆纤维挺而有弹性，如不加任何处理就用来抄纸，则在网上成形时难以分布 均匀，抄出的纸张硬度很低 2。另外，未经打浆的纸浆，尚含有未分离的纤维束，这些 纤维束挺硬，有的太长，有的太粗，缺乏必要的切短和分离，如用其抄纸，则所得产品 疏松、多孔，表面粗糙、强度很低，不能满足使用要求。经过打浆处理的纸浆生产的纸， 则组织紧密均匀，强度较大。 1.3 打浆方法 主要分为游离打浆和黏状打浆。 游离打浆是以切断作用为主，纸浆的浓度较低。此方法的打浆机的刀刃较锐利，刀 刃的齿距较密，在打浆时纤维容易被切断，使所
5、抄造出的纸张会出现密度小而膨松、不 透明、伸缩性小，油墨容易附着等特性 4。不过，此方法所抄造出来的纸张，其表面平 滑度较低，并容易起毛。 黏状式打浆方法是用破裂磨溃等原理。其所用的纸浆浓度较高，而打浆机的刀刃较 钝，刀刃齿距较稀疏，切断纤维时容易产生长短不一的现象，使所抄造出来的纸张拥有 的物理特性较强，纸质紧密，纸张表面平滑度佳，透明度较高且不易起挠等特性。但纸 张的伸缩性较大，对油墨吸收效果较差。 1.4 打浆历史 古代中国，人们使用棍棒、石臼等工具来舂捣桑皮和竹麻等原料，来获得所需要的 - 3 - 纸浆。 古代埃及人用木棍捶打莎草和芦苇，使纤维表面产生天然半纤维素胶粘剂，来强化 纤维结
6、合力和物理强度。 1.5 生物技术在打浆中的应用 今天特别是以草类为主要原料且无碱回收装置的造纸企业，正面临着生存的严峻挑 战。在全球的可持续发展战略中，生物技术在制浆造纸工业中将会发挥更重要的作用。 生物技术，简单地概括起来，就是利用生物有机体(从微生物直至高等动物、植物)或其组 成部分(包括器官、组织、 细胞或细胞器等)发展新产品或新工艺的一种体系 5。 或定义为： 操纵生物(微生物、 植物、 动物)的细胞、 组织或酶， 进行生物合成、生物转化或生物降解， 大规模地生产预期产品或达到特殊目的的一门技术。生物制浆就是在制浆前利用环境微 生物菌体或其酶制剂对原料进行预处理，然后蒸煮，获得纸浆。 2 打浆过程纸浆纤维变化过程 打浆对纤维的作用和纤维的变化除压溃、揉搓、疏解以外，主要分为以下五部分： 细胞壁的位移和变形，初生壁和次生壁外层的破除 7，吸水润胀，细纤维化和横向切断 等。但这几种作用不是截然分开，而是互相交错进行的，现分述如下： 2.1 细胞壁的位移和变形 用偏光显微镜可以观察到纤维上的亮点，即微纤维的
