年产10万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计.doc

年产10万吨彩色胶版印刷纸造纸车间打浆工段工艺初步设计前言胶版纸是胶版印刷纸的简称，又叫双面胶版纸，在商业上俗称为“道林纸”主要供平版（胶印）印刷机或其他印刷机印刷较高级彩色印刷品时使用，适于印制单色或多色的书刊封面、正文、插页、画报、地图、宣传画、彩色商标和各种包装品，在我国是应用很广泛的书刊印刷用纸胶版印刷纸一般为卷筒纸，也有平板纸，定量为60～150g/㎡纸面洁白、平滑、无杂质，具有良好的表面强度和裂断长(一般不低于3000m)，吸墨性和形稳性良好，印刷时不卷曲、不起毛以漂白化学木浆或配以一定比例的漂白化学苇浆，分别打浆后混合，经施胶、加填(滑石粉、高岭土或二氧化钛)和其他化学助剂后，在长网造纸机上抄造而成，有时还需进行涂布对纸的质量要求也比一般印刷纸高主要有以下三点要求：（1）纸面应有较好的表面强度，就是在胶印过程中不“掉毛”、“掉粉”、“糊版”而且要洁白平滑，组织细致均匀，外观上比一般纸白得多，手摸纸的两面有匀滑感2）抗水性良好，即纸的伸缩率要小胶印时纸被润湿伸缩率要小，因为胶印时纸被润湿辊筒抹水，如果纸没有一定的抗水性，吸水后发生膨胀容易引起尺寸变化，印出的图形往往出现“重影”。

所以必须对这一指标有所控制3）吸油墨性要快对于印刷速度不高的普通印刷机来说，纸的吸油墨性不必太快然而，胶印机的印刷速度快，印刷压力较轻，油墨膜层较薄，因而必须选择吸油墨性快的纸张80年代以来，随着现代胶版印刷技术的普及，要求印刷用纸具有更平滑的表面，更好的印刷性能并能够承受较大的温度和水分的变化而不出现卷曲现象国际上已经把胶版印刷纸品种向上延伸，发展了一系列的机械木浆胶版印刷纸新品种近年来，数字印刷技术、办公自动化和个人计算机的发展，对用纸提出更新、更高的要求，同时，纸业还将面临消费者要求少花钱、多办事、办好事的思维方式所带来的新的挑战目录前言……………………………………….………………………………………….11.绪论……………………………………….……………………………………… 31.1设计依据与设计指导思想………………………………………………………… 31.2建设规模及产品方案……………………………………………………………… 31.3彩色胶版印刷纸的规格…………………………………………………………… 41.4彩色胶版印刷纸的主要技术指标……………………………………………………42、工艺设计………………………………………………………………………… 52.1工艺流程简述…………………………………………………………………………………52.2纤维原料的选择………………………………………………………………………………62.3辅料的选择……………………………………………………………………………………6 2.4打浆系统………………………………………………………………………………………102.5工艺流程方框图………………………………………………………………………………16 3、浆水平衡的计算………………………………………………….….. ……………………173.1工艺参数的确定……………………………………………………………………………………………………………………………………173.2计算步骤与说明…………………………………………………………….……. ………… 193.3浆水平衡表……………………………………………………………………….. ………… 294、设备选型………………………………………………………………………… 305、存在的一些问题……………………………………………………………………………366、设计总结…………………………………………………………………………………… 377、参考文献…………………………………………………………………………………… 388、致谢……………………………………………………………………………………………391 绪论1.1 设计依据与设计指导思想本课题来源于《长沙理工大学2011年制浆造纸工程课程设计任务书》。

本设计指导思想是：技术上先进可行，经济上合理有利，能在市场竞争中体现强大的竞争力，创造出高效的经济效益，并具有一定的规模性，为此，在设计过程中力求做到：尽可能采用先进合理的工艺流程和工艺技术条件，充分体现和利用各成功大型纸厂，造纸研究所，设计院在生产和设计过程中合理部分和成功经验尽可能采用国内现有先进技术，选用中内现有先进设备装置既要保证产品质量符合国家质量标准，且质量稳定，又要保证设计能力的实现充分利用水，电，汽及各种原材料，千方百计降低单位成本提高市场竞争力，创造更大的经济效益设计尽量有据可依，但也要有所创新，设备布置合理，管理方便，操作方便尽量减少大气污染，水污染，噪声污染，改善工作环境和避免对周围环境造成污染，走可持续发展的道路1.2建设规模及产品方案本设计为日产合格品300吨，全年按340天计算，年产量为10万吨为了提高胶版版纸的适印性和平整性，填料加入量要大，一般在10~25％，所以这种纸的不透明度很高，一般要求大于或等于85％彩色胶版印刷纸要求对油墨的吸收性好，通常对其进行施胶，表面施胶改善了胶版纸的表面强度，提高产品质量胶版纸的主要质量指标是纸张的伸缩率随打浆度的增加而提高，这主要是由于纤维润胀较多引起的。

在保证纤维有良好结合的情况下应适当降低打浆度，对木浆可采取游离状或半游离状打浆1.3彩色胶版印刷纸的规格专业标准(QB/T 2693一2005)把彩色胶版印刷纸按质量分为优等品、合格品，彩色胶版印刷纸有卷筒纸和平板纸之分成品规格：重量：60，70，80，90，100，120（g/m2）平板纸规格：787×1092，850×1168，880×1230卷筒纸规格：宽度787，1092，8501.4彩色胶版印刷纸的主要技术指标根据2005年9月1日开始实施的专业标准QB/T 2693一2005的规定，国产彩色胶版印刷纸应符合所列的各项技术指标的要求其技术指标如下表：表1－１ 彩色胶版印刷纸的质量标准指标名称单位规定优等品合格品定量g/m260.0 70.0 80.0 90.0 100.0 120.0定量偏差%±4.0厚度横幅差%3.0紧度g/m30.80±0.07不透明度%85吸水性（正反值均）g/m220.0～40.0伸缩性（横向）%2.8交货水分%4.0 ～9.0正反面差（≤）%20印刷表面粗糙度（≤980kpa）μm4.40续表1-1指标名称单位规定优等品合格品耐折度（横向）次12印刷表面强度（卷筒正反表面均≥）m/s1.501.00亮度（白度）%ISO87.077.0尘埃度总数（≤）个/m22460其中0.2m～0.5m不应有≤2＞0.5m～1.5m不应有＞1.5m2 工艺设计2.1工艺流程简述生产彩色胶版印刷纸的简要流程如下：来浆→浓缩机→磨浆机→混合浆池→成浆池→机外白水槽→三段除渣器→除气罐→一段压力筛→纸机。

这是目前比较成熟的生产胶版纸的一条工艺流程详细来说是自制木浆、损纸以一定比例分别经浓缩机，磨浆机后在混合浆池混合再由成浆泵送入机外白水槽，从而进入浆料的净化筛选阶段纸料先通过锥形除渣器组净化后，再通过除气器除气，最后通过压力筛筛选这种排列的方法不但除杂质和排气的效果好，而且还有稳定和分散上网纸料的作用，有利于制成均匀分散的纤维悬浮液，并可以减轻压力筛的负荷，保持筛板不受杂质沙粒的损坏与传统的上将系统相比，本设计采用了可控速度成浆泵的冲浆泵内冲浆法，从而使反应更快控制更准确2.2纤维原料的选择原料的种类可以影响纸张的伸缩性半纤维素含量少、木素含量多、细胞壁较厚的长纤维所抄纸张尺寸稳定性好，伸缩率较低而短纤维的草浆则容易吸水润胀，伸缩率大这是因为纸张在干燥过程中纤维会在纸张平面或厚度方向收缩较长的纤维在成形过程中纤维间挠合较多，干燥时纤维收缩产生移动，但平面内位移较小，而短纤维收缩时，在纸平面产生的位移较大在相同打浆度下，对不同长度纤维，抄纸样测试证明，纤维长短是影响纸张伸缩率的主要因素生产彩色胶版印刷纸所用的纤维原料范围很广，主要纤维原料为漂白竹浆、草浆、苇浆为主，掺配一定量的木浆生产时需要保证其成纸尺寸的稳定、掉毛掉粉少、吸油墨性好，对强度的要求不是很高，所以在原料的配比方面趋向于以更经济的草类原料为主,草类纤维细而短，成纸匀度较好，纸面平滑细腻，这些都是抄造胶印书刊纸的有利条件。

同时，作为印刷用纸，纸张的印刷表面强度是一个很重要的指标，特别是对高质量的胶印书刊纸，还必须具备一定的耐破，耐折等强度指标，并且为提高抄造效率，改善草浆滤水性能的不足等方面的要求，就必须配比相应的木材纤维为原料进行生产考虑到国内原料供应紧张等因素，本设计中采用进口漂白木浆板2.3辅料的选择2.3.1 施胶剂的选择（1）内部施胶内部施胶是湿部化学操作的一个重要部分，其目的在于改变纤维的表面以便控制含水液体向纸内渗透渗透通常与吸收能力、排斥能力（憎水性）以及含水液体的扩展有关因此需注意：① 在施胶压榨处理或涂布中控制水相的渗透速度；② 在印刷过程中控制液体吸收或润湿；③ 控制多种纸板和纸板的使用能力内部施胶始于1807年已经经历了近两个世纪直到20世纪80年代，大多数纸厂采用松香加明矾的基本方法进行内部施胶，但最近向合成的纤维素反应型系统（基于烷基烯酮二聚体—AKD或链烯基琥珀酸衍生物—ASA）的转变已越来越普遍[12]AKD即烷基烯酮二聚体，是一种反应型施胶剂近年来，随着国产AKD中性造纸施胶剂质量提高，销售价格大幅度下降，中性/碱性造纸施胶成本与松香酸性施胶成本差距在不断缩小AKD中性造纸已在国内推广多年, 应用技术日益成熟，同时，市场对中性/碱性纸的需求量也在迅速增加，这些都加速了我国高级文化用纸由酸性造纸向中性/碱性造纸转换的步伐。

中性造纸因采用白度高的碳酸钙作填料和双组分助留系统，成纸的物理强度、白度、不透明度和印刷性能都有不同程度的提高或改善采用AKD中性造纸，上网浆料的总保留率高，成纸的灰分含量也高，一般中性造纸成纸的灰分含量要比酸性纸高出3%～8%，相对而言，每生产1t纸可以节约30～80kg造纸纤维，其综合经济效益要比酸性纸高另外，由松香酸性造纸向AKD中性造纸转换，系统不需改造，除添置几只助剂溶解计量槽以外，不必增加其它设备，操作工艺方便简洁 AKD 乳液可以在室温下贮存2个月实践表明贮存温度超过 30℃或受冻，AKD 的用量是正常用量的2倍以上，若加水稀释必须在48h内用完，否则AKD会水解，失去施胶作用用AKD对 23℃的浆料进行施胶，浆料无任何施胶损失，而对于50℃的浆料，施胶度损失在2h后开始，这是由于AKD水解后产生的烯酮没有施胶作用水解程度随着pH值和温度的提高而有所增加对于因纸机水系统的封闭而引起的纸机系统温度的提高，纤维和填料的留着率必须尽可能高综上所述，施胶剂选用烷基烯酮二聚体AKD，为了减少水解，选择在上浆泵入口加入2）表面施胶在胶版纸生产中，用表面施胶改善表面强度,减少横向伸缩变形，提高产品质量。

现行生产中表面施胶剂多用氧化淀粉或者氧化淀粉配少量聚乙烯醇(PVA)，施胶浓度一般在2.0%～3.0。