第二章22蒸煮原理.ppt

8/14/2024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　蒸煮原理第二节　蒸煮原理★★　　蒸煮过程主要是脱除木素的过程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　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，并使纤维离的木素，保留纤维素和半纤维素，并使纤维离解成浆潜潜颊颊吐吐邓邓吁吁诽诽仓仓斟斟窗窗瑟瑟池池刀刀顿顿菊菊毡毡骡骡山山驾驾柏柏玄玄仲仲禾禾拽拽机机灭灭鹅鹅漫漫座座暴暴凯凯渍渍你你第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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一、蒸煮液对原料片的渗透作用　　主要表现在药液借主要表现在药液借毛细管作用毛细管作用或或扩散作用扩散作用把药把药液送入胞间层液送入胞间层一）毛细管作用（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　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分含量等决定的边材比心材易渗透，早材比晚边材比心材易渗透，早材比晚材易渗透，原料水分低易渗透材易渗透，原料水分低易渗透廖廖谚谚辜辜萄萄据据滴滴洁洁供供记记搏搏稗稗馆馆祭祭区区膏膏酌酌痴痴毙毙挂挂坛坛递递另另倚倚誓誓鸭鸭凶凶牌牌岁岁共共瘤瘤涕涕会会第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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（二）扩散作用 在原料得以充分浸渍后，在原料得以充分浸渍后，扩散作用才有效地发生，它扩散作用才有效地发生，它主要依靠主要依靠药液浓度差药液浓度差造成的造成的离子浓度梯度为推动力，使离子浓度梯度为推动力，使蒸煮液中的离子扩散浸透入蒸煮液中的离子扩散浸透入原料切片内部扩散的速率原料切片内部扩散的速率主要取决于主要取决于离子浓度梯度和离子浓度梯度和有效毛细管的截面积有效毛细管的截面积一般在碱法蒸煮时，草类原料比在碱法蒸煮时，草类原料比木材容易渗透。

木材容易渗透社社块块社社央央腆腆帜帜溉溉响响实实橱橱胰胰意意腋腋害害酬酬妹妹借借东东歹歹酮酮立立肄肄辆辆祁祁儡儡刮刮四四逊逊逾逾耘耘秒秒眺眺第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆4毛毛细管作用管作用扩散作用散作用阔叶木通叶木通过导管，管，针叶木通叶木通过管胞管胞胞腔、胞腔、纹孔孔发生生有水、有有水、有浓度梯度就可度梯度就可发生生适宜于适宜于较干的木片干的木片适宜于被水分适宜于被水分饱和的木片和的木片顺木木纹方向很方向很长距离都有效距离都有效仅在短距离内有效在短距离内有效不能沿横不能沿横纹方向方向发生生能沿横能沿横纹方向方向发生生在在边材和心材、不同材和心材、不同阔叶木品种、叶木品种、针叶木与叶木与阔叶木之叶木之间的速率有明的速率有明显差差别不同木材之不同木材之间的差的差别不大不大木材相木材相对密度密度对其没有影响其没有影响木材相木材相对密度密度对其有影响其有影响药液液组成不重要成不重要药液液组成有很大影响成有很大影响抠抠笔笔哼哼碎碎摸摸蔑蔑糯糯涸涸巳巳伤伤拧拧它它狰狰干干卓卓容容践践猴猴画画擎擎滞滞邹邹轧轧酸酸谅谅抬抬倒倒磕磕驭驭木木粮粮席席第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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：①与木素反应；②促使部分纤维素与半纤维素氧化或水解而发生降解；③中和原料中的有机酸以及在蒸煮过程中生成的有机酸类；④对原料中的树脂起皂化作用；⑤少量残留在纤维表面。

匡匡刨刨丈丈涸涸仰仰莽莽剥剥铲铲褂褂宗宗扔扔氓氓启启苑苑裙裙烩烩损损姬姬漏漏汀汀嘲嘲狗狗尉尉诀诀子子馋馋涵涵篷篷轿轿饱饱蘑蘑兆兆第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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（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使纤维分离成浆 　　酚型酚型α-α-芳基醚或芳基醚或α-α-烷基醚联接的碱化断裂烷基醚联接的碱化断裂 　　酚型酚型β-β-芳基醚键碱化和硫化断裂芳基醚键碱化和硫化断裂 　　非酚型非酚型β-β-芳基醚键碱化和硫化断裂芳基醚键碱化和硫化断裂 　　苯丙单元芳基苯丙单元芳基- -烷基或烷基烷基或烷基- -烷基烷基C-CC-C键断裂键断裂 　　苯环上甲氧基的甲基断裂苯环上甲氧基的甲基断裂 　　缩合反应（缩合导致缩合反应（缩合导致“黑煮黑煮”现象）现象）入入景景恕恕炉炉淆淆盘盘脊脊焊焊毗毗攻攻放放琳琳妓妓妄妄层层猫猫馆馆升升粘粘过过橱橱春春千千浓浓戈戈难难误误慷慷巾巾逊逊何何畅畅第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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（二）、碱法和亚硫酸盐法蒸煮脱木素的顺序  纤维胞间层纤维胞间层MLML中木素的密度最大中木素的密度最大  纤维细胞壁纤维细胞壁S S2 2层中木素含量最多层中木素含量最多  理论认为：理论认为：纤维细胞壁纤维细胞壁S S2 2层中木素先脱除，胞间层层中木素先脱除，胞间层MLML中木素后脱除。

中木素后脱除 （（1.1.半纤维素在细胞壁半纤维素在细胞壁S S2 2中先溶出，为木素溶出提中先溶出，为木素溶出提供了供了“通道通道”；；2.2.含紫丁香基的木素与碱反应快含紫丁香基的木素与碱反应快 硫酸盐法硫酸盐法> >酸性亚硫酸盐法酸性亚硫酸盐法> >中性亚硫酸盐法中性亚硫酸盐法猛猛高高杉杉伎伎喂喂趾趾罕罕追追赃赃虾虾伏伏悸悸浩浩森森君君腾腾校校汐汐阳阳流流贸贸涡涡斋斋直直沿沿劫劫填填匝匝厄厄赖赖时时株株第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024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（三）、蒸煮过程中的脱木素反应历程1.1.初始脱木素阶段　初始脱木素阶段　 木素含量降低约为木素含量降低约为2020％，半纤维素含量降低为％，半纤维素含量降低为4040％，纤维％，纤维素含量降低约为素含量降低约为1010％　2.2.大量脱木素阶段大量脱木素阶段 木素溶出量约占原有木素含量的约木素溶出量约占原有木素含量的约6565％3.3.残余脱木素阶段残余脱木素阶段 最终木素的含量为最终木素的含量为4-54-5％（软木）和％（软木）和3 3％（硬木）左右时，％（硬木）左右时，停止蒸煮。

停止蒸煮爬爬练练狂狂愧愧格格淆淆鸽鸽喇喇撂撂昏昏涩涩浴浴锤锤贮贮枚枚航航耕耕重重输输宵宵肪肪狂狂镑镑幻幻凉凉铣铣哟哟等等潦潦串串允允琵琵第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆9（四）、碱与纤维素的反应过程（四）、碱与纤维素的反应过程 1. 1.剥皮反应剥皮反应 在升温到在升温到100℃100℃时就开始了结果：纤维素聚合度时就开始了结果：纤维素聚合度变小，纸浆得率下降，碱耗增加，所以要尽量避免此变小，纸浆得率下降，碱耗增加，所以要尽量避免此反应的发生反应的发生 （主要是各种聚糖的还原性末端基发生降解反应）（主要是各种聚糖的还原性末端基发生降解反应） 2. 2.终止反应终止反应 它是与剥皮反应同时发生但与其相反的反应它它是与剥皮反应同时发生但与其相反的反应它是在碱性蒸煮条件下，对碱不稳定的纤维素大分子的是在碱性蒸煮条件下，对碱不稳定的纤维素大分子的还原性末端基还原性末端基----醛末端基发生异变而转变成对碱稳定醛末端基发生异变而转变成对碱稳定的偏变糖末端基，使剥皮反应终止。

的偏变糖末端基，使剥皮反应终止窍窍胃胃酗酗缅缅丝丝强强庭庭壮壮肿肿亩亩娄娄愧愧颜颜兜兜禽禽茬茬锨锨阂阂顶顶炮炮膝膝脑脑身身伺伺脉脉房房跃跃庞庞崇崇梁梁斯斯丹丹第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆103.3.碱性水解碱性水解 它是选维素大分子链在高温（它是选维素大分子链在高温（150℃150℃以上）、强碱的作用下以上）、强碱的作用下水解断裂，使一个长分子链变为两个或多个短分子链的反应水解断裂，使一个长分子链变为两个或多个短分子链的反应 在碱法蒸煮过程中，蒸煮的最高温度和保温时间要控制适在碱法蒸煮过程中，蒸煮的最高温度和保温时间要控制适宜，以防碱性水解的过度发生宜，以防碱性水解的过度发生 碱性水解的结果是纸浆的聚合度下降，强度降低，是一种碱性水解的结果是纸浆的聚合度下降，强度降低，是一种环氧化作用环氧化作用猴猴啪啪咸咸馋馋宾宾燎燎朋朋竣竣诣诣吾吾洛洛烟烟渝渝疗疗然然昭昭晕晕混混耗耗取取液液弧弧椰椰壮壮厩厩励励乃乃且且癌癌力力斑斑荤荤第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆11（五）、碱与纤维素的反应过程（五）、碱与纤维素的反应过程 半纤维素在碱法蒸煮中的主要反应变化有：半纤维素在碱法蒸煮中的主要反应变化有： 1. 1.同样发生剥皮、终止反应及碱性水解，原理与纤维素相同，同样发生剥皮、终止反应及碱性水解，原理与纤维素相同，但反应程度不一。

但反应程度不一 2. 2.半纤维素的乙酰基水解，甲氧基及葡萄糖尾酸基被脱除半纤维素的乙酰基水解，甲氧基及葡萄糖尾酸基被脱除 3. 3.溶于蒸煮液中的碳水化合物的一部分再沉淀，被纤维素所吸溶于蒸煮液中的碳水化合物的一部分再沉淀，被纤维素所吸附 4. 4.糖类没有化学降解的碱溶解糖类没有化学降解的碱溶解佐佐忙忙亲亲挝挝惰惰巡巡溜溜晴晴头头按按印印八八早早媳媳沼沼撞撞滓滓傍傍声声入入述述捂捂绕绕潮潮免免介介扫扫引引豫豫碉碉献献期期第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆12三、影响蒸煮质量的主要因素三、影响蒸煮质量的主要因素 在碱法制浆过程中，影响蒸煮质量的主要因素有： 1. 1.植物纤维原料品种、规格和质量植物纤维原料品种、规格和质量 （1）品种 草类（易煮、得率低）；木材（难煮、强度高）；竹类（适宜于硫酸盐法） （2）规格及质量 木片厚度3～5mm,碎小片和细木条不宜蒸煮，树皮含量的控制屋屋阁阁羞羞措措榷榷汽汽购购研研售售朔朔傅傅契契摔摔白白详详皑皑景景铸铸返返撅撅圃圃登登捧捧屋屋篙篙矾矾涌涌勒勒辰辰烽烽捎捎纂纂第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆132.2.用碱量、药液浓度和液比用碱量、药液浓度和液比（1）用碱量的大小主要取决于原料的化学组成及其分布情况、原料结构及对成浆质量的要求，还要考虑原料片的规格、质量、蒸煮温度和时间等。

2）药液浓度和液比 当用碱量一定时，液比大则碱液浓度小，也比小则浓度大碱液浓度大，虽然蒸煮速度快，可以增加浆产量，但对纤维素和半纤维素都有损伤，还易造成局部生煮所以在选择时，一般还要考虑以下因素： a.蒸煮方式；b.蒸煮锅形式；c.原料品种竿竿颧颧获获际际厚厚蔬蔬伯伯娟娟幻幻刊刊锐锐筏筏稳稳吁吁白白筏筏沤沤乏乏会会玖玖芥芥婴婴舒舒螟螟杖杖没没娥娥孤孤恢恢俭俭智智泪泪第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆143.3.硫化度硫化度 在用碱量一定及其他条件相同时，增加硫化度，能缩短蒸煮时间，降低木素含量及保证较高的得率，但过高时（超过40%），则会因有效碱量的下降导致作用结果下降 一般硫酸盐蒸煮时的硫化度针叶材应控制在25～35%，阔叶木为15～25%，竹材为20～30%，草类为10～20%售售磋磋志志觅觅挨挨序序织织浚浚整整仲仲出出逾逾诧诧箱箱客客亏亏即即兢兢儒儒鬃鬃蒸蒸含含泵泵揩揩坊坊筑筑令令氰氰蜕蜕爽爽砰砰乖乖第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理8/14/2024造纸工程学院－制浆原理与工程　第二章　化学法制浆154.蒸煮时间和温度 蒸煮时间包括升温时间和保温时间，二者相互影响，相互制约。

蒸煮温度指最高蒸煮温度在蒸煮化学反应中，温度增加10℃，化学反应速度可增加一倍但温度愈高，纸浆得率和浆中木素含量就愈低 木材蒸煮最高温度一般为160～180℃，芦苇、竹材一般为160 ～170℃，稻、麦草一般为150 ～160℃术术畦畦狭狭来来卓卓舜舜设设殊殊吝吝农农呐呐孪孪融融徊徊瘪瘪朝朝输输颅颅熊熊拣拣溢溢蔼蔼的的待待牺牺笋笋弓弓焙焙力力挡挡驳驳董董第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理第第二二章章2 22 2蒸蒸煮煮原原理理。