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造纸

时间:2005-07-04
关键词:造纸 来源:付时雨

研发历史

  造纸技术源于我国,考古发现,我国于西汉时期已出现造纸技术,使用原料是蚕丝渣,麻布,公元105年(东汉)蔡伦发明“造纸”只是造纸术的进一步改进。造纸术于公元8世纪左右才传入阿拉伯并进一步传入欧洲。欧洲人进一步发展了造纸技术,形成了现代的造纸工业。

生产规模

  随着世界经济的发展和生活水平提高,全球造纸工业快速发展,已形成国民经济的重要产业部门之一。1950年,全球纸和纸板的总产量只有5000万吨/年,到1985年为1.93亿吨/年,2002年达到3.3亿吨/年。造纸工业成为发达国家,如美国,日本,加拿大,瑞典,芬兰等国的经济支柱之一。

生产技术

    现代造纸过程实际上是将植物纤维均匀分散,然后通过纸页成型设备制成纸张。植物纤维分散的方法有机械法和化学法。机械法是通过机械力将植物纤维分散。又分为磨石磨木制浆(GP),预热木片磨木制浆(TMP)和预热木片化学机械制浆(CTMP);化学法是通过化学药液将植物纤维中三大成分(纤维素,半纤维素和木素)中的木素除去,使植物纤维细胞分散而成浆。又分为酸法和碱法。酸法是以亚硫酸盐为药液的制浆方法,碱法包括烧碱法(以氢氧化钠为蒸煮药液)和硫酸盐法(以硫化钠和氢氧化钠为蒸煮药液),化学法得到的纸浆还需要经漂白才可以用于生产纸制品。不同的纸浆用于生产不同性质的纸制品,机械浆主要用于生产新闻纸和纸板等,化学浆用于生产书写纸,静电复印纸等高档纸制品。

  无论是机械法制浆,还是化学法制浆都经过了不同的发展阶段。机械制浆的发展从磨石磨木制浆(GP),到以高得率制浆技术为主的预热木片磨木浆(TMP)、化学机械浆(CMP)、预热木片化学机械浆(CTMP)、碱性过氧化氢化学机械浆(APMP)等发展过程。化学制浆方面,自从1879年德国人C. F. Daul 研制硫酸盐法成功以来,硫酸盐法制浆成为最主要的化学制浆方法,目前全世界90% 以上的制浆厂采用该方法。其发展历史经历了从间歇法(蒸球蒸煮)到Kamyr 连续蒸煮的过程,目前朝低能耗冷喷放间歇蒸煮(RDH)、超级间歇蒸煮(Super Batch)、改良型连续蒸煮(MCC)、延伸改良型连续蒸煮(EMCC)、“低固形物”和“等温”连续蒸煮等深度脱木素蒸煮技术发展。纸浆漂白方面,氧脱木素(氧漂)成为发展清洁漂白工艺的必需工艺段,并朝无元素氯漂白(ECF)和全无氯漂白(TCF)等新工艺技术发展。

  在造纸领域的研究内容有:研究新的制浆方法,研究造纸新工艺,研究新品种纸类(例,防伪纸,磁性纸,塑料纸等)的制造技术等。

研发趋势

  在造纸方面,纸板机向宽幅、高速、高效、低能耗和提高单机能力的方向发展,同时开发纸表面处理新技术。如新闻纸机幅宽10米左右,车速1800-2000米/分;文化纸机幅宽10米左右,车速1500-1800米/分;薄页纸机幅宽4米以上,车速2000-2500米/分;纸板机幅度6米以上,车速1000米/分。

  在生产工艺上,发展降低能耗和水耗,使生产成本下降的新技术。世界造纸最先进消耗水平吨浆纸的综合能耗0.85吨标煤;吨浆纸综合水耗,世界最先进水平35立方米,其中吨纸水耗10立方米。

  在生产规模上,加速向大型化发展,企业组织向国际性大型集团发展,是世界制浆造纸企业今后发展趋势。1997年全球超过500万吨生产能力的纸业公司有10家,100万吨的有54家,前150家大公司产量占总产量69%。目前世界最大制浆造纸企业,销售额为240亿美元,世界制浆造纸的集中度越来越高。


(撰稿,华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室 付时雨教授)

主要参考资料:

  最新碱法制浆技术,E. W. 马科隆等,中国轻工出版社,1998年第一版。