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制浆原理与工程实验指导书

制浆原理与工程 实验指导书 内容：

实验：植物原料制浆性能实验 1. 目的要求

植物原料制浆性能实验综合性实验，是在课堂理论教学后进行。不采用固定实验条件的教学模式，在教师的指导下学生根据采集的原料自行制定的制浆工艺条件及实验操作步骤，在实验中实施验证。从植物原料开始，制备出漂白纸浆，实验注重理论与实践相结合，以理论指导实践对实验结果进行分析讨论。使课堂上学的理论知识与实践相结合，提高理论知识在实际工作中的应用能力。

按照实验指导书的实验操作规范和学生设计的工艺配方，完成以下实验项目的操作 植物纤维原料采集，原料切片及水份测定 蒸煮工艺的制定，蒸煮操作 纸浆得率测定 制浆废液残碱分析测定

漂白工艺条件的制定及计算，溧白操作 纸浆白度测定 2. 实验原理 蒸煮原理

蒸煮过程包括：1、药液浸透原料过程，2、药液与原料起化学反应过程，3、反应产物从原料

中容出过程； 蒸煮液的浸透作用

蒸煮液的有效成份浸入原料内部有：

A．毛细管作用：蒸煮液靠外加的压力或表面张力产生的压力作用而浸透；纤维轴向的毛细管作用总是大于横向毛细管作用50~200倍；在纤维原料水分含量低而又排除了原料毛细管内的空气后，药液对原料切片的浸透主要是毛细管作用，且速度很快；

B．扩散作用：靠药液的浓度差造成的离子浓度梯度为推动力，使蒸煮液中的离子扩散浸透入原料内部切片；在纤维原料水分含量高至纤维饱和点时，离子浸入原料内部切片主要靠扩散作用；

浸透理论强调浸透的重要性，认为药液浸透先于化学反应；蒸煮升温前期，必须让药液充分浸透入原料切片；随着浸透作用完成，蒸煮温度升高，化学反应逐渐加剧，因此认为浸透时间对蒸煮影响很大。强调在显著脱木素反应前，药液须充分浸透，即蒸煮过程应保留一段低温时间，不易升温太快。强调：只有充分浸透，才能保证蒸煮质量。 表面化学反应理论强调化学反应，认为碱液与木片接触后，一开始就在木片表面发生脱木素反应，当部分木素从木片表面脱去后，便打开了“通道”，新鲜药液经过通道浸入原料切片内部。切片与药液之间存在一个界面，此界面随着

蒸煮的进行逐渐向木片内部移动，反应生成的产物也经通道向外扩散进入碱液中。即原料表面逐层地起化学反应，逐层地分离成浆。

蒸煮的化学反应过程

碱法蒸煮时的碳水化合物降解反应有： A．剥皮反应： a. (1) (2) 醛糖末端基和酮糖末端基互变； b. (2) (3) 酮式末端基变成烯醇式；

c. (3) (4) 烷氧基消除反应，甙键断开；脱出一个端基；

d. (4) (5)互变异构，形成二羰基衍生物； e. (5) (6)异构化，形成异变糖酸。 剥皮反应进行的条件是必须有醛糖末端基。 终止反应

a. (7) (8) 醛式末端基变成烯醇式；

b. (8) (9) 脱去一水分子，形成C2和C3之间的烯醇式结构；

c. (9) (10) 烯醇式末端基变酮式；

d. (10) (11) 酮基与水分子加成，成同碳二元醇后进行分子重派，所形成的纤维素末端基 1

为偏变糖酸；

于纤维素的末端基不存在醛糖末端基，不能再产生剥皮反应，降解因此而终止。