蒸煮
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第276页（5114字）
1．间歇蒸煮的工艺技术条件
(1)蒸球蒸煮化学浆的工艺技术条件
表5－5－20是国内蒸煮化学浆的工艺技术条件。
表5－5－20 蒸球蒸煮蔗渣化学浆的工艺技术条件
(2)蒸球蒸煮半化学浆的工艺技术条件
表5－5－21是几个厂用蒸球蒸煮蔗渣半化学浆的工艺条件。蔗渣先经温和的化学处理，再用机械方法使纤维分离。由于蒸煮用碱量较低，脱木质素作用较温和，因此保留的木质素较多，半纤维素的溶出较少，纸浆得率较高，粗浆硬度也较高。
表5－5－21 蒸球蒸煮半化学浆的工艺技术条件
2．连续蒸煮的工艺技术条件
(1)连续蒸煮化学浆的工艺技术条件
我国蔗渣连续蒸煮采用立式或横管式连续蒸煮器，蒸煮压力为中压或低压，浆的质量也从原来的本色粗浆生产瓦楞纸提高到漂白细浆生产单面胶版纸、书写纸、凸版纸和有光纸等。蔗渣连续蒸煮化学浆的工艺技术条件见表5－5－22。
表5－5－22 连续蒸煮化学浆的工艺技术条件
注：液比从螺压机出口处计，蒸煮时间指浆料在立管中停留时间。
(2)连续蒸煮半化学浆的工艺技术条件
蔗渣造纸普遍存在纸质脆硬、透明度大等缺点。利用蔗渣半化学浆造纸，可以部分地克服这些缺点，且粗浆得率高，滤水性好。国内某厂连续蒸煮半化学浆的工艺条件见表5－5－23。
表5－5－23 蔗渣连续蒸煮半化学浆的工艺技术条件
国外某厂以蔗渣为原料，采用碱法蒸煮半化学浆，用于抄造瓦楞芯纸。蔗渣经湿法除髓，在带有冷喷装置的Defibrator三管横式蒸煮器中蒸煮，其主要工艺参数为：
用碱量：5．0～7．3%Na2O；
液比：1∶4；
温度：＜140℃；
时间：10～12min；
得率：70%(对湿法除髓后绝干蔗渣)。
3．影响蒸煮的因素
(1)蔗渣原料质量的影响
原料贮存保管的好坏造成蔗渣质量的差异，对制浆条件、原材料消耗及产品质量有直接的影响(见表5－5－24和表5－5－25)。严重霉变、降解或炭化的蔗渣，将完全失去制浆的价值。
表5－5－24 不同质量的蔗渣的化学成分比较
表5－5－25 不同质量的蔗渣对蒸煮及成纸质量的影响
(2)蔗渣除髓情况的影响
蔗髓的物理性状与蔗渣纤维差异甚大，含髓率或除髓率的不同对蒸煮条件及结果有很大的影响，如图5－5－15所和表5－5－26所示。要降低用碱量，改善浆料滤水性能，提高浆料质量，必须加强除髓。
图5－5－15 蔗渣含髓量对细浆得率和卡伯值的影响
表5－5－26 不同除髓率的蔗渣在相同条件下的小型蒸煮试验结果
注：蒸煮条件：总碱17%，硫化度20%，液比1∶7，升温时间85min，最高温度166～168℃，保温2h。
(3)用碱量的影响
用碱量主要取决于蔗渣原料的化学组成及对成浆的质量要求。增加用碱量，能加快木质素的脱除，制得硬度较低的浆，有利于浆料可漂性的改善和纸浆强度的提高。但用碱量过高，不但会增加成本，降低纸浆得率，还会降低纸浆强度。图5－5－16表示硫酸盐法蒸煮蔗渣用碱量与纸浆得率及物理性能的关系。
图5－5一16 蔗渣硫酸盐法蒸煮用碱量对浆料质量的影响
最高温度171℃，蒸煮1h
(4)硫化度的影响
在硫酸盐法蒸煮中，保持一定的硫化度，可以加快蒸煮速度，降低浆中木质素含量，提高纸浆强度和得率。某厂的经验表明，蒸煮的碱液中加入1%Na2S(对绝干原料)，浆的颜色好，易漂白，蒸煮时间可以缩短。但当蒸煮液的活性碱一定时，硫化度过高会降低有效碱的浓度，使得蒸煮液中的氢氧化钠含量不能满足碱木质素溶解的需要，反而会增加纸浆中未蒸解成分，使细浆得率下降，浆料颜色加深，漂白困难。一般认为，蔗渣硫酸盐法蒸煮的硫化度在15～20%较为合适。
表5－5－27 液比对蔗渣烧碱法蒸煮浆料质量的影响
注：*蒸煮用碱量12%Na2O，最高温度171℃，保温30min
(5)液比的影响
液比的大小，反映了蒸煮液浓度的大小。蔗渣吸液性强，为了药液与原料混合均匀，宜用稍大的液比。表5－5－28是液比对蔗渣烧碱法蒸煮质量的影响。可以看出，当用碱量为12%Na2O时，液比在1∶3至1∶6的范围内变化对浆料的得率和物理性能影响不大。
表5－5－28 国内蔗渣三种制浆方法的比较
(6)蒸煮温度和时间的影响
蔗渣组织疏松，表面积大，容易吸收药液，加之木质素含量较低，根据其碱法蒸煮脱木质素反应历程的研究，蔗渣碱法蒸煮温度不必太高，时间也不宜过长。蒸煮最高温度一般不超过160℃，在原料与碱液充分混合，反应均匀的前提下，保温时间可以缩至很短，甚至可以取消。图5－5－17和图5－5－18分别是蔗渣硫酸盐法和烧碱法蒸煮保温时间对蒸煮结果的影响。
图5－5－17 蔗渣硫酸盐法蒸煮时间对纸浆得率和物理性能的影响
图5－5－18 蔗渣烧碱法蒸煮时间对纸浆得率硬度和白度的影响
4．不同蒸煮方法的比较
同一蔗渣原料，以不同的制浆方法所制得的纸浆，其得率、化学成分及纸浆性能均有差异。表5－5－28和表5－5－29是国内外几种不同制浆方法的比较，表5－5－30是蔗渣中性和碱性亚硫酸盐法小型蒸煮试验的结果。
表5－5－29 国外蔗渣三种制浆方法的比较
注：*漂白用5%NaOCl。
表5－5－30 蔗渣亚铵法、中性和碱性亚钠法蒸煮的比较
三种蔗渣浆中，亚硫酸镁盐法纸浆α－纤维素含量最高，聚戊糖含量最低；硫酸盐法纸浆聚戊糖含量最高；中性亚硫酸钠法木质素最少。物理强度以中性亚硫酸钠法和硫酸盐法较好。
5．蒸煮实例
(1)蔗渣碱法间歇蒸煮实例见表5－5－31。
表5－5－31 碱法漂白甘蔗渣浆间歇蒸煮工艺技术条件
注：*指原料烘干后，通过40目筛的量。
(2)蔗渣碱法连续蒸煮实例
表5－5－32是广东某厂采用横管式连续蒸煮器蒸煮蔗渣的工艺技术条件。
表5－5－32 蔗渣碱法连续蒸煮工艺技术条件
(3)蔗渣中性和碱性亚硫酸盐法蒸煮实例见表5－5－33。
表5－5－33 蔗渣中性和碱性亚硫酸盐法蒸煮工艺技术条件
(4)国外蔗渣碱法制浆实例
表5－5－34是国外几个厂蔗渣制浆工艺技术条件。表中墨西哥的San Cristobal厂采用Cusi法制浆：蔗渣先经碱液预浸渍，进碱液混合器的蔗渣干度15～16%，浸渍器内蔗渣浓度3%，浸渍液含碱(NaOH)9～10g／L，温度40℃，时间45min，碱耗12%，浸渍完毕，挤至15～20%干度，然后进入连续蒸煮器，在蒸煮器中不另加碱。
表5－5－34 国外蔗渣制浆实例
(5)蔗渣碱法快速蒸煮的实践
近年来，草类原料蒸煮机理和历程的研究，对生产已起到较好的指导作用。不少厂根据蔗渣碱法蒸煮脱木质素的特点，修订了蒸煮工艺，提高了经济效益。
表5－5－35 广东某厂蔗渣碱法蒸煮工艺改革前后的比较
表5－5－35是广东某厂蔗渣碱法蒸煮工艺改革前后的比较。该厂根据蔗渣碱法蒸煮脱木质素特点，缩短蒸煮时间，并在生产中采取几项行之有效的措施：①加强对蔗渣原料的贮存和保管工作；②加强对蔗渣原料的除髓工作；③蒸煮做到装球量准，碱比准，液比准，工艺条件稳定；④采用球外预浸渍；⑤采用“先磨粗浆后筛浆漂浆”的工艺流程。该厂工艺改革后，提高了设备利用率，增加产浆量，降低生产成本，提高了经济效益，且纸浆色浅，易洗易漂，成纸质量好。江西某厂缩短蔗渣蒸煮保温时间，从而提高粗浆产量，增加蒸煮能力，节省能源，表5－5－36可证。
表5－5－36 江西某厂缩短蒸煮时间前后蒸煮生产的对比
广西某厂对蔗渣蒸煮曲线作了相当大的改变，延长了空转和升温时间，保留了小放气工艺，取消了保温时间。新工艺实施后，成浆质量明显提高，浆料颜色变浅，泡沫减少，滤水性能改善，洗涤漂白时间缩短，漂率降低，纸浆抄造性能变好，成纸不透明度增加，纸张发脆问题得到改善。同时，各种消耗下降，纸浆产量增加，如表5－5－37所示。
表5－5－37 广西某厂蔗渣蒸煮工艺的改进及其效果
表5－5－38是广东某厂漂白蔗渣半化浆缩短蒸煮时间的试验结果。蔗渣经黑液预煮湿法除髓，除髓率为25%。
表5－5－38 某厂漂白蔗渣半化浆缩短蒸煮时间的试验结果
注：*白度63～68%(ZBD)。