李書(shū)杰

(山東亞太森博漿紙有限公司，山東日照，276826)

國(guó)內(nèi)速生桉木木片質(zhì)量對(duì)制漿性能的影響

李書(shū)杰

(山東亞太森博漿紙有限公司，山東日照，276826)

對(duì)國(guó)內(nèi)速生桉木影響硫酸鹽法制漿性能的幾個(gè)因素進(jìn)行了探討，著重討論了過(guò)厚片、木片長(zhǎng)度、木芯片、樹(shù)種及木材生長(zhǎng)年限等對(duì)蒸煮得率和成漿質(zhì)量的影響。

速生桉木;KP法制漿;制漿性能對(duì)比

桉樹(shù)因其速生豐產(chǎn)、適應(yīng)性強(qiáng)及用途廣泛而成為我國(guó)南方地區(qū)快速發(fā)展的人工速生林材種，桉木紙漿纖維雖短但分布相對(duì)集中，從而賦予成紙勻度好、平滑度高、不透明度高及適應(yīng)性好的特點(diǎn)，因而桉木化學(xué)漿的市場(chǎng)需求量呈現(xiàn)不斷增加的態(tài)勢(shì)［1］。

目前桉木化學(xué)漿的生產(chǎn)還是以漂白硫酸鹽法(KP)制漿為主。近年來(lái)國(guó)內(nèi)已先后有幾條大型漂白桉木化學(xué)漿生產(chǎn)線(xiàn)建成投產(chǎn)，隨著越來(lái)越多類(lèi)似的紙漿生產(chǎn)線(xiàn)上馬、投運(yùn)，國(guó)內(nèi)桉樹(shù)木片的市場(chǎng)供應(yīng)勢(shì)必會(huì)受到猛烈沖擊，木片來(lái)源的競(jìng)爭(zhēng)將是相關(guān)紙漿廠無(wú)法回避的現(xiàn)實(shí)［2］。

國(guó)內(nèi)桉樹(shù)木片因?yàn)槟静膩?lái)源不穩(wěn)定、木片加工廠規(guī)模較小、木片運(yùn)銷(xiāo)途徑雜亂，從而很大程度上制約了木片質(zhì)量的穩(wěn)定性，各漿廠收購(gòu)的木片質(zhì)量總體上參差不齊。因此，了解不同樹(shù)種、不同地域、不同質(zhì)量特性的國(guó)內(nèi)桉木對(duì)制漿過(guò)程、成漿質(zhì)量和制造成本的影響，無(wú)論對(duì)漿廠生產(chǎn)層面還是對(duì)木片采購(gòu)供應(yīng)層面都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本實(shí)驗(yàn)探討了國(guó)內(nèi)人工林桉樹(shù)木片對(duì)KP法制漿性能的影響因素，重點(diǎn)關(guān)注木片規(guī)格、材種、生長(zhǎng)期等因素的影響程度。

1 實(shí)驗(yàn)方法及對(duì)比依據(jù)

采用具有代表性的人工速生桉樹(shù)木片樣品進(jìn)行篩分分析，將合格木片組分用于實(shí)驗(yàn)室蒸煮，通過(guò)對(duì)成漿分析檢測(cè)，得出其細(xì)漿得率、成漿強(qiáng)度及漂白性能的差異。

主要實(shí)驗(yàn)及檢測(cè)設(shè)備 木片篩分儀器:Chip Class木片篩 (美國(guó));木片蒸煮裝置:MK775雙罐蒸煮器 (美國(guó));纖維分析儀器:Hires FQA纖維分析儀 (加拿大);白度檢測(cè)儀器:L＆W Elrepho 070分光白度計(jì) (瑞典)。

蒸煮實(shí)驗(yàn)條件 用堿量20% (有效堿計(jì)，以NaOH表示);白液硫化度 (30±1)%;液比4∶1;最高溫度156℃;蒸煮周期220 min。

主要檢測(cè)依據(jù) 篩分分析按SCAN CM40進(jìn)行;木片長(zhǎng)度及分布按SCAN CM48測(cè)試;纖維長(zhǎng)度按TAPPI T271測(cè)試;紙漿白度按ISO 2470測(cè)試。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及應(yīng)用探討

2.1 過(guò)厚片比例對(duì)蒸煮的影響

木片的入廠質(zhì)量驗(yàn)收，通常包括水分、篩分、樹(shù)皮和雜質(zhì)含量的檢測(cè)，木片篩分包含過(guò)大片、過(guò)厚片、合格片、過(guò)小片和木屑等項(xiàng)目，其中過(guò)厚片比例是公認(rèn)的對(duì)闊葉木KP法制漿有顯著影響的因素，它主要影響蒸煮堿液在厚度方向的滲透速率，造成蒸煮不勻現(xiàn)象。過(guò)厚片指厚度大于8 mm的木片 (不包括過(guò)大片在內(nèi))。

用木片篩對(duì)木片樣品先行篩分分離，在合格片中以不同的比例摻入過(guò)厚片組分并分別混合均勻，進(jìn)行蒸煮實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1和圖2所示。

由圖1和圖2可見(jiàn)，木片中的過(guò)厚片比例在0～5%時(shí)，對(duì)蒸煮沒(méi)有明顯影響。隨著過(guò)厚木片比例提高，粗渣率增加，蒸煮得率有所下降。當(dāng)過(guò)厚片比例超過(guò)12%時(shí)，粗渣率顯著提高，得率明顯下降。過(guò)厚片比例增加至15%時(shí)，粗渣率高于2%，成漿不完全。

由于國(guó)內(nèi)木片受削片設(shè)備和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)所限，過(guò)厚片比例高是一個(gè)普遍現(xiàn)象，且多數(shù)漿廠生產(chǎn)線(xiàn)未配備厚度篩，因此過(guò)厚片應(yīng)成為木片規(guī)格中首先關(guān)注的對(duì)象，盡量控制過(guò)厚片比例不超過(guò)10%，對(duì)保證蒸煮效果尤為重要。

2.2 木片長(zhǎng)度對(duì)蒸煮的影響

如果削片在原木規(guī)格一致、操作穩(wěn)定的運(yùn)行條件下，切出的木片長(zhǎng)度基本符合正態(tài)分布規(guī)律。

據(jù)國(guó)外資料介紹，木片中的纖維長(zhǎng)度 (L)與木材中的纖維長(zhǎng)度 (L0)和木片平均長(zhǎng)度 (L1)相關(guān)，其關(guān)系可以表示為式 (1):

式 (1)表明，木材中的纖維長(zhǎng)度是木片中的纖維長(zhǎng)度的主要影響因素，木片平均長(zhǎng)度是次要因素。由于國(guó)內(nèi)桉木的纖維長(zhǎng)度大致在0.75～1.0 mm，而常見(jiàn)的合格木片長(zhǎng)度 (MACL)大致在18～25 mm，因此當(dāng)木片平均長(zhǎng)度從20 mm提高到25 mm時(shí)，木片中的纖維長(zhǎng)度改善并不明顯，只能增加0.01 mm。這就是說(shuō)，通過(guò)提高木片長(zhǎng)度來(lái)改善桉木木片的成漿

強(qiáng)度將收效甚微。

2.3 桉木樹(shù)種對(duì)蒸煮的影響

取華南地區(qū)分布較廣的6種人工速生桉樹(shù)木片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室蒸煮，其中DH32-29、DH201為尾葉桉與巨桉的雜交樹(shù)種，U6為尾葉桉樹(shù)種，W5為剛果桉樹(shù)種，GL1、GL9為藍(lán)桉樹(shù)種。所選桉木均為5～6年生，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，進(jìn)行蒸煮實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3～6所示。

由圖3～圖6可知，不同種類(lèi)桉樹(shù)具有明顯不同的制漿表現(xiàn)，DH32-29、DH201蒸煮得率明顯高于 U6和 W5;DH32-29、GL1和DH201的纖維長(zhǎng)度較長(zhǎng)，成漿強(qiáng)度要好一些;GL9的成漿白度最高，其他幾種白度也都大于30%，說(shuō)明其可漂性良好;而各種桉木的蒸煮耗堿量相差無(wú)幾。

綜合來(lái)看，尾葉桉與巨桉的雜交品系DH32-29和DH201比其他幾個(gè)樹(shù)種具有更佳的綜合制漿性能。

2.4 木材生長(zhǎng)年限對(duì)蒸煮的影響

桉木生長(zhǎng)年限不同，其基本密度、化學(xué)成分和纖維形態(tài)都會(huì)發(fā)生變化，不同年限桉木的制漿性能有所不同。分別取同一地區(qū)、同一品種的3～4年生和5～6年生人工林桉木進(jìn)行蒸煮實(shí)驗(yàn)和檢驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。由表1可知，5～6年生桉木比3～4年生桉木制漿得率高、成漿纖維長(zhǎng)，而兩者的堿耗和白度相差不大，說(shuō)明5～6年生的桉木比年幼一些的桉木具有更好的制漿效果。

表1 不同年限桉樹(shù)木片的蒸煮實(shí)驗(yàn)對(duì)比

表2 木芯片與普通木片蒸煮實(shí)驗(yàn)對(duì)比

鑒于我國(guó)南方部分地區(qū)人工桉樹(shù)的生長(zhǎng)期只有3～4年，因此這類(lèi)木材會(huì)產(chǎn)生制漿得率低、成漿強(qiáng)度差的問(wèn)題，其性?xún)r(jià)比要略低一些。

2.5 木芯片對(duì)蒸煮的影響

用于制漿生產(chǎn)的桉木片通常是一些胸徑小于7 cm的速生桉木，有時(shí)摻加板材加工的廢料，其中旋切板加工產(chǎn)生的木芯是常見(jiàn)的一類(lèi)廢料。木芯是桉樹(shù)的芯材所在，與邊材有很大的不同。

對(duì)100%木芯片和普通木片分別進(jìn)行蒸煮實(shí)驗(yàn)和檢驗(yàn)，對(duì)比結(jié)果見(jiàn)表2所示。

由表2可知，與沒(méi)有混用木芯片的普通木片相比，純木芯片蒸煮堿耗相近，未漂漿得率略低，但是纖維長(zhǎng)度和未漂漿白度卻有明顯差距。因此木片加工過(guò)程中應(yīng)對(duì)木芯摻加比例進(jìn)行適當(dāng)控制，木片中混入過(guò)多的木芯片勢(shì)必影響成漿強(qiáng)度，也會(huì)加大未漂漿的漂白難度，增加漂白化學(xué)品的消耗。

3 小結(jié)

國(guó)內(nèi)速生桉木的化學(xué)法制漿蒸煮受到多種因素的影響，漿廠需要對(duì)各種因素進(jìn)行綜合權(quán)衡，以趨利避害，揚(yáng)長(zhǎng)避短。

3.1 桉木硫酸鹽法制漿對(duì)木片規(guī)格方面的首要要求是要對(duì)過(guò)厚片比例加以控制，否則影響蒸煮均勻性和成漿得率，過(guò)厚片比例應(yīng)控制在10%以下。

3.2 單純?cè)黾幽酒L(zhǎng)度不能明顯改善成漿強(qiáng)度。

3.3 木片中摻用過(guò)多木芯片會(huì)影響成漿強(qiáng)度和白度，木芯片摻加量應(yīng)予以控制。

3.4 桉木生長(zhǎng)期不同制漿性能不同，5～6年生速生桉木的制漿性能好于3～4年生速生桉木。

［1］鄺仕均．桉樹(shù)木材性質(zhì)對(duì)其硫酸鹽法制漿性能的影響［J］．中國(guó)造紙，2011，30(12):51．

［2］詹懷宇，付時(shí)雨，李海龍．淺述我國(guó)制漿科學(xué)技術(shù)學(xué)科現(xiàn)狀與發(fā)展［J］．中國(guó)造紙，2011，30(2):49．

Study on Kraft Pulping Performance of Domestic Fast-growing Eucalyptus

LI Shu-jie
(Shandong Asia Pacific SSYMB Pulp ＆ Paper Co．，Ltd．，Rizhao，Shandong Province，276826)
(E-mail:oklsj123@sohu．com)

The factors influencing domestic fast-growing eucalyptus KP pulping performance were discussed．The influences of the over-thick chips，chip length，heart wood chips，wood species and growing period of the wood on the KP pulping yield and pulp quality were studied，and the concerned application suggestions were given herein．

fast-growing eucalyptus;KP pulping process;comparison of pulping performance

TS721+.1

A

0254-508X(2012)04-0027-03

李書(shū)杰先生，工程師;主要從事制漿工藝及質(zhì)量管理工作。

2011-12-15(修改稿)

(責(zé)任編輯:馬 忻)