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造紙產業

研發歷史

 

造紙技術源于我國,考古發現,我國于西漢時期已出現造紙技術,使用原料是蠶絲渣,麻布,公元105年(東漢)蔡倫發明造紙只是造紙術的進一步改進。造紙術于公元8世紀左右才傳入阿拉伯并進一步傳入歐洲。歐洲人進一步發展了造紙技術,形成了現代的造紙工業。

 

生產規模

 

隨著世界經濟的發展和生活水平提高,全球造紙工業快速發展,已形成國民經濟的重要產業部門之一。1950年,全球紙和紙板的總產量只有5000萬噸/年,到1985年為1.93億噸/年,2002年達到3.3億噸/年。造紙工業成為發達國家,如美國,日本,加拿大,瑞典,芬蘭等國的經濟支柱之一。

 

生產技術

 

現代造紙過程實際上是將植物纖維均勻分散,然后通過紙頁成型設備制成紙張。植物纖維分散的方法有機械法和化學法。機械法是通過機械力將植物纖維分散。又分為磨石磨木制漿(GP),預熱木片磨木制漿(TMP)和預熱木片化學機械制漿(CTMP);化學法是通過化學藥液將植物纖維中三大成分(纖維素,半纖維素和木素)中的木素除去,使植物纖維細胞分散而成漿。又分為酸法和堿法。酸法是以亞硫酸鹽為藥液的制漿方法,堿法包括燒堿法(以氫氧化鈉為蒸煮藥液)和硫酸鹽法(以硫化鈉和氫氧化鈉為蒸煮藥液),化學法得到的紙漿還需要經漂白才可以用于生產紙制品。不同的紙漿用于生產不同性質的紙制品,機械漿主要用于生產新聞紙和紙板等,化學漿用于生產書寫紙,靜電復印紙等高檔紙制品。

 

無論是機械法制漿,還是化學法制漿都經過了不同的發展階段。機械制漿的發展從磨石磨木制漿(GP),到以高得率制漿技術為主的預熱木片磨木漿(TMP)、化學機械漿(CMP)、預熱木片化學機械漿(CTMP)、堿性過氧化氫化學機械漿(APMP)等發展過程。化學制漿方面,自從1879年德國人C. F. Daul 研制硫酸鹽法成功以來,硫酸鹽法制漿成為最主要的化學制漿方法,目前全世界90% 以上的制漿廠采用該方法。其發展歷史經歷了從間歇法(蒸球蒸煮)到Kamyr 連續蒸煮的過程,目前朝低能耗冷噴放間歇蒸煮(RDH)、超級間歇蒸煮(Super Batch)、改良型連續蒸煮(MCC)、延伸改良型連續蒸煮(EMCC)、低固形物等溫連續蒸煮等深度脫木素蒸煮技術發展。紙漿漂白方面,氧脫木素(氧漂)成為發展清潔漂白工藝的必需工藝段,并朝無元素氯漂白(ECF)和全無氯漂白(TCF)等新工藝技術發展。

 

在造紙領域的研究內容有:研究新的制漿方法,研究造紙新工藝,研究新品種紙類(例,防偽紙,磁性紙,塑料紙等)的制造技術等。

 

研發趨勢

 

在造紙方面,紙板機向寬幅、高速、高效、低能耗和提高單機能力的方向發展,同時開發紙表面處理新技術。如新聞紙機幅寬10左右,車速1800-2000/分;文化紙機幅寬10左右,車速1500-1800/分;薄頁紙機幅寬4以上,車速2000-2500/分;紙板機幅度6以上,車速1000/分。

 

在生產工藝上,發展降低能耗和水耗,使生產成本下降的新技術。世界造紙最先進消耗水平噸漿紙的綜合能耗0.85噸標煤;噸漿紙綜合水耗,世界最先進水平35立方米,其中噸紙水耗10立方米

 

在生產規模上,加速向大型化發展,企業組織向國際性大型集團發展,是世界制漿造紙企業今后發展趨勢。1997年全球超過500萬噸生產能力的紙業公司有10家,100萬噸的有54家,前150家大公司產量占總產量69%。目前世界最大制漿造紙企業,銷售額為240億美元,世界制漿造紙的集中度越來越高。

(撰稿,華南理工大學制漿造紙工程國家重點實驗室付時雨教授)

主要參考資料:

最新堿法制漿技術,E. W. 馬科隆等,中國輕工出版社,1998年第一版。    

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