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| 編輯推薦： |
芬兰造纸科学技术水平处于世界前列，近期修订出版了《造纸科学技术丛书》。该丛书共20卷，涵盖了产业经济、造纸资源、制浆造纸工艺、环境控制、生物质精炼等科学技术领域，引起了我们业内学者、企业家和科技工作者的关注。
该书在翻译原著的基础上加入中方的研究内容：遵循产学研相结合的原则，结合国情从造纸行业的实际问题出发，通过调查研究，以战略眼光去寻求解决问题的路径。
这种合著方式的实践使参与者和知情者得到启示，产生了把这一工作扩展到整个丛书的想法，并得到了造纸协会和学会的支持，也得到了芬兰造纸工程师协会的响应。经研究决定，从芬方购买丛书余下十九卷的版权，全部译成中文，并加入中方撰写的书稿，既可以按**卷“同一本书”的合著方式出版，也可以部分卷书为芬方原著的翻译版，当然更可以中方独立撰写若干卷书，但从总体上来说，中文版的丛书是中芬合著。
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| 內容簡介： |
本书是芬兰造纸工程师协会组织编写的20本造纸书中的一本。本书介绍机械制浆的概念、历史、理论基础、生产方法、工艺过程、主要设备以及纸浆性性质与应用，还展望了机械浆的未来。
本书内容充实，系统性强，理论联系实际，工艺与设备相结合，并紧密联系中国的机械浆浆生产实际，是一本可读性较强、参考价值较高的技术书籍。
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| 關於作者： |
詹怀宇，男，1945年生，华南理工大学教授，博士生导师，国家级教学名师，国际木材科学院院士，享受国务院特殊津贴专家。1968年毕业于华南理工大学，先在造纸企业从事技术工作，后回华南理工大学任教，主要从事制浆造纸工程的教学、科研工作。曾任制浆造纸工程国家重点实验室主任、教育部轻化工程专业教学指导分委员会主任。现任中国造纸学会学术工作委员会副主任、广东省造纸学会副理事长兼学术工作委员会主任。编著的教材和专著主要有：《纤维化学与物理》、《制浆原理与工程》、《制浆技术》、《制浆漂白生物技术与原理》、《现代制浆漂白技术与原理》。
朱建萍，女，1964年生，教授级高级工程师。1985年毕业于华南理工大学轻化工程系，毕业后先在岳阳造纸厂从事工艺技术工作，1988年起在中国轻工业长沙工程有限公司从事制浆造纸工艺技术、工程咨询、工程设计、工程管理和项目管理等工作。现任制浆造纸部主任工程师、国家注册咨询工程师、国家注册监理工程师。作为专业负责人和或项目负责人，先后完成了玖龙、理文、广纸、湛江冠龙、浙江永泰、丹阳长丰、河南白云、安徽山鹰、珠海华丰、浙江传承、江门银洲湖纸业基地、缅甸耶尼等20多个大型制浆造纸项目的初步设计、施工图设计、项目管理以及40多个大型制浆造纸项目（或纸业基地）的可行性研究和中长期规划，有丰富的咨询、设计、管理经验，曾获中国轻工业勘察设计协会轻工行业优秀工程设计二等奖、中国轻工行业优秀工程咨询一等奖和三等奖。
李海龙，男，1979年生，博士，华南理工大学副教授，硕士生导师。2009年毕业于华南理工大学，留校任教至今。2007年前往美国佐治亚理工学院进行了两年的学习交流。主要从事制浆造纸工程、制浆化学与生物技术、制浆过程结垢控制的教学、科研工作。先后承担了2项国家自然科学基金、多项国际合作和省部级项目，已在国内外发表学术论文60多篇，其中SCI收录15篇，EI和TSTP收录12篇。
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| 目錄：
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前 言
第1章 绪 论
1.1 本书的内容
1.2 如何解释数据
1.3 使用的缩写
第2章 机械制浆的概念
2.1 机械制浆用木材
2.2 机械制浆的木材处理
2.3 机械制浆简述
2.4 机械浆的特性
2.5 机械浆的最终用途
第3章 机械制浆的历史
3.1 磨木法的发明
3.2 磨木法的发展
3.2.1 第一批商业磨木机
3.2.2 第一台筛渣磨浆机
3.2.3褐色磨木法和化学磨木法
3.2.4热磨木法
3.2.5磨石的发展
3.2.6 主要磨木机类型的发展
3.2.7 压力磨木（PGW）
3.3 热磨木机械制浆
3.3.1 磨木筛渣磨浆
3.3.2 用于硬纸板的初始热磨机械制浆法
3.3.3 印刷纸用RMP的发展
3.3.4 现代TMP的发展
3.4 生产机械浆的新方法
3.5 测试方法的发展
3.6 中国机械制浆的历史与发展
3.6.1 中国磨石磨木法制浆的历史与发展
3.6.2 中国盘磨机械法制浆的历史与发展
参考文献
第4章 机械制浆基础
4.1 木材的流变行为
4.2 机械制浆，特别是磨木的基本原理
4.2.1 磨木中木材纤维分离的原理
4.2.2 影响破坏过程的木材结构参数
4.2.3 影响木材磨木的主要物理参数
4.2.4 磨木能耗
4.3 磨浆的基本原理
4.3.1磨浆时纤维性质的发展
4.3.2磨浆的传统描述
4.3.3认识磨浆的理论方法
4.3.4从磨盘间隙测量的数据
4.3.5目前磨浆基础的知识和认识
4.4磨木和磨浆不同能耗的原因
4.4.1磨木和磨浆的能耗
4.4.2高能耗的原因
4.4.3木片磨浆高能耗的原因
参考文献
第5章 木材原料
5.1 一般的木材性质
5.1.1 木材基本密度
5.1.2 木材水分含量
5.1.3 幼龄材
5.1.4 心材
5.1.5 木材原料不合适的部分
5.2 用于机械法制浆的木材种类
5.2.1 木材和纤维特征
5.2.2 热磨机械浆的性质
5.2.3 磨木浆的性质
5.3 用于化学机械法制浆的木材种类
5.3.1木材和纤维特性
5.3.2化学机械浆特性
5.4 树木之间性质的差别
5.4.1 木材性质的基因控制
5.4.2 树木内部性质差异
5.4.3 林分内的差异
5.5 不同材种的纸浆性质
5.5.1 制浆用木材与制材厂木片
5.5.2 底部圆木与顶部圆木
5.5.3 心材和边材
5.5.4 慢生材和速生材
5.6 木材性质的季节变化
5.7 木材供应对木材性质的影响
5.8 木材处理操作对木材和木片性质的影响
参考文献
第6章 磨木和压力磨木
6.1 引言
6.2 磨木机生产能力
6.3 木材双袋磨木机
6.3.1 Trmpella双袋常压SGW磨木机
6.3.2 Metso常压SGW磨木机
6.3.3 Montague双袋SGW磨木机
6.3.4 Metso压力磨木机
6.3.5 Metso连续双袋磨木机
6.4 木材磨木过程
6.4.1常压磨木（SGW）
6.4.2 压力磨木过程
6.5 链式磨木机和热磨木
6.5.1 链式磨木机
6.5.2 热磨木
6.6 磨石与磨石的处理
6.6.1 陶瓷磨石
6.6.2 磨料规格及其对磨石性能的影响
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| 內容試閱：
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第2章 机械制浆的概念
2.1 机械制浆用木材
木材是一种具有复杂的物理宏观结构以及复杂的物理和化学微结构的天然复合材料。木材似乎是一种紧密的材料，但一块干木材实际上可含有多于三分之二的空气。这是因为木材是由管状的细胞组成的，较老的木材组织是空的。
由于木材的基本密度通常是小于500kgm3，其多孔的结构意味着木质复合材料必须是很紧密的。事实上，针叶木和阔叶木复合材料的密度大约是1500kgm3，而且几乎是不变的。在宏观结构层面，木材是由管状的纤维素纤维组成的，这些纤维沿其长度方向由富含木素的胞间层相互连接，胞间层可看作胞外层。但是，木材约有五分之四的木素位于纤维的次生壁。纤维壁的宏观结构显示它由一薄的初生壁作为最外侧的无定形层。紧靠初生壁的松厚的次生壁（S）通常分为三个不同的层（S1、S2和S3）。次生壁最外层S1层是薄的且大多为无定形的，紧靠S1层的S2层是松厚且大部分是晶状的，因为从宏观结构层面上它含晶体的纤维素链。这些纤维素链形成四一四连接的纤维素微纤丝，其周围被无定形的木素所包覆。这些纤丝形成螺旋形的薄片或微纤丝，这些微纤丝依次被无定形物，大多为木素所包围。最里面的薄层S3是无定形的，但也 能通过细胞腔保护纤维材料免受细菌侵蚀。细胞腔是纤维细胞最里面中空部分，通常部分充填水，在树木的心材也可以是无水的（即充满空气）。
2.2 机械制浆的木材处理
机械制浆的目的是从木材基体中分离纤维，并希望以适合于特定造纸过程的形式分离。这当然是要求的任务，对外行来说，将完整的木材仅通过机械处理就能转变为有用的纤维就像魔术一样。仅当木素和部分半纤维素被溶出（如化学制浆）或者或多或少被软化（如机械制浆）时，纤维才能彼此分离而没有被破坏。化学浆和机械浆纤维在变成适合造纸的用浆之前都必须经过机械处理（磨浆或打浆）。对化学浆这是在造纸厂进行的分开过程，对机械制浆来说，这是一个联合的机械纤维分离过程。在机械制浆中，纤维结构的“变松”甚至是更重要的，因为天然的因而“不变”的机械纸浆纤维太挺硬且含有过少的用于造纸产生合适的纸张纤维网络的化学结合点。良好的纤维结合是表面平滑且强度好的纸张必须先具备的。在机械制浆过程中，木材和纤维受到磨石或磨盘产生的频繁的应力作用，事实上，当其达到所需的松驰结构时，纤维的分离也是同样的。
化学机械浆在生产过程中除输入机械能外，仅加入少量的化学品，也属于机械浆范畴，因为木素的去除是较少的。
一种理想的机械纸浆生产的纸张具有高的不透明度、白度、松厚度和平滑度，且在低定量时具有合适的孔结构。对造纸厂可接受的总体经济来说，这类纸张应用机械浆生产，甚至可以不添加更贵的化学强化纸浆，事实上这种浆对不透明度和松厚度有负面影响。与化学浆相比，机械浆的优点是有可能生产出低定量但仍具有足够不透明度和松厚度的纸张。但是，要求机械浆具有足够的强度性质。
-种理想的机械制浆法要求下列要素：
-纤维必须从木材基体中分离
-如可能，必须保护木材原有的纤维长度
-纤维壁必须细纤维化（至少达到大纤丝水平）
-胞间层至少应被剥落以产生细小纤维，初生壁部分剥离以暴露出纤维次生壁
-纤维次生壁必须细纤维化
工业规模生产机械浆有两种技术：
-将木段压向旋转的磨石（磨石磨木）
-在盘磨机中分离纤维（盘磨磨浆）
但是，应强调的是，根据上述指标，这两种方法都不是理想的机械制浆法。磨石磨木法通常生产具有优异光学性质而强度性质不足的纸浆，而木片磨浆法生产具有良好强度性质而光学性质相对较差的纸浆。基于最终产品性能指标，这两种技术均可以改良以生产出较好光学性质和松厚度或改进强度性质的纸张。
2.3 机械制浆简述
主要的机械制浆和制浆方法列于表2-1。表中也提供了各种方法的简短说明。表中未列出的为数众多的子方法将在第六章磨木和压力磨木、第七章热磨机械浆和第八章化学机械浆中论述。许多工业方法采用商业背景命名（例如PGW和TMP），而表2-1中列出的所有名词仍有待取得最终的一致。
表2-1 机械浆命名法。主要方法为SGW、PGW、TMP和CTMP法。纸浆得率指对新鲜去皮挪威云彬木和用水量为10~20m3t的现代封闭过程。
SGW 磨石磨木浆 木段对着磨石的常压磨浆，喷水温度通常为70~75oC，纸浆得率98.5%
PGW 压力磨石磨木浆 木段在Metso磨木机中压力条件（2.5bar）下，喷水温度低于100oC，得率98.5%
PGW-S 超压磨石磨木浆 木段在Metso磨木机中高压条件（4.5bar）下磨浆，喷水温度高于100oC，得率98%
TGW 热磨石磨木浆 木段在Voith链式磨木机中常压磨浆，配有的专有系统使喷水温度达到80oC或更高，得率98.5%
RMP 盘磨机械浆 木片在盘磨机中常压磨浆，木片预处理仅包括洗涤及可能的常压预汽蒸，得率97.5%
PRMP 压力盘磨机械浆 如同RMP，但在升高的温度下压力磨浆，得率97.5%
TMP 热磨机械浆 木片用压力蒸汽预热并在升高的温度下磨浆，蒸汽压力通常为3~5bar，相应的温度为140~155oC，得率97.5%
CMP 化学机械浆 1.所有此类纸浆的通用名称，由化学预处理木材后盘磨磨浆或磨石磨木而制得，得率80%~95%
2.化学处理通常也热预处理的木片在常压或压力条件下磨浆而制得的纸浆，相对强的化学处理使有代表性的纸浆得率低于90%
CTMP 化学热磨机械浆 经化学预处理的木片或粗浆在压力下磨浆，相对温和的处理，有代表性的得率为90%以上。各种子方法参见第八章化学机械法制浆
2.4 机械浆的特性
有代表性的机械浆具有高得率，通常挪威云杉的机械浆得率为97%~98%，而化学浆得率为45%~50%。这就简单地意味着，对一定量的木材，在纸料中增加机械浆的比例可以生产更多的纸张，因此改善工厂的经济和生态。用商业经济的话，由于总的纸浆得率提高，单位纸产品的木材原料成本降低。
与化学制浆法相比，机械制浆具有许多优点，例如低投资，工艺简单。机械浆具有一些好的纸张性质，例如高的光散射能力，还算高的白度，良好的成形特性，导致纸张具有平滑的表面和高的松厚度。
一般来说，机械浆是在造纸厂就地生产，因此能为许多最终用途而定制，而化学浆仅为少数主要纸种而生产。而且，在造纸厂或纸板厂造纸前化学浆需要打浆。
机械制浆法有一主要缺点：电能消耗高。用于顶级杂志纸的木材机械制浆的电耗高达3.5MWht.
机械浆纤维的结合能力比化学浆纤维低，致使机械浆的总体强度性质较低。机械浆也常常含有杂质。而且机械浆不能漂到与化学浆相同的程度，其白度稳定性差。图2-1和图2-2显示一些针叶木机械浆、硫酸盐浆和标准脱量浆间撕裂指数和光散射系数的差别。在所有的机械浆中，盘磨机械浆（TMP和CTMP）的撕裂指数最高但光散射系数最低。磨石磨木浆则相反，光散射系数最高但撕裂指数最低。
图2-1 挪威云杉机械浆和化学浆的撕裂强度
图2-2 挪威云杉机械浆和化学浆的光散射能力
由于机械制浆粗放的工艺条件，所有机械浆都含有细小纤维和纤维碎片，当然也有完整的纤维，如图2-3。这些纸浆组分有不同的性质，其后机械浆的性质大大地取决于这些组分的数量和质量。例如，磨石磨木浆中细小纤维的质量与热磨机械浆中细小纤维的质量有很大的不同。
图2-3 各种纸浆的纤维组分
2.5 机械浆的最终用途
机械浆主要用于含机械浆印刷纸（也称含磨木浆印刷纸）的生产。这些印刷用纸在低定量时就有良好的不透明度和印刷适性，但强度和耐久性有限，而这些印刷纸必须相对便宜。主要的纸种有新闻纸、未涂布超级压光纸和轻量涂布杂志纸。这些纸种的主要要求是良好的运行性能和印刷性能。所有主要的机械浆种（SGW、PGW和TMP）都适用于所有的含机械浆印刷纸。但制造过程的经济性和最终产品的质量取决于所用的机械浆的类别。有代表性的是采用磨木浆（SGW或PGW）容易达到要求的印刷适性，采用TMP容易达到良好的运行性能。新闻纸可以含有高达100%的机械浆，但发展趋势是在新闻纸制造中使用不断增加的脱墨浆（DIP）比例。超级压光纸（SC）通常含有55%~65%的机械浆，而低定量涂布纸含有35%~40%的机械浆。
机械浆的其他应用包括各类纸板、墙纸、高级文化用纸、柔软卫生纸以及吸收纸和浆模制品。三层组成的折叠纸板的芯层通常用磨木浆。CTMP应用于液体包装纸板快速增长，而此种纸板最初是由全硫酸盐浆制造的。和折叠纸板相同的方式，如今越来越多的漂白CTMP用于液体包装纸板的芯层，CTMP也用于吸收性浆和纸产品。
一些墙纸纸种含有高达70%的机械浆，甚至一些不含磨木浆的高级文化用纸也加入5%~20%的机械浆。许多柔软的卫生纸和浆模制品最初由机械浆制造，但目前主要采用DIP。
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