全 文 ：1一九八三年 西北轻工业学院学报 第一期 t
麦草硫酸盐蒸煮反应历程 .及蒸煮动力学
曹 光 锐 张 志 芬 劳 嘉 葆 *
摘 要
本研究以麦草为原料 , 用八罐蒸煮锅以甘油浴间接加热进行硫酸盐法蒸煮 。 主
要 目的是探索蒸煮 中原料主要成份的变化规律 , 着重研究浆中残留木素与蒸煮温度
和蒸煮时间的关系 , 也研究工艺蒸煮过程中残碱浓度的变化 。 研究结果表明 , 麦草
蒸煮有其独特的和木材蒸煮不同的特点 , 脱术素速率较快 , 较易成桨 。 麦草硫酸盐蒸
煮脱木素作用基本属于二级反应 , 其活化能为 1 4 8 9 5卡 /克分子 。 以往在计算麦草浆硫
酸盐蒸煮的H因子时 , 引用松木硫酸盐蒸煮活化能 。 本研究中采 用麦草硫酸盐蒸煮的
活化能计算H因子 , 为麦草连续蒸煮及 自动控制提供了参考数据 。
一 、 前 言
木材和草类是我国制桨造纸两大主要原料 。 随着生产的不断发展 , 木材的比 重 日益 增一
加 。 而草类原料在相当长一段时间内 , 仍为我国造纸原料中比重较大的一种 。世界大部份地区
和国家的制浆造纸原料中 ,木材比重 日益增加 , 因而在制浆机理的研究方面 , 远比草类原料受
重视 ,有关蒸煮脱木素反应历程 、 蒸煮动力学方面的文献资料和报导也较 多 , 这对木材制浆兵
有十分重要的指导意义 。草类原料蒸煮脱木素反应历程的研究 ,蒸煮动力学方面的探讨进行得
较少 , 因而在草类制浆方面缺乏充分的理论指导 。而木材和草类无论是在原料的组织结构 、化
学成份 ,或者是在制浆的特点和规律性方面 ,都有所差异 。 因此 ,对草类原料的脱木素反应历程
及其蒸煮的动 力学进行理论上的探讨 , 对草类原料占比重较大的我国来说 , 就很有必要了 , .
二 、 试 验
( 二` ) 原料 。 将陕西 关中地区的麦草 ( 共化学成份 见表 1 ) , 经切草机切 成 长度 为
1
.尸J丫牙丫
15 一 25 厘米的草片 , 再经粉碎机粉碎后 ,
燥器中 , 平衡水分后备用。
表 1
选取` O一 2 0目及 2 0一` “目的两种组份 , 贮于密闭飞
麦草原料化学成份
水分%
1 1
。
1 6
灰分 % 多戊糖% K l邸。 n 木素 % ’ 苯醇抽出物
7
。
9 1 9
}硝酸乙醇纤维素%
{ 一{ 4 1 . 2 6 2 2 . 9 6 1 8 . 5 9 2 . 7 8
参加本项 目工作的还 有张争民、 刘军铁 、 秦予 、 孙慧等 , 台兵役 、 孙燕萍 , 孙
骏 、 陈敏等同志 。
(二 ) 试验方法
1
、 蒸煮 (其条件见表 2)
在每罐容积 为 1升的八罐甘油间接加热的蒸煮锅中进行 , 蒸煮温度为 70 OC 、 1 0 ℃ 、 1 30 oc
和 1 6 0℃ , 到达规定蒸煮时间后 , 从油浴中取出小罐 , 放入冷水中冷却 。 浆料在 1 50 目尼龙丝
袭中挤出黑液后 , 洗至用酚酞检验无色 。 然后贮于广口瓶中平衡水份后备用 。
表 2 蒸 煮 条 件
装 料 量
克 /罐匕液
蒸煮号 黑翻硫化度% 加蕙醒%
1 0 0克风干,曰勺JCgé. .土叹l曰.1,1
2 艺
3 荞
4 伟
弓 羊 1 3 6 0克风干
室温下预浸53 分钟
室温下预浸 15 分钟
第一罐在 67 ℃预浸 30 分钟
室温下预浸 1 0分 钟
不预浸
八匕h户CeU八b/.0/n/H
注 : i 个’ 一 4并 J月的是 2 0一 4 0 目草粉 ; 5 卜`用的是 1 0一 2 0 目草粉 。
2
、 黑液及浆样分析
( 1 ) 蒸煮液 、 黑液的分析 , 采用 Z D一 2 型 自动电位滴定计 , 用。 , I N H CI 标准溶 液进
行滴定 , 总碱滴至 P H = 4 . 4 , 有效碱滴至 P H = 8 . 3。
( 2 ) 浆样分析 , 浆样中的水份 、 灰份 、 高锰酸钾值 、 克拉森木素和纸浆得率均按部颁
标准进行 。
( 3 ) 碳水化合物含量是由相应的总量减去桨中木素和灰份之和 ( 而酸稼木素 、 苯醇抽
出物未侧 , 故包括在内 ) 。
1 # 一 3 ; ’ 蒸煮结果分析列于表 3 。
.、成井J门.,.介``J丫尸`.三,. , .
三 、 结果和讨论
( 一 ) 麦草硫酸盐法蒸煮的特点和规律
1
、 蒸煮过程中木素含量的变化
从图 1 看出 , 蒸煮过程木素的脱除明显的分为两个阶段 , 转折点在升温期末 保 温 期 升
始 。 第一阶段 ( 即升温阶段 ) 直线的斜率大 , 说明木素在此阶段脱除速率大 , 可称为大量脱
才;素阶段 , 脱除 了总木素量的 9 1 . 61 % 。 保温阶段的直线斜率小 , 木素脱除量仅占总木素量
的 4 . 9% ;可称为残余脱木素阶段 。 在残余脱木素阶段的前期 , 即保温 30 分钟内, 约脱除总木
素量的 4 % 。 继续延长保温时间 90 分钟 , 仅脱除总木素量的 1 . 0% , 而此时碳水化合物的榕
出量却大大增加 。 这说明 , 在这种蒸煮条件下 , 保温时间最多 30 分钟 。 若能采取相应措施 ,
也可取消保温时 间。
2
、 蒸煮过程中得率及碳水化合物含量
从图 2 的得率 及 碳水化合物随时间变化的曲线看出 , 总的趋势相同 。 1 3 0 oc 以前 , 得率
及碳水化合物含量下降大 , 以后趋于缓和 。 70 oC 时得率减少约 30 % , 从 70 OC到 1 3 0 OC得率损
失约 10 一 1 5 % , 1 3 0℃以后下降更缓慢 , 一直到保 温 期 , 得率变化仅 2 %左右。
(表 3麦 草 硫 酸 盐 煮 蒸 过 程 的
!
日J. FI曰卫 1
蒸 煮 号 … 工 号
升温或保温温度 。 C, ` “ 7 “ ` 1 0 0 …1 2 0 11 6 。 {1 6 “ { 1 6 。 {1 6 。 4 0升温时间 (分 ) 0 . 0 0 3 6 6 4 」1 2 6 1 5 5 1 9 5 2 4 5 0
8 3
保 温 时 间 (分 ) 0 : 0 0 3 0 7 0 } 1 2 0
}
蒸 煮 液 总 碱 1 3 . 4 6 1 3 . 4 0 1 2 . 9 8 9 . 6 0 1 0 . 4 7 6 . 8 2 6 . 0 2 1 4 . 8 1 1 5 . 7 8
或 黑 液 浓 度 有效碱 1 0 . 9 9 1 0 . 3 0 1 0 . 8 2 6 . 6 2 6 . 0 4 3 . 7 7 3 . 1 9 1 2 . 1 0 1 2 . 8 0
N a
: 0 ( g / l ) N a
2 5 6
.
2 2 7
.
7 9 5
.
4 4 7
.
5 0 1 0
.
1 3 7
.
6 3 7
.
1 1 6
.
8 0 7
.
4 8
蒸煮得率 ( % ) 8 4 . 0 8 7 0 . 7 9 6 3 . 8 2 6 1 . 0 5 5 9 . 1 6 5 5 . 3 7 5 9 . 1 2 4 9 . 5 8 8 0 . 2 8 7 0 . 4 9
蒸 海 波 值 ·瑟原蓉8 。 5 8 7 . 5 8 9 . 4 8 5 . 5 2 2 . 3 4 1 . 3 7 1 . 8 1 1 . 6 9 1 4 . 7 1 3 . 3 0煮 7 . 2 1 5 . 3 7 6 . 0 5 3 . 3 7 1 . 3 8 0 . 7 6 1 . 0 7 0 . 8 4 1 1 . 8 9 . 3 8
后
浆 K l a s o n 木素 {对 浆 1 6 . 9 8 J 1 1 . 2 2 1 0 。 1 5 3 . 1 7 2 . 0 5 { 1 . 7 4 1 7 . 5 3 1 5 . 3 2样 (% ) 对原料 1 4 . 2 8 J 7 . 1 6 6 . 2 0 1 . 8 8 1 . 1 4 1 . 8 1 0 . 8 6 1 4 . 0 7 1 0 。 8 0分 ` 1 5 . 3 5 1 . 0 7
析 1 0 . 8 7
一 … 4 . 9 9 3 . 4 4灰 ” (% , 瑟原裴 一 4 . 0 1 2 . 4 2
K M , 1 0 “ 对 桨 2 0 . 2 0 2 2 . 5 5 2 1 . 1 3 1 6 . 8 4 8 . 8 1 8 . 7 2 8 . 8 3 1 0 . 1 8 1 9 . 9 9 {: 对原料 1 7 . 1 5 1 5 . 9 6 1 3 . 4 9 1 0 . 2 8…5 · “ ` 4 . 8 3 5 . 2 2 5 . 0 4 1 6 . 0 5 1 9 . 0 4一}
1 3
.
4 2 {
!碳水化合物 对 浆 }一 7 7 。 3 8 8 1 . 2 6
(% ) 对原料 l 6 2 . 1 2 5 7 . 2 8
化 学 分 析 结 果
n 号 l I号
10 0 1 306 16 0 106 10 16 06 78 0 0 5 1 12 0 14 0 16 6 0 16 0 10
5 38 5 1 1 54 1 5一 18 5` 2 0 3 50 16 4 2 2 0 0 84 2 0 3 1 3 3
0 0 3 70 12 0 12 0
1 7
.
6 2 5 1
.
0 1 1 3
.
5 10 1
.
QI 9
.
0 38
.
0 2 1 7
.
8 2 {
{
18
.
5 3 1 7
.
9 3 1 7
.
4 8 1 7
.
1 98
.
4 1
1 3
。
0 7 1 1 q 3 9
.
36 6
.
36 5
.
5 14
.
3 94 1
.
7 9 !1 5
.
2 54 1
.
8 5 1 3
.
98 1 3
.
0 3 5
.
0 1
8
.
0 9 3 1
。
4 4 9
.
18 8
.
8 78
.
4 1 7
. 。 3
{
8
·
2 58
.
4 3 9
.
7 3 10
.
0 58
.
58
10
.
2 7
飞 1吐 7 5 3. 8 5 52 . 124 7. 8 1 50 .6 4 2 8 . 96 6 6 .6 4 2 5.6 2 1 5.6 96 5. 2 5 1 5.4 0 9 9.6 4 2 9. 0 74 7. 98
10
.
16
.
8 3
.
2 2
。
3 1
.
7 1
.
8 1 3
.
4 1 3
.
0 0 1
.
8 8
.
7 5
。
8 3
.
1 1
。
9 1
.
7
6
.
2 1 3
.
6 6 1
.
6 7 1
.
0 0 1
.
8 50
.
8 8 8
.
8 9 1
.
36 4
·
7 7…4 · ” 2 3. 0 2 1. 54 0 .4 90 . 8 2
12
.
0 8 8
.
36 3
.
0 0 1
.
7 3 1
.
5 3 1
.
4 2 3 1
.
2 9 14 4 4 2 1
.
2 1 9
.
18 5
.
26 2
.
4 2 1
。
2 7 1 I R
7
.
4 4 3
.
0 5 1
.
56 0
.
8 0 3
.
7 70
.
6 5 9
.
5 1 7
.
6 5 5
.
12 9
.
4 7 1
.
2 0 0
.
6 9 3
.
6 2 0
.
56
1
.
6 7 1
.
92 9
.
0 72
.
4 2 3
.
2 0 2
.
2 8 1
.
9 9 1
.
9 7 1
.
6 9 1
。
6 8 2
.
6 0 1
.
8 52
.
30 2
.
0 5
1
.
0 8 1
.
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.
0 8 1
.
2 1 1
.
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.
2 1 1
.
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.
6 2 1
.
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.
9 5 1
.
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.
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.
98
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.
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.
6 90 1
.
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.
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.
1 5 {8
.
4 32 5
.
6 2 2 7
.
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.
38 12 1
.
7 3 14
.
2 8 0 1
.
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.
1 38
.
0 7
2 1
.
2 3 10
.
7 5 5
.
6 1 3
.
6 8 3
.
5 94
.
1 3 1 7
.
0 2 1 7
.
36 1 5
.
2 8 12
_
Z R7
。
4 4 4
.
94 8
.
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.
8 7
86
.
6 1 90
.
6 4 94
.
6 9 9 5
.
6 5 3 9
.
2 7 {8 3
.
2 8 7 3
.
8 5 96
.
0 18 9
.
4 2 1 9
.
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.
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.
4 3 96
.
7 9
52
.
96 4 8
.
4 7 1 9
.
4 4 9 5
。
6 4 8 8
.
3 9
:
6 9
.
4 0 5 5
.
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.
6 2 5 3
.
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.
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.
2 84 7
.
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.
9 36 4
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4 7
.
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朴、 , 0’c
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口` 0’.
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一 . . . . . 断 . .
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队\入
竺一司矶一` ~ . . . . . , . . . ` . . .之 一蒸煮时间 ( 小时 )
l`
占ù 1犷
!
\金水习,书侈.
蒸煮时间 ( 小
图 l b )
至 1 6 0 0 C有效碱下降了 5 4 . 3 % ,
时 )
从 l “ 和 2 “ 蒸煮结果看出 , 在相同条件
下 , 用碱量提高 1 % ; 蒸煮前期得率下降约
1
.
6 % 左右 , 后期则约 7 % 左右 。 说明蒸煮
后期 , 碱液对碳水化合物作用较剧 。
3
、 蒸煮过程中确浓的变化
从图 3 看出蒸煮过程中碱浓下降 , 当碱
, 啥 液与草粉刚一接触时 , 草粉即大量吸收碱液
而同时发生反应 。 从室温下加入碱液至升温
到 4 0 OC的 15 分钟内 ,有效碱液浓度下降 40 % ,
保温阶段只下降了 2互 . 3% 。 升温期下降大 , 保温期下降少 ,
这和木素及得率的变化趋势相适应 。 但从 40 吃 至 1 0 犯 , 有效碱浓略有上升 , 可能和麦草的
粉碎有 关 。
似、
。
\6O和
、称戴
, Jo飞
、 、 .~ I` r `, 如. ~ ~一 .
j0’I `0’.
.
~ 、 ~ 、 、 ~ 之
图 4 硫化钠随时间变化的曲线是 :
2 3 牛主蔑一乡,为( , 叨
图 2
升温期球化钠的浓度逐步下降 , 最后才略有回升。 塔
漂以,戏
王羲咖甸(,J , .扣
图 3
可能系升温期大量溶出的是 “ 易榕木素 ” , 因而 aN Z S的消耗较少 , 以后N a Z S较多的参 与反
应 , 使木素进一步脱除 , 同时生成的木素硫化物在蒸煮后期又会将 硫 析 出 。 有实验证明 ,
1 70 ℃时一 , 木素的硫化物中 , 70 %的硫会被脱出 , 故后期使黑液中N o 2 5的浓度上升 。
/
`
’
I J。 、
!
..rJ卜`1,r月
1沁夕戊
凳象牟嘴
工崖矛句。 , 叨 3
图 4
4
、 蒸煮过程中灰份和硬度的变化
麦草灰份主要为氏 0 2 , 在碱性介质中以硅酸钠的形式溶解 。 从图 5 、 图 6 看出 , 蒸煮开
始因碱浓较高 , 溶解速度较快 , 至 1 30 ℃时 , 灰份已下降 30 ~ 70 . 4 % , 到蒸煮后期 , 部 份硅
酸钠析出 , 使曲线有上升的趋势。
蒸煮过程中 K M n o 4值前期下降较大 , 后期缓和 , 这和木素的脱除情况相吻合 。
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图 5
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图 6
:
、 不 同保温温度下浆 中残余木素量的
变化
进行了在其它条件相 同的情况下 70 O c 、
l o 0
O
C
、
1 3 0
0
C
、
1 6 0
“
C保温 蒸 煮 的 对 比 试
验 , 试验结果见表 4 及图 7 。
由图 7 和表 4 看出 , 在 7 0 0 C 和 l 0 0 0 C ,
脱木素速率很小 , 木素几乎成较平缓的直线
下降 , 不出现脱木素的阶段性 , 而在高温下
脱除木素的阶段性较明显 。 1 60 ℃ 下蒸煮 30 分
钟 , 残余术素仅为 2 . n % ( 对原料 ) , 说明
麦草原料进行高温快煮的可能性 , 为推广草类原料的连续蒸煮提供了依据 。
6
、 蒸煮过程 中木素和碳水化合物溶出的关系
蒸煮过程 中木素和碳水化合物的溶出比值为 :
4 0
0
C以前 4 0一 1 0 0 OC 1 0 0一 1 6 0 OC
1
2
.
5 0
1
2 1
1
0
.
5 9
在 1 0D 一 1 6 0 “ c 脱除 1份木素 , 仅损失 0 . 5份碳水化合物 , 而蒸煮后期大量木素已溶出 ,
碳水化合物溶出速率大大增高。 因此 , 木素脱除到一定程度即应停止蒸煮 , 最好掌握在大量
脱木素阶段结束 、 残余脱术素阶段到来之前
2
男 胃 卜、 L自 C( 以二
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J , 夕口 力勺
…,一 。 干 图 7/’ 口 一, J O吻句以 ,7 、 蒸煮过程中碱浓与榕出木素的关系
如图 8 所示 , 蒸煮开始 , 木素除去较快 , 碱浓下降也很快 , 然后进入木素不断溶出而碱
浓变化很小的阶段 , 最后升温至 1 0 ℃后 , 木素继续溶出 , 碱浓不断下降 。
蒸煮开始 , 碱浓迅速下降 , 主要消耗于中和酸性产物和溶解碳水化合物 。 脱木素的第一
扩.犷、
;份引以
图 8
阶段 , 10 分钟即消耗碱 30 一 40 终 , 而木素的
脱除占总木素量的 24 % , 灰分溶出 49 % , 碳
水化合物等为 1 5 . 5% 。 从 40 一 1 30 ℃ 碱浓下
降很少 , 而木素不断溶出 , 此阶段溶出木素
占原料木素含量的 60 %左右 , 碱浓仅下降 1一
3%
。 因为这阶段溶出的木素是在前 一 阶段
已吸收足量的碱进行化学反应 , 只是木素溶
出较少 , 故到了第二阶段 , 浆中木素含量继
续下降而碱浓基本不变 。 1 3 0 0~ 1 60 ℃ 的第
三阶段 , 木素继续溶出而碱浓也不断下降 ,
脱除总木素量的 15 % , 碱耗为 12 一 15 % 。
四 、 爹草硫酸盐蒸煮动力学的探讨
木素分子是一个复杂的大分子 , 而化学
制浆过程又是一个多相化学反应过程 , 这种
非均相 、 非基元反应过程给蒸煮动力学的研
究工作带来了极大的困难 , 往往只能定性地
加以 i ,J·论 , 我们仅对其作了初步的试验和1探it 。实验在 7 0 0C 、 1 0 0 OC 、 1 1 0℃ 、 1 2 0 0 C 、 1 3 0 Oc
和 1 6 0 OC几种温度下进行 。 放罐前先将甘油加热至所需温度 , 然后放入已装好草及碱液 的 小
罐进行蒸煮 。 经一定时间后 , 按规定的时间间隔 , 依次取出小罐置冷水 中冷却 , 然后洗净进
行分析 。 _
工艺条件为 : 用 碱量 13 % ( N a : O计 ) ,
硫化度 n % , 液比 1 : 6 , 绝干原料为 5 3 . 6
克 /罐 。 分析结果 见表 5 。
定
, 州 , 州
O q C〕
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I J
·
1
、 麦草硫酸盐蒸煮反应级数的确定
首先 , 从各种温度下脱木素的反应速度不是等速而是逐渐减小 , 可判断出都不是零级反
应 。 其次 , 用图解法及最小二乘法决定反应级数及反应速率常数 , 最后发现二级反应的线性
关系比一级反应的好 , 故确定为二级反应 。 其相关系数及离差值如表 6 。
表 6
温 度 。 C 1 0 0
相关系数 r 一级反应二级反应
7 0
0
.
9 9 6
0
.
9 92
0
.
9 7 9
0
.
9 8 1
1 1 0
0
.
9 1 0
0
。
9 9 0
1 2 0 」 1 3 0
0
.
9 8 2
0
.
9 9 6
离 差 S 0
.
0 7 0 9 }0
.
0 1 8 7 …6. 1 2 8
0
· ” 0 1“ 5 8…0 · “ “ “ “ 6 …0 · 。 1“ `
0
.
0 5 5 2
0
.
0 0 8 5 8
0
.
95 5
0
.
9 6 5
0
.
1 2 5
0
.
0 5 9 4
1 6 0
0
。
9 0 0
0
.
9 6 4
0
.
2 5 4
0
.
1 2 6
应反级一
2
、 活化能的计算
根据 A r r 五en i lst 方程 : K 一 K 。 e 一 左 T
nL K
一 L n K 。 一去
按最小二乘法求出 :
L
二 : = 1
.
9 0 4 x 1 0
一 7
L
, , = 1 1
。
5 5 3 7
L
二 , = 一 1 . 4 2 7 3 火 1 0一 3
r = 0
.
9 6 2
E故 一 百 =」 . 、
一 1 . 4 2 7 3 又 1 0 一 3
1
.
9 0 4 x 1 0一 7
= 一 7 4 9 6
.
2 3
L n K 二 L n K O 一
1 4 8 9 5
R T
E = 1 4 89 5卡 /克分子
相对反应速率的计算
假设 70 ℃时反应速率为 1 , 则得出 :
E」J n ` “ 一豆亩 = 1 4 8 9 51 . 9 8 7 x 3 4 3 . 1 5 = 2 1 . 8 4 8
故 L n K = 2 1 . 8 4 5 一 1 4 8 9 5
R T
将不 同温度代入此式 , 即可求出各相应温度下的K傲 列表 7 如下 :
表 了
温度·c ` 相对速率 , 温度 co i 相对速率 }温度 co {相对速率 } 温度℃ ! 相对速率
J任0nU只月OnO口09门了注Jno刁.11上Q乙d通…,.ǎ只énUg口J住bǎXCUg自几OJ比任月Jq4工ó口一a.872…59849妊65381029450619785634120.21385749.01 . 0 01 . 0 71 . 1 3
1
.
2 1
1
.
2 9
1
。
3 7
1
。
4 6
1
.
5 4
1
.
6 4
1
.
75
1
.
8 6
1
.
9 7
2
.
0 9
2
.
2 2
2
.
3 5
2
.
5 0
2
.
6 5
2
.
8 0
2
.
9 7
3
.
1 4
3
.
3 3
3
.
5 2
3
.
7 3
9 3
9 4
9 5
9 6
9 7
9 8
9 9
1 0 0
1 0 1
1 0 2
1 0 3
1 0 4
1 0 5
1 0 6
1 0 7
1 0 8
1 0 9
1 1 0
1 1 1
1 1 2
1 1 3
1 1 4
1 1 5
3
.
9 4
4
.
1 7
4
.
4 1
4
.
6 6
4
.
9 6
5
.
2 0
5
.
4 8
5
.
7 9
6
.
1 1
6
.
4 4
6
.
7 9
7
.
1 6
7
.
5 5
7
.
9 6
8
.
3 8
8
.
8 3
9
.
2 9
9
.
7 8
1 0
.
2 9
1 0
.
8 3
1 1
.
3 8
1 1
.
9 7
1 2
.
5 8
1 1 6
1 1 7
1 1 8
1 1 9
1 2 0
1 2 1
1 2 2
1 2 3
] 2通
1 2 5
1 2 6
1 2 7
1 2 8
1 2 9
1 3 0
1 3 1
1 3 2
13 3
1 3 4
1 3 5
1 3 6
1 3 7
1 3 8
1 3 9
1 4 0
1理1
1 4 2
1 4 3
1 4 4
1 4 5
1 4 6
1 4 7
1 4 8
1 4 9
1 5 0
1 5 1
1 5 2
1 5 3
1 5 4
1 5 5
1 5 6
1 5 7
1 5 8
1 5 9
1 6 0
5 4
.
7 7
5 7
.
1 4
5 9
.
6 1
6 2
。
1 6
6 4
.
8 1
6 7
.
5 6
7 0
, 耳2
7 3
.
3 8
7 6
.
4 5
7 9
.
6 3
8 2
.
9 3
8 6
.
3 5
8 9
.
9 0
9 3
.
5 7
7120956834801.28756439012
3
、 麦草硫酸盐蒸煮 H 因子的计算
蒸煮过程的影响因素很多 , 其中温度和时间是两个既相互影响又相互制约的因素 。 温度
升高脱木素反应加快 , 但却使纸浆得率和浆强度下降 , 故提高温度就必须相应地缩短蒸煮时
间。 K . E . V or o m 提出将温度和时间结合成单一变数— H因子来控制生产。 实验证明 : 同一原料 , 在其它蒸煮条件一定时 , 只要控制相同的 H因子 , 得到的纸浆得率和木素含量 则相
同 , 这对在蒸煮过程中采 用 自动化具有重大意义 。
草类原料蒸煮的 H 因子的研究 , 国内外文献报导不多 。 过去在有的文献上报导过草类H
因子的计算 , 但所引用的活化能为木材硫酸盐蒸煮的数据 。 我们采用麦草硫酸盐蒸煮的活化
能计算本实验中 的H因子如下 :
H因子 = 相对反应速率 丫 时间间隔
1 5
8 %多硫化物 时 , E = 12 , 45 千卡 /克分子 。
对比针叶木 、 阔叶木和麦草硫酸盐蒸煮的活化能 , 可以认为 , 本实验求出的麦草硫酸盐
蒸煮活化能数据是合理的 。 为了更进一步证实数据的合理性 , 最好在时间和条件允许情况下
多做几次重复试验。
参 考 文 献
〔 1 〕 《 制浆造纸工艺学 》 , 天津轻 院主 编 , 轻工业 出版社
〔 2 〕 《 物理化学基础 》 ( 下册 ) 钱受仁 编
〔 3 〕 《 化学分析 》 ( 下册 ) 式汉 大学分析教研室 编
〔 4 〕 T A P P I 1 9 6 6 , 4 9 . 2 p . 5 3
〔 5 〕 T A P P I 1 9 6 6 , 4 9 . 3 P . 1 2 6
〔 6 〕 S v . P a . 1 9 7 3 , 1 1 . P . 4 0 7
〔 7 〕 T A P P I 1 9 7 0 , 5 3 . 1 P . 3 5
〔 8 〕 3 v . P a . 1 9 7 9 , 1 5 . P . 4 5 8
〔 9 〕 P P M C 1 9 6 9 , 1 6 . ;〕 . 6 4
〔 1 0〕 T A p P I 1 9 6 2 , 4 5 . 1 p . 1
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( 四 ) 蓝色染料的影响
浆中加入蓝色染料 , 影响纸张的光学性质 , 从表 6 可以看出 , 蓝色染料不能使 白度 增
加 , 纸页 白度取决于纸浆的白度 。 通常染料减少纸页反射光的数量 , 并不能增加白度 。 生产
中添加少量蓝色染料 , 使纸张带蓝 白色 , 人们喜欢这种色调 , 从感觉上觉得这种纸张白一些。
由于纤维和染料能独立地吸收和分散光线 , 互相补充 , 增加不透光作 用 , 因而添加蓝色
染料后纸页不透明度提高了。 关于染料对光散射系数的影响 , 本试验中随染料加 入 量 的增
加 , 光散射系数开始上升 , 以后又出现下降趋势 ( 表 6 ) 。 外国有些研究者认为染料加入量
与光散射系数无 关 , 这一问题还有待进一步确证。
谢忱 : 感谢挪威特隆汉姆大学制浆造纸研究室所给予的帮助 。
参 考 文 献
〔1〕 J a ln e 3 p . C a 3 e y : p u l P a n d P a P e江 C h e m 丘S t r了 a n d C h e m i c a l T e c h n 0 1o盯
〔2〕 p r o f e o s o r 于于a n o w i l h e l rn e i e : t z a : d F 。 : K o o il C h r i。七e n o e n : p a P e r
T e e h n o l o g y
〔3〕 《 制浆造纸工 艺学 》 , 天津轻院等合编 。