实验

1 1仪器和原料

仪器：DFR~04动态滤水分析仪，WGZ-3P散射

光浊度计，PTI抄片器。

原料:纸料，由w (烟草浆）：w (漂白木浆）= 85% : 15%和w (碳酸钙）=15% (对浆料）配成，质 量分数为0 6%;阳离子瓜尔胶，由东升高旭化工提 供；polm iip由巴斯夫提供。

1 2实验方法 1 2 1留着试验

在动态滤水仪中选择“ R etention”模式,设定反 应时间为10 &搅拌转速为500 r/mi，然后取1 L配

造纸法烟草薄片的生产过程主要包括萃取浓 缩、制浆抄造和涂布干燥三大部分[1]。其中制浆抄 造段被认为原料损失最为严重的工序,这主要是由于 以烟梗、碎片和烟末为主的烟草浆料杂细胞多，阳离子瓜尔胶在造纸法烟草薄片中的应用,细小 组分含量大，从而在长网成型时容易通过网孔流失。

造纸中通常使用阳离子助留剂与带有负电荷的 纤维物料发生絮聚，引发细小组分间以及细小组分 与纤维间的胶体聚集[2]，以提高细小组分在网上的 留着。然而，考虑到烟草薄片的最终用途，并不是所 有的造纸助留剂都能用在烟草薄片生产中。

本文选择了卷烟纸生产时常用的2种助留剂阳 离子瓜尔胶和聚乙烯亚胺衍生物（polymiip)，在实 验室中利用动态滤水分析仪模拟生产条件，对其助 留效果进行了比较。试验结果表明，阳离子瓜尔胶 的助留效果要优于polymiip。而瓜尔胶作为一种天 然的半乳甘露聚糖类植物胶[3]，阳离子瓜尔胶在造纸法烟草薄片中的应用,本身没有任何毒 性,无异味，经过阳离子改性后能够显著地提高细小 组分的留着率，因而最终选择了阳离子瓜尔胶作为制好的纸料倒入滤水筒内，搜集前300 g滤液，采用 文献[4]介绍的方法快速测定滤液浓度，根据滤液 浓度与原浆浓度计算出单程留着率:纸料的单程留 着率=(纸料浓度-滤液浓度）胤料浓度x 100%。

1 2 2滤水试验

在动态滤水仪中选择“D rainage”模式，在200~ 800 r/m in的转速范围内，通过设定不同的转速来模 拟剪切力的强弱，然后取1 L配制好的纸料倒入滤 水筒内，记录并绘制不同转速下同一反应时间10 s 内的滤水曲线。

1 2 3抄片试验 尔胶的纸料单程留着率要高于polymnp3~ 7个百 分点，即阳离子瓜尔胶的助留效果优于polminpb 通过对瓜尔胶的分子结构研宄发现，瓜尔胶直 链上没有非极性基团，大部分伯羟基和仲羟基都处 在外侧,而且半乳糖支链并没有遮住活性的醇羟基, 因而瓜尔胶具有最大的氢键结合面积；当与纤维结 合时，形成的氢键结合距离短，结合力大。而通过对 瓜尔胶改性后,在分子链上引入阳离子基团，从而获 得一定的正电性，这种带正电的改性瓜尔胶便可以 与带负电的纤维、填料粒子相互作用,从而提高了助 留、助滤和增强效果。 

取250mL配制好的纸料,分别加入一定比例的 瓜尔胶溶液，搅拌均匀后抄片，把抄好的纸片在 (800 ±25) °C的马弗炉内灼烧5 h通过灰分来比较 其助留性能。

2结果与讨论

2 1阳离子瓜尔胶和po^yminp助留效果的比较

采用2种助留剂在不同添加量的条件下比较各 自的助留效果。当反应作用时间为10 s搅拌速度 为500 r/mii时，图1和图2分别显示了助留剂添加 量对纸料单程留着率的影响和助留剂添加量对手抄 片灰分的影响。

阳离子瓜尔胶

polyminp

0.100.200.300.40

u?(助留剂)/%

助留剂添加量对纸料单程留着率的影响

2 2阳离子瓜尔胶用量对助留效果的影响

由图1和图2的变化曲线可以看出，随着阳离 子瓜尔胶添加量的增加，纸料单程留着率与手抄片 灰分都相应提高，纸料的单程留着率从未加时的 52 33%提高到68 33%,留着率增加了 16个百分 点；手抄片灰分从未加时的6 69%,提高到 11 01%,增加了 4个百分点以上。同时可以看出， 瓜尔胶0 3%的添加量和0 4%的添加量其效果差 别不是很大，因此，经综合比较，阳离子瓜尔胶的用 量选择0 3%为佳。

2 3剪切力对阳离子瓜尔胶助留效果的影响

阳离子瓜尔胶作为一种高分子助留剂,其助留 机理是利用其长链在不同颗粒间“桥联”形成絮团， 而这种在纸浆中所形成的絮团，极易受到剪切力破 坏，阳离子瓜尔胶在造纸法烟草薄片中的应用,所以剪切力也是影响瓜尔胶对细小组分和填料

留着的重要因素之一。

不同的搅拌速度意味着流体对纸料施加了不同 的剪切力，从而削弱了助留助滤剂对浆料的絮聚作 用。本试验利用仪器的不同转速来模拟生产中剪切 力的大小，根据其滤水性能的变化来衡量瓜尔胶对 抗剪切力的影响;搅拌速度越高，剪切力越大，助留 剂所形成的絮团越容易被解聚,造成细小纤维重新堵 塞纤维空隙，而使过滤阻力增大，滤水更加困难。

图3是不同转速下、同一时间内的滤水量变 化曲线。反应作用时间10 s阳离子瓜尔胶添加 量为 0. 3% 。

 

 

图3剪切力对阳离子瓜尔胶滤水性能的影响

阳离子瓜尔胶

polyminp

0.100.200.300.40

助留剂添加量对手抄片灰分的影响

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由图1和图2可以发现:随着助留剂添加量的 加大，纸料的单程留着率以及手抄片灰分都呈递增 趋势;当2种助留剂在相同添加量下,使用阳离子瓜

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2 6成本估算

在确定一项技术是否有效之前，评估其操作成 本是非常重要的。因此要估算臭氧化和O3/H2O2 技术的操作成本。在臭氧量100mg/L下，臭氧化的 运作成本为0 125欧元/m3。过氧化氢的添加 (H2O2/〇3量比1/2)对于每100mg/L臭氧量需额 外追加0 02欧元/m3。从实验可知，相对于臭氧 化，过氧化氢的加入不能改善COD和TOC的去除 效果。如果从经济的角度来看，在无添加过氧化氢 条件下进行臭氧化是比较合理的。

即使过氧化氢的加入不能改善COD和TOC的 去除效果，阳离子瓜尔胶在造纸法烟草薄片中的应用,但是它有利于色度下降和A0X的去除。 在臭氧量100 mg/L，臭氧的加入可降解约10%的 AOX。当在相同的操作成本（0 125欧元/m3)下观 察这些下降值，这些差异也就仅仅5%来支持过氧 化氢的加入。

在添加过氧化氢后色度是唯一得到明显改善的 指标。在相同的臭氧量下，过氧化氢添加的越多，色 度下降越多。可是，根据操作成本，过氧化氢的最佳 加入量为H2O2/O3量比1/2即使过氧化氢的加入 有利于浆厂水样色度的下降，可是，在相同量下，它不 能改善纸厂水样的色度。实际上，是否加入过氧化 氢，纸厂水样的色度下降值是一样的。

3结论

实验证明臭氧化和〇3/H2O2技术能以合理的

操作成本有效地降低浆纸厂废水的色度和AOX。 可是，COD和TOC去除的有效性受到限制。臭氧化 和〇3 /H2O2技术均可改善预处理水样的生物可降 解能力，即：它们能明显地増加BOD7。温度（20~ 35 °C )和jH ( 5~ 9)对净化效果没有明显影响，因 此，可在生物预处理后从经济上合理地调节它们。 过氧化氢的加入可改善色度和AOX的去除效果，可 是不能明显降低⑴D和TOC。比较臭氧和有机化 合物之间的反应，在〇3 /H2O2反应中，氢氧基的形 成能进一步促进氧化反应。

由以上结果可看出，从经济上考虑，相比于 O3/H2O2,臭氧化是更合理的方案。可以通过优化 流程设计和促进氢氧基的形成来提高这2个流程的 效率。既然净化效率很大程度上与水样有关，流程 方案就应根据实际情况决定。

(田春丽董荣业编译） 

(上接第42页）

由图3可知，随着搅拌速度的提高，助留剂承受 的剪切力増大，滤水阻力増加，滤水量逐渐减少。所 以在线使用阳离子瓜尔胶时，选择合适的添加点是 非常关键的。

2 4阳离子瓜尔胶的在线使用

我厂阳离子瓜尔胶的在线添加点选择在压力筛 后，避免了冲浆泵和压力筛的强剪切力影响，添加量 则根据车速、基片定量和抄宽计算出相当于绝干浆 量的0 3%瓜尔胶用量。表1为2008年1~ 5月阳 离子瓜尔胶在线使用的实际情况[未加瓜尔胶之 前，网部单程留着率为38 64%，w (基片灰分）= 6 05%，w (薄片灰分）=10 23% ]。

表1阳离子瓜尔胶在线使用的数据统计

1月2月3月4月5月

w (基片灰分）/%8. 279. 259. 789. 669. 91

w (薄片灰分）/%13. 0212. 5112 412 9313 01

单程留着率41. 9043. 3044. 8846. 4246 68

由于在线生产时，不可控因素较多，因而阳离子 瓜尔胶的在线使用效果略低于实验室的效果，但随 着使用时间的増加，其助留效果逐渐提高。

3结论

能够有效地提高网部的单程留着率和烟草薄片的灰 分，阳离子瓜尔胶在造纸法烟草薄片中的应用,从而能够提高烟草薄片成品的最终得率。阳离 子瓜尔胶的最佳用量为质量分数0 3%，添加点选 择在压力筛后，避免了抄造段短流程中的过多剪切; 纸料的网部单程留着最高可以提高8个百分点，薄 片灰分最多可以提高3个百分点。