专利名称：造纸系统胶粘物检测方法及造纸系统胶粘物含量的调控方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸系统胶粘物检测方法及造纸系统胶粘物含量的调控方法。
背景技术：
现代造纸工艺中，全封闭纸机 上浆系统的应用以及白水循环系统的高度循环利用，促使纸机系统中的杂质累积现象日益严重。在造纸过程中，纸浆、湿端化学品、涂布化学品会产生较多的胶粘物杂质，随着白水循环系统的高度循环利用，不断累积的胶粘物会降低纸机湿端添加的药品的效率，而且还会引起毛毯、成型网的堵塞、粘缸、粘辊、破孔、断纸等一系列问题，对纸机的机械运转以及纸张成型质量造成很大的影响。为了消除杂质在纸机系统中的累积，通常会在纸机的循环系统中设置过滤装置来进行出闸过滤，以去除纸机系统中的胶粘物等杂质。然而，一般情况下，过滤装置只能够将颗粒粒径在150Mm以上的胶粘物等杂质去除,而粒径在150Mm以下的胶粘物仍然会留在纸机系统中。经过除杂后留在纸机系统中的胶粘物依然会影响纸机设备的运转以及纸张的品质。为了能够准确评估胶粘物对纸机系统运转的负面影响，需要对纸机系统中的胶粘物的含量进行及时、准确的测量。现行的胶粘物测试方法主要有有机溶剂抽提法及浊度法有机溶剂抽提法是利用有机溶剂对胶粘物进行抽提后再称重测量，一般测试一个样品耗时约6小时，且准确性差，不适用于在纸机生产过程中对胶粘物进行快速测量；浊度法则是通过测定样品的浊度来间接的反应样品中胶粘物的含量，该方法简单快捷，但是测定波动大，而且一般来讲，存在于纸机白水循环系统中的固体颗粒主要包括填料粒子、细小纤维以及胶粘物质，上述的浊度法所得到的浊度是由填料粒子、细小纤维以及胶粘物质共同作用的结果，并且在实际生产中，填料粒子与细小纤维对白水系统的浊度影响要远大于胶粘物质，因此，仅仅通过测量白水系统的浊度是不能够准确的反映体系中胶粘物的含量，也就无法准确评估出胶粘物对纸机运转的负面影响。
发明内容
有鉴于此，提供一种能够克服上述问题的可以快速、准确评估造纸系统中胶粘物含量的造纸系统胶粘物检测方法以及造纸系统胶粘物含量的调控方法实为必要。一种造纸系统胶粘物检测方法，其包括如下步骤过滤待测浆料以得到具有一定质量的待测滤液，测定所述待测滤液的总浊度值；干燥所述待测滤液以得到主要由填料粒子、细小纤维以及胶粘物混合而成的固体混合物，同时测定所述固体混合物的质量；灼烧所述固体混合物，根据灼烧后的固体质量得出所述待测滤液中填料粒子的含量，同时，根据所述固体混合物灼烧前后的质量变化得到所述待测滤液中细小纤维的含量；配制一系列具有不同填料含量的填料悬浊液作为第一标准液，测定不同填料含量下的第一标准液的浊度，依据得到的填料含量与浊度之间的对应关系建立第一标准曲线方程，同时，配制一系列具有不同细小纤维含量的细小纤维悬浊液作为第二标准液，测定不同细小纤维含量下的第二标准液的浊度，依据得到的细小纤维含量与浊度之间的对应关系建立第二标准曲线方程，根据测得的待测滤液中填料粒子的含量以及细小纤维的含量，分别利用所述第一标准曲线、第二标准曲线得到所述待测滤液中填料粒子与细小纤维各自对所述待测滤液的总浊度值所作出的贡献，从而得到所述待测滤液中与胶粘物的含量相对应的浊度值。一种造纸系统胶粘物含量的调控方法，其包括如下步骤利用如上所述的造纸系统胶粘物检测方法对造纸系统内的胶粘物实际含量进行检测；将检测得到的系统胶粘物实际含量与预定的系统胶粘物含量上限值进行比较，在造纸系统胶粘物实际含量大于预定的系统胶粘物含量上限值时，对造纸系统胶粘物含量进行调控。与现有技术相比，本实施方式所提供的上述造纸系统胶粘物检测方法，其以现有的浊度法为基本测量手段来测定待测滤液的总浊度，然后根据造纸浆料的滤液中所含有的固体颗粒特有的性质，采用对待测滤液进行干燥后称重、对干燥后的固体混合物灼烧后称重、建立能够反映填料粒子含量与悬浊液浊度关系的第一标准曲线方程以及能够反映细小 纤维含量与悬浊液浊度关系的第二标准曲线方程的方式，来将所述待测滤液中对总浊度有贡献的填料粒子、细小纤维所对应的浊度值进行剥离，从而得出了能够较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值。由于本实施方式所提供的所述造纸系统胶粘物检测方法依然以浊度法为基本测量手段，因此保持了浊度法的快捷、重复性好的优势，同时通过特定的剥离手段将滤液中填料粒子与细小纤维对滤液浊度的影响剥离，从而得到能够较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值，以本方法所测出的胶粘物浊度值来制定标准，能够对调控纸机系统中胶粘物质的含量提供有效的数据指导。本发明所提供的上述造纸系统胶粘物含量的调控方法，其通过本发明所提供的造纸系统胶粘物检测方法能够得到较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值，从而以该检测值为调整依据，来实现对造纸系统胶粘物含量的精确调整。
图I是本发明实施方式所提供的填料粒子含量、细小纤维含量分别与各自标准液浊度之间的对应关系曲线图。
具体实施例方式本发明实施方式所提供的造纸系统胶粘物检测方法，其包括如下步骤
过滤待测浆料以得到具有一定质量的待测滤液，测定所述待测滤液的总浊度；
在通常状态下，浆料经过滤后，其滤液中所含有的固体颗粒主要包括填料粒子、细小纤
维以及胶粘物，因此所述滤液的总浊度可以看做是所述填料粒子、细小纤维以及胶粘物各自在所述滤液中的浊度的总和。在造纸系统中，胶粘物主要分为大胶粘物及微胶粘物两类，其中所谓的大胶粘物是指不能够通过10(Γ 50μπι筛缝的胶粘物，而小胶粘物则是指可以通过10(Γ 50μπι及以下筛缝的胶粘物。在本发明中，针对所要监测的胶粘物的粒度大小，可以采用具有不同筛缝大小的过滤装置来对所述待测浆料进行过滤，以控制所述待测滤液中的固体颗粒的粒径。
优选的，在本实施方式中，主要针对滤液中能够通过100 μ m以下筛缝的小胶粘物进行测量，更进一步的，针对能够通过76 μ m以下筛缝的小胶粘物进行测量。干燥所述待测滤液以得到固体混合物，所述固体混合物主要由填料粒子、细小纤维以及胶粘物混合而成，测定所述固体混合物的质量；
可以理解的，随着所使用的过滤装置的筛缝尺寸的不同，所述待测滤液中含有的填料粒子、细小纤维及胶粘物的尺寸也会发生相应的变化。在本实施方式中，由于优选的使用筛缝在100 μ m以下的过滤装置对所述待测 浆料进行过滤，因此，在干燥所述待测滤液后得到的所述固体混合物中，所述填料粒子、细小纤维及胶粘物的尺寸均在IOOym以下。可以理解的，对所述待测滤液进行干燥的设备可以是烘箱等常用于干燥物体的设备，在本实施方式中，采用烘箱来对所述待测滤液进行干燥以得到固体混合物，之后测定所述固体混合物的质量。灼烧所述固体混合物以去除所述固体混合物中的细小纤维组分，测定灼烧后的固体混合物的质量，根据灼烧后的固体混合物的质量得到所述待测滤液中填料粒子的质量百分含量，同时根据灼烧前后测定的固体混合物质量的变化量得出所述待测滤液中细小纤维的质量百分含量；
根据造纸浆料的特殊性质，植物纤维在高温下可以发生燃烧，因此通过灼烧的方式可以将所述固体混合物中的细小纤维去除。在本实施方式中，是采用马福炉在500°C左右的温度下对所述固体混合物进行灼烧，以去除所述固体混合物中的细小纤维组分。可以理解的，在本发明中，采用灼烧的方式主要是使固体混合物中的细小纤维燃烧，从而将细小纤维从固体混合物中除去，因此灼烧所使用的温度并不限定于500°C左右，只要能够使细小纤维燃烧去除即可。优选的，对所述固体混合物进行灼烧的温度大于500°C。在一般的白水系统中，相对于填料粒子及细小纤维的含量来讲，胶粘物质的含量很少，因此，在本步骤中，当通过灼烧的方式去除所述固体混合物中的细小纤维后，由于胶粘物质在剩余的固体混合物中所占比例很小，因此可以将经过灼烧后剩余的固体混合物的质量看做是填料粒子的质量，从而得出填料粒子在所述待测滤液中的质量百分含量。配制一系列具有已知质量百分含量的填料悬浊液作为第一标准液，分别测定所述第一标准液的浊度，根据所述第一标准液的浊度与质量百分含量的对应关系建立第一标准曲线方程，根据所述待测滤液中填料粒子的质量百分含量，利用所述第一标准曲线方程得出所述待测滤液中填料粒子的浊度；
配置一系列具有已知质量百分含量的细小纤维悬浊液作为第二标准液，分别测定所述第二标准液的浊度，根据所述第二标准液的浊度与质量百分含量的对应关系建立第二标准曲线方程，根据所述待测滤液中细小纤维的质量百分含量，利用所述第二标准曲线得出所述待测滤液中细小纤维的浊度；
利用所述待测滤液的总浊度以及上述步骤中分别得出的待测滤液中填料粒子、细小纤维的浊度，得出所述待测滤液中胶粘物的浊度值。由于所述滤液的总浊度可以看做是所述填料粒子、细小纤维以及胶粘物各自在所述滤液中的浊度的总和，因此所述待测滤液中胶粘物的浊度值即为所述待测滤液的总浊度与待测滤液中填料粒子、细小纤维的浊度值之差。
需要说明的是，虽然在本实施方式所提供的上述方法中是采用质量百分含量来对所述待测滤液中各固体颗粒的含量进行表征，但是本领域技术人员应当知道，对所述待测滤液中各固体颗粒的含量进行表征的并不仅限于质量百分含量，还可以采用如浓度等其它的方式来对所述待测滤液中各固体颗粒的含量进行表征。本发明还提供了一种造纸系统胶粘物含量的调控方法，其包括如下步骤
利用如上所述的造纸系统胶粘物检测方法对造纸系统内的胶粘物含量进行检测；将检测得到的系统胶粘物实际含量与预定的系统胶粘物含量上限值进行比较，在造纸系统胶粘物实际含量大于预定的系统胶粘物含量 上限值时，对造纸系统内的胶粘物含量进行调整。根据不同的生产工艺，在系统胶粘物实际含量大于预定的系统胶粘物含量上限值时，对造纸系统内的胶粘物含量的调整方式主要取决于在实际生产过程中系统胶粘物的主要来源，例如当在造纸工艺中使用了较多的涂布损纸时，造纸系统中的胶粘物含量就很有可能会上升因此可以通过降低涂布损纸的用量的方式来调低系统中的胶粘物含量。当然在实际生产中，造纸系统中的胶粘物可能会来自造纸工艺的各个阶段，此时可以通过向系统中先后添加分散剂、固着剂来降低胶粘物含量，其中，分散剂主要包括硬脂酸钠、十二烷基二甲基氧化胺等表面活性剂，固着剂主要包括聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺衍生物等阳离子聚合物。需要说明的是，要能够准确调整造纸系统胶粘物含量的前提是能够准确的检测到造纸系统中的胶粘物的实际含量，在准确的检测到造纸系统中的胶粘物的实际含量后，对造纸系统内的胶粘物含量进行调整的方式需要根据不同的工艺要求及实际情况进行选择判断，因此，在本发明所提供的上述造纸系统胶粘物含量的调控方法中，根据测得的造纸系统胶粘物实际含量来对造纸系统胶粘物含量进行调整的方式并不限于上述所列举的方式，只要能够降低造纸系统中胶粘物含量的方式均可以使用。与现有技术相比，本实施方式所提供的上述造纸系统胶粘物检测方法，其以现有的浊度法为基本测量手段来测定待测滤液的总浊度，然后根据造纸浆料的滤液中所含有的固体颗粒特有的性质，采用对待测滤液进行干燥后称重、对干燥后的固体混合物灼烧后称重、建立能够反映填料粒子含量与悬浊液浊度关系的第一标准曲线方程以及能够反映细小纤维含量与悬浊液浊度关系的第二标准曲线方程的方式，来将所述待测滤液中对总浊度有贡献的填料粒子、细小纤维所对应的浊度值进行剥离，从而得出了能够较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值。由于本实施方式所提供的所述造纸系统胶粘物检测方法依然以浊度法为基本测量手段，因此保持了浊度法的快捷、重复性好的优势，同时通过特定的剥离手段将滤液中填料粒子与细小纤维对滤液浊度的影响剥离，从而得到能够较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值，以本方法所测出的胶粘物浊度值来制定标准，能够对调控纸机系统中胶粘物质的含量提供有效的数据指导。本发明所提供的上述造纸系统胶粘物含量的调控方法，其通过本发明所提供的造纸系统胶粘物检测方法能够得到较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值，从而以该检测值为调整依据，来实现对造纸系统胶粘物含量的精确调整。以下，通过具体的实施方式来对本实施方式所提供的上述造纸系统胶粘物检测方法进行进一步的说明，具体步骤如下(1)自纸机白水循环系统中取样以得到待测浆料；
(2)将所述待测浆料过76Mm筛网后，得到待测滤液，同时对所述待测滤液进行称重以测得所述待测滤液的总质量；
(3)采用浊度计测量所述待测滤液的总浊度；
此步骤中，当然还可以采用分光光度法等本领域常用的测量溶液浊度的方法对所述待测滤液的浊度进行测量。(4)采用烘箱对所述待测滤液 进行烘干，以得到固体混合物，对所述固体混合物进行称重；
(5)将烘干后的固体混合物放入525°C的马福炉中进行灼烧，之后对灼烧后的固体混合物进行称重，将灼烧后的固体混合物的质量除以待测滤液的总质量得到所述待测滤液中填料粒子的质量百分含量，灼烧前后所述固体混合物的质量变化量即为所述待测滤液中细小纤维的质量，将灼烧前后所述固体混合物的质量变化量除以待测滤液的总质量得到所述待测滤液中细小纤维的质量百分含量；
(6)配置一系列具有已知填料粒子百分含量的第一标准液，梯度分别为O.05%,O. 1%、O. 15%、0. 2%、0· 3%、0· 5%、0· 6%、0· 7%、0· 8%、0· 9% 以及 I. 0%，本实施方式中，所述百分比皆为
质量百分含量，分别测定各质量百分含量下的第一标准液的浊度，具体如下
填料含量 |0·05|0·1 Io. 15 Io. 2 Io. 3 |θ. 5 |θ. 6 |θ. 7 |θ. 8 |θ. 9 Il. O 池度丨1262 丨2522 丨3783 丨5045 丨7567 |l2459 114996 |l7922 丨20408 丨22761 丨24959
依据上表数据，以填料的百分含量为横坐标、以第一标准液的浊度为纵坐标绘制第一
标准液浊度与填料含量对应曲线，如图I中斜率较小的曲线所示，同时由所述第一标准液
浊度与填料含量对应曲线建立第一标准曲线方程
F(Xl)=25223Xl+0. 1264 R2=O. 9997，其中X1为填料粒子的质量百分含量，R2为所述第一
标准曲线方程与所述第一标准液浊度与填料含量对应曲线的匹配精度，值越接近1，表明公
式越真实。可以理解的，在各第一标准液中，配制的填料含量梯度越密集、越多，则所得到的第一标准曲线方程越能够真实的代表标准液中填料含量与标准液浊度之间的变化关系。(7)取纸机短纤浆，通过150目筛网过滤，收集滤液后进行浓缩以得到高浓度的细
小纤维溶液，利用所述高浓度的细小纤维溶液配制一系列具有已知细小纤维百分含量的第
二标准液，梯度分别为O. 05%,O. 1%、0· 15%、0. 2%、0· 25%,O. 3%、0· 4%以及O. 5%，分别测定各
质量百分含量下的第二标准液的浊度，具体如下
细小纤维含量 |o. 05|0. I Ιο. 15 Ιο. 20 |θ. 25 |θ. 30 |θ. 40 |θ. 5~
池度丨879 丨1494 丨2285 丨3158 丨3890 丨4752 丨7873 |94θ1"
依据上表数据，以细小纤维的百分含量为横坐标、以第二标准液的浊度为纵坐标绘制
第二标准液浊度与细小纤维含量对应曲线，如图I中斜率较大的曲线所示，同时由所述第
二标准液浊度与细小纤维含量对应曲线建立第二标准曲线方程
F (χ2) =15672χ2+0. 4636 R2=0. 9997，其中X2为细小纤维的质量百分含量，R2为所述第二
标准曲线方程与所述第二标准液浊度与细小纤维含量对应曲线的匹配精度，值越接近1，表
明公式越真实。同样的，在各第二标准液中，配制的细小纤维含量梯度越密集、越多，则所得到的第二标准曲线方程越能够真实的代表标准液中细小纤维含量与标准液浊度之间的变化关系O可以理解的，还可以直接采用磨制好的细小纤维来配制所述第二标准液，这样可以尽可能的降低标准液中可能存在的其它固体颗粒对标准液浊度的影响。(8)根据第(5)步所得到所述待测滤液中填料粒子、细小纤维的质量百分含量，分别利用所述第一、二标准曲线方程分别得出所述待测滤液中填料粒子及细小纤维对所述待测滤液的总浊度的贡献值，然后将所述待测滤液中填料粒子及细小纤维对所述待测滤液的总浊度的贡献值从所述待测滤液的总浊度中剥除，就得到所述待测滤液中与胶粘物含量相对应的浊度值，该浊度值可以比较真实的反映所述待测滤液中胶粘物的含量。根据上述造纸系统胶粘物检测方法能够快速、准确的得到能够较为真实的反映待测滤液中胶粘物含量的浊度值，以本 方法所测出的胶粘物浊度值来制定标准，能够对调控纸机系统中胶粘物质的含量提供有效的数据指导。另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化。故，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。
权利要求
1.一种造纸系统胶粘物检测方法，其包括如下步骤 过滤待测浆料以得到具有一定质量的待测滤液，测定所述待测滤液的总浊度值； 干燥所述待测滤液以得到主要由填料粒子、细小纤维以及胶粘物混合而成的固体混合物，同时测定所述固体混合物的质量； 灼烧所述固体混合物，根据灼烧后的固体质量得出所述待测滤液中填料粒子的含量，同时，根据所述固体混合物灼烧前后的质量变化得到所述待测滤液中细小纤维的含量； 配制一系列具有不同填料含量的填料悬浊液作为第一标准液，测定不同填料含量下的第一标准液的浊度，依据得到的填料含量与浊度之间的对应关系建立第一标准曲线方程，同时，配制一系列具有不同细小纤维含量的细小纤维悬浊液作为第二标准液，测定不同细小纤维含量下的第二标准液的浊度，依据得到的细小纤维含量与浊度之间的对应关系建立第二标准曲线方程，根据测得的待测滤液中填料粒子的含量以及细小纤维的含量，分别利用所述第一标准曲线、第二标准曲线得到所述待测滤液中填料粒子与细小纤维各自对所述待测滤液的总浊度值所作出的贡献，从而得到所述待测滤液中与胶粘物的含量相对应的浊度值。
2.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于使用筛缝在ΙΟΟμπι以下的过滤装置对所述待测浆料进行过滤。
3.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于使用烘箱对所述待测滤液进行干燥处理。
4.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于使用马福炉对所述固体混合物进行灼烧处理。
5.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于对所述固体混合物进行灼烧的温度大于500°C。
6.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于作为第二标准液的细小纤维悬浊液的配制包括如下步骤取短纤维浆料，利用150目筛网过滤得到滤液，然后将所述滤液进行浓缩以得到高浓度细小纤维滤液，接着对所述高浓度细小纤维滤液进行不同程度的稀释以得到一系列具有不同细小纤维含量的第二标准液。
7.如权利要求I所述的造纸系统胶粘物检测方法，其特征在于所述第二标准液是直接采用磨制好的细小纤维按照不同的浓度配制而成。
8.—种造纸系统胶粘物含量的调控方法，其包括如下步骤 利用如权利要求I至7任一项所述的造纸系统胶粘物检测方法对造纸系统内的胶粘物实际含量进行检测； 将检测得到的系统胶粘物实际含量与预定的系统胶粘物含量上限值进行比较，在造纸系统胶粘物实际含量大于预定的系统胶粘物含量上限值时，对造纸系统胶粘物含量进行调控。
9.如权利要求8所述的造纸系统胶粘物含量的调控方法，其特征在于通过控制造纸系统中的分散剂、固着剂的添加量来对造纸系统胶粘物含量进行调控。
全文摘要
本发明涉及一种造纸系统胶粘物检测方法，其包括如下步骤测定待测滤液的总浊度值；干燥待测滤液以得到固体混合物，灼烧固体混合物并根据灼烧前后的质量得到待测滤液中填料粒子及细小纤维的含量；根据一系列具有已知填料粒子含量的第一标准液建立第一标准曲线方程，根据一系列具有已知细小纤维含量的第二标准液建立第二标准曲线方程，所述第一、二曲线方程分别反映填料粒子、细小纤维含量与标准液浊度的对应关系，根据待测滤液中填料粒子及细小纤维的含量，利用所述第一、二曲线方程得到所述待测滤液中填料粒子与细小纤维各自对应的浊度值，从而得到所述待测滤液中与胶粘物的含量相对应的浊度值。本发明还涉及造纸系统胶粘物含量的调控方法。
文档编号G01N5/04GK102818743SQ201210278018
公开日2012年12月12日 申请日期2012年8月7日 优先权日2012年8月7日
发明者王仁荣, 秦昀昌, 杨露, 闫培养 申请人:金东纸业(江苏)股份有限公司