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學校名稱

長沙理工大學

學生姓名

學  號

專      業

性 別

入 學 年 份

張少華

201436090130

輕化工程

男

2014年

榮  智

201436090221

輕化工程

男

2014年

李文強

201536090230

輕化工程

男

2015年

霍飛宇

201536090119

輕化工程

男

2015年

指導教師

胡可信

職稱

副教授

項目所屬

一級學科

化學工程

項目科類(理科/文科)

理科

學生曾經參與科研的情況

張少華在2016-2017年第九屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽獲得校內選拔賽中（納米淀粉在涂布紙中的應用研究）榮獲團體三等獎。2017-2018年度以《納米淀粉基膜的制備與應用研究》為課題參加了挑戰杯大賽。李文強的《分子模型》獲長沙理工大學三等獎。

     張少華和李文強還參加了胡可信老師主持的校企國際合作項目《Application of Novel Additives in Pulping Process》的相關研究工作。

指導教師承擔科研課題情況

1. 胡可信，陳啟杰，平偉軍，劉艷新等. 中水造紙過程中溶解膠體物質和高陽電荷聚合物的動電特性及反應機理的研究,湖南省自然科學基金項目（編號：07JJ6022），2007-2009

2. 胡可信等. 草漿堿回收白泥精制輕質碳酸鈣及其加填應用研究。湖南省科技計劃項目。2012-2013，項目編號：2012SK3097。

3. 胡可信等.造紙工業用水節約與廢水減量研究.湖南省教育廳優秀青年項目（編號：03B003），2004-2005

4. 胡可信等. 脫墨廢水高效混凝處理工藝研究。2010-2012。校企橫向課題。北京沃特瑪德環保科技有限公司。

5. 胡可信等. 新型蒸煮助劑在桉木硫酸鹽法制漿中的應用研究。2012-2013. 國際合作項目。日本栗田工業有限公司。

6. 胡可信等. 《Application of Novel Additives in Pulping Process》。2015-2016. 國際合作項目。日本栗田工業有限公司。

項目研究和實驗的目的、內容和要解決的主要問題

項目研究的實驗目的：

高得率漿在我國制漿總產量中所占的比例越來越大，高得率制漿開辟制漿原料，能利用化學法制漿不能利用的枝椏材及不宜使用或較少使用的闊葉木，但機械法制漿能耗較大，特別是磨漿過程中的能耗巨大，約占整個制漿能耗的30%左右；與此同時，機械法制漿對纖維的機械作用較大，使得成漿纖維短小，影響成紙強度。本研究旨在添加滲透劑以降低楊木APMP制漿能耗，同時盡可能改善成漿情況，在保證成漿質量的情況下，降低化學品用量，減輕污染負荷。

項目研究和實驗內容：

確定APMP磨漿工藝條件，通過改變滲透劑的種類和用量，對比分析滲透劑對磨漿能耗和成漿效果（包括紙漿的纖維形態、白度以及成紙的相關物理強度性能指標）的影響，同時研究助劑的加入對成漿后續可漂性的影響。最終不斷優化和改進滲透劑以達到最佳節能降耗效果。      

解決的主要問題：

1） 通過新型滲透劑的應用，使得化學機械法制漿能耗高的問題得到有效解決；

2） 加入新型滲透劑，使得藥液能更好地滲透吸收，纖維能更好地潤張，減小了磨漿過程中的機械作用，解決了機械法制漿纖維切斷過大、成紙物理強度性能低的問題；

3） 通過促進藥液的滲透吸收，降低浸漬所需的堿及過氧化氫等化學藥品用量，解決環境污染負荷大的問題。

國內外研究現狀和發展動態

降低磨漿能耗的途徑有多種，包括磨漿前或磨漿過程中的預處理、磨漿機的改進、磨漿工藝參數的改變等。霍建輝等用錳過氧化物酶處理工業楊木APMP，可降低磨漿能耗（節能約25%），能使纖維產生內部和外部細纖維化，改善紙漿的物理性能；楊桂花等用纖維素酶、木聚糖酶處理混合楊木溫和預處理以及盤磨化學處理的堿性過氧化氫機械漿，得出纖維素酶和木聚糖酶處理可明顯改善紙漿的打漿性能和降低打漿能耗（降低約10%～25%）；隋曉飛等研究了纖維素酶協同木聚糖酶預處理對磨漿能耗及其性能的影響，與對照漿樣相比，酶能使打漿度增加31.6%左右，降低能耗；J.C. Sigoillot 等用真菌酶處理楊木APMP，可使細纖維化程度增加，進而降低磨漿能耗，同時改善成漿狀況；Michael Lecourt等用纖維素輔助酶用于化學漿的精磨，研究了酶用量和打漿強度對能耗和紙漿質量的影響，得出酶處理漿樣細纖維化程度更高；Le Quang Dien 等用Fibre Zyme? LBR處理越南相思木APMP漿得出，在打到相同打漿度時，經過酶處理的漿料較未處理漿樣所需時間顯著降低，同時由于良好的細纖維化使得機械和物理強度性能更佳。采用微生物對木片進行處理的時間比較長，這對于大規模生產的工業生產來說是不利的，添加助劑改善磨漿情況成了切實可行也是眾多制漿造紙研究工作者所熱衷的話題。宗雙玲等研究了滲透劑在P-RC APMP制漿系統中的應用，得出滲透劑具有一定的提質降耗的效果；劉建華等于2013年將滲透軟化劑應用在化機漿生產中，亦得出滲透軟化劑可以降低電耗，減少化學品的消耗量的效果。

本項目學生有關的研究積累和已取得的成績

1） 學習了制漿原理與工程，對化學法制漿和機械法制漿的相關理論知識有了初步認識；

2） 進行了制漿工藝實驗和植物纖維化學實驗，對制漿方法及理論有了進一步的認識與理解；

3） 參與了輕化工程專業工廠認識實習，對制漿設備和工藝流程等有了一定的了解與認識；

4） 查閱了高得率制漿特別是APMP制漿相關的文獻，并進行了深入的學習和認真的思考，用以指導實驗研究的順利開展。

項目的創新點和特色

1） 應用新型滲透劑降低磨漿能耗并改善成漿質量；

2） 通過添加新型滲透劑降低化學藥品消耗，降低環境污染負荷。

項目的技術路線及預期成果

技術路線：

木片篩選       木片浸泡        木片預氣蒸        木片撕裂       送反應倉                                           

        一段磨漿          二段磨將          紙漿篩選           紙漿漂白

        紙頁抄造           紙頁性能檢測

預期成果：

1） 通過滲透劑的加入，降低10%左右的磨漿能耗；改善成紙性能，相應物理強度性能指數提高5%左右；降低化學藥品的用量10%-20%左右（較常規工廠用量）；

2） 公開發表學術論文1～2篇。

年度目標和工作內容（分年度寫）

① 2017.05—2017.08  制定實驗方案,楊木木片成分分析。

② 2017.09—2018.01  新型滲透劑的研制與開發。

③ 2018.03—2019.01  新型滲透劑在在楊木APMP制漿中的應用及其工藝優化研究。

④ 2019.03—2019.06  整理數據，撰寫結題報告。

指導教師意見

本項目選題思路新穎、目標明確、具有創新性和探索性，項目的實施對學生研究性學習方法和創新思維的訓練有很強的針對性；研究方案技術路線合理、方案可行，項目實施工作條件有保障。

項目組成員有著濃厚的科研興趣，對本研究項目充滿信心，擬以科學嚴謹的態度和高度的責任心認真開展項目研究，力爭圓滿完成預期的研究目標。新型滲透劑在楊木APMP制漿中的應用研究具有重要工程意義，并能產生良好的節能效果和環境效益。

簽字：                   日期：2017.04.15