1. Mecanismo de fabricación de pulpa y papel
La estructura de la materia prima, la calidad del producto y la contaminación de las aguas residuales son los tres principales problemas en el desarrollo de la industria de fabricación de pulpa y papel de China. Los recursos de madera blanda de China para pulpa y papel son extremadamente escasos, especialmente en la región occidental. La región occidental está escasamente poblada y es árida, con pocas precipitaciones, pero el clima es adecuado para el crecimiento de álamos y muy adecuado para plantar álamos de rápido crecimiento en grandes superficies. También abundan las materias primas no maderables, especialmente paja de trigo, juncos, algas y espárragos. Esta dirección de investigación se basa en la situación actual de las materias primas para la industria de pulpa y papel de mi país. Utiliza madera no maderera y de rápido crecimiento como materia prima principal, se centra en la investigación sobre el mecanismo de fabricación de pulpa y presenta nuevos papeles especiales. papel procesado y papel funcional para estudiar nuevas tecnologías de pulpa y papel y mecanismos relacionados, proporcionando bases teóricas y orientación técnica para la aplicación práctica de nuevas tecnologías, nuevos procesos y nuevos equipos, a fin de promover el progreso y el desarrollo de industrias no madereras y no madereras. tecnología de pulpa de madera y fabricación de papel de rápido crecimiento en mi país. En los últimos 50 años, esta línea de investigación se ha centrado en la estructura biológica y las características de la composición química de las materias primas no madereras, especialmente la paja de trigo, los juncos, los pastos acuáticos, los espárragos y otras materias primas herbáceas, y sus mecanismos de fabricación de pulpa y papel. Las características de pulpa de las materias primas de pasto son diferentes de las de la madera blanda, y se ha establecido la teoría de la pulpa de pasto con álcali de "cocción rápida y a baja temperatura". A través de la investigación sobre las diferencias en los mecanismos de despulpado de diferentes métodos de materias primas de pasto, se propuso por primera vez en China el método de despulpado más adecuado para materias primas de pasto, proporcionando una base teórica para una mejor utilización de materias primas no leñosas y reduciendo el consumo de energía. consumo y mejorando la calidad de la pulpa.
En los últimos años, con el fin de cooperar con la implementación fluida del proyecto "Hermosas montañas y ríos" en la región occidental y mejorar el entusiasmo de los agricultores por la forestación y los ingresos económicos, esta línea de investigación ha estudiado la pulpa y el mecanismo de fabricación de papel y el rendimiento del álamo de rápido crecimiento, centrándose en la investigación de los mecanismos de fabricación de pulpa química y APMP han logrado resultados graduales, proporcionando ideas para el desarrollo sólido y sostenible de la silvicultura en el oeste de mi país.
En la actualidad, la producción de papel y cartón en mi país ocupa el segundo lugar después de la de Estados Unidos, pero el tipo y la calidad, especialmente del papel especial y del papel procesado, están muy por detrás de los de países extranjeros. El desarrollo de la fabricación de papel en China es extremadamente desigual. Las empresas de fabricación de papel en la región occidental son generalmente de pequeña escala, con equipos atrasados, productos de baja calidad, bajos rendimientos económicos y una grave contaminación. Si estas empresas quieren desarrollarse y sobrevivir, deben partir de la realidad, ajustar la estructura de sus productos de acuerdo con las condiciones locales, ahorrar energía, reducir el consumo y controlar la contaminación. Tomar el mercado como guía, desarrollar productos especiales basados en la demanda del mercado, mejorar la calidad del producto, aumentar los productos de alto valor agregado representados por varios tipos de papel procesado, papel especial y papel funcional, y mejorar los beneficios económicos de la empresa son los Vías de desarrollo adecuadas para las pequeñas y medianas empresas papeleras. La demanda de papel especial es pequeña, pero su contenido técnico es elevado. Cómo mejorar la calidad del papel especial y del papel procesado, desarrollar nuevos papeles especiales y productos de papel procesado que necesita la sociedad, mejorar la competitividad de los productos en el mercado y permitir que estas pequeñas y medianas empresas sobrevivan y se desarrollen en la marea de la industria papelera. El desarrollo es la cuestión urgente a la que se enfrentan los fabricantes de papel. Por lo tanto, los nuevos artículos especiales y los artículos procesados también son áreas de investigación importantes en esta dirección de investigación y se han logrado muchos resultados. Se han desarrollado con éxito más de 20 tipos de papeles especiales, como el papel base laminado revestido de cobre para aparatos eléctricos y el nuevo papel de alta gama para ensacar manzanas, y todos ellos se han convertido en productividad. Entre ellos, la nueva tecnología para la producción de papel de alta calidad para ensacar frutas investigada por el supervisor de doctorado, el profesor Zhang Meiyun, ha sido promovida y aplicada en Shaanxi y las provincias circundantes, produciendo buenos beneficios económicos y sociales. La promoción de estos resultados de investigación científica ha hecho contribuciones destacadas al desarrollo de la industria papelera nacional y local y a la mejora de los beneficios económicos.
2. Productos químicos para la fabricación de papel y química del extremo húmedo
Es necesario agregar una variedad de productos químicos durante el proceso de fabricación del papel. Además de los rellenos, la dosis de productos químicos para la fabricación de papel es generalmente del 0,1 al 2% de la cantidad total de papel, pero puede mejorar significativamente el rendimiento del papel, mejorar el rendimiento de la fabricación de papel de fibra y el rendimiento operativo de la máquina papelera, al tiempo que reduce la contaminación ambiental. China es un importante país productor de papel y uno de los países con la mayor proporción de pulpa de fibra no maderera del mundo, que era de 29 en 2004. El uso de una alta proporción de pulpa de fibra no leñosa da como resultado un mayor contenido de fibra corta en la pulpa, lo que no sólo afecta la calidad del papel, sino que también aumenta la dificultad de fabricación del papel.
Por lo tanto, depende más de los productos químicos. Por ejemplo, el uso de auxiliares de retención en la pulpa de paja reducirá en gran medida la pérdida de fibras cortas y cargas. La aplicación de agentes de encolado neutros hace realidad la fabricación de papel neutro, lo cual es de especial importancia para mejorar el papel. fuerza y reduciendo los costos de producción. Con el progreso de la sociedad y la mejora del nivel de vida humano, la demanda de papel y productos de papel está aumentando y el alcance de las aplicaciones es cada vez más amplio. Los requisitos de calidad para el papel son más estrictos y, al mismo tiempo, se imponen requisitos más estrictos a los productos químicos para la fabricación de papel.
El proceso de fabricación de papel es un proceso complejo. Existen interacciones e influencias entre los distintos componentes del papel, que afectarán aún más el rendimiento operativo de la máquina de papel y el rendimiento final del producto. Para mantener la máquina de papel en condiciones químicas de fabricación de papel adecuadas y reducir los cambios en el proceso de producción, las empresas de fabricación de papel deben fortalecer el control químico del extremo húmedo, mejorar el rendimiento operativo de la máquina de fabricación de papel y mejorar la limpieza de la máquina de fabricación de papel. La tecnología moderna de fabricación de papel, caracterizada por su alta velocidad e inteligencia, puede mejorar el tamaño y la resistencia del papel, reducir las diferencias entre las dos caras del papel, reducir las fluctuaciones en el gramaje y el contenido de cenizas y mejorar la uniformidad y la apariencia del papel, pero es necesario establecer una humedad adecuada. sistema químico final. El contenido de investigación básica de la química del extremo húmedo incluye el estudio de la teoría básica y el mecanismo de aplicación de varios aditivos del extremo húmedo requeridos por la industria papelera, determinando el mejor proceso de uso, asegurando el equilibrio químico del extremo húmedo de la fabricación de papel y obteniendo el mejor efecto de uso. , mejorando así el rendimiento de la máquina de fabricación de papel. La operatividad y la calidad del papel aumentan los beneficios económicos de las empresas.
Esta dirección de investigación estudia sistemáticamente el mecanismo de cocción, el mecanismo de lavado, el mecanismo de blanqueo, el mecanismo de destintado del papel usado, el mecanismo de mejora de la resistencia física del papel, el mecanismo de adhesión del papel y el mecanismo de apresto neutro de los productos químicos para la fabricación de pulpa y el papel. la investigación y el desarrollo de productos químicos para la fabricación de papel para evitar el desperdicio por inacción. En la investigación sobre la aplicación de productos químicos en el extremo húmedo, el enfoque principal está en el mecanismo de retención de productos químicos, combinado con el desarrollo del nivel técnico actual, se complementan, mejoran y desarrollan varias teorías del sistema de retención, y se introduce la teoría del sistema gris. en los factores químicos del extremo húmedo por primera vez. Optimizado y logrado resultados ideales.
Esta línea de investigación también está comprometida con la investigación y aplicación de productos químicos para papel procesado y papel especial, centrándose en el desarrollo de aditivos de recubrimiento y preparaciones de recubrimiento para papel especial. Actualmente se están estudiando el mecanismo de desarrollo del color y la fórmula de recubrimiento de las cápsulas de partículas de papel autocopiativo y del papel de impresión por inyección de tinta en color y reemplazarán a los productos extranjeros. En la actualidad, se han desarrollado con éxito agentes impermeabilizantes especiales y adhesivos de fibras poliméricas con derechos de propiedad intelectual independientes.
Desde la década de 1980, esta línea de investigación se ha dedicado a la modificación y mecanismo de aplicación de productos químicos en la fabricación de papel. Hemos investigado y preparado de forma independiente una serie de agentes de resistencia en seco, coadyuvantes de retención y coadyuvantes de filtración de alta eficiencia para la fabricación de papel, como almidón modificado, poliacrilamida y quitosano, con diferentes cargas, diferentes pesos moleculares y diferentes grados de sustitución. La atención se centra en encolantes neutros, aditivos funcionales con ayuda de filtración, efectos de retención y mejora, agentes de destintado, suavizantes y agentes de acabado, etc. Y ha logrado muchos resultados maduros, entre los cuales el almidón catiónico, la sal de hidroxipropil amonio cuaternario, el almidón injertado con ácido poliacrílico y otros logros se han promovido y aplicado en muchas empresas nacionales de fabricación de papel, y han logrado buenos beneficios sociales y económicos. En los últimos años, ha emprendido tres proyectos nacionales, ocho proyectos de nivel provincial y ministerial y más de diez proyectos de cooperación empresarial, y muchos de sus logros han ganado premios a nivel provincial y ministerial. Entre ellos, el proyecto clave nacional "Noveno Plan Quinquenal" "Investigación, desarrollo y aplicación de agentes de encolado neutros de alta eficiencia, agentes de resistencia en seco, coadyuvantes de retención y filtrado para la fabricación de papel" ha logrado los buenos resultados esperados y ha atraído la atención de la industria papelera. empresas. Durante el proceso de investigación, los investigadores en esta dirección de investigación combinaron la teoría con la práctica de producción y compilaron y publicaron una serie de libros sobre productos químicos para la fabricación de papel y química de la parte húmeda de la fabricación de papel, que muchos investigadores y fabricantes utilizan como libros para guiar la investigación o la producción científica. , que ha tenido cierta influencia en la industria papelera nacional y extranjera.
3. Pulpa de baja contaminación y protección del medio ambiente
Con el exceso de capacidad general en las industrias de procesamiento y fabricación de China, la industria de fabricación de papel es una de las pocas industrias con una demanda creciente. Su potencial de desarrollo es enorme, pero debe prevenir y controlar la contaminación, proteger el medio ambiente, implementar estrategias de desarrollo sostenible, seguir el camino de la economía circular, maximizar el uso de los recursos, minimizar los residuos y hacerlos inofensivos. La situación actual de la estructura de las materias primas, la escala empresarial y el nivel de equipamiento técnico en la industria papelera de China hace que la situación de la contaminación de las aguas residuales en la industria papelera de China aún no sea optimista.
Las aguas residuales de la industria papelera representan el 15% de las emisiones de aguas residuales industriales del país y las emisiones de DQO representan el 40% de las emisiones totales. La contaminación causada por las pequeñas y medianas fábricas de papel es más grave. Entre ellas, las aguas residuales de la cocina y del blanqueo son las principales fuentes de contaminación en la industria papelera de mi país. Combinado con la situación actual de la industria papelera de mi país, la realización de investigaciones sobre la fabricación de pulpa baja en contaminación y la protección del medio ambiente es una de las claves para desarrollar la industria papelera de mi país.
Las grandes fábricas de papel deben implementar una producción más limpia para resolver fundamentalmente el problema de la contaminación. La producción más limpia consiste en reducir la contaminación desde la fuente. Al seleccionar materias primas, optimizar procesos y fortalecer la gestión científica, nos esforzamos por maximizar la utilización de recursos en el proceso de producción y reducir las emisiones contaminantes tanto como sea posible. La producción más limpia no sólo puede obtener beneficios ambientales, sino también económicos, lo que la práctica extranjera ha demostrado que es una forma eficaz. En China, la producción más limpia se ha incluido como una de las direcciones de investigación clave apoyadas por el gobierno.
Este estudio se centra en los mecanismos de cocción y blanqueo poco contaminantes y en las nuevas tecnologías, así como en el tratamiento de aguas residuales de despulpado y fabricación de papel, especialmente el despulpado con etanol autocatalítico y sin cloro (TCF) y sin cloro ( ECF) mecanismos de blanqueo Proporciona una base teórica básica para reducir y eliminar la contaminación de las aguas residuales de cocción y blanqueo y optimizar los procesos de producción en mi país. La investigación se centra en la tecnología de deslignificación con oxígeno, el mecanismo de blanqueo, la tecnología y los procesos de productos químicos de blanqueo poco contaminantes como el peróxido de hidrógeno, el ozono y el ácido metiliminosulfónico.
La investigación y aplicación de la biotecnología en el tratamiento de aguas residuales de la pulpa y la fabricación de papel es uno de los puntos calientes actuales. Esta dirección de investigación se centra en los principios y tecnologías del tratamiento biológico anaeróbico de aguas residuales orgánicas de alta concentración, tecnología de reactor anaeróbico de circulación interna de tercera generación, tecnología de biorreactor de membrana (MBR) y tecnología de biorreactor aeróbico compacto eficiente (HCR), tecnología de oxidación supercrítica de aguas residuales. , es muy eficaz en el tratamiento de licor negro y aguas residuales intermedias de pequeñas empresas de fabricación de papel. Esta dirección de investigación comenzó temprano en China en términos de los principios estructurales, el mecanismo de reacción, el desarrollo de equipos, el mecanismo de tratamiento y la tecnología de aguas residuales orgánicas de alta concentración en la fabricación de pulpa y papel de reactores anaeróbicos de circulación interna, y ha logrado algunos resultados y avances, acelerando el desarrollo de mi país El proceso de reactores anaeróbicos de circulación interna de diseño y fabricación propia sentó las bases para su aplicación en el tratamiento de aguas residuales en empresas de pulpa y papel. Esta dirección de investigación ha estudiado con éxito las tecnologías de tratamiento de licor negro de cocción, aguas residuales de etapa intermedia y aguas blancas adecuadas para pequeñas y medianas empresas de pulpa y papel que utilizan pasto como materia prima principal. Se ha promovido y aplicado en muchas empresas papeleras nacionales. , y ha logrado buenos beneficios económicos, ambientales y sociales.
4. Control del proceso de fabricación de pulpa y papel y nuevos equipos
Los equipos de fabricación de papel y su tecnología de automatización son los componentes principales de las empresas modernas de fabricación de papel y una de las principales fuentes para mejorar la eficiencia de la fabricación de papel. empresas. Todos los países productores de papel del mundo conceden gran importancia al desarrollo de equipos de fabricación de papel y su automatización. La investigación sobre el control de procesos de fabricación de pulpa y papel y nuevos equipos siempre ha sido la dirección de investigación característica de nuestro instituto, que tiene una gran influencia en el país y en el extranjero.
Bajo el liderazgo del profesor Wang, un experto con destacadas contribuciones en el país y supervisor de doctorado, esta dirección de investigación ha logrado resultados fructíferos en más de 20 años y está creciendo día a día. En el campo de la medición y el control de la pulpa y el papel, se han completado una serie de resultados de investigaciones científicas líderes a nivel nacional. Ha desarrollado más de 10 productos y tecnologías patentadas. El profesor Wang presidió la finalización de los proyectos de investigación científica y tecnológica del "Noveno Plan Quinquenal" nacional "Desarrollo de un sistema de control optimizado para el proceso de lavado y blanqueo de papel de impresión de alta calidad a partir de pulpa de eucalipto" y "Desarrollo de un sistema de control optimizado para el proceso de fabricación de papel de impresión de alta calidad a partir de pulpa de eucalipto", y ganó el tercer premio provincial de ciencia y tecnología de Shaanxi. Esta dirección de investigación tiene características y ventajas obvias en el campo de la tecnología de fabricación de papel nacional y la automatización de equipos.
Con la mejora continua de la velocidad de las máquinas de papel y el rápido aumento de la producción de una sola máquina, los consumidores se han vuelto cada vez más estrictos con la calidad de los productos de papel, y la producción de papel es inseparable de la automatización. En los últimos 20 años, nuestra escuela ha invertido mucha mano de obra, recursos materiales y recursos financieros en la investigación y promoción de la automatización totalmente integrada del proceso de fabricación de pulpa y papel. Ha emprendido sucesivamente 7 proyectos nacionales, como el Nacional de Ciencias Naturales. Fundación de China, Proyectos Internacionales de Cooperación Científica y Tecnológica y la Administración Estatal de Asuntos de Expertos Extranjeros, 6 proyectos a nivel provincial, como el Proyecto Principal de Ciencia y Tecnología Provincial de Shaanxi, y 10 proyectos a nivel departamental, como el Departamento Provincial de Shaanxi. Educación y el Plan de Apoyo a la Ciencia y la Tecnología de Xian. La compañía ha encargado más de 500 proyectos horizontales, 7 resultados de investigación científica han superado evaluaciones de nivel provincial y ministerial o superiores, y se han otorgado 14 premios de ciencia y tecnología en todos los niveles. Los logros de la investigación científica, como el control de la caja de entrada, el control del proceso de recuperación de álcalis y el sistema de control cuantitativo de la humedad de la máquina de cartón, han alcanzado el nivel líder a nivel nacional.
Actualmente se resumen las siguientes líneas de investigación:
1) Control y optimización integrada del proceso de despulpado APMP;
2) Control y optimización integrada del proceso de cocción PRC-DDS;
3) Sistema de control de la caja de entrada hidráulica y colchón de aire
4) Sistema de control térmico del condensado de vapor basado en bomba de calor ajustable
5) Sistema de control del contenido de humedad cuantitativo de la máquina de tablero (BQCS); );
6) Control del proceso de recuperación de álcalis y optimización integrada basada en bus de campo;
7) Control del proceso y optimización integrada del tratamiento bioquímico de aguas residuales;
8) Control de accionamiento de máquinas de papel de alta velocidad;
9) CIPS; sistema de proceso integrado por computadora basado en arquitectura de tres niveles PCS/MES/ERP;
10) Sistemas de información energética de la industria papelera .
5. Investigación sobre la impresión en papel.
1) Investigación sobre la imprimibilidad de materiales a base de papel: investigación y análisis en profundidad de la estructura, composición y rendimiento de los materiales, explorando la relación entre los materiales de impresión y la calidad de impresión, y desarrollando aún más la ecología y nuevos materiales de embalaje y de impresión eficientes; investigación sobre la impresión. Los mecanismos pertinentes y la gestión del color en el proceso de reproducción del color, para lograr realmente que "lo que ves es lo que obtienes" en la impresión.
2) Productos químicos para la fabricación de papel y la impresión: estudiar nuevas tecnologías de producción y mecanismos relacionados de tintas a base de agua y nuevas tintas antifalsificación, proporcionar bases teóricas y orientación técnica para el desarrollo de tintas a base de agua y nuevas tintas anti-falsificación. falsificación y promover el desarrollo de tintas a base de agua y nuevos tipos de antifalsificación en mi país. Progreso y desarrollo de la tecnología de producción antifalsificación. Realice una impresión realmente ecológica y respetuosa con el medio ambiente para satisfacer la demanda del mercado de diferentes tintas respetuosas con el medio ambiente.
3) Impresión de tecnología digital de información gráfica: basándose en la tendencia actual de desarrollo digital de la tecnología de impresión, realice una investigación en profundidad sobre tecnologías clave como la teoría del color, la gestión del color y el control de calidad de la imagen, y establezca conceptos teóricos. Modelos y parámetros técnicos adecuados para diferentes entornos de producción, sentando las bases para una impresión personalizada.
4) Equipos y tecnología de impresión: estudia principalmente los principios estructurales básicos, el rendimiento laboral, las especificaciones técnicas y las tendencias de desarrollo de los equipos de impresión y los equipos de encuadernación, estudia los principios y sistemas de control automático de los equipos de impresión; Materiales y Otros elementos de impresión, descubre los mejores procesos de producción. En términos de tecnología de impresión, se trata de profundizar el problema de la contaminación en la tecnología de impresión existente, estudiar e implementar la estandarización de la calidad de la impresión en el país y en el extranjero, probar y estudiar los parámetros de las nuevas tecnologías y brindar un fuerte apoyo para la promoción; y uso de nuevas tecnologías de impresión en el mercado interno.