學(xué)校名稱

長沙理工大學(xué)

學(xué)生姓名

學(xué)  號

專      業(yè)

性 別

入 學(xué) 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(qiáng)

201536090230

輕化工程

男

2015年

霍飛宇

201536090119

輕化工程

男

2015年

指導(dǎo)教師

胡可信

職稱

副教授

項目所屬

一級學(xué)科

化學(xué)工程

項目科類(理科/文科)

理科

學(xué)生曾經(jīng)參與科研的情況

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

     張少華和李文強(qiáng)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(guān)研究工作。

指導(dǎo)教師承擔(dān)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(zhì)和高陽電荷聚合物的動電特性及反應(yīng)機(jī)理的研究,湖南省自然科學(xué)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(zhì)碳酸鈣及其加填應(yīng)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(yè)用水節(jié)約與廢水減量研究.湖南省教育廳優(yōu)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?shù)颅h(huán)?？萍加邢薰?。

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

項目研究和實驗的目的、內(nèi)容和要解決的主要問題

項目研究的實驗?zāi)康?/span>：

高得率漿在我國制漿總產(chǎn)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(xué)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(jī)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(jī)械法制漿對纖維的機(jī)械作用較大，使得成漿纖維短小，影響成紙強(qiáng)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(zhì)量的情況下，降低化學(xué)品用量，減輕污染負(fù)荷。

項目研究和實驗內(nèi)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(tài)、白度以及成紙的相關(guān)物理強(qiáng)度性能指標(biāo)）的影響，同時研究助劑的加入對成漿后續(xù)可漂性的影響。最終不斷優(yōu)化和改進(jìn)滲透劑以達(dá)到最佳節(jié)能降耗效果。      

解決的主要問題：

1） 通過新型滲透劑的應(yīng)用，使得化學(xué)機(jī)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(jī)械作用，解決了機(jī)械法制漿纖維切斷過大、成紙物理強(qiáng)度性能低的問題；

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

國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展動態(tài)

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(yù)處理、磨漿機(jī)的改進(jìn)、磨漿工藝參數(shù)的改變等。霍建輝等用錳過氧化物酶處理工業(yè)楊木APMP，可降低磨漿能耗（節(jié)能約25%），能使纖維產(chǎn)生內(nèi)部和外部細(xì)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(yù)處理以及盤磨化學(xué)處理的堿性過氧化氫機(jī)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(xié)同木聚糖酶預(yù)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(xì)纖維化程度增加，進(jìn)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(xué)漿的精磨，研究了酶用量和打漿強(qiáng)度對能耗和紙漿質(zhì)量的影響，得出酶處理漿樣細(xì)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(jīng)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(xì)纖維化使得機(jī)械和物理強(qiáng)度性能更佳。采用微生物對木片進(jìn)行處理的時間比較長，這對于大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)生產(chǎn)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(tǒng)中的應(yīng)用，得出滲透劑具有一定的提質(zhì)降耗的效果；劉建華等于2013年將滲透軟化劑應(yīng)用在化機(jī)漿生產(chǎn)中，亦得出滲透軟化劑可以降低電耗，減少化學(xué)品的消耗量的效果。

本項目學(xué)生有關(guān)的研究積累和已取得的成績

1） 學(xué)習(xí)了制漿原理與工程，對化學(xué)法制漿和機(jī)械法制漿的相關(guān)理論知識有了初步認(rèn)識；

2） 進(jìn)行了制漿工藝實驗和植物纖維化學(xué)實驗，對制漿方法及理論有了進(jìn)一步的認(rèn)識與理解；

3） 參與了輕化工程專業(yè)工廠認(rèn)識實習(xí)，對制漿設(shè)備和工藝流程等有了一定的了解與認(rèn)識；

4） 查閱了高得率制漿特別是APMP制漿相關(guān)的文獻(xiàn)，并進(jìn)行了深入的學(xué)習(xí)和認(rèn)真的思考，用以指導(dǎo)實驗研究的順利開展。

項目的創(chuàng)新點和特色

1） 應(yīng)用新型滲透劑降低磨漿能耗并改善成漿質(zhì)量；

2） 通過添加新型滲透劑降低化學(xué)藥品消耗，降低環(huán)境污染負(fù)荷。

項目的技術(shù)路線及預(yù)期成果

技術(shù)路線：

木片篩選       木片浸泡        木片預(yù)氣蒸        木片撕裂       送反應(yīng)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(yù)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(yīng)物理強(qiáng)度性能指數(shù)提高5%左右；降低化學(xué)藥品的用量10%-20%左右（較常規(guī)工廠用量）；

2） 公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文1～2篇。

年度目標(biāo)和工作內(nèi)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(fā)。

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

④ 2019.03—2019.06  整理數(shù)據(jù)，撰寫結(jié)題報告。

指導(dǎo)教師意見

本項目選題思路新穎、目標(biāo)明確、具有創(chuàng)新性和探索性，項目的實施對學(xué)生研究性學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練有很強(qiáng)的針對性；研究方案技術(shù)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(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度和高度的責(zé)任心認(rèn)真開展項目研究，力爭圓滿完成預(yù)期的研究目標(biāo)。新型滲透劑在楊木APMP制漿中的應(yīng)用研究具有重要工程意義，并能產(chǎn)生良好的節(jié)能效果和環(huán)境效益。

簽字：                   日期：2017.04.15