福建省南纸股份有限公司脱墨浆车间现有的日处理500t和300t两条废纸脱墨浆生产线，主要原料为美国进口的8号废报纸、10号杂志纸和欧洲进口的7030号、8020号废报纸。

要保持浆料制备情况良好和运行状态{zj0}，必须采用合适的评价方法来监管脱墨工艺的各过程。现在已经有了白度和有效的残余油墨含量(ERIC)值的在线白度变送器，并成功地在脱墨浆生产工艺中使用。从而使可脱墨性㈣以及油墨除去值（IE）都可以被计算出来并用于过程控带U。

废纸浆在脱墨过程中的关键控制点为废纸浆中的饱值、DEM及ERIC。本文结合福建省南纸股份有限公司废纸脱墨浆生产实践，依据在线的BT-5300白度变送器检测特点，通过对废纸脱墨浆生产过程中的IE值、DEM及ERIC值的计算，浅析了废纸浆脱墨效果的评价。

1.DEM(可脱墨性)值计算

    DEM与△R₄₅₇白度增益有关。它等于实际获得的白度增加除以所能获得的{zd0}白度增加。由于实际上无法获得脱墨浆未印刷时的白度，所以{zd0}可能的白度增加是不知道的。因为油墨含量和白度之间有明显的非线性关系，所以DEM不适用于定量分析油墨去除。

2．ERIC（有效的残余油墨含量）计算

20世纪90年代，Jordan und Popson在NIR(近红外区)研究了脱墨样品的反射率。他们发现了光谱吸收和油墨含量之间的关系。在近红外区测量与诸如漂白和色调的影响无关。由原生纤维制造的新闻纸的光谱反射系数见图1。

图1 可见光和近红外区的光谱反射和光谱吸收系数

在可见光区，纸浆中木素以及染料对光的吸收都比油墨颗粒大。在近红外区，光的吸收几乎都由黑色油墨引起的。

    借助于专门的光度计，吸收系数K可以在950nm波长从手抄纸的R₀和Rx的反射测量获得。ERIC值与残留油墨数量成正比，并可以用上述公式计算出。

    下面是一个典型的计算例子：脱墨纸浆K₉₅₀=2．2m²·kg^-1，黑f1exo油墨K₉₅₀=10000m²·kg^-1

    ERIC仪表默认黑色印刷油墨的吸收系数K₉₅₀为10000m²·kg^-1，是评价新闻纸脱墨浆的黑f1exo油墨的典型值。

    纸浆样品的吸收系数K基本上取决于油墨颗粒的尺寸和分布，但也和诸如脱墨化学的凝聚作用有关。纸浆中相同数量的印刷油墨会导致xx不同的吸收系数，这就限制了ERIC值的可比性。

    由此可以看出ERIC值的偏差变大，尽管残余油墨含量不变，即使测量值表示为百万分之几，也不能定量分析脱墨浆中残余油墨的含量。

    由于所使用的报纸杂志的成分不同，而且它们的印刷油墨有黑色和彩色的也不一样，所以黑色印刷油墨蜀∞的参考值只能估计。另外，手抄纸成形过程中不理想的油墨留着率也会使测量结果产生变异。

    除了上述这些局限以外，ERIC值表示了残余印刷油墨对白度的影响，但不能确定除去油墨的数量。．

3.IE(ink elimination，油墨除去值)计算

    用浮选法除去油墨可以按未脱墨纸浆和脱墨纸浆的吸收系数K_UP和K_DP来计算。当手抄纸波长为950nm或700nm时，用光谱反射比R₀和Rx计算吸收系数K_UP和K_DP。在700nm时不需要专门的NIR光度计来测量。

   图2所示为DIP(旧报纸脱墨浆)和15％已印刷与85％未印刷新闻纸的混合纸种具有相同的吸收光谱。这说明浮选过程中油墨粒子的尺寸和分布是恒定的，油墨的量与吸收系数成线性关系。

图2光吸收系数K和油墨含量之间的函数关系

    相对于印刷油墨去除，定义为油墨除去值(IE)，按下式计算：

式中：UP—味脱墨纸浆；

DP一脱墨纸浆；

K_O——对应于950nm的未印刷纸的光吸收系数。

4．应用

    实时测量对于过程监测和控制很关键，这只能用在线传感器来实现。由于生产过程各工段的驻留时间通常比离线测试过程的时间要短得多，取样的批次在获得实验室结果之前就已完成浆料制备。因此只有长期趋势能被记录和控制。

    前面提到的评价标准，例如白度增益△R₄₅₇。或油墨除去值IE，用于过程控制和优化时，还必须考虑在线传感器的能力。目前可以利用测量光反射系数去控制纸浆漂白工艺，所以在脱墨车间也可以使用这些仪器来测定光学特性。然而，在脱墨车间的浆料成分和工艺参数例如浓度以及填料和细小纤维的含量也会影响这些仪器的测量效率。

    BT-5300白度变送器通常用于测定悬浮液的光学特性。4个颜色为蓝(480nm)、绿(560nm)、红(650nm)禾1：：l近红外(888nm)的脉冲光源向悬浮液中射入单色光(如图3)。用光纤将反射光从流程引到探测器。用石英晶体玻璃将光学仪器和悬浮液隔开。

图3 用于测定纸浆悬浮液光学特性的传感器

用一个完善的参考系统来控制光源，系统不会受到温度和老化的影响。正如所预期的那样，BT—5300表现出高的长期稳定性。只有在修理后才需要重新校正。但传感器的精度受到某些限制，浓度为0．8％或更高可以进行测量；当浓度超过l2％时，絮凝会扰乱测量。这种智能传感器结合各种传感器的信号计算出不能直接测量的质量参数。

    现举—个ERIC／BT-5300白度变送器和TCT-2300或TCR2300浓度／灰分变送器结合的例子(见图4)。

      图4在线白度和ERIC传感器的测量点(BT-5300)

    生产流程监测和控制的前提是所有相关的质量和工艺参数都能在线测量。图4表示重要测试点的1立置。

    DIP(旧报纸脱墨浆)浆厂若采用上图工艺流程，建议车间在{dy}浮选工段人口处(I)、分散漂白前(IID、第二浮选工段人口处0v)、第二分散漂白前和后(V，VD装设白度变送器。

    白度检测的目的就是通过对漂剂的控制，使各个工艺段的白度值控制稳定，同时减少漂剂用量的浪费。在漂白过程中，实际影响漂白效果的因素是浆料的温度、流量、浓度和漂剂。连续运转的生产过程中，浆料的温度是相对稳定的，并不会有太大的变化。浆料在送人混合浆池时，通过浓度和流量的前期控制，可得到浆料的绝干量，我们目前使用的浓度计大都是采用剪切力原理测量，对纤维含量高的浆料有较好的测量结果。但实际工艺中，浆料中的细小填料和细小纤维对白度值都会产生影响，这是传统浓度计的测量死角。BTG公司研发出光学浓度传感器TCT系列和TCR系列，可以检测浆料中的总浓度，在这个例子里，就是采用光学浓度传感器来检测浓度，得到—个更准确的浆料绝干量。这样，影响白度值控制的就变为相对简单的漂剂控制。由于采用的漂剂不同，漂白的过程时间长短也会不同。通过采用前馈调节可以达到较理想控制结果。在此控制过程中，漂前和漂后的白度通过在线仪表测量得到，目标白度是通过设定值得到。通过试验室的比较试验，可以得到从漂前白度到漂后白度4b-学-漂剂的配比常数，由于各段使用的调节仪表可通过公司现有的DCS控制，精度较高，各段工艺控制误差较小，因此，漂前和漂后白度的测量的准确性就是关键。采用BTG公司的BT-5300白度变送器，可以得到精度相当高的测量值，测得的白度具有较高的可靠性，从而可以根据测得白度调整各种化学药品之间的比例。

    IE(油墨除去值)是脱墨的一个重要目标。BT-5300白度变送器根据蓝(480 nm)、绿(560 nm)、红(650 nm)、NIR和Far1R(888nm)信号的微分值计算皿。只有几何排列不同的红外线信号NIR和Far1R穿透到悬浮液的不同深度。两种信号对黑色印刷油墨颗粒的反应都非常灵敏。

    为了在线测量ERIC值，Simard and Harvey已经在BT-5300的近红外区使用这种信号。而且他们还提高了在线白度测量的xx度。

    据有关资料介绍该项目已在加拿大魁北克Daishowa公司的脱墨车间实施。图5所示为浮选喂料口在线ERIC和白度值，相关系数R=0．8。

图5在线未脱墨浆的ERIC测量

    R=0．96，脱墨浆的测量值明显比相关系数高(见图6)。

    在新的流程控制方案中包括化学品的用量、浓度和返回速率、预浮选和后浮选的协调以及优化浮选工段，比如浮选槽的数量等。随着仪器的普遍使用，加上在线ERIC和IE测量的改善，脱墨工艺的整体优化是可能的。

图6在线脱墨浆的ERIC测量

5.结论

  许多因素说明IE值是评价脱墨浮选工艺设备最基本和最主要的参数。但IE值的离线测量太慢，实际使用也复杂。

  在浮选工段，ERIC和腰的在线测量必须容易与分散和漂白工段结合的预浮选和后浮选协调，这样才能节约能源和化学药品。

  为了降低生产成本和能行之有效地控制废纸浆料脱墨后的成浆白度，提高脱墨浆成浆质量，先后从瑞典BTG公司引进3套BT-5300型白度变送器用于南纸公司两条废纸脱墨浆漂白前及漂白后的白度测定和控制。

   目前该3套BT-5300型白度变送器自安装投产后，脱墨浆成浆的白度均能得到有效的控制，减少了化学品(漂白剂H₂0₂)的加入量，投入之前吨浆H₂0₂消耗量约27．12kg，投入之后H₂0₂消耗量约17．97kg，脱墨浆年产量按28万t计算，每年就可为公司节省H₂0₂约2562t。