PLS在在浆料配比优化中的应用开题报告

 2021-08-08 14:25:25

1. 研究目的与意义

自公元105年蔡伦发明纸至今1900多年,我国的造纸行业今非昔比,成为众多支柱产业之一。而根据国际造纸工业面临纸张市场日趋全球化及各国对生态环境质量要求越来越高的趋势,采取相应对策,以可再生的低成本林木及废纸为主要原料制浆造纸,加速技术进步,降低能耗,实施清洁生产,加速企业间联合兼并,加强市场竞争与控制能力,变追求产量为重视效益,使当今世界造纸工业朝着高速、高效、高质量、低能耗、连续化、自动化作业与环境相协调的现代化大工业方向发展。而处在这一关键位置的是制浆工艺,本课题就不同制浆性能评价指标(如裂断长、不透明度、透气度)与浆料配比的关系,采用PLS即偏最小二乘法建立自变量和因变量的关联模型,探求制浆与影响因素之间的定量关系。从而为制浆造纸工艺的改进提供科学的依据。

2. 国内外研究现状分析

早在上世纪90年代,唐孝华,房桂干等人就在《林产化学与工业》上发表《速生树种制浆造纸适应性能评估模型的研究》,开发利用新的速生纤维原料资源,走向培育速生纸浆材,对其制浆适应性能作出正确地评价。采用模糊数学理论中的处理方式简单,信息利用率和精度较高的欧几里德贴近度法为数学模型。

2001年姜岳忠,王桂岩,吕雷昌,袁素萍等人在《山东林业科技》上发表《杨树纸浆林品种选择研究》,测试了木材的纤维形态、化学成分及林分生长量 ,采用多维空间en多向量理论综合评定法 ,选择纸浆林的适宜品种。

2008年璩爱玉, 房桂干在《中国造纸报》上发表《模糊数学方法在高得率浆评价中的应用》获得国家十一五支撑计划项目木材清洁高效制浆造纸技术研究。

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3. 研究的基本内容与计划

纸的制造是一个非常繁琐的过程,从备料开始,经过制浆、浆料洗涤、筛选、浓缩、漂白、碱回收、打浆、调料、配浆、抄造到最后的再加工,任何一个过程中的任何一个参数都会影响纸的最终生产质量。而本课题主要研究浆料配比与制浆性能评价指标之间的关系,制浆的程度也关系到浆料的化学组成的问题,制浆程度高,纸浆的纤维素含量就高,半纤维素就被降解的多,即多糖含量就低,实践证明,多糖含量不低于3.5%~4.0%的浆种,磨(打)浆才有良好的性能。在制浆的大环境中,起到关键作用的过程控制参数有浆料通过量、制浆电流负荷、制浆浓度、制浆温度,制浆ph及添加物,除此之外,为了掌握制浆过程中的变化情况,控制好成浆质量,需要进行对浆料抽样检查。根据常见的十大主要参数,包括纤维结合力、裂断长、耐破度、耐折度、撕裂度、不透明度、紧度、伸长率和伸缩性,吸收性和透气度,脆性。用这十个自变量和浆料性能之间建立关联模型,利用pls即偏最小二乘法依托matlab软件提供的平台,运用化学计量学中的主成分分析法建立二维模型,分析数据之间的联系,目前常用的是模式识别和数据挖掘方法,来揭示事物内部规律和性质,并借助强大的数学处理方法和计算机技术来完成这一目的。

计划:第一步:了解制浆造纸的原理,特别是工艺部分,和制浆特性指标及含义。

第二步:采用pls方法建立自变量和因变量的关系模型。

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4. 研究创新点

国内外普遍制木浆仍以硫酸盐法为主,利用半化学法、化学机械法和机械法制的高得率浆。

这些浆料将来会朝着高得率、高强度、高白度、低能耗、低污染的方向发展,与世界制浆造纸技术的进步与发展相吻合,在节约资源、保护环境、提高质量、增加效益等方面取得长足进步。

使制浆造纸工业呈现出企业规模化、技术集成化、产品多样功能化、生产清洁化、资源节约化、林纸一体化和产业全球化发展的趋势。

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