【CEM】纸浆与造纸行业的快速分析技术

一、摘要

近40年来，CEM设备一直被视为可靠的过程控制来源。SMART 6™微波和红外水分分析仪以及Phoenix BLACK™微波马弗炉能够在纸浆和纸张应用中提供精确的水分、总固体和灰分含量，速度比其他技术快80%。为了验证SMART 6和Phoenix BLACK在整个纸浆和纸张生产过程中准确可靠地测定水分、总固体和灰分含量的能力，我们收集并分析了一系列在制品和成品样本。

二、介绍

作为荃球蕞大的行业之一，纸浆和纸制品制造业每年生产的产量超过4亿吨。纸浆和造纸加工厂遍布100多个国家，其中一些工厂仅专注于纸浆或纸张的生产，而其他工厂则涵盖从开始到结束的整个生产过程。还有一些工厂专门处理回收纸张材料。无论发生的加工类型或数量如何，水分和灰分分析对于控制生产时间和成本都是必要的。无论是通过更准确地计算每吨纸浆所需的木材量，控制涂层或粘合剂的使用量，还是对进料进行质量检查，这两个简单的测试结果都需要快速准确地提供。SMART 6是市场上蕞快的直接水分分析仪。它采用专禾刂（US2019078988A1）的红外和微波能量组合，可以在不到2分钟的时间内轻松分析样品的水分或总固体。Phoenix BLACK使用微波能量快速有效地加热内部熔炉。当与CEM的石英纤维坩埚结合使用时，典型测试时间缩短到10分钟，相比传统熔炉的1-2小时有了显著提升。

三、实验操作

在进行水分和总固体的分析过程中，我们使用SMART 6对每个样品进行干燥处理，直至其重量保持恒定。一般来说，获取水分或总固体的数据所需的时间通常不超过2分钟。样品的重量介于2至3克之间。为了确保结果的准确性，我们对每个样品进行了三次重复分析，这包括参考分析和SMART 6的分析。

在灰分的测定方面，我们根据美国材料与试验协会(ASTM)和美国药典(USP)的方法对每个样品进行分析。Phoenix BLACK配备了与外部天平的接口，可以直观地显示分析结果，无需再进行任何手动计算。

四、结果与讨论

SMART 6的准确性在表1中得到展示，其中将平均参考结果与SMART 6结果的平均值进行了对比。水分和总固体的平均差异为0.32%。灰分分析的重复性如表2所示，其标准差平均值不到0.04%。

表1：SMART 6在各种纸浆和纸张工艺样品中对水分和总固体的准确性分析

表2：凤凰黑在各种纸浆和纸张工艺样品中灰分含量的重复性分析

五、结论

这些结果表明，SMART 6和凤凰黑能够可靠地测定纸浆和纸张样品中的水分、总固体和灰分含量，其准确性与参考方法非常接近。此外，与传统方法相比，它们还具有节省时间的固有优势，可以快速改进过程控制，蕞终提高过程的盈利能力。