纸质文献水溶液脱酸保护中真空冷冻干燥试验研究

摘要

纸质文献是一个国家和地区历史的见证。我国众多图书馆、博物馆、研究所等机构收藏有大量的纸质文献，它们是中华民族珍贵的文化遗产，具有不可复制的重要历史文化价值。由于受当时经济和技术条件所限，大量纸质文献使用了质量较差的机制纸张印刷，又随着时间的推移，大量纸质文献因纸张酸化、气体氧化、生物腐蚀等作用已发生严重的脆化、变质、发黄等现象。针对纸质文献酸化日趋严峻的形式，大量脱酸处理技术已应用于纸质文献保护中。目前，国内对纸质文献进行脱酸主要采用技术较为成熟的水溶液脱酸法，但如何对脱酸后的纸质文献进行干燥遇到了技术瓶颈。传统的干燥方法不但需要花费很长时间，而且经干燥后的纸质文献会出现纸张凹凸不平、收皱、粘连等现象。真空冷冻干燥是先将含水物质在低温下冻结，然后使其水分在真空条件下升华的一种干燥方法。这这种方法干燥后物物料的物理、化学和生物性状能基本不变，物质中的挥发性成分和受热性营养成分损失很小，真空冷冻干燥后的物质呈多孔状，其体积与冷冻干燥前基本相同，密封包装后其保质期长，已经在食品、医疗、木质文物干燥等领域得到广泛应用。 为给采用真空冷冻干燥法对纸质文献水溶液脱酸后进行干燥提供参考，本文将根据纸质文献的相关理化性质，设计了一台集真空浸渍脱酸和真空冷冻干燥于一体的装置并在该装置上进行纸质文献样品的真空脱酸及其冷冻干燥试验研究。采用电阻法测量脱酸液的共晶点温度，以此来确定纸质文献脱酸后的预冻温度。采用单因素试验深入研究了纸质文献厚度、加热板温度和干燥室真空度对冻干时间的影响，并以纸质文献收皱率、冻干时间和干基含水率为评价指标，通过L9(33)正交试验，得到各因过程参数对冻干时间和冻干品质影响的主次顺序，为提高冻干效率和冻干品质提高试验依据，为规模化脱酸及其干燥提供参考。对真空脱酸及其真空冷冻干燥后的纸质文献的物理机械强度（抗张强度、耐折度、撕裂度）和化学性质(pH值、色差)进行测定，得出各理化性质试验前后变化的关系，对纸质文献冷冻干燥的机理有更深入的认识。 试验结果表明:真空脱酸可有效去除纸质文献的酸性，是一种安全、高效的脱酸方法;采用电阻法测量纸质文献脱酸后的共晶点温度为-1.5～-3℃，以此为依据进行预冻试验且预冻后未出现明显凹凸不平，符合进一步真空冷冻干燥的要求;真空冷冻干燥试验发现最佳的冻干参数是加热板温度为25℃，纸质文献厚度为7mm，真空室压力为10～20Pa;经过脱酸干燥前后纸张物理强度和化学性能的对比分析，发现了脱酸后的纸质文献pH值明显上升，色差无明显变化，抗张强度和耐折度均有较大提升，撕裂度也有少量提高，由此表明经过该试验，纸质文献各项物理化学性质均有强化趋势。 综上所述，真空脱酸高效可靠，真空冷冻干燥法能克服传统方法引起的皱缩、粘连、变形等现象，基本保持纸质文献的原貌。且对纸质文献各项物理化学性质均有强化趋势。是一种新颖、可靠的干燥加工方法，符合当前纸质文献规模化脱酸及其干燥的要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景

1．2 纸质文献脱酸的分类

1．2．1 气相脱酸法

1．2．2 液相脱酸

1．3 纸质文献水溶液脱酸后的干燥法分类

1．3．1 微波真空干燥法

1．3．2 真空冷冻干燥法

1．4 纸质文献水溶液脱酸后真空冷冻干燥研究现状

1．5 本文研究的主要内容

第2章 纸质文献真空冷冻干燥试验研究

2．1 试验装置

2．2 试验工艺流程

2．3 试验方法及操作步骤

2．3．1 真空浸渍脱酸试验

2．3．2 预冻试验

2．3．3 升华干燥

2．3．4 后处理研究

2．4 结果分析

2．4．1 真空脱酸结果与讨论

2．4．2 预冻试验结果与讨论

2．4．3 升华干燥试验结果与讨论

2．5 本章小结

第3章 纸质文献脱酸液共晶点的测量研究

3．1 共晶点的测量原理及其测量方法的选择

3．2 试验仪器与步骤

3．2．1 试验仪器

3．2．2 试验步骤

3．3 结果与分析

3．4 本章小结

第4章 冷冻干燥过程参数的单因素试验与正交试验优化分析

4．1 单因素试验与分析

4．1．1 纸质文献厚度对冻干时间的影响

4．1．2 加热板温度对冻干时间的影响

4．1．3 干燥室压力对干燥特性的影响

4．2 正交试验

4．2．1 因素水平的选取

4．2．2 试验结果的极差分析

4．2．3 试验的优化分析

4．3 本章小结

第5章 真空冷冻干燥脱酸后纸质文献理化性质的研究

5．1 pH值试验

5．1．1 pH值试验方法及测定标准

5．1．2 oH值试验结果与分析

5．2 色差试验

5．2．1 色差试验方法及测定标准

5．2．2 色差试验结果与分析

5．2 抗张强度试验

5．2．1 抗张试验方法及测定标准

5．2．2 抗张试验结果与分析

5．3 耐折度试验

5．3．1 耐折度试验方法及测定标准

5．4 撕裂度试验

2．4．1 撕裂度试验方法及测定标准

2．4．2 撕裂度试验结果与讨论

5 本章小结

第6章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 存在问题与展望

参考文献

附录1 纸质文献记录表

附录2 纸质文献详图

附录3 相同页色差对比

附录4 不同页色差对比

附录5 纸质文献色差计算表

攻读硕士期间发表的论文

致谢