CN101260630B

CN101260630B - 一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法

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Publication number: CN101260630B
Application number: CN2008100276641A
Authority: CN
Inventors: 雷利荣; 李友明
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2008-04-25
Filing date: 2008-04-25
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2028-04-25
Also published as: CN101260630A

Abstract

本发明公开了一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法，包括如下步骤：(1)稻草和/或麦草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，输送到水力碎浆机进行稀释和分散，加水调节浓度至2.5～4.5％(重量％)，并分散成均匀的物料；(2)经稀释和分散后的物料泵送至疏解机进行处理，将稻草和/或麦草原料离散和疏解成为纤维束；(3)脱水浓缩：经疏解机离散和碎解后的浆料，输送至脱水设备进行脱水，浓缩至6～10％(重量％)的浓度；(4)打浆处理：脱水浓缩后的浆料泵送至盘磨机进行打浆处理，得到供抄纸用的浆料。本发明的制备方法有效保留了纤维长度，提高了纸张的强度性能，而且能耗低。

Description

一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法

技术领域

本发明属于制浆造纸领域，涉及一种纸浆制备方法，具体是一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法。

背景技术

造纸的原料主要是植物纤维，包括木材纤维和非木材纤维。在欧洲和美洲等森林资源丰富的国家，木材是主要的造纸原料，90％以上的纸张都是由木材纤维原料抄造出来的。

在我国和其它一些亚洲国家，由于木材资源短缺，非木材资源是制浆造纸的重要原料。稻草和麦草是我国重要的非木材造纸纤维原料。传统的稻草和麦草化学法制浆存在废液浓度高、污染大，且废液中含硅量高导致碱回收阶段难处理等缺陷。因此，近年来，得率高、污染少、化学药品消耗少的稻草和麦草高得率浆制备技术发展迅速，其中主要包括半化学浆的制备技术。由于得率高、纸浆强度好，稻草和麦草半化学浆得到了广泛的重视，具有很大的发展潜力。

现行的稻草和/或麦草半化学浆的制备工艺是备料后，原料经过洗涤和化学预浸渍处理或蒸煮，再输送到盘磨机进行磨浆处理。生产上采用的磨浆处理有先经过高浓度(浆料浓度15～35％)磨浆形成粗浆，再经过低浓度(浆料浓度3～4％)磨浆成为良浆，用于抄造纸张的工艺；也有只进行低浓度(浆料浓度3～4％)磨浆，成浆用于抄造纸张的处理方法。因为稻草和/或麦草半化学浆纤维比较挺硬，且纤维短小，杂细胞含量高，采用这种低浓度磨浆处理，对纤维造成了较严重的切断，使成浆纤维平均长度较低，纸张的强度性能较差。而采用高浓度磨浆又存在着浆料输送困难，设备投资大，磨浆能耗高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服现有制备工艺的缺点，提供一种能耗低、改善纸张强度性能的稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)稀释和分散：稻草和/或麦草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，输送到水力碎浆机进行稀释和分散，加水调节浓度至2.5～4.5％(重量％)，并分散成均匀的物料，处理时间为20～30分钟；

(2)离散和疏解：经稀释和分散后的物料泵送至疏解机进行处理，将稻草和/或麦草原料离散和疏解成为纤维束，疏解机执行元件转速为980～1500转/分；在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，稻草和/或麦草原料被离散和疏解成为纤维束，且对纤维的损伤很少；

(3)脱水浓缩：经疏解机离散和碎解后的浆料，输送至脱水设备进行脱水，浓缩至6～10％(重量％)的浓度；

(4)打浆处理：脱水浓缩后的浆料泵送至盘磨机进行打浆处理，盘磨机执行元件转速为750～1500转/分，经过盘磨机的打浆作用，纤维束被充分离解成为单根纤维，并产生一定程度的细纤维化，此时浆料打浆度在32～40°SR之间，成为供抄纸用的浆料。处理后纸浆的数均纤维长度为0.72～0.90mm，重均纤维长度为0.89～1.29mm，二重重均纤维长度为1.17～1.78mm。

本发明与现有的制备方法相比，有如下优点：

(1)在2.5～4.5％的浓度条件下，稻草和/或麦草原料在疏解机中离散和疏解成为纤维束，同时纤维吸水润胀，使纤维变得柔软，可塑性增加，为磨浆时分离出更多的完整纤维以及纤维的细纤维化创造了有利条件。

(2)在6～10％浓度条件下打浆，和传统的低浓度(3～4％)打浆相比，纤维所受的切断作用大大减少，纤维间的摩擦作用增强，因而打浆过程对纤维的作用以细纤维化(包括内部细纤维化和外部细纤维化)作用为主，可有效地保留纤维长度，有利于改善纸张的强度性能。

(3)本发明提供的制备方法，由于采用了2.5～4.5％浓度条件下的离散和疏解处理和6～10％浓度条件下的打浆处理相结合的制备方法，与传统的高浓度(15～35％)磨浆后再进行低浓度(3～4％)磨浆，或只进行低浓度(3～4％)磨浆工艺相比较，可降低制备过程能耗20％以上。同时，由于有效保留了纤维长度，减少了对纤维的损伤，纸张的强度性能指标可提高10％以上。

附图说明

图1是本发明提供的制备方法的一种具体实施方式的流程图。

图2是本发明提供的制备方法的另一种具体实施方式的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步具体的描述，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例所表述的范围。

实施例1

实施例1按照图1所表示的装置进行如下操作：

(1)稻草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，送到水力碎浆机1进行稀释和分散。在这里，原料加水稀释至3.5％(重量％)的浓度，并分散成均匀的物料，处理时间为20分钟。

(2)经稀释和分散后的物料由泵2输送至疏解机3进行离散和疏解处理。疏解机执行元件转速为1500转/分。在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，稻草原料被离散和疏解成为纤维束。

(3)经疏解机3离散和疏解后的浆料，输送至脱水设备4进行脱水，浓缩至8.4％(重量％)的浓度。

(4)脱水后的浆料贮存在贮浆池5中，再由泵6输送至贮浆池7中，当贮浆池7中的浆料达到一定的液位后，启动盘磨机8对浆料进行打浆处理。盘磨机执行元件转速为1500转/分。经过盘磨机的打浆作用，纤维束被充分离解成为单根纤维，并产生一定程度的细纤维化，成为供抄纸用的浆料。

经过以上制备方法处理后，纸浆的打浆度为35°SR，数均纤维长度为0.78mm，重均纤维长度为1.02mm，二重重均纤维长度为1.37mm。

实施例2

实施例2按照图1所表示的装置进行如下操作：

(1)麦草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，送到水力碎浆机1进行稀释和分散。在这里，原料加水稀释至4.5％(重量％)的浓度，并分散成均匀的物料，处理时间为30分钟。

(2)经稀释和分散后的物料由泵2输送至疏解机3进行离散和疏解处理。疏解机执行元件转速为980转/分。在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，麦草原料被离散和疏解成为纤维束。

(3)经疏解机3离散和疏解后的浆料，输送至脱水设备4进行脱水，浓缩至10％(重量％)的浓度。

(4)脱水后的浆料贮存在贮浆池5中，再由泵6输送至贮浆池7中，当贮浆池7中的浆料达到一定的液位后，启动盘磨机8对浆料进行打浆处理。盘磨机执行元件转速为750转/分。经过盘磨机的打浆作用，纤维束被充分离解成为单根纤维，并产生一定程度的细纤维化，成为供抄纸用的浆料。

处理后，纸浆的打浆度为32°SR，数均纤维长度为0.90mm，重均纤维长度为1.29mm，二重重均纤维长度为1.78mm。

实施例3

实施例3按照图1所表示的装置进行如下操作：

(1)稻草和麦草各占重量的一半，经化学预浸渍处理或蒸煮后，送到水力碎浆机1进行稀释和分散。在这里，原料加水稀释至2.5％(重量％)的浓度，并分散成均匀的物料，处理时间为25分钟。

(2)经稀释和分散后的物料由泵2输送至疏解机3进行离散和疏解处理。疏解机执行元件转速为1500转/分。在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，物料被离散和疏解成为纤维束。

(3)经疏解机3离散和疏解后的浆料，输送至脱水设备4进行脱水，浓缩至7％(重量％)的浓度。

(4)脱水后的浆料贮存在贮浆池5中，再由泵6输送至贮浆池7中，当贮浆池7中的浆料达到一定的液位后，启动盘磨机8对浆料进行打浆处理。盘磨机执行元件转速为1000转/分。经过盘磨机的打浆作用，纤维束被充分离解成为单根纤维，并产生一定程度的细纤维化，成为供抄纸用的浆料。

处理后，纸浆的打浆度为38°SR，数均纤维长度为0.80mm，重均纤维长度为1.16mm，二重重均纤维长度为1.64mm。

实施例4

实施例4按照图2所表示的实施方法进行操作。其操作工艺与图1表示的实施方法的不同在于：浆料经脱水设备4脱水后贮存在贮浆池5中，由泵6直接泵送到盘磨机8进行打浆处理。具体步骤如下：

(1)麦草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，送到水力碎浆机1进行稀释和分散。在这里，原料加水稀释至3％的浓度，并分散成均匀的物料，处理时间为30分钟。

(2)经稀释和分散后的物料由泵2输送至疏解机3进行离散和疏解处理。疏解机执行元件转速为980转/分。在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，麦草原料被离散和碎解成为纤维束。

(3)经疏解机3离散和疏解后的纤维浆料，输送至脱水设备4进行脱水，浓缩至6％的浓度。

(4)脱水后的浆料贮存在贮浆池5中，再由泵6输送至盘磨机8对物料进行打浆处理，盘磨机执行元件转速为1000转/分。

处理后，纸浆的打浆度为40°SR，数均纤维长度为0.76mm，重均纤维长度为0.97mm，二重重均纤维长度为1.27mm。

实施例5

实施例5按照图2所表示的实施方法进行操作。具体步骤如下：

(1)稻草原料经化学预浸渍处理或蒸煮后，送到水力碎浆机1进行稀释和分散。在这里，原料加水稀释至4％的浓度，并分散成均匀的物料，处理时间为25分钟。

(2)经稀释和分散后的物料由泵2输送至疏解机3进行离散和疏解处理。疏解机执行元件转速为1200转/分。在疏解机执行元件高速转动产生的剪切力作用下，稻草原料被离散和碎解成为纤维束。

(3)经疏解机3离散和疏解后的纤维浆料，输送至脱水设备4进行脱水，浓缩至9％的浓度。

(4)脱水后的浆料贮存在贮浆池5中，再由泵6输送至盘磨机8对物料进行打浆处理，盘磨机执行元件转速为750转/分。

处理后，纸浆的打浆度为39°SR，数均纤维长度为0.72mm，重均纤维长度为0.89mm，二重重均纤维长度为1.17mm。

Claims

1.一种稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(2)离散和疏解：经稀释和分散后的物料泵送至疏解机进行处理，将稻草和/或麦草原料离散和疏解成为纤维束，疏解机执行元件转速为980～1500转/分；

(3)脱水浓缩：经疏解机离散和疏解后的浆料，输送至脱水设备进行脱水，浓缩至6～10％(重量％)的浓度；

(4)打浆处理：脱水浓缩后的浆料泵送至盘磨机进行打浆处理，得到供抄纸用的浆料，盘磨机执行元件转速为750～1500转/分。

2.根据权利要求1所述的稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法，其特征在于步骤(1)中将物料浓度调节至3～4％(重量％)。

3.根据权利要求1或2所述的稻草和/或麦草原料的半化学浆制备方法，其特征在于步骤(3)中将浆料的浓度脱水浓缩至7～9％(重量％)。