CN102268826A - 一种组合制浆方法 - Google Patents
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Abstract
一种组合制浆方法，以竹木材为原料，本发明涉及一种组合制浆方法，尤其涉及一种生物和化学及机械组合制浆方法，属于制浆造纸技术领域，特别属于生物化学和机械组合制浆技术。本发明通过有机的集成组合当前先进的生物技术和成熟的化学制浆技术及高效的机械法制浆技术，综合利用上述技术的优点，进行针对性组合，开发了一种新的制浆方法，本发明方法减小了制浆行业的污染，提高了制浆行业的经济效益。本组合制浆方法原料适应性强，成浆性能良好，良浆适用于各种纸张的配抄。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合制浆方法，尤其涉及一种生物和化学及机械组合制浆方法，属于制浆造纸技术领域，特别属于生物化学和机械组合制浆技术。
背景技术
制浆造纸行业的污染已经成为我国主要污染领域之一。传统的化学法制浆技术产生纸浆蒸煮黑液，该液体味道恶臭，对周围环境空气影响严重，且黑液本身处理困难，处理成本高，若直接排放对环境污染严重。目前对于制浆黑液最好的处理方法只有燃烧处理，但该处理方法投资巨大，能耗高。而传统制浆造纸过程中，洗涤干净一吨化学蒸煮后的原料通常需要消耗数十甚至上百吨清水，大量的洗涤水不能够完全回收利用消耗，排到自然界造成严重的COD和BOD等污染，如果进行洗涤水环保处理需要巨大投资和广阔的土地面积，处理过程漫长，工业化成本高。随着政府对环境保护力度的加大，纯粹的化学法制浆技术要存在，则需要配备必须的污水处理设备，投入增加，而且效果不如预期，生产利润受损，因此传统的化学法制浆技术成本和代价高，致使产品附加值低，且需规模化生产，软硬件投资巨大，因此发展受到限制。
机械法制浆技术因其污染小，环保性强，曾经倍受推崇；但是由于机械法制浆技术成浆性能差，制浆过程中原料纤维严重受损，制成浆料粗糙不能广泛使用，同时机械法制浆技术对原料选择性强，因此其技术普及度受到影响。目前，因该技术对原料的选择性太强，成浆运用领域窄，故该技术不仅没能普及，反而受关注度明显下降，有逐渐改产或被淘汰的趋势。虽然目前有化学机械法制浆技术的诞生；但是由于该技术制浆过程中仍旧需要一定量的化学品。同时化学软化处理原料的程度又不足，导致成浆性能仍不甚理想，如若对原料浸透程度加剧，则化学品用量又增加，制浆将偏向化学法，导致污染严重增加。另外，化学机械法制浆仍然继承了机械法制浆技术的部分缺点，对原料选择性差，而且成浆运用领域窄，因此，化学机械法制浆技术仍存在许多不足和需要改进的地方。
生物技术是二十一世纪的重点发展技术之一。目前在制药，污水处理，食品加工等领域生物技术已经有较为广泛的使用，而生物技术在造纸领域的研究还比较浅，比较少。也有人曾经就生物制浆技术进行过探索，浅尝辄止。由于生物工程本身还处于发展初期，技术本身并不成熟，虽然生物技术在部分领域已经投入生产运用，但目前生物技术在各个领域的运用成本太高，而在薄利的轻工行业的工业化生产运用生物技术，则就可望而不可及。因此，在造纸领域的纯粹的生物制浆技术的规模化生产运用还有待时日。但是，如果能够用生物技术对原料进行软化处理浸渍，部分替代化学品，则明显可以降低化学品的用量，同时减少污染，降低生产成本进而实现经济效益提升。
因此，开发高效低成本的环保节能的制浆技术前景乐观意义重大。根据当前制浆造纸行业技术现状，希望所开发的技术是组合制浆方法，尽可能集成化学制浆技术，机械法制浆技术和生物技术的优势，从而在制浆过程污染明显降低，同时保证成浆性能不受明显影响，产品需要环保性强，社会和经济效益显著。
发明内容
本发明的目的是综合化学制浆技术，机械制浆技术和生物利用技术的优点，并将其运用于制浆造纸行业，尽可能克服各技术的弊端，优化一种低能耗、低污染、高效率的新的制浆方法，该技术不产生浓黑液，化学品需要量低，制浆过程节约能耗，工艺流程简单，投资省，可以实现非规模化生产。
为实现以上目标，本发明的技术方案为：
1.一种组合制浆方法，所用原料为木材，或竹材，该方法将生物制浆技术和化学制浆技术及机械法制浆技术有机的集成组合在一起，形成新的一个制浆方法；即原料经过切削备料后挤压撕裂，经生物霉菌液浸泡，再经过化学药液处理，最后经过机械盘磨磨浆处理，洗涤脱水得成浆，具体步骤包括以下过程：
(1)原料切削备料；
(2)料片挤压撕裂处理；
(3)生物霉菌液浸泡处理；
(4)挤压浓缩处理；
(5)化学药液处理；
(6)机械盘磨磨浆处理；
(7)洗涤脱水得成浆。
2.该组合制浆方法所用生物霉菌浸泡液包括：白腐菌1～10％，褐腐菌1～10％，软腐菌1～10％。
3.该组合制浆方法所用化学药液组成为：氢氧化镁1～80％，氢氧化钠1～50％，氢氧化钾1～50％，过氧化氢1～30％。
4.该组合制浆方法的机械盘磨磨浆处理条件为温度30～90℃，浓度25～40％。
5.本发明组合制浆方法的生物霉菌液浸泡条件为：温度30～45℃，浓度5％～20％，时间4～96小时。
6.本发明组合制浆方法的化学药液处理条件为化学药液1～10％，温度100～120℃，浓度15％～25％，时间2～60min。
本发明的优点在于，1.本方法结合了化学法制浆和机械法制浆及生物技术制浆三个技术；2.本发明选用了多种高效新型的生物霉菌；3.本发明所用化学品效力高，成浆易洗涤易漂白，过程对环境污染小；4.本发明成浆性能好，浆料适用于各种纸种的配抄。
附图说明
图1为本发明的生产流程图
具体实施方案
为了更清晰的了解本发明的生物化学机械组合制浆技术，现结合实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
本实施例原料为剥皮构树杆。原料切短成2～4cm节，经过挤压撕裂，采用白腐菌10％，褐腐菌4％，软腐菌6％的生物液浸泡原料，浸泡条件为温度40℃，浓度15％，时间68小时。经过生物浸泡的原料直接浓缩后用化学药液浸泡处理，化学药液组成为氢氧化镁80％、氢氧化钠5％，氢氧化钾5％、过氧化氢10％，化学药液用量6％，处理条件为温度110℃，浓度15％，时间30min。最后用盘磨磨浆处理，磨浆温度60℃，浓度30％，成浆得率55％，成浆洗涤后抄纸，纸张白度50％ISO，纸张裂断长3.5km，撕裂指数3mN·m2/g。
实施例2
本实施例原料为剥皮杨木。原料削片，经过挤压撕裂，采用白腐菌6％，褐腐菌5％，软腐菌8％的生物液浸泡原料，浸泡条件为温度40℃，浓度12％，时间72小时。经过生物浸泡的原料直接浓缩后用化学药液浸泡处理，化学药液组成为氢氧化镁65％、氢氧化钠10％，氢氧化钾7％、过氧化氢18％，化学药液用量8％，处理条件为温度120℃，浓度25％，时间30min。最后用盘磨磨浆处理，磨浆温度35℃，磨浆浓度35％，成浆得率68％，成浆洗涤后抄纸，纸张白度46％ISO，裂断长4.4km，撕裂指数3.5mN·m2/g。
实施例3
本实施例原料为剥皮桉树。原料削片，经过挤压撕裂，采用白腐菌10％，褐腐菌5％，软腐菌8％的生物液浸泡原料，浸泡条件为温度38℃，浓度12％，时间96小时。经过生物浸泡的原料直接浓缩后用化学药液浸泡处理，化学药液组成为氢氧化镁50％、氢氧化钠20％，氢氧化钾10％、过氧化氢20％，化学药液用量10％，处理条件为温度120℃，浓度20％，时间30min。最后用盘磨磨浆，磨浆温度85℃，磨浆浓度30％，成浆得率65％，成浆洗涤后抄纸，纸张白度40％ISO，纸张裂断长4.2km，撕裂指数4.0mN·m2/g。
从上面的实施例1、实施例2和实施例3可知，本发明将先进的生物技术和成熟的化学技术及高效的机械制浆技术有机结合，利用本发明生产的浆料性能良好，其中浆张裂断长均超过4km，而浆张撕裂指数均高于3mN·m2/g，浆料适合于各种纸张的配抄。原浆白度均高于40％ISO，有利于后续漂白，为漂白过程节约了漂剂。相对于现有的化学法制浆技术本方法成浆得率明显更高，用水少，无黑液产生，浆料白度高有利于后续漂白。因此，本方法节能、减排、降耗，并且充分利用了有限的植物资源。
Claims (6)
1.一种组合制浆方法，所用原料为木材，或竹材，其特征在于将生物制浆技术，化学制浆技术和机械法制浆技术集成组合为一体，具体过程包括以下步骤：
(1)切削备料；
(2)挤压撕裂处理；
(3)生物霉菌液浸泡处理；
(4)挤压浓缩处理；
(5)化学药液处理；
(6)机械盘磨磨浆处理；
(7)洗涤脱水得成浆。
2.如权利要求1所述的一种组合制浆方法，其特征在于生物霉菌液的组成包括：
白腐菌1～10％；
褐腐菌1～10％；
软腐菌1～10％。
3.如权利要求1所述的一种组合制浆方法，其特征在于所用化学药液组成为：
氢氧化镁1～80％；
氢氧化钠1～50％；
氢氧化钾1～50％；
过氧化氢1～30％。
4.如权利要求1所述的一种组合制浆方法，其特征在于机械盘磨磨浆处理条件为：温度30～90℃，浓度25～40％。
5.如权利要求2所述的一种组合制浆方法，其特征在于生物霉菌液浸泡条件为：温度30～45℃，浓度5％～20％，时间4～96小时。
6.如权利要求3所述的一种组合制浆方法，其特征在于化学药液处理条件为：化学药液1～10％，温度100～120℃，浓度15％～25％，时间2～60min。
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