CN108221436A - 一种本色浆纸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种本色浆纸的制备方法，属于造纸领域。该方法包括：将用生物酶预处理后的农作物秸秆与蒸煮碱液混合，蒸煮碱液为农作物秸秆的绝干重的6～8％，进行间歇蒸煮2.5～3.5h后洗涤，洗后浆再进行氧脱木素、在反应塔80～100℃下反应0.5～1.5h后，将所得浆料筛选净化洗涤后，打浆抄造。该方法能够避免纤维的剧烈损伤，提高纤维得率，并使纤维强度得以提高，同时又减少碱的加入量，有利于提高产品质量，节约成本、保护环境。
Description
技术领域
本发明涉及造纸领域，具体而言，涉及一种本色浆纸的制备方法。
背景技术
以农作物秸秆为原料进行蒸煮制浆生产生活用纸的蒸煮浆料用碱量较高，比如麦草的用碱量为13-15％、芦苇的用碱量为17-19％、玉米秸秆的用碱量为11-12％、稻草的用碱量为11-12％。且这种浆料的硬度低(K＝9-13)，这样的浆经过洗涤并进行氧脱木质素工艺后的浆料不适合来生产本色浆料。现有硬度的浆再经过氧脱木质素后纤维短、无拉力，而且其亮度低。同时因为用碱量高造成黑液中的残碱较多，若通过碱回收来回收残碱，碱回收的成本高，随之带来的污染白泥处理困难，污水处理的成本也较高。
鉴于此，特提出本专利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种本色浆纸的制备方法，该方法能够避免纤维的剧烈损伤，提高纤维得率，并使纤维强度得以提高，同时又减少45％左右碱的加入量，有利于提高产品质量，节约成本、保护环境。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本色浆纸的制备方法，其包括：
将用生物酶预处理后的农作物秸秆与蒸煮碱液混合，所述蒸煮碱液为所述农作物秸秆的干重的6～8％，进行间歇蒸煮2.5～3.5h后洗涤，洗后浆再进行氧脱木素、在反应塔80～100℃下反应0.5～1.5h后，将所得浆料筛选净化洗涤后，打浆抄造。
与现有技术相比，本发明的有益效果例如包括：
本发明提供的这种本色浆纸的制备方法，采用生物酶降解木质素，对农作物秸秆进行预处理，方法简单，对环境无污染，且将农作物秸秆中的木质素降解成低分子量的木质素后，能够有效增加木质素的溶出率和抽提效率，从而实现木质素与纤维素、半纤维素的分离。预处理后的农作物秸秆与碱液混合，利用碱法制得浆料。浆料经洗涤后，再进行氧脱木质素处理，洗涤筛选后，经过磨浆后，送入纸机进行抄造，最终生产出本色生活用纸。
该方法能够避免纤维的剧烈损伤，提高纤维得率，并使纤维强度得以提高，同时又减少碱的加入量，有利于提高产品质量，节约成本、保护环境。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本实施方式提供一种本色浆纸的制备方法，其包括：
步骤S1，将用生物酶预处理后的农作物秸秆与蒸煮碱液混合进行间歇蒸煮。
进一步地，间歇蒸煮的工艺参数包括：
装球量：6800±200公斤/球；
蒸煮用碱量：6～8％(绝干量计)
MB助剂：6kg/球(特殊助剂)
蒸煮最高压力：0.6MPa
绿氧用量：3kg/球
料液比：1:3.0～3.5
蒸煮碱液浓度：80±2g/L
蒸煮碱液温度：≥80℃
蒸煮时间：140～160min
粗浆硬度：k＝16～22(高锰酸钾值)
粗浆得率：≥58％。
进一步地，所述间歇蒸煮是在蒸球中实施的，蒸煮过程包括：
蒸球的压力为0MPa时空转20-30min，蒸球的压力在12～18min 内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在12～18min内从0.1MPa 上升至0.2MPa，蒸球的压力在25～35min内从0.2MPa上升至0.5MPa，蒸球的压力在12～18min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温55～65min，喷放。
优选的，该蒸煮过程包括：蒸球的压力为0MPa时空转25min，蒸球的压力在15min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在15min 内从0.1MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在30min内从0.2MPa上升至0.5MPa，蒸球的压力在15min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温60min，喷放。
进一步地，采用生物酶处理所述农作物秸秆的步骤包括：将脱水后的农作物秸秆料片与生物酶混合，调节pH值为8～10后，于55～57℃下处理45～55h。
较为具体地，生物酶预处理的工艺流程包括：
农作物秸秆—辊式切草机—除尘器—皮带运输机—水洗机—水力洗草机—斜螺旋脱水机—皮带运输机—生物酶预处理仓—单螺旋挤浆机—缓冲仓。
优选地，所述生物酶的用量为所述农作物秸秆料片的绝干量的 2.5～3.5％。
优选地，在将脱水后的农作物秸秆料片与生物酶混合后，还包括调节混合液的pH值为8～10。
优选地，用所述生物酶处理后的农作物秸秆的干度为18～20％。
步骤S2，将步骤S1所得浆料再进行氧脱木素工艺，在氧反应塔内80～100℃下反应0.5～1.5h后，将所得浆料筛选净化洗涤后，打浆抄造。
进一步地，将所述浆料筛选净化洗涤的步骤包括：将浆料进行封闭式筛选后再进行二次净化，随后经过三段锥形除砂器，并通过圆网浓缩后，使用洗浆机洗涤。
进一步地，所述打浆抄造过程的工艺参数包括：纸机上浆浓度为 0.15-0.35％、磨浆叩解度为40±2°SR。
优选地，抄纸定量包括：
本色抽纸定量：15±0.5g/m2；本色卷纸定量：14.5±0.5g/m2。
较为具体的，该制备方法的工艺流程包括：
生物酶预处理后的麦草—蒸球—喷放仓—单螺旋挤浆机—地下贮浆池—洗前浆池—2m2跳筛—4台串联平面阀鼓式真空洗浆机组—氧脱木素—外流式压力筛—洗浆机—二次净化***—调浓浆池—洗浆机洗涤—贮浆池—磨浆机—纸机抄造—成品加工包装。
在本实施方式中，该制备方法所使用的主要设备包括：
辊式切草机：12t/h
水洗机:8m3
水力洗草机：60m3
斜螺旋脱水机；200t/d
生物酶预处理设备：9000m3
单螺旋挤浆机：ZLYA1100。
蒸球：ZCQ 40m3
单螺旋挤浆机：ZLYA1100
平面阀鼓式真空洗浆机：40m3、60m3
中浓混合器：材质SS316L
氧反应塔：材质SS316L，50m3
氧喷放锅：材质SS316L，150m3
中浓液压盘磨机：ZDPM500
造纸机：1000m/min新月成形卫生纸机
盘纸分切机：亚赛利盘纸分切机1200m/min
软抽机：SOFIA-1900全利软抽生产机组
高速复卷机：YD-PL 350C
大回旋分切机：LS-160。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述：
实施例1
本实施例提供一种本色浆纸的制备方法，其包括以下步骤：
a.湿法备料：采用从农民手中收购来的麦草，输送到切草机切削成20mm长的料片，经羊角除尘器除尘后，用皮带运输机输先后经过水洗机、水力洗草机洗后脱水，至下道工序。
b.生物酶预处理：经备料来的洗涤脱水后的料片经皮带运输机输送至生物酶预处理仓，按照预处理工艺对洗涤后的麦草进行生物酶预处理，生物酶预处理过的麦草进入单螺旋挤浆机进行挤压，挤压后的麦草干度为19％。输送至缓冲仓待蒸煮使用。
该步骤中的工艺参数包括：
生物酶用量：3％(以麦草绝干量为基准)；
生物酶预处理温度：50℃；
麦草干度：19％；
生物酶预处理时间：50h(麦草与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：pH＝9；T＝55～57℃；
c.间歇蒸煮：从生物酶预处理车间来的麦草片和蒸煮药液混合后经螺旋预浸机、装锅器后入蒸球进行蒸煮。蒸煮好的粗浆喷放至喷放仓，喷放仓的底部采用螺旋推进器，将麦草浆推至单螺旋挤浆机，挤浆机将黑液挤出，粗浆用稀黑液稀释后进入地下粗浆贮池。
该步骤中的主要工艺参数为：
装锅量：6800公斤/球(40m3蒸球，绝干量计)
蒸煮用碱量：7％(绝干量计)
绿氧用量：3kg/球
MB助剂：6kg/球(特殊助剂)
蒸煮最高压力：0.6MPa
料液比：1：3.3
蒸煮碱液浓度：80g/L
药液温度：≥80℃
蒸煮时间：150分钟
粗浆硬度：k＝20(高锰酸钾值)
粗浆得率：65％。
该蒸煮过程包括：蒸球的压力为0MPa时空转25min，蒸球的压力在15min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在15min内从 0.1MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在30min内从0.2MPa上升至 0.5MPa，蒸球的压力在15min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温60min，喷放。
d.粗浆洗涤：地下贮浆池的粗浆用泵送至2m2跳筛粗选，粗选后的浆经过4台串联的平面阀鼓式真空洗浆机组逆流洗涤。洗涤后的麦草浆进入下道工序。
e.氧脱木素：洗涤后的麦草浆料首先进入中浓泵立管，经中浓泵送入中浓混合器，在这里完成化学药品、蒸汽与浆料的混合，混合均匀的浆料进入氧脱木素反应塔，在90℃下反应1h后，通过排放阀均匀地喷入喷放锅中。
f.筛选净化洗涤：因本色浆不经过漂白，为减少浆中的尘埃，氧脱木素后的浆料进行封闭式筛选后再进行二次净化。将贮浆塔的浆用清水稀释后进入一级三段锥形除砂器，然后再通过圆网浓缩后进入调浓浆池，由浆泵再次输送进入下台洗浆机洗涤后入贮浆池，供打浆抄造之用。
g.打浆抄造：筛选洗涤后的浆料经磨浆机磨后，输送至新月型 3600/1000纸机的抄造池，泵送纸机进行抄造。根据生产品种的不同进行加工包装。
实施例2
本实施例提供一种本色浆纸的制备方法，该方法的其他步骤与实施例1一致，不同之处在于以下步骤：
b.生物酶预处理步骤中的工艺参数包括：
生物酶用量：2.5％(以麦草绝干量为基准)；
生物酶预处理温度：50℃；
麦草干度：18％；
生物酶预处理时间：55h(麦草与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：pH＝10；T＝55-57℃；
c.间歇蒸煮步骤中的主要工艺参数为：
装锅量：7000公斤/球(40m3蒸球，绝干量计)
蒸煮用碱量：8％(绝干量计)
绿氧用量：3.2kg/球
MB助剂：6.4kg/球(特殊助剂)
蒸煮最高压力：0.6MPa
料液比：1：3.0
蒸煮碱液浓度：78g/L
药液温度：85℃
粗浆硬度：k＝22(高锰酸钾值)
粗浆得率：62％。
在蒸煮过程中，蒸球的压力为0MPa时空转20min，蒸球的压力在18min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在18min内从0.1 MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在35min内从0.2MPa上升至 0.5MPa，蒸球的压力在12min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温55min，喷放。
e.氧脱木素：洗涤后的麦草浆料首先进入中浓泵立管，经中浓泵送入中浓混合器，在这里完成化学药品、蒸汽与浆料的混合，混合均匀的浆料进入氧脱木素反应塔，在100℃下反应0.5h后，通过排放阀均匀地喷入喷放锅中。
实施例3
本实施例提供一种本色浆纸的制备方法，该方法的其他步骤与实施例1一致，不同之处在于以下步骤：
b.生物酶预处理步骤中的工艺参数包括：
生物酶用量：3.5％(以麦草绝干量为基准)；
生物酶预处理温度：55℃；
麦草干度：20％；
生物酶预处理时间：45h(麦草与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：pH＝8；T＝55～57℃；
c.间歇蒸煮步骤中的主要工艺参数为：
装锅量：6600公斤/球(40m3蒸球，绝干量计)
蒸煮用碱量：6％(绝干量计)
绿氧用量：2.7kg/球
MB助剂：5.8kg/球(特殊助剂)
蒸煮最高压力：0.6MPa
料液比：1：3.5
蒸煮碱液浓度：82g/L
药液温度：80℃
粗浆硬度：k＝16(高锰酸钾值)
粗浆得率：58％。
在蒸煮过程中，蒸球的压力为0MPa时空转30min，蒸球的压力在12min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在12min内从0.1 MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在25min内从0.2MPa上升至 0.5MPa，蒸球的压力在18min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温65min，喷放。
e.氧脱木素：洗涤后的麦草浆料首先进入中浓泵立管，经中浓泵送入中浓混合器，在这里完成化学药品、蒸汽与浆料的混合，混合均匀的浆料进入氧脱木素反应塔，在80℃下反应1.5h后，通过排放阀均匀地喷入喷放锅中。
对比例1
本对比例提供一种用麦草制备浆纸的工艺，其包括：
用麦草为原料，切断成一定尺寸，再用羊角除尘方法去掉其中杂物，浸泡于水中2min后，放在容器中蒸煮2小时，温度达到140℃时，把浆液洗净，经过一纤维疏解机，使纤维间结合强行被破坏，最后经跳筛和筛选，得到浆纸，其用碱量减少为6.5％。
对比例2
本对比例提供一种用麦草制备浆纸的工艺，该方法的其他步骤与实施例1一致，不同之处在于蒸煮过程中的蒸煮曲线：
该蒸煮过程包括：蒸球的压力为0MPa时空转30min，蒸球的压力在15min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在15min内从 0.1MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在45min内从0.2MPa上升至 0.65MPa，随后蒸球保温75min，喷放。
对实施例1～3、以及对比例1和2所制备的浆纸进行性能测定，参考本色生活用纸标准(QB/T4509-2013)的方法，结果如表1所示：
表1浆纸的性能测定结果
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (10)
1.一种本色浆纸的制备方法，其特征在于，其包括：
将用生物酶预处理后的农作物秸秆与蒸煮碱液混合，所述蒸煮碱液为所述农作物秸秆的绝干重的6～8％，进行间歇蒸煮2.5～3.5h后洗涤，洗后浆再进行氧脱木素、在反应塔内80～100℃下反应0.5～1.5h后，将所得浆料筛选净化洗涤后，打浆抄造。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间歇蒸煮是在蒸球中实施的，蒸煮过程包括：
蒸球的压力为0MPa时空转20～30min，蒸球的压力在12～18min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在12～18min内从0.1MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在25～35min内从0.2MPa上升至0.5MPa，蒸球的压力在12～18min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温55～65min，喷放。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间歇蒸煮是在蒸球中实施的，蒸煮过程包括：
蒸球的压力为0MPa时空转25min，蒸球的压力在15min内从0MPa上升至0.1MPa，蒸球的压力在15min内从0.1MPa上升至0.2MPa，蒸球的压力在30min内从0.2MPa上升至0.5MPa，蒸球的压力在15min内从0.5MPa上升至0.6MPa，随后蒸球保温60min，喷放。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述间歇蒸煮的工艺参数包括：
装球量：6800±200公斤/球；
蒸煮用碱量：6～8％(绝干量计)
绿氧用量：3kg/球
料液比：1:3.0～3.5
蒸煮碱液浓度：80±2g/L
蒸煮碱液温度：≥80℃
蒸煮时间：140～160min
粗浆硬度：k＝16～22(高锰酸钾值)
粗浆得率：≥58％。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，用所述生物酶处理后的农作物秸秆的干度为18～20％。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用生物酶处理所述农作物秸秆的步骤包括：将脱水后的农作物秸秆料片与生物酶混合，调节pH值为8～10后，于55～57℃下处理45～55h。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述生物酶的用量为所述农作物秸秆料片的绝干量的2.5～3.5％。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，在将脱水后的农作物秸秆料片与生物酶混合后，还包括调节混合液的pH值为8～10。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述浆料筛选净化洗涤的步骤包括：将浆料进行封闭式筛选后再进行二次净化，随后经过三段锥形除砂器，并通过圆网浓缩后，使用洗浆机洗涤。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述打浆抄造过程的工艺参数包括：纸机上浆浓度为0.15-0.35％、磨浆叩解度为40±2°SR。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180629 |