CN101255664A - 一种非木材纤维制浆方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于造纸制浆领域，特别是一种非木材纤维的制浆方法。整个制浆过程中不加入任何化学药品，仅通过机械作用制浆，所得浆料成本很低，经济效益非常明显。整个制浆过程所有的废水都可以循环使用，彻底解决了环境污染问题。成浆用于板纸的芯层，用来替代部分进口废纸浆，能极大的降低板纸成本。
Description
技术领域
本发明属于造纸制浆领域，特别是一种非木材纤维制浆方法。
背景技术
单面板纸是由多层纸页叠合而成，每一层需要几种质量不同的浆料。正面(印刷面)用较好的硫酸盐浆，中间芯层用进口废纸碎解后的废纸浆，背面则用中等的苇浆、废纸浆等。其中芯层浆的用量最大，一般占到整个板纸定量的50％以上。
目前，国内板纸的芯层一般采用进口废纸碎解浆，但是，随着近年来进口废纸价格的不断攀升，导致废纸浆的价格居高不下，这也使板纸的利润大幅下降。根据预测，废纸价格将随着纸浆的价格一路攀升，继续在今后很长的一段时间内保持高价位运行，同时，废纸制浆过程中会产生较大的污染，这些都对板纸的生产带来巨大的压力。
传统的以草本植物等非木纤维制浆的方法，大都为化学法制浆，在蒸煮时掺入大量的化工原料蒸煮后用水冲洗，大量又黑又臭的污水流入河湖或农田，严重污染生态环境，时刻危害着人们的身体健康，要解决这一污染问题，投资巨大，很多造纸厂家根本无法承担。
发明内容
本发明针对现有非木材制浆技术中所存在的问题，提供了一种制浆方法，该方法特征在于采用机械设备制浆，制浆过程中不添加任何化学药品，脱水设备及制浆过程产生的废水都可以循环使用到原料浸泡工段，整个过程不外排废水，不产生环境污染。由于仅通过机械作用制浆，成浆成本较低，此成浆用在板纸的芯层，用来部分替代进口废纸浆，能极大降低板纸的生产成本，提高板纸利润。
一种非木材纤维制浆方法，包括以下步骤：
(1)在切断设备中切断非木材纤维原料。所述切断设备可以为切草机。非木材纤维原料由人工上到带有永久性磁铁的皮带输送机，进入切草机将非木材纤维原料进行切断。切断后非木材纤维材料的长小于等于150毫米，更好的是切成约120毫米，最好的是切成约50毫米。应用此种切好的材料，可平稳地进行搅拌，从而达到较好的浸泡目的。
(2)除尘设备除尘。经过切断后的非木材纤维原料经带有永久性磁铁的皮带输送机输送至羊角除尘器进行除尘。
(3)洗涤设备洗涤、浸泡。除尘后的非木材纤维原料由皮带输送机输送至洗草机洗涤、30-40℃水浸泡30-45分钟。
(4)螺旋脱水，至水分含量为60-80％。所述非木材纤维原料的螺旋脱水设备为喂料螺旋、螺旋脱水机以及斜螺旋脱水机。
(5)非木材纤维原料分丝。经过洗涤的非木材纤维原料通过输送设备和螺旋脱水送至双螺杆搓揉机，对纤维原料进行分丝。非木材纤维原料在搓揉机内受到正向螺旋和反向螺旋的共同作用，纤维之间产生较大的摩擦，使纤维帚化、分丝和压溃。
(6)中浓磨磨浆。纤维原料经过分丝后，进入浆池，加入循环水进行稀释至草浆浓度为3-5％，经螺杆泵输送至传统的中浓磨进行磨浆，磨后的浆料便可以输送到板纸车间用于板纸芯层，替代部分进口废纸浆，替代率为20％——30％。
(7)步骤(4)、(5)、(6)中排出的废水，经过平流沉淀池自然沉降过滤杂质后，循环补充到步骤(3)中依次往后重复利用。依次往后重复利用。即脱水设备及制浆过程产生的废水都可以循环使用到原料浸泡工段，整个过程不外排废水，不产生环境污染。
根据对上述方案的叙述可以得知，采用本发明所述方法生产纸浆，在整个制浆过程中不加入任何化学药品，仅通过机械作用制浆，成本构成主要是制浆过程电耗及原料成本。该制浆方法吨浆耗电700度左右，制浆得率可达到90％，经过综合计算后成浆成本在1200元人民币左右；而采用进口废纸做原料，吨废纸浆成本不低于1900元人民币，因此，所得浆料成本很低，该制浆方法的经济效益非常明显。整个制浆过程中不添加任何化学药品，脱水设备及制浆过程产生的废水都可以循环使用到原料浸泡工段，整个过程不外排废水，不产生环境污染。成浆用于板纸的芯层，用来替代部分进口废纸浆，能极大的降低板纸成本。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明。
实施例1：
用麦草这种非木材纤维为原料，经带有永久性磁铁的皮带输送机，进入切草机将麦草原料切成长度约120毫米的小段。经带有永久性磁铁的皮带输送机输送至羊角除尘器进行除尘。除尘后的非木材纤维原料由皮带输送机输送至洗草机洗涤、浸泡。浸泡30分钟后，螺旋脱水至水分含量为60％。送至双螺杆搓揉机，对水分含量为60％的麦草进行分丝。麦草原料在双螺杆搓揉机内受到正向螺旋和反向螺旋的共同作用，纤维之间产生较大的摩擦，使纤维帚化、分丝和压溃。自双螺杆搓揉机中出来后进入浆池，加入循环水进行稀释至草浆浓度为4％，经螺杆泵输送至中浓磨进行磨浆，便可得到成浆。各步骤中排出的废水，经过平流沉淀池自然沉降过滤杂质后，循环补充到洗涤浸泡池中，依次往后重复利用。即脱水设备及制浆过程产生的废水都可以循环使用到原料浸泡工段，整个过程不外排废水，不产生环境污染。
所得浆料用于板纸芯层，替代部分废纸浆，替代率为20％-30％。所得到的浆料指标如表1所示，取代后得到的板纸指标如表2所示。
表1、本发明所述方法制得的麦草浆料指标
| 序号 | 浓度/％ | 扣解/°sr | 湿重/g |
| 1 | 5.2 | 40 | 0.6 |
| 2 | 5.0 | 36 | 0.4 |
| 3 | 4.8 | 33 | 1.1 |
| 4 | 4.6 | 34 | 0.6 |
| 5 | 5.0 | 33 | 1.0 |
| 6 | 4.5 | 31 | 1.0 |
表2、20％取代前后得到的板纸指标对比
| 序号 | 克重/g/m2 | 厚度/μm | 挺度/mN·m | 内结合/J/m2 |
| 未取代 | 240 | 294 | 2.28 | 115 |
| 未取代 | 241 | 293 | 2.50 | 101 |
| 20％取代 | 240 | 294 | 2.38 | 110 |
| 20％取代 | 240 | 292 | 2.38 | 107 |
| 20％取代 | 240 | 298 | 2.50 | 102 |
| 20％取代 | 240 | 302 | 2.46 | 108 |
如表2所示，该方法制得的草浆，20％取代板纸中的废纸浆，所得纸张的各项指标除厚度略有增加外，其它指标变化不大。
实施例2：
用棉杆为原料，经带有永久性磁铁的皮带输送机，将棉杆送入切草机切成长度约50毫米的小段。经带有永久性磁铁的皮带输送机输送至羊角除尘器进行除尘。除尘后的非木材纤维原料由皮带输送机输送至洗草机洗涤、浸泡。浸泡45分钟后，螺旋脱水至水分含量为80％。送至双螺杆搓揉机，对水分含量为80％的棉杆进行分丝。棉杆原料在双螺杆搓揉机内受到正向螺旋和反向螺旋的共同作用，纤维之间产生较大的摩擦，使纤维帚化、分丝和压溃。自双螺杆搓揉机中出来后进入浆池，加入循环水进行稀释至棉杆浆浓度为4％，经螺杆泵输送至传统中浓磨进行磨浆，便可得到成浆。所得浆料用于板纸芯层，替代部分废纸浆，替代率为20％-30％。各步骤中排出的废水，经过平流沉淀池自然沉降过滤杂质后，循环补充到洗涤浸泡池中，依次往后重复利用。即脱水设备及制浆过程产生的废水都可以循环使用到原料浸泡工段，整个过程不外排废水，不产生环境污染。
所得到的浆料指标如表3所示，取代后得到的板纸指标如表4所示。
表3、本发明所述方法制得的棉杆浆料指标
| 序号 | 浓度/％ | 扣解/sr | 湿重/g |
| 1 | 5.0 | 40 | 1.6 |
| 2 | 4.8 | 37 | 1.4 |
| 3 | 4.7 | 36 | 1.1 |
| 4 | 4.9 | 38 | 1.2 |
| 5 | 4.6 | 40 | 1.0 |
表4、30％取代前后得到的板纸指标对比
| 序号 | 克重/g/m2 | 松厚度/cm3/g | 撕裂指数/mN·m2/g | 内结合/J/m2 |
| 未取代 | 240 | 2.4 | 2.28 | 114 |
| 未取代 | 241 | 2.5 | 2.50 | 100 |
| 30％取代 | 240 | 2.6 | 2.38 | 109 |
| 30％取代 | 240 | 2.6 | 2.38 | 106 |
| 30％取代 | 240 | 2.5 | 2.50 | 107 |
| 30％取代 | 240 | 2.5 | 2.46 | 102 |
如表4所示，该方法制得的棉杆浆，30％取代板纸中的废纸浆，所得纸张的各项指标除厚度略有增加外，其它指标变化不大。
Claims (4)
1.一种非木材纤维制浆方法，其特征是包括以下步骤：
(1)在切断设备中切断非木材纤维原料，至长度小于等于150毫米；
(2)除尘设备除尘；
(3)洗涤设备洗涤，30-40℃水浸泡30-45分钟；
(4)螺旋脱水至水分含量为60-80％；
(5)非木材纤维原料通过输送设备和螺旋脱水送至分丝设备分丝；
(6)中浓磨磨浆；
(7)步骤(4)、(5)、(6)中排出的废水，经过平流沉淀池自然沉降过滤杂质后，循环补充到步骤(3)中依次往后重复利用。
2.如权利要求1所述的非木材纤维制浆方法，其特征是：整个制浆过程不添加任何化学原料。
3.如权利要求1所述的非木材纤维制浆方法，其特征是：所述非木材纤维原料为麦草、稻草、蔗渣、棉杆、麻类茎杆、芦苇。
4.如权利要求1所述的非木材纤维制浆方法，其特征是：整个制浆过程中，温度为30℃-40℃。
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