CN101451323B - 一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆、其制备方法及其应用 - Google Patents
一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆、其制备方法及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆及其制备方法。所述未漂浆的裂断长为5.5-7.2km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR。所述的未漂浆可作为瓦楞、纸餐、以及包装纸的浆料。所述的制备方法包括碱法蒸煮、氧脱木素等步骤，经过碱法蒸煮得到硬度为16-28，相当于卡伯价24-50，再经过通入氧气，加入氢氧化钠进行氧脱木素进行处理，或者在氧脱木素之前再配合挤浆和/或疏解步骤，得到上述未漂浆。所述方法的使用不会使未漂浆受到漂白剂的污染，同时浆料的强度得到了保护，避免了因为漂白的影响而使得浆料中的纤维素降解。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种未漂浆，更具体地说，涉及的是一种麦草原料制备的未漂浆、其制备方法及其应用。
背景技术
麦草是一年生草本植物，秆直立，丛生。麦草是草类原料中纤维较短小而细的一种，其纤维平均长度为1mm左右，宽度为8μm。细胞壁上有明显或不明显的纹孔，胞腔较小。麦草中不定形的细小细胞较多，这是麦草突出的特征。麦草非纤维细胞含量很大，约占细胞总面积的54％，其中以细碎不完整的薄壁细胞最多，这是麦草浆滤水性差、质量差的主要原因。草叶、草节、草穗中的非纤维细胞比茎部多，纤维也短。麦草茎秆壁薄，结构疏松，木素含量少，蒸煮时药液易渗透，容易煮成浆，也易漂白。草节组织坚实，不易蒸解，是漂白草浆中尘埃的主要原因。
麦草中所含的化学成分如下表所示：
麦草化学成分表
| 水分 | 热水抽出物 | 1％NaOH抽出物 | 苯醇抽出物 | 灰分 | 木素 | 聚戊糖 | 综纤维素 |
| 12.55％ | 11.34％ | 45.43％ | 3.44％ | 5.9％ | 17.73％ | 24.55％ | 66.48％ |
草类制浆技术是一个系统工程，要根据禾草纤维原料的生物结构的不均一性和化学组成的特殊性对制浆的全过程进行研究，禾草类纤维制浆具有以下特点：1.重备料，除硅，除杂细胞，提高纸浆质量，滤水性，减少黑液的排出；2.禾草纤维脱木素的特性。由于禾草纤维中有较多的碱易溶木素，使其制浆难度降低，但同时它又要求有较高的脱木素率才能使纤维解离，因此它的制浆方法应与木材有很大的不同。3.由于原料中硅含量高，碳水化合物含量高，造成其黑液粘度高，回收难度大。4.禾草类纤维中含有大量杂细胞，对造纸形成一系列危害。5.草浆的漂白性能较木材好，易采用短流程进行漂白。
有不少技术人员致力于这方面的研究，比如：
黑龙江造纸2004年第3期发表了题为“麦草亚铵法制浆造纸的特点和应用”的文章，该文章公开了针对麦草这种特殊的植物纤维原料亚铵法制纸浆的方法，该方法的硬度低，保温的时间长，保温的温度较高，且黑液中残余亚硫酸铵的浓度比较高，同样存在消耗能源比较大，纸浆的质量不高的问题。
天津造纸1996年第2期发表了题为“麦草NaOH和NaOH/O2两段蒸煮及其过氧化氢漂白”的文章，该文章公开了以麦草为原料，首先通过碱液预浸渍，再进行氧碱法蒸煮，以及配合过氧化氢漂白，制备出漂白化学浆，所述制备方法中用碱量大，持续时间长，而且所制备的化学浆白度不高。
我国的森林资源缺乏，用于造纸的主要原料是草类原料。一般而言，作为造纸原料，木材原料优于草类原料，木材原料中针叶木又优于阔叶木。在我国森林资源日益缺乏的严重形势下，如何利用我国丰富的麦草原料制备高质量的浆是现在急需解决的问题。
由未漂浆制备的餐盒以及包装纸等由于不会受到漂白剂的污染，在环境问题日益严重的今天，越来越受到广大消费者的热爱。而以原料丰富的麦草为原料利用亚铵法制备高质量的未漂浆尚未见报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆。
本发明的另一目的在于提供一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
所述的未漂浆以麦草为原料制备，所述未漂浆的裂断长为5.5-7.8km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR；优选所述的未漂浆的裂断长为6.0-7.8km，耐折次数为30-70次，撕裂度为210-250mN，打浆度为33-36°SR。
一种制备上述未漂浆的方法，包括碱法蒸煮、氧脱木素的步骤，将麦草进行碱法蒸煮至硬度为高锰酸钾值16-28相当于卡伯价24-50的高硬度浆。
所述的碱法蒸煮包括蒽醌-烧碱法蒸煮，硫酸盐法蒸煮和亚钠法蒸煮。
所述的蒽醌-烧碱法蒸煮包括如下步骤：
(1)用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量9-15％，液比为1∶2-4，蒽醌加入量为绝干原料量的0.5-0.8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-130℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-170℃，保温60-90分钟。
所述的硫酸盐法蒸煮包括如下步骤：
(1)用碱量以氢氧化钠计对绝干麦草量8-11％，液比为1∶2-4，硫化度为5-8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-140℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至165-173℃，保温60-90分钟。
所述的碱性亚钠法蒸煮包括如下步骤：
1)在麦草原料中加入蒸煮药剂，其中，氢氧化钠用量以绝干原料重量计为11-15％，亚硫酸钠为2-6％，蒽醌为0.02-0.08％，蒸煮液比为1∶3-4；
2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为100-120℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-165℃，保温60-90分钟。
所述的氧脱木素包括：
(1)将蒸煮之后得到硬度为高锰酸钾值16-28，相当于卡伯价24-50的高硬度浆泵送至氧脱木素反应塔，并通入氢氧化钠和氧气；以及
(2)该高硬度浆在该氧脱木素反应塔内进行脱木素反应，得到硬度为高锰酸钾值10-14，相当于卡伯价12.5-19.5的浆；
其中，优选步骤(1)中的高硬度浆的硬度为高锰酸钾值20-24，相当于卡伯价31.2-39.3，步骤(3)中所述浆的硬度为高锰酸钾值11-13，相当于14.3-19.4。。
本发明所述的氧脱木素为单段氧脱木素，使用一个氧脱木素反应塔；所述的高硬度浆在该反应塔进口处的温度为95-100℃，压力为0.9-1.2MPa，出口处的温度为100-105℃，压力为0.2-0.6MPa；所述的氧脱木素处理中用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的2-4％，氧气的加入量为20-40kg每吨浆；所述的高硬度浆在该反应塔内的反应时间为75-90分钟。
本发明所述的方法中，在碱法蒸煮之后、氧脱木素之前，还包括挤浆，所述的挤浆为将碱法蒸煮后得到的硬度为高锰酸钾值16-28相当于卡伯价24-50高硬度浆在单螺旋挤浆机或者双辊挤浆机的挤压力作用下进行挤浆。
本发明所述的方法中，在碱法蒸煮之后，氧脱木素之前，还包括疏解，所述的疏解为：按照现有技术的方法，对蒸煮之后所得的硬度为高锰酸钾值16-28，相当于卡伯价24-50的高硬度浆进行疏解，使纤维结构变得疏松。
本发明的方法中在进行疏解时所用的疏解机为高频疏解机或者盘磨疏解机。
具体地说，一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆，所述的未漂浆以麦草为原料制备，所述未漂浆的裂断长为5.5-7.8km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR，优选所述的未漂浆的裂断长为6.5-7.8km，耐折次数为30-70次，撕裂度为210-250mN，打浆度为33-36°SR。
本发明所述的未漂浆，以麦草为原料制备，其裂断长达到5500米以上，耐折度达到20次以上，是一种高质量的草类未漂浆，可作为制备生产瓦楞纸、餐盒以及包装纸的浆料。
在本发明的方法中，首先可以采用现有技术对麦草进行备料，即采用常规的干、湿法备料，以除去叶、穗、麦粒、髓等杂质，这样可以减轻后续工艺的压力，并提高麦草浆的质量。干、湿法备料可采用现有常规设备，如切草机、筛选机、除尘机、湿法洗涤搓草机、斜螺旋脱水机等。经过备料后的去除水分的麦草原料也可以为精料，扣除麦草的水分为绝干草，一般草片的长度在15-30mm，原料的备料工艺为本领域技术人员公知技术。
在本发明中的备料过程中，也可以利用锤式破碎机进行干法备料，包括以下步骤：
(1)将麦草原料利用锤式破碎机进行切断搓揉处理，得到切断搓揉后的原料；
该步骤中麦草原料通过皮带输送机或者其它输送机送至锤式破碎机中，所述的锤式破碎机包括输送喂料段、破碎及搓揉段和打散排出段。麦草原料首先进入锤式破碎机的输送喂料段，这一段主要起输送喂料的作用，再进入破碎及搓揉段，在该段中麦草原料受到挤压力和敲击力的作用，进入锤式破碎机时长度为300-800mm的原料被锤断，因此该锤式破碎机首先起到了切草机的作用；另一方面，该破碎及搓揉段中，麦草原料受到挤压作用，横截面为圆形的麦草原料被压扁，使叶、穗、麦粒、髓等杂质与秸秆分离，分离率为70-90％。从破碎及搓揉段过来的麦草原料经过打散排出段，将挤压在一起的禾草类原料打散，因此在蒸煮时原料与蒸煮药液的接触面大，蒸煮液容易渗透，加速脱木素的过程，最后麦草从锤式破碎机的出口排出。所排出的麦草的长度为20-50mm。
本发明中的锤式破碎机为现有技术中选矿或者树皮粉碎用的锤式粉碎机。所述的锤式破碎机的转速为500-800rpm，原料进入锤式破碎机的速度为0.5-1.0m/s，转速过低或者进料过快的话，会导致一些麦草原料不能被完全搓揉，影响之后蒸煮药液的渗透，进而影响浆的质量。
禾草类原料外层有一层蜡质，且其杆内部有一层髓，在一般的备料方法中，当外层被蒸煮药液浸渍时，蜡很快就能除去，但是由于其杆的内层有空气，因此蒸煮药液很难进入。本发明的备料方法将麦草原料利用锤式破碎机进行切断和搓揉之后，有利于原料的充分浸渍，蒸煮后容易得到质量好的浆。
(2)将切断破碎后的原料进行除尘处理；
经过切断破碎后的原料进行除尘处理，这是由于切断后的草片中含有尘土、砂石、草叶、草穗等杂质，经过除尘处理，上述杂质大部分被除去，因此在备料后的蒸煮过程中，可以减少蒸煮时的化学药品消耗，蒸煮的时间也会相应的缩短。
本发明中进行除尘处理所采用的除尘机可以为现有技术中麦草原料备料所用的除尘机，包括辊式除尘机、双圆锥除尘机和旋风除尘机，优选所述的除尘机为旋风除尘机。在旋风除尘器中进行除尘处理时风量为30000-38000m3/h，风压210mmHgO。在上述条件下除尘能保证大量除去麦草原料中所含的灰尘，减轻后续蒸煮的负担。
(3)将经过除尘处理的原料进行筛选处理。
麦草原料经过除尘处理后，往往带有粗大草片和碎末等杂物，在蒸煮过程中，这些杂物有的不易为蒸煮药液所渗透，以致产生未蒸解物；有的碎末虽然与蒸煮液反应，但是使黑液粘度增加，影响蒸煮药液的循环，致使蒸煮不均，引起操作困难，影响纸浆黑液提取的量和浆的洗净度，因此筛选处理这一步骤是麦草原料干法备料中十分重要的步骤。
本发明所述的圆筒筛为现有技术中用于禾草类原料干法备料的圆筒筛。所述圆筒筛的转速为18-23r/min，倾斜角为6-12°，本发明所述的圆筒筛为双层圆筒筛，圆筒筛的里层筛板正方形筛孔的边长为30-50mm，外层筛板筛孔的直径4-8mm，在这个筛选处理的过程中，大的草片以及其他细小的杂质如泥沙、尘土等被筛选出来，保证了之后纸浆的干净。
采用本发明的干法备料方法进行备料，麦草原料的除杂率达到90％以上，而一般的方法进行干法备料的除杂率最多80％，这样可以减少浆中的尘埃，使得所制备的浆干净，得率高，得率比一般的方法提高1-3％，用本发明的方法生产成本降低0.5-2％。
本发明的方法中可以在蒸煮之前对原料进行浸渍处理，将浸渍液浸渍麦草原料，使液比达到1∶2-4，在常压下于85℃以上于螺旋浸渍器中保温和混合10分钟以上，其中在85-95℃之间保温混合10-40分钟为好。这样使浸渍液与麦草原料充分接触，使麦草原料的浸渍均匀完全。所述的浸渍液可以为一定浓度的碱溶液，如用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的4％的碱溶液，也可以是上述碱溶液与黑液的混合液，所用黑液的浓度为11-14°Be’(20℃)。对原料进行了浸渍处理，利用了作为废料的黑液，使黑液得到了循环再利用，减少了环境对黑液处理的压力，由于对原料浸渍预处理，使得在加热处理时所脱出的杂细胞、半纤维素、木素为主的黑液分离排出，为下一步的蒸煮过程作准备。所述的对原料进行浸渍处理的过程属于预处理过程，其主要目的在于为了之后蒸煮过程中蒸煮液的渗透作好准备，所以这个步骤可以省略。
本发明方法中的蒸煮步骤是制浆的关键，由于木材与麦草原料的组织结构、微观结构、化学组成以及木素分子结构等均有差异，因此，在蒸煮过程中脱木素反应历程也有很大的差别。对于麦草原料蒽醌-烧碱法蒸煮脱木素反应历程，包括升温和保温两段。麦草原料的特点是木素脱除较为容易，而与木材原料相比，木素大量溶出的温度提前较多。
本发明所述的蒽醌-烧碱法蒸煮为：
(1)用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量9-15％，液比为1∶2-4，蒽醌加入量为绝干原料量的0.5-0.8％；优选所述的用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量的9-13％；更优选所述的用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量的9-11％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-130℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-170℃，保温60-90分钟。
本发明所述的硫酸盐法蒸煮为
(1)用碱量以氢氧化钠计对绝干麦草量8-11％，液比为1∶2-4，硫化度为5-8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-140℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至165-173℃，保温60-90分钟。
本发明所述的碱性亚钠法法蒸煮为
(1)在麦草原料中加入蒸煮药剂，其中，氢氧化钠用量以绝干原料重量计为11-15％，亚硫酸钠为2-6％，蒽醌为0.02-0.08％，蒸煮液比为1∶3-4；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为100-120℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-165℃，保温60-90分钟。
碱法制浆就是利用碱液的作用，适当地去除原料中的木素，尽可能保留纤维素和半纤维素以利于抄纸。实际上在蒸煮过程中由于高温强碱的作用，原料中的木素、纤维素、半纤维素以及其它成分均会发生一定的化学变化，受到不同程度的降解和损伤，因此必须研究原料在蒸煮过程中的变化规律，制定适宜的蒸煮条件。本发明的碱法制浆方法中，通过对蒸煮液的用量和浓度，蒸煮及保温时间的长短，蒸煮温度的高低进行系统的研究，在尽可能的减少纤维素和半纤维素损害的条件下进行蒸煮，从而达到既减少生产成本，节约能源，又能提高制浆的得率的目的。
本发明的方法中经过碱法蒸煮之后得到高硬度浆，硬度为高锰酸钾值16-28相当于卡伯价24-50；所述的高硬度浆优选硬度为高锰酸钾值18-27相当于卡伯价29-48；所述的高硬度浆最优选硬度为高锰酸钾值20-25相当于卡伯价34-42。
本发明中的碱法蒸煮制备的高硬度浆作为制备未漂浆的原料。在现有技术的碱法蒸煮的制备方法中，存在蒸煮和保温的时间长，蒸煮的温度高，蒸煮药液用量大，保温时间长的问题。而在本发明的方法中，蒸煮药液的用量少，蒸煮和保温的时间大大缩短。本发明的蒸煮方法中，通过对蒸煮液的用量和浓度，蒸煮及保温时间的长短，蒸煮温度的高低进行系统的研究，在尽可能的减少纤维素和半纤维素损害的条件下进行蒸煮，从而达到既减少生产成本，节约能源，又能提高制浆的得率的目的。所述的蒸煮方法所得到的高硬度浆的收率为58-68％。
在本发明的方法中，在蒸煮结束之后，将所得的高硬度浆保持一定的压力稀释后喷放至喷放锅中，所述的压力为0.6-0.8MPa。稀释液为前述浸渍处理所用的黑液。此时喷放锅内的高硬度浆的浓度为8-15％，硬度为高锰酸钾值16-28相当于卡伯价24-50，叩解度为22-28°SR，喷放锅与螺旋挤浆机之间通过输送泵相连接，输送泵将喷放锅中的高硬度浆输送到螺旋挤浆机的入口，高硬度浆从螺旋挤浆机的入口进入，经过挤浆之后，上述高硬度浆从挤浆机的出口送出，送出的浆料的浓度由8-15％提高到20-38％，变成了高浓度的高硬度浆，温度为70-80℃。在挤浆的同时，大部分黑液被挤出后在黑液槽中贮存。所选用的挤浆机为现有技术中提取黑液用的螺旋挤浆机，优选为变径的单螺旋挤浆机、变径的双螺旋挤浆机或者双辊挤浆机。
所述的螺旋挤浆机可以为一台，也可以为两台即所述挤浆可以为经过一道螺旋挤浆机进行挤浆，也可以为经过第一道螺旋挤浆机挤浆之后再经过第二道螺旋挤浆机挤浆。
使用挤浆机进行挤浆时，由于在挤浆的过程会产生很大的挤压力，温度迅速上升，促使纤维分离、分丝、帚化、压溃，初生壁遭到破坏，纤维吸收足够能量，使纤维内部产生很大的应力，高硬度浆的反应性能得到很大提高。同时，纤维产生细纤维化，表皮有机物及纤维间杂质溶解到蒸煮黑液中，通过出液槽排出，纤维纯度得到极大提高。黑液中的一些灰分和杂质也随着黑液被排出，为下一步工序做好充分的准备。本发明中最优选的挤浆机为螺旋变径的挤浆机，利用变径挤浆机，使浆料在缓慢变小的空间里，使被压缩的浆层里外脱水一致。本发明所选用的单螺旋变径挤浆机，在对高硬度浆进行挤浆后，所述的高硬度浆的叩解度变化不大，挤浆之前叩解度为22-28°SR，挤浆之后叩解度为23-29°SR。也就是说，所述的高硬度浆经过挤浆机挤浆之后，能将禾草类纤维固有的纤维长度保持得比较好，能尽可能地地减少纤维的损伤。
在进行挤浆时，也可以采用双辊挤浆机，双辊挤浆机的使用，也能和单螺旋挤浆机一样，最大限度地减少纤维的损伤，而且由于所述双辊挤浆机的黑液提取率高，因此使得后续的洗涤过程中耗水量大大减少，耗水量大大少于单螺旋挤浆机，经过挤浆之后高硬度浆的浓度达到30％以上，最高能达到38％。
本发明的方法中，在进行高硬度浆的洗涤时，一般先将蒸煮之后所得到的高硬度浆或者挤浆之后所得到的高浓度高硬度浆进行稀释，用较稀的黑液如预浸渍所用的黑液等稀释至浓度为2.5-3.5％，再经过现有技术的筛选方法如跳筛筛选法进行筛选，筛选中损失为0.2-0.5％。接下来进行洗涤，可采用现有技术中的真空洗浆机或者压力洗涤机进行洗涤。采用真空洗浆机的目的是更容易形成在洗涤过程中的纤维细胞内外的压强差，这样更有利于在洗涤过程中达到高的洗净度。为了达到更高的洗净度，洗涤的次数可以适当增加。
本发明的方法中，在进行洗浆之后，浆的浓度在9-11％之间，可以将此浆经过螺旋输送机送到疏解机进行疏解处理，处理后浆的扣解度在26-28°SR，湿重1.5-1.7g，温度65-70℃。所述的疏解机为现有的疏解设备，如高频疏解机，盘磨疏解机。通过疏解，可以将纤维搓开，纤维与纤维之间的木质素被裸露出来，有利于后面的氧脱木素步骤的进行。
将蒸煮之后得到的高硬度浆或者疏解之后所得的浆或者洗浆之后所得的浆进行氧脱木素，所述的氧脱木素为：用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的2-4％，氧气的加入量为20-40kg每吨浆的条件下进行氧脱木素反应75-90分钟。此时浆的硬度k值(高锰酸钾值)降低到11-13相当于卡伯价12.5-17，叩解度为30-36°SR。本发明优选所述的氧脱木素处理为单段氧脱木素，使用一个氧脱木素反应塔，高硬度浆在该反应塔进口处的温度为95-100℃，压力为0.9-1.2MPa；出口处的温度为100-105℃，压力为0.2-0.6MPa。采用单段氧脱木素主要是为了进一步保证纸浆的强度，相对多段氧脱木素来说，单段氧脱木素对纤维素的降解作用较小。本发明优选的单段氧脱木素的工艺条件总的来说温度较低，相对来说时间较长，主要是为了更加温和的进行脱木素反应，尽量避免对纤维素的降解。本发明优选高硬度浆在进行氧脱木素处理前的浓度为8-18％。在中浓条件下进行氧脱木素。中浓氧脱木素的主要优点是：投资较少；由于中浓混合和泵送技术的成功，浆料的处理比高浓容易得多；浆料浓度较低，设备的腐蚀少，也没有在氧气中燃烧的危险。
本发明中所述的未漂浆为经过蒸煮、氧脱木素处理之后所得到的浆，所述未漂浆的裂断长为5.5-7.8km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR。
另外，本发明的未漂浆可用于制备新闻纸、超级压光纸、包装纸、纸尿裤、皱纹卫生纸、纸巾纸、面巾纸、餐巾纸、擦手纸，厨房用纸、书写纸、胶印书刊纸、胶版印刷纸、单面书写纸、单面胶版印刷纸以及瓦楞纸。
还可用于制备纸浆模塑制品，所述制品包括：碗、盆、杯、桶、碟、盘、托盘以及餐盒；托架、电焊防护罩、室内装饰板、模塑花盆、模塑育苗杯、模塑拖鞋、以及吸水垫卫生间座垫；模塑医用托盘容器、模塑医用护理品、以及一次性医疗器皿。
本发明的有益效果是：以麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆，其裂断长为5.5-7.2km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR，所述的未漂浆可作为瓦楞、纸餐、以及包装纸的浆料。由于在制备的过程中，没有经过漂白处理，所以得到的浆料中不会受到漂白剂的污染。而且，本发明中所用的麦草原料十分丰富，而且价格低。本发明的制备方法中，通过降低蒸煮液的用量，缩短蒸煮的时间，制备出高硬度浆。化学药液用量的减少以及蒸煮时间的缩短都会大大降低企业生产成本，而得率得到了很大的提高，因而大大提高了生产效率。同时，本发明所述的麦草碱法蒸煮制备的高硬度浆可以作为制备未漂浆的原料，由于蒸煮时所用的药液的浓度降低，而且蒸煮和保温的时间也大大缩短，因而在最大限度上减少了纸浆中所需要的纤维素和半纤维素的损失，纸浆的得率得到了很大的提高。
具体实施方式
实施例1
将麦草原料采用常规干法备料之后装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的11％，液比1∶4，蒽醌加入量为绝干原料的0.5％，第一次加热升温至110℃，在此温度下保温20分钟，再小放汽25分钟，二次加热升温45分钟至温度为168℃，保温90分钟。蒸煮之后所得到的高硬度浆的硬度为22相当于卡伯价35.5，用较稀的黑液稀释至浓度为2.5-3.5％，再经过现有技术的筛选方法如跳筛筛选法进行筛选。再采用现有技术中的三段真空洗浆机进行洗涤，洗涤之后得到浓度为10％的高硬度浆，然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆量的1％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100℃，压力保持为0.6MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为6.5km，耐折度为52次，撕裂度为210mN，白度为37％ISO，打浆度为38°SR。
实施例2
将麦草原料经过干法常规备料后装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的9％，液比1∶2，蒽醌加入量为绝干原料量的0.8％，第一次加热升温至120℃，在此温度下保温40分钟，再小放汽20分钟，二次加热升温50分钟至温度为165℃，保温60分钟。蒸煮得到硬度为28相当于卡伯价50的高硬度浆，然后将高硬度浆送入现有技术中提取黑液用的双辊挤浆机进行挤浆，挤浆之后得到浓度为32％的高硬度浆，用热水调浓汁15％，温度保持60℃，然后将所得的浆通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的30kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量3％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1.2％，进口温度98℃，压力1.05Mpa，停留85分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为102℃，压力保持为0.4MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为7.0km，耐折度为70次，撕裂度为230mN，白度为42％ISO，打浆度为33°SR。
实施例3
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，氢氧化钠加入量为绝干原料量的11％，液比1∶3，蒽醌加入量为绝干原料量的0.7％，第一次加热升温至130℃，在此温度下保温30分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温25分钟至温度为170℃，保温90分钟。蒸煮之后得到硬度为21相当于卡伯价33的高硬度浆，再经过常规的方法进行洗涤，再调节高硬度浆的浓度至18％，后输送到高频疏解机中进行疏解，疏解前的麦草浆的叩解度为20°SR，通过肉眼可以看到，经过疏解操作的麦草浆掰开后，没有棒状的纤维，疏解后的麦草浆的叩解度为22°SR，再经过常规的洗涤方法进行洗涤，之后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的35kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量3.5％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1.5％，进口温度100℃，压力1.2Mpa，停留75钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为105℃，压力保持为0.6MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为5.8km，耐折度为55次，撕裂度为220mN，白度为40％ISO，打浆度为37°SR。
实施例4
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，氢氧化钠加入量为绝干原料量的11％，液比1∶2.5，硫化度为5％，第一次加热升温至120℃，在此温度下保温20分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温55分钟至温度为173℃，保温60分钟。蒸煮后得到硬度为19相当于卡伯价29的高硬度浆，然后将高硬度浆送入现有技术中提取黑液用的变径单螺旋挤浆机进行挤浆，挤浆之后得到浓度为20％的高硬度浆，再用常规的洗涤方法如压力洗涤机进行洗涤，后输送到盘磨疏解机中进行疏解，疏解前的麦草浆的叩解度为22°SR，疏解后的麦草浆的叩解度为24°SR，然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100℃，压力保持为0.4MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为5.2km，耐折度为72次，撕裂度为250mN，白度为38％ISO，打浆度为36°SR。
实施例5
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，氢氧化钠加入量为绝干原料量的8％，硫化度为8％，液比1∶3.5，第一次加热升温至110℃，在此温度下保温40分钟，再小放汽25分钟，二次加热升温45分钟至温度为165℃，保温90分钟。蒸煮后得到硬度为25相当于卡伯价43的高硬度浆，输送到高频疏解机中进行疏解，再将高硬度浆送入现有技术中提取黑液用的双辊挤浆机进行挤浆，挤浆之后得到浓度为32％的高硬度浆，再用60℃的清水调节浓度至15％，然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100℃，压力保持为0.6MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为7.8km，耐折度为45次，撕裂度为240mN，白度为38％ISO，打浆度为33°SR。
实施例6
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，氢氧化钠加入量为绝干原料量的13％，液比1∶4，蒽醌加入量为绝干麦草量的0.7％，第一次加热升温至140℃，在此温度下保温20分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温30分钟至温度为160℃，保温90分钟。蒸煮后的得到硬度为16的高硬度浆，再送至常规的提取黑液用的单螺旋挤浆机进行挤浆，从挤浆机中出来的浆料用稀黑液稀释至浆的浓度至3.0％，送到跳筛进行粗浆筛选，跳筛损失为0.2％，又通过高浓度除渣器除去杂质，损失0.1％，再将除渣后得到的浆进入水平带式洗浆机进行洗涤，洗涤时的浆浓度为3.0％，，从洗浆机中出来的浆浓度为9％，洗涤过程中保持68-70℃，再将其输送到高频疏解机中进行疏解，然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆重量4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100℃，压力保持为0.6MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为6.0km，耐折度为60次，撕裂度为180mN，白度为33％ISO，打浆度为36°SR。
实施例7
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，氢氧化钠加入量为绝干原料量的15％，液比1∶2，蒽醌加入量为绝干麦草量的0.6％，第一次加热升温至110℃，在此温度下保温20分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温50分钟至温度为168℃，保温70分钟。蒸煮后得到硬度为18相当于卡伯价为28的高硬度浆，再送至常规的提取黑液用的变径单螺旋挤浆机进行挤浆，从挤浆机中出来的浆料用稀黑液稀释至浆的浓度至2.5-3.0％，送到跳筛进行粗浆筛选，跳筛损失为0.2％，又通过高浓度除渣器除去杂质，损失0.1％，再将除渣后得到的浆进入水平带式洗浆机进行洗涤，洗涤时的浆浓度为3.0％，从洗浆机中出来的浆浓度为9％，洗涤过程中保持68-70℃，再将其输送到高频疏解机中进行疏解，再经过常规的洗涤方法进行洗涤后，调节浆料的浓度，通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1％，进口温度102℃，压力1.12Mpa，停留80分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为104℃，压力保持为0.5MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为6.5km，耐折度为35次，撕裂度为190mN，白度为35％ISO，打浆度为35°SR。
实施例8
将经过常规的干法备料后长度约为20mm的麦草放入蒸球中，在蒸球中加入蒸煮药剂进行蒸煮，以绝干原料量计，氢氧化钠用量15％，亚硫酸钠用量为4％，蒽醌用量为0.05％，液比为1∶3；通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为120℃时保温40分钟，进行小放汽20分钟，继续加热升温至165℃，保温60分钟。蒸煮后得到硬度为高锰酸钾值22，相当于卡伯价35的高硬度浆，然后采用高频疏解机对高硬度浆进行疏解，之后利用三段真空洗浆机进行洗浆，洗浆后再调节浆的浓度至12％。
然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的30kg每吨浆的氧气和用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的0.5％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留90分钟内使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为104℃，压力保持为0.5MPa，氧脱木素过程中木素脱除率为86％。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，此时浆的硬度(高锰酸钾值)降低到14，相当于卡伯价19.5。之后用泵将稀释的浆泵入二段真空洗浆机洗涤。即可得到一种麦草原料制备的未漂浆，白度为42％ISO，裂断长为6.9km，撕裂度为250mN，耐折次数为59次，打浆度为32°SR。
实施例9
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，以绝干原料量计，氢氧化钠用量11％，亚硫酸钠用量为6％，蒽醌用量为0.08％，液比为1∶4，第一次加热升温至110℃，在此温度下保温30分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温25分钟至温度为163℃，保温75分钟。蒸煮之后得到硬度为21相当于卡伯价33的高硬度浆，再经过常规的方法进行洗涤，再调节高硬度浆的浓度至18％，后输送到高频疏解机中进行疏解，疏解前的麦草浆的叩解度为20°SR，通过肉眼可以看到，经过疏解操作的麦草浆掰开后，没有棒状的纤维，疏解后的麦草浆的叩解度为22°SR，再经过常规的洗涤方法进行洗涤，之后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的35kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量3.5％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1.5％，进口温度100℃，压力1.2Mpa，停留75钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为105℃，压力保持为0.6MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为6.0km，耐折度为55次，撕裂度为220mN，白度为40％ISO，打浆度为37°SR。
实施例10
将麦草装入蒸煮锅中，往蒸煮锅中加入蒸煮药液，以绝干原料量计，氢氧化钠用量13％，亚硫酸钠用量为2％，蒽醌用量为0.02％，液比为1∶3，第一次加热升温至120℃，在此温度下保温20分钟，再小放汽30分钟，二次加热升温55分钟至温度为160℃，保温90分钟。蒸煮后得到硬度为19相当于卡伯价29的高硬度浆，然后将高硬度浆送入现有技术中提取黑液用的变径单螺旋挤浆机进行挤浆，挤浆之后得到浓度为20％的高硬度浆，再用常规的洗涤方法如压力洗涤机进行洗涤，后输送到盘磨疏解机中进行疏解，疏解前的麦草浆的叩解度为22°SR，疏解后的麦草浆的叩解度为24°SR，然后通过螺旋输送机加热该浆至70℃并输送到中浓浆管。该浆在中浓浆管中先经过调质处理排除浆内的空气使之流态化，后经离心式中浓浆泵输送到氧脱木素反应塔。该浆在进入反应塔之前在管路中与加入的20kg每吨浆的氧气和含碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的4％的碱溶液混合，并在管路中通入蒸汽将该浆加热升温。之后该浆在混合器中经过充分混合后进入氧脱木素反应塔，保护剂为硫酸镁，加入量为绝干浆重量的1％，进口温度95℃，压力0.9Mpa，停留75分钟使该浆能进行充分的脱木素反应，塔顶温度为100℃，压力保持为0.4MPa。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释，得到所述的未漂浆。所述的未漂浆的裂断长为5.4km，耐折度为70次，撕裂度为250mN，白度为38％ISO，打浆度为36°SR。
以上实施例用于解释本发明，而非限制本发明。如氧脱木素的方法、蒸煮的方法等的简单变化都应属于本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种麦草原料碱法蒸煮制备的未漂浆，其特征在于，所述的未漂浆以麦草为原料制备，所述未漂浆的裂断长为5.5-7.8km，耐折度为20-70次，撕裂度为180-250mN，白度为33-42％ISO，打浆度为33-38°SR；所述未漂浆制备方法包括碱法蒸煮、氧脱木素的步骤，将麦草进行碱法蒸煮至硬度为高锰酸钾值16-28的高硬度浆；所述的碱法蒸煮包括蒽醌-烧碱法蒸煮，硫酸盐法蒸煮或碱性亚钠法蒸煮；
所述的蒽醌-烧碱法蒸煮包括：
(1)用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量9-15％，液比为1∶2-4，蒽醌加入量为绝干原料量的0.5-0.8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-130℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-170℃，保温60-90分钟；
所述的硫酸盐法蒸煮包括：
(1)用碱量以氢氧化钠计对绝干麦草量8-11％，液比为1∶2-4，硫化度为5-8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-140℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至165-173℃，保温60-90分钟；
所述蒸煮为碱性亚钠法蒸煮，包括如下步骤：
1)在麦草原料中加入蒸煮药剂，其中，氢氧化钠用量以绝干原料重量计为11-15％，亚硫酸钠为2-6％，蒽醌为0.02-0.08％，蒸煮液比为1∶3-4；
2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为100-120℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-165℃，保温60-90分钟。
2.如权利要求1所述的未漂浆，其特征在于，所述未漂浆的裂断长为6.0-7.8km，耐折次数为30-70次，撕裂度为210-250mN，打浆度为33-36°SR。
3.一种制备权利要求1或2所述的未漂浆的方法，其特征在于，所述的方法包括碱法蒸煮、氧脱木素的步骤，其特征在于将麦草原料碱法蒸煮至硬度为高锰酸钾值16-28的高硬度浆；所述的碱法蒸煮包括蒽醌-烧碱法蒸煮，硫酸盐法蒸煮或碱性亚钠法蒸煮；
所述的蒽醌-烧碱法蒸煮包括：
(1)用碱量为以氢氧化钠计对绝干麦草量9-15％，液比为1∶2-4，蒽醌加入量为绝干原料量的0.5-0.8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-130℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-170℃，保温60-90分钟；
所述的硫酸盐法蒸煮包括：
(1)用碱量以氢氧化钠计对绝干麦草量8-11％，液比为1∶2-4，硫化度为5-8％；
(2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为110-140℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至165-173℃，保温60-90分钟；
所述蒸煮为碱性亚钠法蒸煮，包括如下步骤：
1)在麦草原料中加入蒸煮药剂，其中，氢氧化钠用量以绝干原料重量计为11-15％，亚硫酸钠为2-6％，蒽醌为0.02-0.08％，蒸煮液比为1∶3-4；
2)通入蒸汽进行加热，加热升温至温度为100-120℃时保温20-40分钟，进行小放汽，继续加热升温至160-165℃，保温60-90分钟。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素包括：
(1)将蒸煮之后得到硬度为高锰酸钾值16-28的高硬度浆泵送至氧脱木素反应塔，并加入氢氧化钠和氧气；以及
(2)该高硬度浆在该氧脱木素反应塔内进行脱木素反应，得到硬度为高锰酸钾值10-14的浆。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)中的高硬度浆的硬度为高锰酸钾值20-24，步骤(2)中的浆硬度为高锰酸钾值11-13。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的氧脱木素为单段氧脱木素，使用一个氧脱木素反应塔；所述的高硬度浆在该反应塔进口处的温度为95-100℃，压力为0.9-1.2MPa；出口处的温度为100-105℃，压力为0.2-0.6MPa；所述的氧脱木素处理中用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆重量的2-4％，氧气的加入量为20-40kg每吨浆；所述的高硬度浆在该反应塔内的反应时间为75-90分钟。
7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在碱法蒸煮之后、氧脱木素之前，还包括挤浆，所述的挤浆为将亚铵法蒸煮后得到的硬度为高锰酸钾值16-28高硬度浆在单螺旋挤浆机或者双辊挤浆机的挤压力作用下进行挤浆。
8.权利要求1或2所述的未漂浆在制备新闻纸、超级压光纸、包装纸、纸尿裤、皱纹卫生纸、纸巾纸、厨房用纸、书写纸、胶印书刊纸、胶版印刷纸以及瓦楞纸中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述胶版印刷纸为单面胶版印刷纸；所述书写纸为单面书写纸；所述纸巾纸为面巾纸、餐巾纸以及擦手纸。
10.权利要求1或2所述的未漂浆在制备纸浆模塑制品中的应用，所述制品包括：碗、盆、杯、桶、碟、盘以及餐盒；托架、电焊防护罩、室内装饰板以及模塑拖鞋；模塑医用托盘容器、模塑医用护理品、以及一次性医疗器皿。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于，所述的盘为托盘；所述盆为模塑花盆；所述杯为模塑育苗杯。
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| 冯军贤等.麦草氧碱制浆工艺的研究.《西北轻工业学院学报》.1991,第9卷(第4期),第51页. * |
| 冯军贤等.麦草氧碱制浆工艺的研究.《西北轻工业学院学报》.1991,第9卷(第4期),第51页表5. * |
| 石广娟等.应用氧脱木素和ECF漂白技术改造草浆线的技术经济分析.《中华纸业》.2007,第28卷(第7期),第69-70页. * |
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