CN101768886B

CN101768886B - 麻梳落生物制浆方法

Info

Publication number: CN101768886B
Application number: CN2009102488004A
Authority: CN
Inventors: 刘秉钺; 何连芳; 刘晶熠
Original assignee: Dalian Polytechnic University
Current assignee: Dalian Polytechnic University
Priority date: 2009-12-24
Filing date: 2009-12-24
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2029-12-24
Also published as: CN101768886A

Abstract

麻梳落生物制浆方法。麻梳落先用热水浸泡30～60min，除去热水加入清水，在30～35℃接种3～6％的厌氧芽孢杆菌，经过36～50h即制得麻梳落的生物浆；将浆料洗涤后打浆，浆料长度1.5～2.5mm。打浆后用氧碱法漂白，其工艺条件为：氧压0.5～0.8MPa，浆浓10％～15％，80～120℃，80～120min。第二段采用过氧化氢补充漂白，其工艺条件为：过氧化氢用量4％～8％，NaOH用量1％～3％，温度75～100℃，时间80～120min，浆浓10％～15％。生物制浆的结果是：得率为82％～90％。两段漂白后浆料的KMnO₄值3.0～3.5，白度75％ISO～80％ISO。

Description

麻梳落生物制浆方法

技术领域

本发明属于造纸领域中的含有纤维素的原料制浆的领域范畴，涉及微生物在造纸的制浆技术中的应用。还涉及麻纺厂梳麻工序的废弃物的利用。

背景技术

人们麻纺织厂梳麻的剩余物——麻梳落是制备麻浆的良好原料。麻浆作为卷烟纸的配浆，在生产卷烟纸中添加少许，不仅可以提高卷烟纸的强度，而且可以提高它的透气度，并能达到卷烟纸的高质量要求。目前国内外知名品牌的香烟，经分析其卷烟纸多为含一部分麻浆。麻浆具有纤维柔软，燃烧性好，强度高，无异味，不透明性好的特点；纤维外壁平滑无胶衣，纤维常呈束状存在，尤其是透气性好，是生产高透气度卷烟纸的理想原料。

麻梳落传统的制浆方法是采用硫酸盐法、烧碱法或碱性亚硫酸盐蒽醌法(AS-AQ法)。由于麻浆数量少，制浆的规模不大，采用传统的制浆方法，其蒸煮废液，如果采用碱回收的方法，难以经济的回收；如果排放，则污染负荷较大，尤其是废液中含有大量的硫酸盐，是生物法处理废水的有害成分，妨碍微生物的生长，降低处理效率。此外化学法制浆化学药品消耗大，能源消耗高。

麻梳落化学浆的传统漂白方法是采用CEHP四段漂白，这种传统的漂白技术虽然成本低，操作简单，然而由于它排放的废水除了含高负荷的BOD₅和COD_cr外，还有大量的有机氯化物，其中约8％左右转化为AOX。这是从2008年8月1日开始实施的《制浆造纸工业水污染物排放标准》严格限制的指标。

有关麻梳落的清洁制浆的制造工艺尚无报道和应用。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于回避了化学法制浆的高温、高压、高能耗、高化学药品消耗的传统工艺，提供一种利用微生物对麻梳落进行生物制浆和对生物浆采用全无氯漂白的工艺。

本发明的工艺步骤为：

(1)麻梳落首先用60～90℃热水，在固液质量比为1∶(4～6)的条件下，浸泡30～60min，除去浸泡热水；

(2)按照绝干原料与清水的质量比例为1∶(15～25)的液比，加入清水，调节温度到30～35℃，按3％～6％的用量(以绝干原料计)接种厌氧芽孢杆菌，间隔4～6h搅拌混合15～30min，24h后补充营养盐(以绝干原料计)：尿素1.0％～2.0％，磷酸氢二钾0.5％～1.5％；保持温度30～35℃，经过36～50h即制得麻梳落的生物浆；

(3)麻梳落生物制浆结束，使用洗涤设备，例如洗涤池，用清水将浆料洗涤后，使用盘磨机或者盆式打浆机进行打浆，控制磨盘的间隙或者盆式打浆机落刀程度以及打浆的电流，使得浆料的长度保持在1.5～2.5mm；生物制浆的结果是：得率为82％～90％，(原料)；高锰酸钾值8～12，白度23％ISO～33％ISO。

(4)麻梳落生物浆第一段采取氧碱漂白的方法，使用中浓氧脱木素塔或者使用带电动机搅拌的高压釜，其工艺条件为：NaOH用量3％～6％(以绝干生物处理浆料计)，氧压：0.5～0.8MPa，浆浓：10％～15％，温度：80～120℃，时间：80～120min，MgSO₄用量0.5％～1.0％，EDTA用量0.1％～0.5％，Na₂SiO₃用量2％～5％(均以绝干生物处理浆计)。氧碱漂白结果为：KMnO₄值3.5～4.0，白度60％ISO～65％ISO；

(5)经过氧碱漂白麻梳落生物浆，第二段采用过氧化氢补充漂白，使用普通的漂白设备；其工艺条件为：过氧化氢用量4％～8％，NaOH用量1％～3％，(以绝干氧碱浆计)温度75～100℃，时间80～120min，浆浓10％～15％，MgSO₄用量0.05％～0.1％，EDTA用量0.1％～0.5％，Na₂SiO₃用量2％～5％(均以绝干氧碱浆计)。过氧化氢补充漂白的结果为：KMnO₄值3.0～3.5，白度75％ISO～80％ISO；

与现有技术相比较，本发明不仅解决了现有技术多年存在麻梳落化学法制浆的高能耗、高化学药品消耗问题，而且解决了传统含氯漂白的有机氯化物以及可吸附卤化物(AOX)的有毒污染物的问题，实现清洁制浆生产技术。使得规模不大，批量比较小的废弃物麻梳落制的高质量纸浆，能够实现充分利用资源的目的。

具体实施方式

实施例1

(1)取亚麻梳落500g(绝干)，加入2500mL80℃热水，浸泡30min，除去浸泡热水。

(2)加入常温的清水，使上述亚麻梳落与水的总重达到12.5kg，接种厌氧芽孢杆菌液，接种量为15mL；送入恒温箱，调节温度到35℃；每间隔4～6h，搅拌混合约15min，24h后补充营养盐：尿素7.5g，磷酸氢二钾5.0g。经过48h即制得麻梳落的生物浆。

(3)亚麻梳落生物制浆结束，把浆料用清水洗涤3次后，使用GNM300型盘磨机进行打浆，盘磨间隙控制在0.1mm，磨浆浓度20％，使得浆料的长度保持在1.5～2.5mm，生物制浆的结果是：得率为85％(对原料)，高锰酸钾值9.1，白度25％ISO。

(4)亚麻梳落生物浆用FYX-1型带电动机搅拌的高压釜进行氧碱漂白：先加入30g(绝干)生物浆，然后依次加入浓度100g/L的NaOH溶液12mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液1.5mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.6mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液9.0mL，补加适量的清水，控制浆浓为12％；搅拌均匀后，封闭反应釜，通入氧气，调整氧压为0.6MPa，然后加热升温到100℃，保温90min，结束氧碱漂白，放压、开釜、洗浆。氧碱漂白的结果为：KMnO₄值3.9，白度62％ISO。

(5)经过氧碱漂白的亚麻梳落生物浆，第二段采用过氧化氢补充漂白：把30g(绝干)氧碱漂白浆放在加厚的塑料袋中，依次加入浓度100g/L的NaOH溶液3mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液溶液0.15mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.6mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液9.0mL，搅拌均匀，最后加入浓度100g/L的过氧化氢溶液15mL，补加适量的清水，控制浆浓为10％；将塑料袋放在恒温水浴中，调整温度到85℃，每间隔15min，把袋内的浆料搅拌1min，保温90min后结束过氧化氢补充漂白：降温加清水洗涤。过氧化氢补充漂白的结果为：KMnO₄值3.5，白度76％ISO。

实施例2

(1)取亚麻梳落500g(绝干)，加入2500mL60℃热水，浸泡40min，除去浸泡热水。

(2)加入常温的清水，使上述亚麻梳落与水的总重达到10.0kg，接种厌氧芽孢杆菌液，接种量为17.5mL；送入恒温箱，调节温度到33℃；每间隔4～6h，搅拌混合约15min，22h后补充营养盐：100g/L的尿素溶液75mL，100g/L的磷酸氢二钾溶液50mL。经过45h即制得麻梳落的生物浆。

(3)亚麻梳落生物制浆结束，把浆料用清水洗涤3次后，使用GNM300型盘磨机进行打浆，盘磨间隙控制在0.1mm，磨浆浓度20％，使得浆料的长度保持在1.5～2.5mm，生物制浆的结果是：得率为84％(对原料)，高锰酸钾值9.0，白度26％ISO。

(4)亚麻梳落生物浆用FYX-1型带电动机搅拌的高压釜进行氧碱漂白：先加入30g(绝干)生物浆，然后依次加入浓度100g/L的NaOH溶液15mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液1.5mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.6mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液9.0mL，补加适量的清水，控制浆浓为13％；搅拌均匀后，封闭反应釜，通入氧气，调整氧压为0.7MPa，然后加热升温到90℃，保温100min，结束氧碱漂白，放压、开釜、洗浆。氧碱漂白的结果为：KMnO₄值3.8，白度64％ISO。

(5)经过氧碱漂白的亚麻梳落生物浆，第二段采用过氧化氢补充漂白：把30g(绝干)氧碱漂白浆放在加厚的塑料袋中，依次加入浓度100g/L的NaOH溶液3mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液溶液0.15mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.6mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液9.0mL，搅拌均匀，最后加入浓度100g/L的过氧化氢溶液21mL，补加适量的清水，控制浆浓为12％；将塑料袋放在恒温水浴中，调整温度到95℃，

每间隔15min，把袋内的浆料搅拌1min，保温100min后结束过氧化氢补充漂白：降温加清水洗涤。过氧化氢补充漂白的结果为：KMnO₄值3.2，白度80％ISO。

实施例3

(1)取亚麻梳落500g(绝干)，加入3000mL75℃热水，浸泡30min，除去浸泡热水。

(2)加入常温的清水，使上述亚麻梳落与水的总重达到11.0kg，接种厌氧芽孢杆菌液，接种量为20mL；送入恒温箱，调节温度到30℃；每间隔4～6h，搅拌混合约15min，24h后补充营养盐：尿素7.5g，磷酸氢二钾5.0g。经过46h即制得麻梳落的生物浆。

(3)亚麻梳落生物制浆结束，把浆料用清水洗涤3次后，使用Valley盆式打浆机进行打浆，打浆浓度2.0％，采用重落刀的方式，使得浆料的长度保持在1.5～2.5mm，生物制浆的结果是：得率为86％(对原料)，高锰酸钾值9.5，白度23％ISO。

(4)亚麻梳落生物浆用FYX-1型带电动机搅拌的高压釜进行氧碱漂白：先加入30g(绝干)生物浆，然后依次加入浓度100g/L的NaOH溶液10.5mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液1.6mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.45mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液1.2mL，补加适量的清水，控制浆浓为11％；搅拌均匀后，封闭反应釜，通入氧气，调整氧压为0.8MPa，然后加热升温到85℃，保温90min，结束氧碱漂白，放压、开釜、洗浆。氧碱漂白的结果为：KMnO₄值4.0，白度61％ISO。

(5)经过氧碱漂白的亚麻梳落生物浆，第二段采用过氧化氢补充漂白：把30g(绝干)氧碱漂白浆放在加厚的塑料袋中，依次加入浓度100g/L的NaOH溶液4.5mL，浓度100g/L的MgSO₄溶液0.24mL，浓度100g/L的EDTA溶液0.9mL，浓度100g/L的Na₂SiO₃溶液1.2mL，搅拌均匀，最后加入浓度100g/L的过氧化氢溶液10.5mL，补加适量的清水，控制浆浓为12％；将塑料袋放在恒温水浴中，调整温度到90℃，每间隔15min，把袋内的浆料搅拌1min，保温110min后结束过氧化氢补充漂白：降温加清水洗涤。过氧化氢补充漂白的结果为：KMnO₄值3.6，白度75％ISO。

Claims

1.麻梳落生物制浆方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)麻梳落首先用60～90℃热水，在固液质量比为1∶4～6的条件下，浸泡30～60min，除去浸泡热水；

(2)按照绝干原料与清水的质量比例为1∶15～25加入清水，调节温度到30～35℃，按以绝干原料计的3％～6％的用量接种厌氧芽孢杆菌，间隔4～6h搅拌混合15～30min，24h后补充营养盐：以绝干原料计的1.0％～2.0％尿素，0.5％～1.5％磷酸氢二钾；保持温度30～35℃，经过36～50h即制得麻梳落的生物浆；

(3)麻梳落生物制浆结束，使用洗涤设备用清水将浆料洗涤后，进行打浆，使得浆料的长度保持在1.5～2.5mm；生物制浆的结果是：得率以原料计为82％～90％；高锰酸钾值8～12，白度23％ISO～33％ISO；

(4)麻梳落生物浆第一段采取氧碱漂白的方法，其工艺条件为：NaOH用量以生物处理绝干浆料计的3％～6％，氧压：0.5～0.8MPa，浆浓：10％～15％，温度：80～120℃，时间：80～120min；以生物处理绝干浆计其MgSO₄用量0.5％～1.0％，EDTA用量0.1％～0.5％，Na₂SiO₃用量2％～5％；氧碱漂白结果为：KMnO₄值3.5～4.0，白度60％ISO～65％ISO；

(5)经过氧碱漂白麻梳落生物浆，第二段采用过氧化氢补充漂白，其工艺条件为：以绝干氧碱浆计，过氧化氢用量4％～8％，NaOH用量1％～3％，温度75～100℃，时间80～120min，浆浓10％～15％，以绝干氧碱浆计MgSO₄用量0.05％～0.1％，EDTA用量0.1％～0.5％，Na₂SiO₃用量2％～5％；过氧化氢补充漂白的结果为：KMnO₄值3.0～3.5，白度75％ISO～80％ISO。

2.根据权利要求1所述麻梳落生物制浆方法，其特征在于步骤(3)中打浆为使用盘磨机或者盆式打浆机，控制磨盘的间隙或者盆式打浆机落刀程度以及打浆的电流，来达到浆料的长度保持在1.5～2.5mm。

3.根据权利要求1所述麻梳落生物制浆方法，其特征在于步骤(4)中使用中浓氧脱木素塔或者使用带电动机搅拌的高压釜进行麻梳落生物浆第一段采取氧碱漂白。