CN102220719A - 一种化纤用玉米穗皮浆粕及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化纤用玉米穗皮浆粕，采用玉米穗皮经预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩和抄造工序制备而成，玉米穗皮浆粕中甲种纤维素含量≥90％、灰分含量≤0.10％和铁分含量≤25mg/kg，采用硫酸盐法蒸煮，对蒸煮条件方式、漂白条件进行改进，通过此方法得到的玉米穗皮浆粕质量指标比常规粘胶短纤维用浆粕的质量指标更优，得浆率高。实现了人们利用农业废弃物-玉米穗皮生产粘胶纤维用浆粕的目的，缓解了粘胶纤维原材料短缺的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种化纤用浆粕，具体地说，涉及一种利用玉米穗皮来生产化纤用浆粕及其制备方法。
背景技术
随着人们生活水平的日益提高，人们逐渐认识到天然环保型材料的优点，尤其对服装类天然环保型材料的需求量越来越大，而其中粘胶纤维就占有相当大的比例。当前人们用来生产粘胶纤维用浆粕的主要原料是阔叶木、针叶木或棉短绒，但是由于随着近年来粘胶纤维工业和造纸工业的迅速发展，对阔叶木、针叶木和棉短绒需求量大大增加，导致了用来生产粘胶纤维用浆粕的原料空前紧张。
2009年世界再生纤维素纤维的产能已达379.6万吨，需用浆粕超过387万吨，目前适用于粘胶纤维和溶剂法纤维素纤维的木浆和棉浆仅300多万吨，而再生纤维素纤维仍将保持迅速发展趋势，其初级原料棉短绒和木浆供求矛盾突出。因此，粘胶纤维的原料来源，是制约粘胶纤维工业发展的一大因素。为了发展粘胶纤维工业，必须开拓新的原料领域。
包覆玉米穗的包覆皮一般有5～7层，韧性好，色洁白，甲种纤维素含量在40％以上，只有相当小的一部分用来纺绳子、编地毯、篮子等工艺品，大部分的则是烧锅或废弃腐烂，造成资源的极大浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对以上问题，提供一种化纤用玉米穗皮浆粕及其制备方法，采用该方法能够以玉米穗皮为原料生产玉米穗皮浆粕，玉米穗皮浆粕的质量好，还解决了当前粘胶纤维原料短缺的问题，而且能充分利用了农业废弃物，减少了环境污染和对石油资源的过度依赖。
为解决以上问题，本发明采用的技术方案为：一种化纤用玉米穗皮浆粕，其特征在于：所述玉米穗皮浆粕采用玉米穗皮经预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩和抄造工序制备而成，玉米穗皮浆粕中甲种纤维素含量≥90％、灰分含量≤0.10％和铁分含量≤25mg/kg。
化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，包括预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩和抄造工序；
其中，蒸煮工序为：
将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对绝干浆质量10～30％的氢氧化钠、相对绝干浆质量0.01～1％的助剂绿氧和0.01～3％的助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为10～40％，液比1∶2～4.5；
蒸球在常温下运转10～20分钟，向蒸球中通入蒸气进行蒸煮，先进行第一次升温，温度90-120℃，升温时间为20±5分钟，压力为0.30±0.03MPa，放汽时间为10±2分钟，放汽后蒸球内余压为常压；
第二次升温时间为30±5分钟，温度110-130℃，压力为0.50±0.03MPa，放汽时间为15±2分钟，放汽后蒸球内余压为0.30±0.03MPa；
第三次升温时间为25±5分钟，压力为0.55～0.78MPa，保温温度为161±20℃，保温时间为80～300分钟，得到玉米穗皮浆料。
所述预处理工序为：
将玉米穗皮切成3～5cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮中硫酸不溶物≤9.5％，灰分≤3.00％，铁分≤300mg/kg。
所述洗料工序为：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液。
所述打浆工序为：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质。
打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂除去浆料中含有的杂质和浆团，再经浓缩机进行浓缩，浓缩机出口浆浓3～4％。
所述氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量0.1～2.3％的氯气，碱化后残氯0.02～0.9g/L，碱化后残碱10～100mg/L。
所述漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为45～65℃，漂白时间20～100分钟，漂白后浆料内含碱10～150mg/L，残氯量0.1～0.5g/L。
漂白工序后，采用盐酸或硫酸或亚硫酸来进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为3.0～6.0％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕。
本发明采用以上技术方案，具有以下优点：本发明方法制备玉米穗皮浆粕，采用硫酸盐法蒸煮，对蒸煮条件方式、漂白条件进行改进，通过此方法得到的玉米穗皮浆粕质量指标比常规粘胶短纤维用浆粕的质量指标更优，得浆率高。实现了人们利用农业废弃物-玉米穗皮生产粘胶纤维用浆粕的目的，缓解了粘胶纤维原材料短缺的问题。
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
具体实施方式
实施例1，一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，用玉米穗皮为原料，经过预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造工序制备玉米穗皮浆粕，其中，
预处理工序为：将玉米穗皮切成3～5cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮的质量指标为硫酸不溶物9.5％，灰分3.00％，铁分300mg/kg；
蒸煮工序为：将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对玉米穗皮绝干浆质量10％的氢氧化钠、相对绝干玉米穗皮浆量0.01％的蒸煮助剂绿氧和相对绝干浆质量0.8％的蒸煮助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为10％，液比1∶2.0。
将放有玉米穗皮原料和配好蒸煮液的蒸球先冷转10分钟，向蒸球内通入蒸汽进行蒸煮，先进行第一次升温，温度90℃，升温时间25分钟，压力0.30±0.03MPa，一次放汽时间9分钟，蒸球放汽后余压为常压，第二次升温，温度120℃，升温时间25分钟，压力0.50±0.03MPa，二次放汽时间15分钟，蒸球放汽后余压为0.30±0.03MPa，第三次升温，温度150℃，时间30分钟，压力0.75～0.78MPa，保温时间300分钟，得到玉米穗皮浆料，蒸煮浆质量：聚合度570，甲纤91.2％；
洗料工序：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液；
打浆工序：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质；
打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂和浓缩工序，除去浆料中含有的杂质和浆团，通过浓缩机进行浓缩以符合工艺要求，浓缩机出口浆浓3％；
氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量0.1％的氯气，碱化后残氯0.09g/L，碱化后残碱80mg/L；
漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为50℃，漂白时间50分钟，漂白后浆料中含碱60mg/L，残氯量0.3mg/L；
漂白完毕，漂白工序后，采用盐酸按照当前常规浆粕的生产工艺进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为3.0％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕，成品玉米穗皮浆粕指标为：甲种纤维素90.5％；白度82％；甲纤聚合度503；灰分0.08％；铁分23mg/kg；粘度10.5土0.5mPa·s；吸碱值520％；反应性能225s；水分10.5土0.5％；小尘埃232mm2/kg；大尘埃0.8个/kg；定量700土20g/m2。
实施例2，一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，用玉米穗皮为原料，经过预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造工序制备玉米穗皮浆粕，其中，
预处理工序为：将玉米穗皮切成3～4cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮中硫酸不溶物≤8.5％，灰分≤2.80％，铁分≤280mg/kg；
蒸煮工序为：将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对绝干浆质量15％的氢氧化钠、相对绝干浆质量0.05％的助剂绿氧和1.0％的助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为20％，液比1∶3；
蒸球在常温下运转15分钟，向蒸球中通入蒸气进行蒸煮，先进行第一次升温，温度100℃，升温时间20分钟，压力0.30±0.03MPa，一次放汽时间10分钟，蒸球放汽后余压为常压，第二次升温，温度125℃，升温时间30分钟，压力0.50±0.03MPa，二次放汽时间14分钟，蒸球放汽后余压为0.30±0.03MPa，第三次升温，温度140℃，时间30分钟，压力0.75～0.78MPa，保温时间220分钟，得到玉米穗皮浆料，蒸煮浆质量：聚合度550，甲纤95.5％；
洗料工序为：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液；
打浆工序为：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质；
打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂除去浆料中含有的杂质和浆团，再经浓缩机进行浓缩，浓缩机出口浆浓3.4％。
氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量0.6％的氯气，碱化后残氯0.6g/L，碱化后残碱50mg/L；
漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为52℃，漂白时间60分钟，漂白后浆料内含碱50mg/L，残氯量0.2mg/L；
漂白工序后，采用盐酸来进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为4.0％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕，成品浆质量：甲种纤维素93.5％；白度83％；甲纤聚合度497；灰分0.10％；铁分25mg/kg；粘度11.5mPa·s；吸碱值500％；反应性能250s；水分9.5％；小尘埃240mm2/kg；大尘埃1.0个/kg；定量800g/m2。
实施例3，一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，用玉米穗皮为原料，经过预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造工序制备玉米穗皮浆粕，其中，
预处理工序为：将玉米穗皮切成5cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮中硫酸不溶物8.7％，灰分2.85％，铁分285mg/kg；
蒸煮工序为：将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对绝干浆质量20％的氢氧化钠、相对绝干浆质量0.5％的助剂绿氧和1.5％的助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为30％，液比1∶3.5；
蒸球在常温下运转20分钟，向蒸球中通入蒸气进行蒸煮，先进行第一次升温，温度110℃，升温时间15分钟，压力0.30±0.03MPa，一次放汽时间12分钟，蒸球放汽后余压为常压，第二次升温，温度130℃，升温时间25分钟，压力0.50±0.03MPa，二次放汽时间17分钟，蒸球放汽后余压为0.30±0.03MPa，第三次升温，温度160℃，时间25分钟，压力0.75～0.78MPa，保温时间160分钟，得到玉米穗皮浆料，蒸煮浆质量：聚合度539，甲纤94.3％。
洗料工序为：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液；
打浆工序为：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质；
打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂除去浆料中含有的杂质和浆团，再经浓缩机进行浓缩，浓缩机出口浆浓3.8％；
氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量2.1％的氯气，碱化后残氯0.9g/L，碱化后残碱95mg/L；
漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为50℃，漂白时间50分钟，漂白后浆料内含碱95mg/L，残氯量0.5mg/L；
漂白工序后，采用盐酸来进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为5％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕，成品浆质量：甲种纤维素92.5％；白度82％；甲纤聚合度495；灰分0.09％；铁分24mg/kg；粘度9.5mPa·s；吸碱值515％；反应性能240s；水分10％；小尘埃235mm2/kg；大尘埃0.95个/kg；定量600g/m2。
实施例4，一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，用玉米穗皮为原料，经过预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩、抄造工序制备玉米穗皮浆粕，其中，
预处理工序为：将玉米穗皮切成5cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮中硫酸不溶物9.3％，灰分2.90％，铁分290mg/kg；
蒸煮工序为：将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对绝干浆质量30％的氢氧化钠、相对绝干浆质量1％的助剂绿氧和2.5％的助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为40％，液比1∶4.5；
蒸球在常温下运转20分钟，向蒸球中通入蒸气进行蒸煮，先进行第一次升温，温度120℃，升温时间20分钟，压力0.30±0.03MPa，一次放汽时间12分钟，蒸球放汽后余压为常压，第二次升温，温度110℃，升温时间35分钟，压力0.50±0.03MPa，二次放汽时间13分钟，蒸球放汽后余压为0.30±0.03MPa，第三次升温，温度180℃，时间20分钟，压力0.75～0.78MPa，保温时间80分钟，得到玉米穗皮浆料，蒸煮浆质量：聚合度548，甲纤99.3％。
洗料工序为：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液；
打浆工序为：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质；
打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂除去浆料中含有的杂质和浆团，再经浓缩机进行浓缩，浓缩机出口浆浓4％；
氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量2.1％的氯气，碱化后残氯0.9g/L，碱化后残碱95mg/L；
漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为52℃，漂白时间50分钟，漂白后浆料内含碱40mg/L，残氯量0.1g/L。
漂白工序后，采用盐酸来进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为6.0％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕，成品浆质量：甲种纤维素98.3％；白度82％；甲纤聚合度488；灰分0.08％；铁分23mg/kg；粘度10mPa·s；吸碱值520％；反应性能225s；水分10.5％；小尘埃232mm2/kg；大尘埃0.92个/kg；定量710g/m2。
以上实施例中，各工序中所用化工料均为当前粘胶纤维生产中所用之料，均可从市场中得到；而在各工序中用到的设备，均采用当前粘胶纤维生产中所用的常规设备；漂白工序后，还可以采用硫酸或亚硫酸代替盐酸进行酸处理。
Claims (9)
1.一种化纤用玉米穗皮浆粕，其特征在于：所述玉米穗皮浆粕采用玉米穗皮经预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩和抄造工序制备而成，玉米穗皮浆粕中甲种纤维素含量≥90％、灰分含量≤0.10％和铁分含量≤25mg/kg。
2.如权利要求1所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括预处理、蒸煮、洗料、打浆、前精选除砂、浓缩、氯碱化、漂白、酸处理、洗涤、后精选除砂、浓缩和抄造工序；
其中，蒸煮工序为：
将预处理后的玉米穗皮置于蒸球内，添加相对绝干浆质量10～30％的氢氧化钠、相对绝干浆质量0.01～1％的助剂绿氧和0.01～3％的助剂十二烷基磺酸钠，蒸煮液的硫化度为10～40％，液比1∶2～4.5；
蒸球在常温下运转10～20分钟，向蒸球中通入蒸气进行蒸煮，先进行第一次升温，温度90-120℃，升温时间为20±5分钟，压力为0.30±0.03MPa，放汽时间为10±2分钟，放汽后蒸球内余压为常压；
第二次升温时间为30±5分钟，温度110-130℃，压力为0.50±0.03MPa，放汽时间为15±2分钟，放汽后蒸球内余压为0.30±0.03MPa；
第三次升温时间为25±5分钟，压力为0.55～0.78MPa，保温温度为161±20℃，保温时间为80～300分钟，得到玉米穗皮浆料。
3.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述预处理工序为：
将玉米穗皮切成3～5cm长的小段，然后进行清洗除杂，除杂后玉米穗皮中硫酸不溶物≤9.5％，灰分≤3.00％，铁分≤300mg/kg。
4.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述洗料工序为：将蒸煮后的玉米穗皮浆料进行洗料处理，除去浆料中的蒸煮黑液。
5.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述打浆工序为：将洗料后的玉米穗皮浆料进行打浆处理，降低浆料中纤维的长度，同时使纤维纵向分裂，并破除浆料中的皮质。
6.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：打浆后的玉米穗皮浆料经前精选除砂除去浆料中含有的杂质和浆团，再经浓缩机进行浓缩，浓缩机出口浆浓3～4％。
7.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述氯碱化工序为：将浓缩后的浆料置于氯化塔内，向氯化塔中通以相对绝干浆质量0.1～2.3％的氯气，碱化后残氯0.02～0.9g/L，碱化后残碱10～100mg/L。
8.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：所述漂白工序为：采用次氯酸钠漂白，控制漂白温度为45～65℃，漂白时间20～100分钟，漂白后浆料内含碱10～150mg/L，残氯量0.1～0.5g/L。
9.如权利要求2所述一种化纤用玉米穗皮浆粕的制备方法，其特征在于：漂白工序后，采用盐酸或硫酸或亚硫酸来进行酸处理、并洗涤、后精选除砂，然后将玉米穗皮浆料经浓缩机处理至浆料浓度为3.0～6.0％，然后送浆板机进行抄造，得到玉米穗皮浆粕。
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