CN102373638B

CN102373638B - 油棕榈efb纤维生物酶法高得率清洁制浆方法

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Publication number: CN102373638B
Application number: CN201010265692.4A
Authority: CN
Inventors: 边静
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2014-04-23
Anticipated expiration: 2030-08-27
Also published as: CN102373638A

Abstract

本发明公开了一种油棕榈生物酶法高得率清洁制浆方法，包括以下步骤：(1)将原料撕裂粉丝、筛选除渣、切碎获得木松状端丝纤维；(2)端丝纤维浸渍到含有助剂的水中，然后挤压脱水；(3)步骤(2)的棕丝在含有化学添加剂的水溶液中浸渍疏解；(4)将疏解后的产物提浓，进行高浓磨浆，挤压脱水；(5)磨后浆加入酶粗液进行酶化处理；(6)酶化后挤压再进行二次纤维素酶处理；(7)将酶反应后的产物进行高速洗涤，再进入常压磨浆；(8)后续采用常规的方法消潜、筛选、除渣获得生物酶法纤维浆。本发明采用二次化学热浸渍和二次酶化处理，可获得良好的纸浆强度，白度增加36％，得浆率75以上；并在源头上消除了造纸废水对水环境的污染、无硫化物产生。

Description

油棕榈EFB纤维生物酶法高得率清洁制浆方法

技术领域

本发明涉及一种油棕榈EFB纤维生物酶法高得率清洁制浆方法，

背景技术

目前国际上对化学机械浆的研究主要是以针叶木、阔叶木为主，国内近年来也有对红麻、蔗渣、麦草等非木材原料进行碱性过氧化氢机械浆(APMP)的研究，但是白度均达不到60％以上。

我国是以草类为主要原料的制浆国家，一般采用化学法制浆，如烧碱法，硫酸盐法等，制浆得率一般在50％左右，在生产过程中产生大量黑液，难以有效地回收，造成江河流域的污染。加之草类纤维本身长度短，采用机械法制浆，在磨浆过程中会过度切断纤维而损伤纸浆强度。因此发展具有清洁备料加生物酶法加化学预处理的生物化机浆工艺，更适合于非木材原料来制备具有较高强度，较高白度的纸浆、且从源头上减少了废物的排放具有现实意义和环保意义。

发明内容

本发明的目的是公开一种油棕榈EFB纤维生物酶法高得率清洁制浆方法，克服现有技术中在制备非木材制浆中用烧碱法、硫酸盐法所存在的大量黑液造成江河流域的污染的缺陷，解决传统的化机浆处理非木材纤维白度、强度不高的难题。

发明内容

本发明的方法包括如下步骤：

(1)将EFB撕裂切断分丝，筛打除尘渣，搓碎，获得长度为10～30mm，直径为0.05～0.5mm的木松状短丝纤维；

所说的原料为油棕榈(EFB)纤维，EFB是油棕榈果榨完油后分离出来废弃物…空果串；

(2)榈丝纤维浸渍在含有助剂的水中，浸渍时间为60～80分钟，浸渍温度为70～80℃，让植物灰份、色素，脱脂，丹宁和可水解物部分溶入水中，然后挤压脱水，(压缩比为5∶1)，将其送入热浸渍机；

所说的压缩比指的是螺旋压榨机进料端的第一螺旋槽的容积与最后一个螺旋槽的容积之比：

水与原料的重量比为：水∶原料＝10～20∶1；

所说的助剂为聚合氯化铝和四氧酸钠，聚合氧化铝的用量为纤维重量的0.1％---0.5％，四氧酸钠的用量为纤维重量的0.3％---0.5％。

(3)疏解热浸，步骤(2)的原料在含有添加剂的水溶液中疏解热浸，以水溶液的重量计，添加剂为1～2％的H₂O₂、3～5％的NaOH和0.4～1％的EDTA，在60～90℃的条件下进行首次热浸，疏解热浸时间为40～60分钟，水料比为9～14∶1，重量比；

(4)将疏解热浸后的原料，调至重量浓度为15～25％，进行压力磨浆，磨盘间隙0.3～0.5mm，磨浆后经螺旋压榨机，挤压到重量浓度为19～15％；压力磨浆机的液压力为0.30～0.4mN；

(5)磨后浆在65～75℃，PH为5～6的条件下加入酶粗液酶化处理90～120分钟，所说的酶粗液为木聚糖酶粗液和木素过氧化物酶粗液的混合物；随后进入压榨螺旋脱水机。

酶粗液的用量为：

木聚糖酶粗液：10～20IU/g绝干原料；(宁夏和氏壁生物技术公司的木聚糖酶，酶活15万U/ml)

木素过氧化物酶粗液：1～2IU/g绝干原料，上海远大过氧化物有限公司产。

所说的木聚糖粗液可采用市售产品；

术语“绝干原料”指的是不计水份的植物纤维原料；

(6)经挤压脱水后的浆料进入下一浆池，浓度调至3～4％，加入纤维素酶用量0.1～0.15％，处理时间为40～50min，处理温度50～60℃，用高速洗浆机除去棕丝中黑色素，同时改善了棕榈浆的强度，提高其可漂白性。

纤维素酶：

分子量为5200、规格15IU/mg，山东泰安化工厂、上海伯奥生物科技公司生产。

(7)将酶反应后的产物，在含有添加剂的水中浸渍，重量含固量为10～20％，以水溶液的重量计，添加剂为6～8％的H₂O₂，1～5％的NaOH，0.5％～1％的EDTA，1～2％的Na₂SO₃，0.2～0.6％的MgSO₄，90～98℃的条件下浸渍30～70分钟，然后在重量浓度为18～22％的条件下经常压磨浆，磨片间隙为0.15～0.3mm；

(8)然后采用常规的方法筛选，除渣，获得生物酶法化机浆，白度可达78％～82％以上，裂断长在5200M以上。

本发明的优点：

进行二次化学热浸，可获得良好的纸浆强度，白度增加34％，酶处理放在两次化学热浸之间，压力磨浆后，优点在于原料经备料段分丝和压力磨后，纤维初步分开，纤维表面积增加，使酶与纤维表面直接进行物理接触的机率增多，又经第一次化学浸渍，碱液挤压溶出，纤维孔隙率增加，使酶向纤维内部扩散和渗透作用增强，导致酶作用效率提高，酶处理又放在第二次化学预处理之前，可以有效地发挥酶处理对H₂O₂漂白的促进作用，改善棕纤维的漂白性能，使酶法化机浆具有较高自度和稳定性，得率在70％左右。

本工艺利用生物酶真菌降解植物纤维成分制浆，减轻了造纸废水对环境的影响，制浆得率高、无硫化物产生。外排水大大低于国家排放标准。

本发明可解决东盟五国每年9000万吨废弃物用来燃烧、填埋的处理难题，使油棕榈EFB成为“第二木材”用来制浆造纸，将其废弃物转化为再生资源，变废为宝，可以在减缓气候变化方面起到非常重要的作用。还可以在此工艺指导下增加我国成套机电设备出口，换回一个低碳发展我国纸业紧缺的不用砍伐森林的廉价原材料。

具体实施方式

实施例1

(1)将油棕榈果壳(EFB)纤维撕裂切断分丝，筛打除尘渣，搓碎，获得长度为20mm，直径为0.5mm的木松状短丝纤维；

(2)短丝纤维浸渍在含有助剂的水中，浸渍时间为20分钟，浸渍温度为80℃，让植物灰份、色素、脱脂，丹宁和可水解物部分溶入水中，然后挤压脱水，压缩比为5∶2，然后分丝帚化，将其送入第一道热浸机；

水与原料的重量比为：水∶原料＝20∶1；

所说的助剂为脱色絮凝剂聚合化铝和四氯酸钠，聚合氧化铝用量为短纤维重量的0.4％，四氯酸钠用量为短纤维重量的0.4％；

(3)疏解热浸，在步骤(2)的原料含有添加剂的水溶液疏解热浸，以水溶液的重量计，添加剂为1％的H₂O₂、3％的NaOH和0.4％的EDTA，在60℃的条件下进行首次热浸，疏解热浸时间为40分钟，水料比为9∶1，重量比；

(4)将疏解热浸后的产物，调至重量浓度为25％，进行压力磨浆，磨盘间隙0.3mm，压力磨浆机的压力为0.36mN，磨浆后，挤压到重量浓度为15％；

(5)磨后浆在75℃，pH为5.5的条件下加入酶粗液酶化处理120分钟，进入压榨螺旋脱水机。所说的酶粗液为木聚糖酶粗液和木素过氧化物酶粗液的混合物；

酶粗液的用量为：

木聚糖酶粗液：20IUg绝干原料；

木素过氧化物酶粗液：2IU/g绝干原料：

(6)经挤压脱水后的浆料进入下一浆池，浓度调至3％，加入纤维素酶，用量：0.1％～0.15％，处理时间40～50min，处理后温度50℃。用高速洗浆机除去棕丝中的黑色素，同时可改善棕榈浆的强度，提高其可漂白性；

纤维素酶：分子为5200，规格15IU/mg(山东泰安化工厂、上海伯奥生物科技公司生产)；

(7)将酶反应后的纤维，经洗涤在含有添加剂的水中浸渍，重量浓度为20％，以水溶液的重量，助剂为8％的H₂O₂，5％的NaOH，1％的EDTA，2％的Na₂SO₃，0.6％的MgSO₄，98℃的条件下浸渍70分钟，然后在重量浓度为22％的条件下磨浆，磨片间隙0.15mm，；

(8)然后采用常规的方法消潜，筛选，除渣，获得生物酶法化机浆。

采用ISO2470---1997，ISO1974---1990标准进行检测，白度为78％，裂断长为5200M。

实施例2

(1)将油棕榈叶杆、果杆纤维(1∶1，重量比)裂切分丝，筛打除尘渣，搓碎，获得长度为20mm，直径为0.08mm的肉松状短纤维；

(2)短纤维浸渍在含有助剂的水中，浸渍时间为60分钟，浸渍温度为70℃，让植物灰份、色素、脱脂，单宁和可水解部分溶入水中，然后挤压脱水，压缩比为5∶1，然后分丝化，将其送入第一道热浸机；

水与原料的重量比为：水∶原料＝10∶1；

所说的助剂脱色絮凝聚合氯化铝和四酸钠，聚合氯化铝的用量为短丝纤维重量的0.2％；四氯酸钠用量为短纤维重量的0.3％；

(3)疏解热浸，在步骤(2)的原料在含有添加剂的水溶液中疏解热浸，以水溶液的重量计，添加剂为2％的H₂O₂、7％的NaOH和1％的EDTA，在90℃的条件下进行首次热浸，疏解热浸时间为60分钟，水料比为14∶1，重量比：

(4)将疏解热浸后的纤维，调至重量含固量为15％，进行压力磨浆，压力磨浆机的液压力为0.4mN，磨片间隙0.3mm，磨浆后挤压到重量浓度为10％；

(5)磨后浆在65℃，pH为6的条件下加入酶粗液酶化处理90分钟，所说的酶粗液为木聚糖酶粗液和木素过氧化物酶粗液的混合物；

酶粗液的用量为：

半纤维素酶粗液：10IU/g绝干原料：

(6)将酶反应后的产物挤压后，在含有添加剂的水中浸渍，重量含固量为10％，以水溶液的重量，助剂为6％的H₂O₂，1％的NaOH，0.5％的EDTA，1％的Na₂SO₃，0.2％的MgSO₄，90℃的条件下浸渍30分钟，然后在重量浓度为18％的条件下磨浆，磨片间隙0.05～0.2mm，

(7)然后采用常规的方法消潜，筛选，除渣，获得酶法化机浆。

采用ISO2470---1997，ISO1974---1990标准进行检测，白度为80％，裂断长为5200M。

Claims

1.一种油棕榈EFB纤维生物酶法高得率清洁制浆方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将原料撕裂切断分丝，筛打除尘渣，搓碎，获得长度为10～20mm，直径为0.05～0.5mm的木松状短纤维；

所说的原料为油棕榈EFB纤维、EFB是油棕榈果榨完油后分离出来的废弃物--空果串；

（2）短纤维浸渍在含有助剂的溶液中，经挤压脱水，压缩比为5∶1，然后分丝帚化；所说的助剂为脱色絮凝剂聚合氯化铝和四氯酸钠；

（3）步骤（2）的原料在含有添加剂的水溶液中疏解热浸，以水溶液的重量计，添加剂为1～2％的H₂O₂、3～5％的NaOH和0.4～1％EDTA，在60～90℃的条件下进行首次热浸；

（4）将疏解热浸后的产物，经压力磨浆后，挤压到重量含固量为10-15％；

（5）磨后浆在65～75℃，pH为5～6的条件下加入酶粗液酶化处理90～120分钟，随后进入压榨脱水螺旋，所说的酶粗液为木聚糖酶粗液和木素过氧化物酶粗液的混合物；

（6）经挤压脱水后的浆料，进入下一浆池，浓度调至3～4％，加入纤维素酶，用量0.1％～0.15％，处理时间40～50min，处理温度50～60℃，用高速洗浆机除去棕色浆中的黑色素，同时，改善了棕榈浆的强度，提高了后段可漂白性；

（7）将酶反应后的产物，在含有添加剂的水中浸渍，重量浓度为10～ 20％，以水溶液的重量计，助剂为6～8％的H₂O₂，1～5％的NaOH，0.5％～1％的EDTA，1～2％的Na₂SO₃，0.2～0.6％的MgSO₄，然后再常压磨浆；

（8）然后采用常规的方法洗涤，筛选，出渣，获得生物酶法化机浆。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，棕丝纤维浸渍在含有助剂的水中，浸渍时间为60～20分钟，浸渍温度为70～80℃，水与原料的重量比为：水∶原料＝10～20∶1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，聚合氯化铝的用量为纤维重量的0.1％～0.5％四氯酸钠的用量为纤维重量的0.3％～0.5％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首次疏解热浸时间为40～60分钟，水料比为9～14∶1，重量比。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将疏解热浸后的产物，调至重量含固量为15～25％，进入磨浆。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于用纤维素酶除去棕榈浆中的黑色素,纤维素酶：分子量52000，规格15IU/mg。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，酶粗液的用量为：

木聚糖酶粗液：10～20IU/g绝干原料；

木素过氧化物酶粗液：1～2IU/g绝干原料。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将酶反应后的产物，在含有添加剂的水中90～98℃的条件下浸渍30～70分钟，然后在重量浓度为18～22％的条件下磨浆。