CN102433785B - 一种竹材置换蒸煮工艺 - Google Patents

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Abstract

一种竹材置换蒸煮工艺，首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，保温20-40min；将第一置换药液置换到蒸煮锅内，在105℃-120℃的温度下保温20-40min；将第二置换药液置换到蒸煮锅内，在130℃-140℃的温度下保温20-40min后，在155℃-162℃温度下保温90-110min；保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料，控制在蒸煮的不同阶段内药液浓度，得到的竹浆得率提高，卡伯值降低。

Description

一种竹材置换蒸煮工艺
技术领域
本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种竹材置换蒸煮工艺。
背景技术
我国木材纤维资源严重短缺，是我国造纸工业的瓶颈所在，而我国的竹类资源丰富，竹子的种类、面积、蓄积量及年产量居世界之冠，并且大多数竹子的制浆造纸性能优良，接近或优于阔叶材，深入研究开发竹子制浆新技术可以充分利用我国丰富的竹子资源，满足不断增长的纸浆需求，缓解木浆压力，解决环境保护和发展造纸工业之间的矛盾。
目前我国大多数非木材浆厂采用竹子作为原料进行烧碱一蒽醌法或硫酸盐法蒸煮，竹浆的得率较低，采用置换蒸煮具有浆料得率高、卡伯值低、节能等一系列优点，因而将竹材制浆与置换蒸煮联系起来是可行的也是十分具有现实意义的。
竹材置换蒸煮工艺是指通过蒸煮过程中不同阶段药液浓度控制，进行深度脱木素蒸煮工艺，提高竹浆的得率，同时降低竹浆成浆卡伯值，是一种低卡伯值蒸煮工艺。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种竹材置换蒸煮工艺，控制在蒸煮的不同阶段内药液浓度，得到的竹浆得率提高，卡伯值降低。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种竹材置换蒸煮工艺，包括以下步骤；
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃-90℃下保温20-40min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到105℃-120℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在105℃-120℃的温度下保温20-40min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到130℃-140℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在130℃-140℃的温度下保温20-40min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至155℃-162℃，在155℃-162℃温度下保温90-110min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料。
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为2g/L-11g/L，硫化钠质量浓度0.6g/L -3.3g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度10g/L-15g/L，硫化钠浓度3g/L-4.5g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度20g/L-40g/L，硫化钠浓度6g/L -12g/L。
原竹通过本发明工艺蒸煮后，蒸煮均匀性得到改善，成浆得率可提高2-5%，达到45%-47%，卡伯值下降4-6，达到12-15，可以减少后续漂白工段化学药品用量，降低成本，提高浆料可漂性，同时减少漂白废液的污染，并且可以缩短蒸煮时间30-60min，降低最高蒸煮温度5-10℃，至155℃-158℃，从而节约蒸汽消耗，卡伯值下降。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的说明。
一种竹材置换蒸煮工艺，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃-90℃下保温20-40min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到105℃-120℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在105℃-120℃的温度下保温20-40min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到130℃-140℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在130℃-140℃的温度下保温20-40min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至155℃-162℃，在155℃-162℃温度下保温90-110min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料。
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为2g/L-11g/L，硫化钠质量浓度0.6 g/L -3.3 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度10g/L-15g/L，硫化钠浓度3g/L-4.5g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度20g/L-30g/L，硫化钠浓度6g/L -9g/L。
通过大量的实验研究表明：各个阶段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响如下：
1、预浸渍阶段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
表 1-1  预浸渍段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
Figure 194943DEST_PATH_IMAGE001
由表1-1可知：当第2段（温充阶段）、第3段（热充阶段）的NaOH浓度分别控制在15g/L、20g/L时，随着第1段（预浸渍阶段）的NaOH浓度提高，得率小幅度下降，但卡伯值降低。在预浸渍阶段，当NaOH浓度≥5，得率受NaOH浓度的影响较小，而卡伯值下降明显，根据以上分析，当预浸渍的NaOH浓度是11g/L时，所得的浆料性能是最好的。
2、温充阶段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
表 1-2 温充段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
Figure 675865DEST_PATH_IMAGE002
根据表1-2所示:当温充段的NaOH浓度从13g/L增加到15g/L时，得率下降了0.4%。当温充段NaOH浓度从15g/L增加到20g/L时，得率下降了1.1%。当温充段的NaOH浓度从13g/L增加到15g/L时，卡伯值下降了2.3个单位。当温充段NaOH浓度从15g/L增加到20g/L时，卡伯值下降了1.4个单位。可知温充段的碱浓对得率影响不是很明显，而对卡伯值的影响较明显，可知温充段的NaOH浓度控制在15g/L左右是较合适的。
3、热充阶段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
表 1-3  热充段NaOH浓度对浆料蒸煮性能的影响
Figure 455602DEST_PATH_IMAGE003
根据表 1-3所示：随热充段NaOH浓度增加，其得率略微下降，卡伯值下降幅度明显。NaOH浓度从20g/L～30g/L时，得率仅降低0.11%，卡伯值下降了2.1个单位。NaOH浓度从30g/L～40g/L时，得率下降的比较大，下降了1.7%。卡伯值下降了3.1个单位。卡伯值和得率下降都较明显。这说明，若要继续降低卡伯值应该加大NaOH浓度，但是这样会导致得率的进一步降低。综合考虑，若需要得到木素含量尽量低的纸浆，则可选择热充段取NaOH浓度为40g/L，若在达到可漂浆的条件下，尽可能的得到较高的得率，则热充段取NaOH浓度为30g/L是比较合理的，依具体情况而定。
具体实施方式一：
一种竹材置换蒸煮工艺，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃下保温20min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到105℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续5 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在105℃的温度下保温20min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到130℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续5min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在130℃的温度下保温20min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至155℃，在155℃温度下保温90min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料。
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为2g/L，硫化钠质量浓度0.6 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度10g/L，硫化钠浓度3g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度20g/L，硫化钠浓度6g/L。
具体实施方式二：                              
一种竹材置换蒸煮工艺，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到85℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在85℃下保温30min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到115℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续10min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在115℃的温度下保温30 min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到135℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续10 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在135℃的温度下保温30 min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至160℃，在160℃温度下保温100 min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料。
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为7g/L，硫化钠质量浓度2 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度13g/L，硫化钠浓度4g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度27g/L，硫化钠浓度8g/L。
具体实施方式三：
一种竹材置换蒸煮工艺，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃-90℃下保温20-40min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到120℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在120℃的温度下保温40min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到140℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在140℃的温度下保温40min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至162℃，在162℃温度下保温110min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料。
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为11g/L，硫化钠质量浓度3.3 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度15g/L，硫化钠浓度4.5g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度40g/L，硫化钠浓度12g/L。

Claims (4)

1.一种竹材置换蒸煮工艺，其特征在于，包括以下步骤；
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃-90℃下保温20-40min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到105℃-120℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在105℃-120℃的温度下保温20-40min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到130℃-140℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续5-15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在130℃-140℃的温度下保温20-40min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至155℃-162℃，在155℃-162℃温度下保温90-110min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料；
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为2g/L-11g/L，硫化钠质量浓度0.6g/L -3.3g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度10g/L-15g/L，硫化钠浓度3g/L-4.5g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度20g/L-30g/L，硫化钠浓度6g/L -9g/L。
2.根据权利要求1所述的一种竹材置换蒸煮工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃下保温20min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到105℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续5 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在105℃的温度下保温20min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到130℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续5min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在130℃的温度下保温20min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至155℃，在155℃温度下保温90min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料；
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为2g/L，硫化钠质量浓度0.6 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度10g/L，硫化钠浓度3g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度20g/L，硫化钠浓度6g/L。
3.根据权利要求1所述的一种竹材置换蒸煮工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到85℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在85℃下保温30min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到115℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续10min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在115℃的温度下保温30 min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到135℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续10 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在135℃的温度下保温30 min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至160℃，在160℃温度下保温100 min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料；
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为7g/L，硫化钠质量浓度2 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度13g/L，硫化钠浓度4g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度27g/L，硫化钠浓度8g/L。
4.根据权利要求1所述的一种竹材置换蒸煮工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，预浸渍阶段：
首先将竹片装入蒸煮锅后，将加热到80℃-90℃的预浸渍药液倒入蒸煮锅内，关上锅盖，控制蒸煮锅的温度，在80℃-90℃下保温20-40min；
步骤二，温充阶段：
将第一药液槽内加热到120℃的第一置换药液置换到步骤一的蒸煮锅内，置换过程持续15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在120℃的温度下保温40min；
步骤三，热充阶段：
将第二药液槽内加热到140℃的第二置换药液置换到步骤二中的蒸煮锅内，置换过程持续15 min，置换完毕后控制蒸煮锅的温度，在140℃的温度下保温40min； 
步骤四：完成步骤三后，将蒸煮锅升温至162℃，在162℃温度下保温110min；
步骤五：步骤四保温结束后，打开蒸煮锅锅盖取出浆料，并进行筛选、洗涤后得到未漂白浆料；
所述的药液配比中，预浸渍药液：NaOH质量浓度为11g/L，硫化钠质量浓度3.3 g/L；所述第一置换药液：NaOH浓度15g/L，硫化钠浓度4.5g/L；所述第二置换药液：NaOH浓度30g/L，硫化钠浓度9g/L。
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