发明内容
本发明目的是解决上述几种方法的缺陷,利用本色未漂造纸级木浆改性制备木溶解浆(木浆粕),降低制备成本,提高产品质量,扩大资源供应来源,尤其是要解决碱精制法制备产品反应性能不佳的弊端,提供一种利用本色未漂木浆(造纸级)改性制备木溶解浆(木浆粕)的新工艺及生产方法,本法生产制备的木浆粕除具有α—纤维素含量较高,更具有良好的反应性能,使所生产的木溶解浆(木浆粕)可达到优于国家标准的产品,且适用于长、短丝纤维。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
本色未漂木纸浆改性制备木溶解浆的方法,步骤包括:木浆的疏解、浓缩脱水、药液混合、蒸煮、洗涤、漂白、除杂、洗涤、抄造,其特征在于:经疏解后的未漂本色木浆,经浓缩脱水后送入双螺旋辊式磨浆机,在双螺旋辊式磨浆机内继续脱水,并加入药液,浆料在双螺旋辊式磨浆机内完成继续浓缩、揉搓、药液混合工序,然后将浆料输送到蒸煮器,在蒸煮器中进行蒸煮,蒸煮完毕后进入包括洗涤、漂白在内的后续工序,直至抄造。
所述双螺旋辊式磨浆机至少有一个洗涤工段和一个药液混合工段,挤压工段在前,药液混合工段在后,每个工段的螺旋有正螺旋区和反螺旋区,挤压工段的注水口和药液混合工段的注药口设在各自工段的正螺旋区,挤压工序贯穿于整个洗涤和药液混合工段。
所述木浆疏解前的浆料浓度为3—5%(重量百分比,下同),浓缩脱水后浆料水份为12—25%,进入双螺旋辊式磨浆机的浆料浓度为12—25%,在双螺旋辊式磨浆机内脱水、揉搓、挤压段控制浓度为35—60%,进入加药段加入药液后浆料浓度控制在20—50%。
所述蒸煮后的后续工序为:放料、洗涤、脱水、漂白、洗涤、除杂、洗涤、浓缩、抄造。
所述蒸煮器为蒸球或立式蒸煮锅。
用于制备长丝浆粕的蒸煮工艺为:出双螺旋辊式磨浆机浆料温度:50—95℃;进入蒸煮器温度:50—80℃;在蒸煮器中的蒸煮工艺条件:液比:1:2.5—7.0、装料量:150—250kg(绝干浆料/m3 ),升温条件:入料温度升温到115-130℃,时间30—60min,保温30—120min,放汽5—20min,继续升温到135—150℃,升温时间30—60min,保温120—180min,保温完毕,继续升温到165—175℃,保温30—180min,保温完毕,降温放料,放料后经洗涤浆料质量指标:白度:45—75%,α—纤维素:85—95%,得率:65—85%,粘度:14—18mpa.s。
用于制备短丝浆粕的蒸煮工艺为:出双螺旋辊式磨浆机浆料温度:50—95℃,进入蒸煮器温度:50—80℃,在蒸煮其中的蒸煮工艺条件:液比:1:3.0—1:10,装料量:150—250kg(绝干浆料/m3),升温条件:入料温度升温到130-140℃,时间30—60min,保温45—135min,放汽5—20min,继续升温到160—170℃,升温时间30—60min,保温120—180min,保温完毕,降温放料;放料后经洗涤浆料质量指标:白度:50—70%,α—纤维素:85—95%,得率:65—85%,粘度:12—14mpa.s。
采用本发明制备木溶解浆(木浆粕)的有益效果表现在:
该发明具有流程短,生产周期短,可以在较短蒸煮时间内生产出较高品质粘胶纤维用木溶解浆(木浆粕)特别是具有较好反应性能(5mlCS2读秒)、较高甲纤含量(α—纤维素85-96.0%)达到和优于传统工艺制备产品水平,本发明具有用途广泛,不仅可以生产制备上述粘胶纤维用浆粕,也可以用于生产纤维素衍生物产品。
由于采取本色未漂木浆(造纸级)具有较高的粘度,在蒸煮时控制蒸煮强度,设定适宜的蒸煮温度、蒸煮时间、用碱量等,促进药液对纤维细胞壁的破坏,有利于药液渗透,采用双螺旋辊式磨浆机(双螺杆磨浆机),可在较高浆浓下(30-50%)对纤维进行揉搓,加强纤维间的互相磨擦,促使纤维壁破裂,使纤维分丝帚化、扭曲、压溃,达到增加纤维表面积目的,有利于提高反应性能。
具体实施方式
本发明提出的是一种以本色未漂木浆(造纸级)改性制备粘胶纤维用木溶解浆(木浆粕)的生产方法,步骤包括浆料疏解,脱水浓缩、挤压、加药、蒸煮、洗涤、漂白、除杂、洗涤、浓缩、抄造,即将疏解后浆料送到螺旋压榨机脱水浓缩,达工艺要求后,进入双螺旋辊式磨浆机继续挤压后加药液,在机内完成浆料与药液的混合,混合完后排出机外,由螺旋(皮带)输送机送至蒸煮器内,继续进行蒸煮。蒸煮完毕、放料、洗涤、漂白、除杂、洗涤浓缩、抄造。
本发明所利用的双螺旋辊式磨浆机,也称双螺旋杆和双螺旋磨浆机。该机是原型为用于塑料挤出的设备,经改良后用于本发明中对纤维进行挤压、浓缩、揉搓和药液混合,并可对纤维长度进行调整,经该设备处理后浆料的“分丝帚化”率和比表面积进一步提高。本发明所用双螺旋辊式磨浆机由于在塑料挤出领域属现有技术,因此其具体构造不再过多赘述。
所述双螺旋辊式磨浆机至少有一个洗涤工段和一个药液混合工段,一般来说挤压可设置成两段,不排除采用三段以上的挤压工段。挤压工段在前,药液混合工段在后,每个工段的螺旋有正螺旋区和反螺旋区,挤压工段的注水口和药液混合工段的注药口设在各自工段的正螺旋区,挤压工序贯穿于整个洗涤和药液混合工段。
双螺旋辊式磨浆机运行过程中,木浆纤维之间存在挤压和摩擦,由此产生一定热量为加药后的反应提供温度条件:在药液混合工序,药液混合均匀后,此时具有一定温度,即可进行初反应,该反应可理解为蒸煮的继续,所加药液量和种类根据不同工艺要求加入,这属于本领域公知常识。加入药液并混合均匀浆料,根据后续蒸煮要求,制成不同液比的浆、水、药液混合体。从双螺旋辊式磨浆机排出,经螺旋(或皮带)输送机送往蒸煮器继续进行适当蒸煮,蒸煮完毕放料,再继续洗涤、漂白、酸处理、除杂、洗涤浓缩后送抄造成浆板,蒸煮后的一系列工序属本领域公知常识,不再赘述。
实施例1:生产长丝木浆粕
生产长丝木浆粕工艺过程:
A、 木浆(板)经水力碎浆机疏解后送脱水机在该机内进一步脱水,达到工艺要求后进入双螺旋辊式磨浆机在该机,在该机内进一步脱水,脱水后加入药液,混合均匀,并控制其液比。
B、 混合均匀并控制好液比之浆料,由出料口送出,由输送机送往蒸煮器。
C、 进入蒸煮器后,加热进行继续蒸煮。
D、 蒸煮完毕后放料,进行洗涤、漂白、酸处理、浓缩、除杂、抄造工序。
其工序条件如下:
进入水力碎浆机碎解浆料浓度3—5%,在压榨机处控制浆料水份12—25%,进入双螺旋辊式磨浆机浓度12—25%,在该机内脱水、揉搓、挤压段控制浓度为35—60%,进入加药段加入药液后浆料浓度控制在20—50%,所加入药液为:
NaOH(NaOH计):10—50%(对绝干木浆料)
Na2S(NaOH计): 0.1—50%(对NaOH加入量计)
H2O2(折100%计):1—20%(对绝干木浆料)
水玻璃(硅酸钠): 0.1—10.0%(对绝干木浆料计)
EDTA(乙二胺四乙酸钠盐):0.1—3.0%(对绝干木浆料计)
硫酸镁(MgSO4):0.5—6.0%(对绝干木浆料计)
出双螺旋辊式磨浆机浆料温度:50—95℃;进入蒸煮器温度:50—80℃;在蒸煮器中的蒸煮工艺条件:液比:1:2.5—7.0、装料量:150—250kg(绝干浆料/m3 ),升温条件:入料温度升温到115-130℃,时间30—60min,保温30—120min,放汽5—20min,继续升温到135—150℃,升温时间30—60min,保温120—180min,保温完毕,继续升温到165—175℃,保温30—180min,保温完毕,降温放料,放料后经洗涤浆料质量指标:白度:45—75%,α—纤维素:85—95%,得率:65—85%,粘度:14—18mpa.s。
将上述浆料送漂白、酸处理、除杂、浓缩、抄造工段,按常规操作即可得到符合国家标准的长丝级木溶解浆(木浆粕)。
实施例2:生产制备短丝浆
工艺过程是:
A、 木浆(板)经水力碎浆机疏解后送脱水机在该机内进一步脱水,达到工艺要求后进入双螺旋辊式磨浆机在该机,在该机内进一步脱水,脱水后加入药液,混合均匀,并控制其液比。
B、 混合均匀并控制好液比之浆料,由出料口送出,由输送机送往蒸煮器。
C、 进入蒸煮器后,加热进行继续蒸煮。
D、 蒸煮完毕后放料,进行洗涤、漂白、酸处理、浓缩、除杂、抄造工序。
其工序条件如下:
进入水力碎浆机碎解浆料浓度3—5%,在压榨机处控制浆料水份12—25%,进入双螺旋辊式磨浆机浓度12—25%,在该机内脱水、揉搓、挤压段控制浓度为35—60%,进入加药段加入药液后浆料浓度控制在20—50%,所加入药液为:
NaOH(NaOH计):5—50%(对绝干木浆料)
Na2S(NaOH计): 0.1—40%(对NaOH加入量计)
H2O2(折100%计):0.1—15%(对绝干木浆料)
水玻璃(硅酸钠): 0.1—7.0%(对绝干木浆料计)
EDTA(乙二胺四乙酸钠盐):0.1—3.0%(对绝干木浆料计)
硫酸镁(MgSO4):0.1—10.0%(对绝干木浆料计)
出双螺旋辊式磨浆机浆料温度:50—95℃,进入蒸煮器温度:50—80℃,在蒸煮其中的蒸煮工艺条件:液比:1:3.0—1:10,装料量:150—250kg(绝干浆料/m3),升温条件:入料温度升温到130-140℃,时间30—60min,保温45—135min,放汽5—20min,继续升温到160—170℃,升温时间30—60min,保温120—180min,保温完毕,降温放料;放料后经洗涤浆料质量指标:白度:50—70%,α—纤维素:85—95%,得率:65—85%,粘度:12—14mpa.s。
将上述浆料送漂白、酸处理、除杂、浓缩、抄造工段,按常规操作即可得到符合国家标准的短丝级木溶解浆(木浆粕)。