一种玉米秸秆制备的纸浆及其制备方法
技术领域
本发明涉及造纸领域,具体的说,涉及的是一种玉米秸秆制备的纸浆及其制备方法。
背景技术
由于目前世界范围的木材资源的短缺日益加重,在不破坏森林和环境的情况下生产纸浆和造纸成为各造纸企业追求的目标。作为解决这一问题的方案,利用一年或两年生植物如:农田废物、竹子、制糖后废弃的甘蔗渣、稻麦草等作为主要材料而由非木材植物纤维制造纸浆的技术一直受到关注。
虽然现有技术中对利用各种一年或两年生植物制浆进行了研究,并得到性能良好的非木材纤维纸浆,但通常认为玉米秸秆中纤维素的含量太低,例如,麦草中纤维素的含量约40%,而玉米秸秆中纤维素的含量约30%,因此玉米秸秆的得浆率低;在备料过程中,虽然去除了大量的叶子、髓等,但得到的制浆粘度仍然较高,黑液提取难度大;玉米秸秆相对于麦草更容易腐烂,大量储存更为困难。为此现有技术应用玉米秸秆制浆时,采用除叶除髓方式进行处理,具体如下:
“玉米秸秆在制浆造纸工业中的应用研究”(华东纸业,2009年05期)公开了一种玉米秸秆皮穰分离后,秸皮采用烧碱-蒽醌法制浆,秸穰经过化学改性后与秸皮浆混合抄纸,大大改善了浆的性能,抗张指数、耐破指数、撕裂指数及耐折度都得到了显著改善。
“玉米秸秆废弃物在制浆造纸领域中的应用”(山东轻工业学院,制浆造纸工程专业硕士论文,2008-11-18)公开了玉米秸穰在造纸领域中的研究,玉米秸皮中纤维素的含量高于麦草,而木素含量较麦草低,与麦草相比,玉米秸皮的性质可以满足制浆造纸工业对原料的要求。在相同的蒸煮条件下,采用烧碱-蒽醌法制得的玉米秸皮浆和麦草浆相比具有较高的浆得率,卡伯值稍高于麦草浆。CEH三段漂白后,秸皮浆白度可以达到74.5%ISO,可漂性和强度性能稍逊于麦草浆。经过改性处理的玉米秸穰加入到秸皮浆中后,大大改善秸皮浆的强度性能。经过处理条件的优化,对玉米秸穰进行改性处理后,白度可以达到80%ISO。强度性能分析表明,秸穰与未打浆浆料混合时,强度性能的改善幅度较大,对打浆浆料的改善作用也很明显,如改性秸穰与经打浆的APMP浆配抄时,当秸穰含量为40%时,抗张指数增加了25.14%,撕裂指数增加了2.39%,耐破指数增加了18.96%。
“玉米秸秆的综合利用”(大连轻工业学院,制浆造纸工程专业,2007-11-06)公开了一种用玉米秸秆外皮造纸、用髓制作模压缓冲包装材料的综合利用技术进行了试验研究。
“除髓玉米秆亚铵法蒸煮浅探”(大连轻工业学院,2007,5期,P30-32)公开了除髓玉米秆亚铵法制浆蒸煮,所得的蒸煮的较佳工艺条件如下:最高温度165℃,保温时间2.5小时,液比1:6,亚铵用量20%,蒽醌用量0.05%,亚硫酸钾用量2%,氧化镁用量3%。优化的纸浆的各项指标为:粗浆得率58.93%,白度42.5%ISO,高锰酸钾值8.96。
上述文献公开的技术方案所得到的纸浆在实验室获得了较好的各项指标,但是其备料过程的复杂使其方法难以实现工业化生产,且制得的纸浆的成本太高。到目前为止,还没有在工业生产中实际应用的先例。
因此,针对上述现有技术中所存在的储存难、除叶除髓难的问题,如何利用玉米秸全秆制备符合要求的纸浆,现有技术没有更加详细的说明,有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种玉米秸秆纸浆的制备方法,以便长期储存原料,备料过程中更容易除叶除髓;利用处理后的玉米秸秆生产具有良好性能的纸浆;
本发明目的之二在于提供根据上述纸浆的制备方法制备的玉米秸秆纸浆,所述纸浆具有非常优异的性能参数。
为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
一种玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述玉米秸秆纸浆的制备包括如下步骤:粉碎、黄储、蒸煮、黑液提取和后处理。
玉米秸秆预处理方法——黄储,黄储是利用玉米收获后的干秸秆做原料,通过添加适量水和生物菌剂,压实以后厌氧发酵的一种技术。
玉米籽实成熟后,尽早收获,并立即将玉米秸秆进行黄储,边收边贮。
玉米秸秆在黄储前必须进行切碎,一般以2—2.5厘米为宜,切碎后迅速装入贮窖。
利用贮窖或贮壕内的设备(如拖拉机)将粉碎后的含水量60%-70%的玉米秸秆一层层堆积,一层层碾压,赶走秸秆间的空气,形成厌氧条件,压的越实越好并密封,黄储一般20-40天即可完成,优选为30-40天,在厌氧条件下进行,秸秆可以长期保存不变质。
黄储玉米秸秆备料——在黄储期间,髓的主要组分—糖类发酵成为有机酸而消失;黄储结束后将pH=3-4的黄储玉米秸秆脱水挤压,使其含水率控制在55%-65%之间,挤压的同时叶子变成碎片,通过筛选去掉,实现了除叶除髓的目的。
为了提高黄储的质量,在粉碎后和黄储前还包括预处理步骤:如果贮料过于干燥,其含糖量较低,可向粉碎后的玉米秸秆中添加玉米秸秆重量0.2%~1.5%的玉米面,优选0.5%~1%的玉米面,为乳酸菌发酵提供充足的糖原;或者每吨玉米秸秆添加乳酸菌0.2-1.0克,优选0.4-0.6g,可促进乳酸菌的大量繁殖。
如果用于黄储的玉米秸秆水分含量较低,可将水分补加到乳酸菌发酵所需的含水率60%-70%的标准,使原料中的乳酸菌迅速繁殖起来。
所述的蒸煮为烧碱-蒽醌法或亚铵法或碳酸钠法:
所述烧碱-蒽醌法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的8-20%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.06-0.10%,液比为1:2.5-14;通入蒸汽进行加热,升温至110-150℃后保温0-60分钟;优选的,所述烧碱-蒽醌法为:在处理好的黄储玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8-8;通入蒸汽进行加热,升温至120-140℃后保温0-40分钟;
所述亚铵法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量10-25%,液比为1:2.5-14;通入蒸汽进行加热,升温至150-185℃后保温5-60分钟;优选的,在处理好的黄储玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量14-22%,液比为1:2.8-8;通入蒸汽进行加热,升温至160-175℃后保温10-50分钟;
所述碳酸钠法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量10-30%,液比为1:2.5-14;通入蒸汽进行加热,升温至130-145℃后保温5-60分钟;优选的,在处理好的黄储玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:2.8-8;通入蒸汽进行加热,升温至140-155℃后保温10-50分钟。
蒸煮后得到的浆料硬度为高锰酸钾值:烧碱法和亚铵法12-32,碳酸钠法25-40;优选的,烧碱法和亚铵法16-28,碳酸钠法30-35。
所述的黑液提取为:对烧碱-蒽醌法和亚铵法蒸煮得到的粗浆进行黑液提取得到浓度为8%-12%的洗净浆料;对碳酸钠法蒸煮得到的粗浆进行机械挤压、机械疏解、黑液提取,得到浓度为8%-12%的洗净浆料。
在黑液提取后,后处理前还可以进行氧脱木素处理,所述的氧脱木素为8%-12%的洗净浆料蒸汽加热至90-100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3-0.5MPa,采用单段氧脱木素或二段氧脱木素或三段氧脱木素或四段氧脱木素,反应时间为60-330min;
所述单段氧脱木素为:向洗净浆料中加入氢氧化钠和氧气,氢氧化钠用量为绝干浆量的2-4%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-100℃,反应时间为60-90min;
所述二段氧脱木素为:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-4%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-100℃,反应时间为45-60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-110℃,反应时间为60-90min;
所述三段氧脱木素为:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-100℃,反应时间为45-60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-110℃,反应时间为60-90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为100-120℃,反应时间为60-90min;每段中间不设置洗涤段;
所述四段氧脱木素为:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-100℃,反应时间为45-60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为90-110℃,反应时间为60-90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,反应温度为100-120℃,反应时间为60-90min;四段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2-3%,氧气用量为20-35kg/t浆,H2O2用量0-2.0%,反应温度为100-120℃,反应时间为60-90min;每段中间不设置洗涤段。
所述的后处理包括洗涤、筛选和净化。
根据对浆料白度的不同要求,所述的后处理前还可以进行过氧化氢处理,所述过氧化氢处理为:H2O2用量为绝干浆量的1.5-5%、用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的1-1.5%、螯合剂用量为绝干浆量的0.1-0.2%、硫酸镁用量为绝干浆量的0.2%、温度为90-95℃、反应时间为90-120min。
本发明还提供了一种根据前面所述的制备方法制备的玉米秸秆纸浆,所述玉米秸杆纸浆以黄储玉米秸秆为原料,浆料白度为35-65%ISO,松厚度为1.50-3.15cm3/g,耐折度为0-50次,裂断长为1.0-7.5km,撕裂度指数为2.0-5.2mN·m2/g,灰分为2-10%。
优选的,所述玉米秸杆纸浆的白度为38-60%ISO,松厚度为1.75-3.0cm3/g,耐折度为0-45次,裂断长为1.0-6.5km,撕裂度指数为2.0-4.2mN·m2/g,灰分为2-8%;
更优选的,所述玉米秸杆纸浆的白度为38-55%ISO,松厚度为2.0-2.8.0cm3/g,耐折度为3-40次,裂断长为1.5-5.5km,撕裂度指数为2.2-3.2mN·m2/g,灰分为2-7%;
最优选的,所述玉米秸杆纸浆的白度为40-50%ISO,松厚度为2.2-2.7cm3/g,耐折度为8-35次,裂断长为2.0-4.5km,撕裂度指数为2.5-3.0mN·m2/g,灰分为3-6%。
所述的玉米秸秆纸浆具有较高的厚松度,更好的抗张强度和撕裂度,适合文化用纸和生活用纸的生产。
以下为本发明的详述:
由于玉米秸皮中纤维素的含量高于麦草,有利于提高纸浆得率和纸的强度,而木素含量较麦草低,有利于蒸煮漂白,而整个玉米秸秆中纤维素的含量低于麦草,所以造纸厂多是采用玉米秸皮为原料制浆造纸,一是为了提高浆得率,二是加入玉米秸穰后制备的纸浆白度低,颜色深,不易漂白。采用玉米秸皮制浆时先使皮穰分离,备料过程复杂,增加了生产成本,也难以实现工业化大规模生产。实验室研究发现,在玉米秸皮中加入一定量的改性秸穰后,所制备的纸浆的抗张指数、耐折度以及撕裂度指数均有所提高,但是,该方法也是先将玉米秸秆皮穰分离后,将玉米秸穰进行改性处理,然后秸皮和秸穰按照一定的配比混合后制浆,该法仅作为一种实验室研究,制浆工艺复杂,生产成本高,也不适合用于造纸厂的大规模生产。
玉米秸秆比麦草、稻草秸秆在空气中腐烂速度更加严重,给以玉米秸秆为原料的制浆造纸企业带来了原料储存的难题,这也是玉米秸秆没有在制浆领域大规模应用的重要原因。
本发明是以玉米秸秆整体为原料,玉米秸秆不除叶不除穰不除髓,不需要对玉米秸穰进行改性处理,备料方法简单,玉米秸秆的利用率高。虽然玉米秸秆整体纤维素含量相对较低,但是半纤维素含量较高,本发明通过改进和优化制备工艺,减少了蒸煮过程中的高温的保温时间,显著减轻了蒸煮过程中蒸煮药液对半纤维素的降解和损伤,提高了玉米秸秆纸浆的浆得率,降低了能耗,并且制备的玉米秸秆纸浆各方面性能参数良好,符合高品质文化用纸和生活用纸对纸浆各项参数的要求。鉴于玉米秸秆原料具有来源广、成本低、不破坏生态环境等优点,玉米秸秆纸浆具有较好的发展前景。
本技术领域中,玉米秸秆的黄储在饲料工业中被广泛应用,但是把黄储作为制浆的预处理工段还没有报道。也有认为氧脱木素也是纸浆漂白的一部分,为了避免歧义,在本发明中,对玉米秸秆纸浆的漂白进行如下定义:本发明中所述的玉米秸秆纸浆的漂白是指,如果本发明的玉米秸秆纸浆需要漂白,仅仅是指氧脱木素方式以外的,其他漂白的方式进行漂白。
玉米秸秆不同于麦草、芦苇、或木材等原料,玉米秸秆为皮穰结构,皮和穰中不同化学成分的含量存在差异,玉米秸皮的主要成分是纤维素和木素,秸穰中半纤维素含量相对丰富、木素含量较低、组织结构疏松,秸秆整体而言木素含量相对较低、半纤维素的含量相对较高。纸浆中含有一定量的半纤维素是有益处的,不仅可以提高浆的得率,对纸浆的其它方面的性能也有良性的影响。在蒸煮过程中,由于半纤维素比较容易降解,考虑到玉米秸穰中半纤维素含量较高,且组织结构疏松,因此,以玉米秸秆为原料制浆,其蒸煮过程中的蒸煮方法、蒸煮药液用量、蒸煮的最高温度和蒸煮时间,特别是蒸煮过程中高温的保温时间,对半纤维素的降解和损伤、对纸浆的浆得率和纸浆的质量都有着显著的影响。无论是玉米秸皮制浆还是玉米秸秆制浆的现有技术中,存在蒸煮药液用量大、蒸煮温度高、蒸煮时间长的问题,特别是高温保温的时间过长,药液在高温高压下对半纤维素的降解和损伤尤为显著。而在本发明的方法中,考虑到玉米秸秆的皮穰结构以及皮穰中化学成分含量的差异,研究了蒸煮药液用量、液比、蒸煮的最高温度、升温和保温等工艺条件的对木素及半纤维降解情况的影响,通过调整药液用量、液比、蒸煮的最高温度等蒸煮的工艺条件,大大减少了保温的时间,使得玉米秸秆处于高温高压的时间缩短,在尽可能减少损伤半纤维素的工艺条件下进行蒸煮,提高了玉米秸秆纸浆的浆得率,降低了能耗和生产成本。另外,由于玉米秸秆中的半纤维素和淀粉上的羟基与纤维素表面的羟基形成了氢键,增加了纤维间结合面上的氢键数量,从而增加了纤维间的内部结合强度,由于蒸煮过程中高温的保温时间短,蒸煮药液对半纤维素和淀粉上的羟基与纤维素表面的羟基形成的氢键的破坏和损伤小,纤维间的内部结合强度高,从而提高了浆的物理强度性能。
鉴于玉米秸秆中木素的含量低于麦草,半纤维素、糖类、粗脂肪、粗蛋白的含量相对较高,色素含量较高,蒸煮后的玉米秸秆纸浆白度低,而烧碱-蒽醌法脱木素的能力较强,对半纤维素损伤小,浆得率高,蒸煮后的粗浆颜色浅,有利于提高纸浆的白度;亚铵法制浆纸浆得率高,产品成本低,蒸煮后的粗浆颜色浅,有利于提高纸浆的白度,纸浆透气性和滤水性好,得到的黑液中含氮量和有机物含量相对较高,该黑液制成的有机复合肥肥效突出、增产效果十分显著,碳酸钠法对半纤维的损伤小,纸浆得率高,所以本发明在制浆时蒸煮方法优选亚铵法或碳酸钠法。
本发明的亚铵法中,亚硫酸铵用量为绝干原料量14-22%,液比为1:2.8-8;通入蒸汽进行加热,加热升温至160-175℃,保温时间可大大缩减至10-50分钟,亚铵法蒸煮后得到的浆料硬度为高锰酸钾值16-28,将蒸煮后的浆料进行黑液提取,得到浓度为8-12%的洗净浆料,浆得率为48-55%;碳酸钠法中,碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:2.8-8,升温至140-155℃后保温,保温时间可缩减至10-50分钟,此时秸秆仍然保持原有的形状,纤维没有分离,经疏解后浆料硬度为高锰酸钾值30-35,然后对浆料进行黑液提取,得到浓度为8-12%的洗净浆料,浆得率65-70%。烧碱-蒽醌法中,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8-8,这时,加热升温至120-140℃进行保温蒸煮,保温时间可大大缩减至0-40分钟,烧碱-蒽醌法蒸煮后得到的浆料硬度为高锰酸钾值16-28,将蒸煮后的浆料进行黑液提取,得到浓度为8-12%的洗净浆料,浆得率为48-53%。蒸煮时高温保温0-50分钟后,原料中大部分的木素已被降解,半纤维素的损伤程度较轻,如果继续延长保温时间,半纤维素的降解和损伤程度将会加剧,特别是玉米秸秆中部分半纤维素和木素发生了化学键连接,形成了复合物,在蒸煮不断继续的情况下,随着木素不断地降解和溶出,必然也要损失这部分半纤维素,本发明的制备方法的主要改进点是极大地缩短了蒸煮过程中高温的保温时间,蒸煮结束后得到了高硬度的纸浆,纸浆的浆得率高。
蒸煮时采用的蒸煮设备为球型蒸煮器、立式蒸煮锅、横管式连续蒸煮器和立式连续蒸煮器中的一种:
(1)在球型蒸煮器中蒸煮时:
所述的烧碱-蒽醌法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8-4,之后通入蒸汽进行直接加热,加热升温至120-140℃,保温0-30min;
所述的亚铵法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量14-20%,液比为1:2.8-4;通入蒸汽进行直接加热,加热升温至160-175℃,保温10-40分钟。
所述碳酸钠法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:2.8-8;通入蒸汽进行直接加热,升温至140-155℃后保温10-50分钟,优选10-40分钟。
(2)在立式蒸煮锅中蒸煮时:
所述的烧碱-蒽醌法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的14-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:6-8,之后通入蒸汽进行间接加热,加热升温至120-140℃,保温0-40min;
所述的亚铵法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量14-22%,液比为1:6-8;通入蒸汽进行间接加热,加热升温至160-175℃,保温分钟10-50min,优选10-40分钟。
所述碳酸钠法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:6-8;通入蒸汽进行间接加热,升温至140-155℃后保温10-50分钟,优选10-40分钟。
(3)在横管式连续蒸煮器中蒸煮时:
所述的烧碱-蒽醌法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8-4,之后通入蒸汽进行直接加热,加热升温至120-140℃,蒸煮时间20-40min;
所述的亚铵法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量14-20%,液比为1:2.8-4;通入蒸汽进行直接加热,加热升温至160-175℃,蒸煮时间30-40min。
所述碳酸钠法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:2.8-4;通入蒸汽进行直接加热,升温至140-155℃后保温10-50分钟,优选10-40分钟。
(4)在立式连续蒸煮器中蒸煮时:
所述的烧碱-蒽醌法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的14-16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:6-8,之后通入蒸汽进行间接加热,加热升温至120-140℃,保温0-40min;
所述的亚铵法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量14-22%,液比为1:6-8;通入蒸汽进行间接加热,加热升温至160-175℃,保温10-50分钟,优选10-40分钟。
所述碳酸钠法为:在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15-22%,液比为1:6-8;通入蒸汽进行间接加热,升温至140-155℃后保温10-50分钟,优选10-40分钟。
采用横管式连续蒸煮器还有如下优点:可以提高浆的得率、节约纤维原料,成品浆的强度好,浆料性能稳定而均允,滤水性好、对洗浆有利、可以提高洗浆机的出力,碱蒸煮药液的消耗低,蒸汽消耗低、蒸汽无高峰负荷,即负荷平均,可以减轻锅炉的高锋负荷。在本发明中,优选采用横管式连续蒸煮器进行蒸煮。
烧碱-蒽醌法和亚铵法蒸煮后的粗浆,纤维分散较细,不需要进行疏解,可直接进入黑液提取工段;碳酸钠法蒸煮后得到的粗浆经疏解后进入黑液提取工段。蒸煮后的粗浆经过黑液提取和洗涤后得到浓度为8-12%的洗净浆料,进入氧脱木素反应塔。
氧脱木素主要是为了进一步降低纸浆的硬度,本发明中氧脱木素可采用单段氧脱木素、二段氧脱木素或三段氧脱木素或四段氧脱木素,烧碱-蒽醌法和亚铵法蒸煮后适合采用单段氧脱木素或二段氧脱木素,碳酸钠法蒸煮后适合采用三段氧脱木素。
送入氧脱木素反应塔的浆料的浓度为8-12%,浆料在中浓条件下进行氧脱木素,中浓氧脱木素的主要优点是:投资较少;由于中浓混合和泵送技术的成功,浆料的处理比高浓容易得多;浆料浓度较低,设备的腐蚀少,也没有在氧气中燃烧的危险。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
本发明以黄储玉米秸秆为原料,秸秆中的髓在黄储过程中变为有机酸,叶子通过挤压、筛选后除掉,做到了精备料;通过优化及改进蒸煮方法,极大地缩短了蒸煮时间,蒸煮时间的缩短在最大限度上减少了纸浆中所需要的半纤维素的降解和损失,提高了纸浆的得率,得到了高硬度浆,并且所制备的玉米秸秆纸浆强度参数可与阔叶木浆相媲美,是一种高档纸浆,可制成高档的文化用纸和生活用纸。利用整个玉米秸秆制浆,玉米秸秆利用率高,蒸煮时间的缩短,不仅很大程度上降低了能耗和生产成本,提高了生产效率,同时也减轻了蒸煮药液对蒸煮设备的消耗,提高了蒸煮设备的产出。
本发明提供的玉米秸秆纸浆,其白度为38-65%ISO,文化用纸的颜色多呈奶白色、米白色、谷白色,色泽柔和,对视力有一定的保护作用,以该纸浆制成的双胶纸具有更好更加均衡的理化性能,如:柔软度更好、不透明度高、质感和松厚度好、耐折、印刷适应性和印刷后还原性好。以该纸浆制成的生活用纸质地柔软、吸水性强,生产过程中无AOX和二噁英的产生,健康环保。
具体实施方式
以下用实施例对本发明的技术方案作进一步的说明,将有助于对本发明的技术方案的优点,效果有更进一步的了解,实施例不限定本发明的保护范围,本发明的保护范围由权利要求来决定。
实施例1
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.5%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为65%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储30天,pH为3,含水量为60%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:4,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至120℃,保温30分钟,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为55%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为35%ISO,松厚度为1.75cm3/g,耐折度为0次,裂断长为1.0km,撕裂度指数为4.2mN·m2/g,透气度为100ml/min,灰分为8%。
实施例2
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.6%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储35天,pH为4,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至140℃,得到硬度为高锰酸钾值22的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为57%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为65%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为35次,裂断长为5.1km,撕裂度指数为3.0mN·m2/g,透气度为310ml/min,灰分为2%。
实施例3
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.7%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为66%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储33天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用亚铵法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量14%,液比为1:2.8;通入蒸汽进行加热,加热升温至175℃,保温40分钟,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为53%。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为38%ISO,松厚度为3.0cm3/g,耐折度为50次,裂断长为7.5km,撕裂度指数为2.0mN·m2/g,透气度为180ml/min,灰分为8%。
实施例4
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.9%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用亚铵法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量20%,液比为1:4;通入蒸汽进行加热,加热升温至160℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值26的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为54%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行四段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为60min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;四段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为40%ISO,松厚度为2.2cm3/g,耐折度为35次,裂断长为5.8km,撕裂度指数为4.0mN·m2/g,透气度为450ml/min,灰分为6%。
实施例5
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为66%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储40天,pH为3,含水量为56%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用碳酸钠法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15%,液比为1:2.8;通入蒸汽进行加热,升温至155℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值30的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为68%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的4%,氧气用量为20kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为100℃,反应时间为90min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为50%ISO,松厚度为2.7cm3/g,耐折度为35次,裂断长为4.5km,撕裂度指数为3.0mN·m2/g,透气度为180ml/min,灰分为7%。
实施例6
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储39天,pH为3,含水量为58%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用碳酸钠法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量22%,液比为1:8;通入蒸汽进行加热,升温至140℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值35的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为67%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的4%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为110℃,反应时间为60min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为55%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为8次,裂断长为5.5km,撕裂度指数为3.2mN·m2/g,透气度为258ml/min,灰分为3%。
实施例7
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.6g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储39天,pH为3,含水量为58%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的14%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:6,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至140℃,得到硬度为高锰酸钾值28的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为57%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行三段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为110℃,反应时间为90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为38%ISO,松厚度为3.15cm3/g,耐折度为45次,裂断长为6.5km,撕裂度指数为4.2mN·m2/g,透气度为150ml/min,灰分为7%。
实施例8
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.4g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为61%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为3,含水量为55%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:8,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至120℃,保温40min,得到硬度为高锰酸钾值18的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为53%。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为60%ISO,松厚度为2.8cm3/g,耐折度为3次,裂断长为1.5km,撕裂度指数为2.2mN·m2/g,透气度为251ml/min,灰分为10%。
实施例9
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为60%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储30天,pH为3,含水量为55%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用亚铵法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量14%,液比为1:6;通入蒸汽进行加热,加热升温至175℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值17的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为55%。
之后进行H2O2漂白工艺:H2O2用量为绝干浆量的1.5%、用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的1.5%、螯合剂用量为绝干浆量的0.2%、硫酸镁用量为绝干浆量的0.2%、温度为90℃、反应时间为90min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为52%ISO,松厚度为1.85cm3/g,耐折度为25次,裂断长为4.5km,撕裂度指数为5.2mN·m2/g,透气度为340ml/min,灰分为5%。
实施例10
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为62%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储35天,pH为3,含水量为60%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用亚铵法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量22%,液比为1:8;通入蒸汽进行加热,加热升温至160℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值28的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为11%的洗净浆料,浆得率为53%。
之后进行H2O2漂白工艺:H2O2用量为绝干浆量的5%、用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的1%、螯合剂用量为绝干浆量的0.1%、硫酸镁用量为绝干浆量的0.2%、温度为95℃、反应时间为120min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为60%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为40次,裂断长为5.3km,撕裂度指数为4.1mN·m2/g,透气度为367ml/min,灰分为4%。
实施例11
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为65%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储33天,pH为3,含水量为60%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用碳酸钠法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15%,液比为1:6;通入蒸汽进行加热,升温至155℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值31的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为67%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行三段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为60min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为55%ISO,松厚度为2.14cm3/g,耐折度为37次,裂断长为5.1km,撕裂度指数为3.2mN·m2/g,透气度为414ml/min,灰分为3%。
实施例12
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为63%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储33天,pH为3,含水量为61%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用碳酸钠法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量22%,液比为1:8;通入蒸汽进行加热,升温至140℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值34的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为65%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行四段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为110℃,反应时间为90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min;四段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为47%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为35次,裂断长为4.5km,撕裂度指数为3.0mN·m2/g,透气度为310ml/min,灰分为4%。
实施例13
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为63%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储40天,pH为3,含水量为61%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的10%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:2.8,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至140℃,保温40min,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为54%。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为58%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为35次,裂断长为4.5km,撕裂度指数为3.5mN·m2/g,透气度为410ml/min,灰分为4%。
实施例14
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为3,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:4,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至120℃,保温20min,得到硬度为高锰酸钾值20的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为9%的洗净浆料,浆得率为53%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为70min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为57%ISO,松厚度为1.98cm3/g,耐折度为39次,裂断长为5.1km,撕裂度指数为3.7mN·m2/g,透气度为377ml/min,灰分为5%。
实施例15
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为3,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用亚铵法。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量14%,液比为1:2.8;通入蒸汽进行加热,加热升温至175℃,保温40分钟,得到硬度为高锰酸钾值17的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为53%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为49%ISO,松厚度为2.0cm3/g,耐折度为40次,裂断长为5.1km,撕裂度指数为3.0mN·m2/g,透气度为398ml/min,灰分为3%。
实施例16
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为3,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用亚铵法。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量20%,液比为1:4;通入蒸汽进行加热,加热升温至160℃,保温30分钟,得到硬度为高锰酸钾值24的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为55%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为60%ISO,松厚度为2.17cm3/g,耐折度为39次,裂断长为5.0km,撕裂度指数为3.3mN·m2/g,透气度为290ml/min,灰分为4%。
实施例17
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.5g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为63%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储30天,pH为3,含水量为60%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用碳酸钠法。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15%,液比为1:2.8;通入蒸汽进行加热,升温至155℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值31的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为67%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为40%ISO,松厚度为1.86cm3/g,耐折度为10次,裂断长为5.7km,撕裂度指数为3.9mN·m2/g,透气度为441ml/min,灰分为8%。
实施例18
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入横管连续式蒸煮器中,采用碳酸钠法。往横管连续式蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量22%,液比为1:4;通入蒸汽进行加热,升温至140℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值33的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为68%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为44%ISO,松厚度为1.81cm3/g,耐折度为10次,裂断长为5.7km,撕裂度指数为3.6mN·m2/g,透气度为180ml/min,灰分为5%。
实施例19
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.9%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的14%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:6,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至140℃,保温40min,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为54%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为70min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为40%ISO,松厚度为1.85cm3/g,耐折度为25次,裂断长为5.0km,撕裂度指数为3.7mN·m2/g,透气度为309ml/min,灰分为5%。
实施例20
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的16%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.08%,液比为1:8,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至120℃,得到硬度为高锰酸钾值28的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为54%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为70min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为55%ISO,松厚度为2.18cm3/g,耐折度为39次,裂断长为5.7km,撕裂度指数为4.1mN·m2/g,透气度为445ml/min,灰分为6%。
实施例21
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用亚铵法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量14%,液比为1:6;通入蒸汽进行加热,加热升温至175℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为51%。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为49%ISO,松厚度为2.12cm3/g,耐折度为42次,裂断长为5.9km,撕裂度指数为4.0mN·m2/g,透气度为412ml/min,灰分为3%。
实施例22
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用亚铵法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量22%,液比为1:8;通入蒸汽进行加热,加热升温至160℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值28的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为55%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为70min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为45%ISO,松厚度为2.18cm3/g,耐折度为45次,裂断长为6.1km,撕裂度指数为4.2mN·m2/g,透气度为362ml/min,灰分为5%。
实施例23
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用碳酸钠法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量15%,液比为1:6;通入蒸汽进行加热,升温至155℃,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值30的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为10%的洗净浆料,浆得率为67%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为45%ISO,松厚度为2.18cm3/g,耐折度为45次,裂断长为5.8km,撕裂度指数为4.0mN·m2/g,透气度为417ml/min,灰分为5%。
实施例24
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为68%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储37天,pH为4,含水量为57%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用碳酸钠法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量22%,液比为1:8;通入蒸汽进行加热,升温至140℃,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值35的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为66%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为30kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为45%ISO,松厚度为2.08cm3/g,耐折度为45次,裂断长为5.8km,撕裂度指数为4.2mN·m2/g,透气度为404ml/min,灰分为3%。
实施例25
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量0.2%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为60%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储20天,pH为4,含水量为55%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法蒸煮。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的8%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.1%,液比为1:2.5,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至150℃,保温60分钟,得到硬度为高锰酸钾值32的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为53%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行三段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为110℃,反应时间为90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为35%ISO,松厚度为1.8cm3/g,耐折度为40次,裂断长为2.0km,撕裂度指数为2.0mN·m2/g,透气度为350ml/min,灰分为8%。
实施例26
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的玉米秸秆加入重量为玉米秸秆重量1.5%的玉米面,加水调节玉米秸秆含水量为60%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储40天,pH为3,含水量为55%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用烧碱-蒽醌法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的20%,蒽醌加入量为绝干原料量的0.1%,液比为1:14,通过列管换热器对蒸煮液进行间接加热,加热升温至110℃,保温40min,得到硬度为高锰酸钾值12的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为52%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.5MPa,进行二段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为40%ISO,松厚度为1.85cm3/g,耐折度为5次,裂断长为3.5km,撕裂度指数为2.5mN·m2/g,透气度为95ml/min,灰分为10%。
实施例27
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.2g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储20天,pH为3,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用亚铵法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量10%,液比为1:2.5;通入蒸汽进行加热,加热升温至185℃,保温60分钟,得到硬度为高锰酸钾值12的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为53%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.3MPa,进行单段氧脱木素:氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,H2O2用量为绝干浆量的1.5%,反应温度为90℃,反应时间为60min。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为38%ISO,松厚度为1.5cm3/g,耐折度为13次,裂断长为7.5km,撕裂度指数为5.2mN·m2/g,透气度为108ml/min,灰分为2%。
实施例28
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入1.0g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为70%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储40天,pH为4,含水量为65%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用亚铵法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量25%,液比为1:14;通入蒸汽进行加热,加热升温至150℃,保温5分钟,得到硬度为高锰酸钾值32的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为55%。
将洗净浆料蒸汽加热至100℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行四段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为110℃,反应时间为90min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min;四段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为65%ISO,松厚度为2.2cm3/g,耐折度为50次,裂断长为4.7km,撕裂度指数为2.8mN·m2/g,透气度为523ml/min,灰分为3%。
实施例29
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入0.2g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为65%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储20天,pH为3,含水量为60%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用碳酸钠法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量10%,液比为1:2.5;通入蒸汽进行加热,升温至145℃,保温60分钟,得到硬度为高锰酸钾值25的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为8%的洗净浆料,浆得率为66%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行三段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的3%,氧气用量为20kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为60min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为120℃,反应时间为90min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为55%ISO,松厚度为2.5cm3/g,耐折度为26次,裂断长为5.8km,撕裂度指数为3.9mN·m2/g,透气度为550ml/min,灰分为6%。
实施例30
将玉米秸秆粉碎为2-2.5cm,将粉碎后的每吨玉米秸秆加入1g乳酸菌,加水调节玉米秸秆含水量为65%,混合均匀,将处理完的玉米秸秆置于储窖中,摊平压实并密封,形成厌氧条件,黄储40天,pH为4,含水量为62%。
黄储玉米秸秆原料经备料之后装入立式连续蒸煮器中,采用碳酸钠法。往立式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量30%,液比为1:14;通入蒸汽进行加热,升温至130℃,保温5分钟,得到硬度为高锰酸钾值40的粗浆。对粗浆进行单螺旋挤压、疏解、黑液提取、洗浆,得到浓度为12%的洗净浆料,浆得率为68%。
将洗净浆料蒸汽加热至90℃,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0.4MPa,进行四段氧脱木素:一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为45min;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为90℃,反应时间为60min;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min;四段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的2%,氧气用量为35kg/t浆,反应温度为100℃,反应时间为60min,每段中间不设置洗涤段。
对浆料进行洗涤、筛选和净化,得到的玉米秸秆纸浆的白度为63%ISO,松厚度为2.3cm3/g,耐折度为37次,裂断长为6.9km,撕裂度指数为2.0mN·m2/g,透气度为80ml/min,灰分为5%。