CN103669066A - 提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法，所述方法包括以下步骤：将废旧箱板纸和水加入到碎浆机中，同时加入0.01～0.03％废旧箱板纸重量的由脂肪酶、纤维素酶和木聚糖酶组成的复合酶、0.01～0.03％废旧箱板纸重量的浮选捕集剂，碎解时间15～25min，碎解温度为35～65℃，得到浆浓10～18％的纸浆；再将纸浆加入到浮选槽中进行浮选，浆浓0.6～1.5％，通气量为25～35L/h、压力为0.3～1M Pa，浮选时间为10～20min；最后对纸浆进一步稀释至浆浓为0.1～0.2％后用120目铜网进行洗涤。通过上述方式，本发明方法使废旧箱板纸中的胶黏物去除率高达60.1～64％。

Description

提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种运用复合酶和捕集剂提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法。

背景技术

随着经济发展及产业进步，全球包装纸的需求越来越强劲，但是由于资源及环境保护的限制，包装纸采用原木浆作为原料的成本越来越大。因此，全球包装纸的回收比列都在不断加大，废旧箱板纸(OldCorrugated Containers，OCC)的回收比例也越来越高。OCC制造中由于采用大量热熔性的黏合剂，导致回收二次利用过程中，出现严重的胶黏物问题，这些易变形的胶黏物粘附于纸机烘缸和毛毯部位，影响了纸机的正常运转，同时由于这些胶黏物的不断附集，最终的成纸上也会出现不同程度的胶黏物斑点，降低纸张强度，影响印刷性能。因此，通过对废纸浆中胶黏物的化学组成和存在状态的研究，开发有效的控制胶黏物的方法，是解决废纸循环利用过程中胶黏物障碍问题的关键，对于制浆造纸工业的可持续发展具有重要的现实意义。

OCC中的胶黏物主要是热熔性胶黏剂，如乙烯基醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate，EVA)共聚物和蜡及蜡质化合物。热熔性胶黏剂是一种热塑性的固体胶黏剂，通过加热溶化成流体后，涂抹在需要黏贴的材料表面，利用胶层冷却固化实现黏合。关于废纸循环利用过程中胶黏物控制的技术，已经有大量的研究报道，并且部分研究成果已经在实际生产过程的投入运用。目前，最常规的胶黏物控制技术，按照其基本原理可以概括为三个大类：机械物理方法、化学方法和生物方法。

机械(物理)方法主要用于控制大胶黏物和部分尺寸较大的微细胶黏物，是废纸为主要原料的造纸工厂中胶黏物控制的主要方法，已在实际生产中得以广泛的应用。利用机械物理法能够除去废纸浆中大部分的胶黏物，是生产过程中最常用的经济、高效的胶黏物控制方法，但是通过这种方法去除胶黏物的效果取决于整体生产工艺的设计和生产设备的性能，生产工艺设计的优劣和设备性能的好坏决定胶黏物的去除效率。

化学控制法是通过添加一种或几种胶黏物控制剂，使废纸浆或白水循环系统中的胶黏物发生溶解、钝化、分散或保持分散状态，或者使胶黏物吸附或结合在纤维或湿纸页上，并最终被保留在纸页中从而脱离水循环系统。化学控制法的控制目标对象主要是那些利用物理方法难以完全去除的微细胶黏物和次生胶黏物。这些胶黏物具有的共同特点就是微粒尺寸一般在几十个微米以下，甚至存在相当一部分属于胶体范畴的尺寸小于1μm微粒。但化学控制法会使纤维流失严重，纤维处理后强度也有所下降，并且化学试剂使用严重污染环境。

生物酶制剂在制浆造纸工业中的应用已有多年的经验，主要用来控制微生物沉积物加强漂白效果和纸机系统的清洗，但是利用生物酶制剂控制废纸浆及白水循环体系中的胶黏物是近几年刚刚开始的，特定的生物酶制剂可以减小胶黏物的尺寸并有效地控制胶黏物，而且这种作用还会减少胶黏物的粘性，防止胶黏物微粒的絮凝。对胶黏物化学组成的研究表明：绝大多数胶黏物都含有大量能将胶黏物的基本结构组分连接在一起的酯键。生物酶控制法的最大优点是酯键一旦断裂，胶黏物的基本组分就很难在系统中重新聚合，而且生物酶可自然降解，不会污染环境。有望用于处理胶黏物的生物酶有酯酶、脂肪酶、纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、果胶酶、木素改性酶等。例如，Buckman公司开发了一种控制胶黏物的新技术，即用Optimize生物酶制剂控制废纸造纸过程中的胶黏物障碍问题。Optimize生物酶制剂是一种酯酶(能够催化断裂化合物中酯链)，该产品控制胶黏物的基本原理就是使胶黏物的酯键发生断裂，使胶黏物的基本组分失去或降低黏性，并且保持分散状态。实际生产过程中添加这种控制剂可以显著减少废纸浆中胶黏物含量，改善纸机的运行性，减少停机清洗时间。国内学者对生物酶处理胶黏物也进行了一些研究，如：俞雯川研究了脂肪酶、以脂肪酶为主的复合酶Bio-E、以脂肪酶和纤维素酶为主的复合酶Bio-G、多酶分段处理控制新闻纸生产线废纸浆中的胶黏物的效果，发现单独采用脂肪酶处理，经碎浆、直接洗涤工艺后，胶黏物去除率为46％；经碎浆、浮选工艺后，胶黏物去除率为30％；以脂肪酶为主的复合酶Bio-E处理，经碎浆、直接洗涤工艺后，胶黏物去除率为8.47％；以脂肪酶和纤维素酶为主的复合酶Bio-G处理，经碎浆、直接洗涤工艺后，胶黏物去除率为31.57％；木聚糖酶预处理、脂肪酶后处理的分段处理，经碎浆、直接洗涤工艺后，胶黏物去除率为55％；纤维素酶预处理、脂肪酶后处理的分段处理，经碎浆、直接洗涤工艺后，胶黏物去除率为36.3％(愈雯川，废纸制浆过程中胶黏物的生物酶法控制，硕士学位论文，华南理工大学，2011)。但该研究中采用复合酶处理废纸浆并不能取得较佳的胶黏物控制效果。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法，所述方法使废旧箱板纸中的胶黏物去除率高达60.1～64％。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)碎浆：将废旧箱板纸和水加入到碎浆机中，同时加入0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的复合酶、0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的浮选捕集剂，碎解时间15～25min，碎解温度为35～65℃，得到浆浓10～18％的纸浆；其中，所述复合酶按重量计由以下成分组成：脂肪酶25～35％、纤维素酶45～65％、木聚糖酶10～20％；

(2)浮选：将所述纸浆加入到浮选槽中，对所述纸浆进行稀释至浆浓0.6～1.5％，所述浮选槽的通气量为25～35L/h、压力为0.3～1M Pa，浮选时间为10～20min；

(3)洗涤：对所述纸浆进一步稀释至浆浓为0.1～0.2％后用120目铜网进行洗涤；

以上浓度均按绝干纸量计。

优选地，所述脂肪酶的酶活为10000～20000U/ml，纤维素酶的酶活为1000～3000U/ml，木聚糖酶的酶活为500～2000U/ml。

优选地，所述浮选捕集剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚。

更为优选地，所述辛基苯酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯醚的聚合单元数为80～100。

本发明中，用有机溶剂抽提法来测定OCC中胶黏物的含量，具体为：复合酶处理后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。

本发明的有益效果是：区别于现有的复合酶处理废纸浆中的胶黏物控制效果不佳的情况，本发明方法通过在OCC浆中同时加入由脂肪酶、纤维素酶和木聚糖酶组成的复合酶以及浮选捕集剂，经特定的碎浆、浮选、洗涤工艺后，OCC中的胶黏物去除率高达60.1～64％。

附图说明

图1为本发明提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。

请参见图1，本发明提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的工艺流程如下：

(1)碎浆：将废旧箱板纸和水加入到碎浆机中，同时加入0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的复合酶、0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的浮选捕集剂，碎解时间15～25min，碎解温度为35～65℃，得到浆浓10～18％的纸浆；其中，复合酶按重量计由以下成分组成：脂肪酶25～35％、纤维素酶45～65％、木聚糖酶10～20％；浮选捕集剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚；

(2)浮选：将所述纸浆加入到浮选槽中，对所述纸浆进行稀释至浆浓0.6～1.5％，所述浮选槽的通气量为25～35L/h、压力为0.3～1M Pa，浮选时间为10～20min；

(3)洗涤：对所述纸浆进一步稀释至浆浓为0.1～0.2％后用120目铜网进行洗涤。

以上浓度均按绝干纸量计。

实施例1

(1)碎浆：将1000克的100％OCC和水加入到碎浆机中，同时加入0.1克复合酶、0.1克辛基苯酚聚氧乙烯(80)醚，控制碎浆浓度10％，碎浆时间15min，温度35℃；按重量计，复合酶由脂肪酶25％、纤维素酶65％和木聚糖酶10％组成；其中，脂肪酶的酶活为10000U/ml，纤维素酶的酶活为1000U/ml，木聚糖酶的酶活为500U/ml；

(2)浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎解后的浆稀释到浓度0.6％，控制通气量25L/min，压力为0.3M Pa，常温下浮选10min；

(3)洗涤：浮选后的纸浆加水稀释到0.1％的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。

以上浓度均按绝干纸量计。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为1.54％。

实施例2：

(1)碎浆：将1500克的100％OCC和水加入到碎浆机中，同时加入0.3克复合酶、0.3克辛基苯酚聚氧乙烯(90)醚，控制碎浆浓度15％，碎浆时间20min，温度50℃；按重量计，复合酶由脂肪酶35％、纤维素酶45％、木聚糖酶20％组成；其中，脂肪酶的酶活为15000U/ml，纤维素酶的酶活为2000U/ml，木聚糖酶的酶活为1000U/ml；

(2)浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎解后的浆稀释到浓度1％，控制通气量30L/min，压力为0.6M Pa，常温下浮选15min；

(3)洗涤：浮选后的纸浆加水稀释到0.15％的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。

以上浓度均按绝干纸量计。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为1.35％。

实施例3

(1)碎浆：将2000克的100％OCC和水加入到碎浆机中，同时加入0.6克复合酶、0.6克辛基苯酚聚氧乙烯(100)醚，控制碎浆浓度18％，碎浆时间25min，温度65℃；按重量计，复合酶由脂肪酶30％、纤维素酶55％、木聚糖酶15％组成；其中，脂肪酶的酶活为20000U/ml，纤维素酶的酶活为3000U/ml，木聚糖酶的酶活为2000U/ml；

(2)浮选：浮选在浮选槽中进行，将碎解后的浆稀释到浓度1.5％，控制通气量35L/min，压力为1M Pa，常温下浮选20min；

(3)洗涤：浮选后的纸浆加水稀释到0.2％的浓度，通过120目的铜网进行洗涤。

以上浓度均按绝干纸量计。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为1.40％。

比较例1：碎浆步骤不加入复合酶，其他条件与实施例1相同。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为3.86％。

比较例2：碎浆步骤不加入复合酶，其他条件与实施例2相同。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为3.75％。

比较例3：碎浆步骤不加入复合酶，其他条件与实施例3相同。

洗涤后的浆料用400目经四氢呋喃(THF)抽提6h的纱布过滤，过滤后的浆料和纱布一起经真空干燥箱干燥后，用THF在索氏抽提器中抽提6h，胶黏物含量以THF抽出物含量计。经测定，胶黏物含量为3.8％。不加入复合酶与加入复合酶处理OCC浆胶黏物含量的比较见表1。

表1复合酶处理OCC浆胶黏物含量的比较

由表1可知，复合酶处理的OCC浆经碎浆、浮选、洗涤工艺后，OCC浆中的胶黏物去除率高达60.1～64％。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解，根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求及其任何等同物给出。

Claims (4)

1.一种提高废旧箱板纸中胶黏物去除效果的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)碎浆：将废旧箱板纸和水加入到碎浆机中，同时加入0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的复合酶、0.01～0.03％所述废旧箱板纸重量的浮选捕集剂，碎解时间15～25min，碎解温度为35～65℃，得到浆浓10～18％的纸浆；其中，所述复合酶按重量计由以下成分组成：脂肪酶25～35％、纤维素酶45～65％、木聚糖酶10～20％；

(2)浮选：将所述纸浆加入到浮选槽中，对所述纸浆进行稀释至浆浓0.6～1.5％，所述浮选槽的通气量为25～35L/h、压力为0.3～1M Pa，浮选时间为10～20min；

(3)洗涤：对所述纸浆进一步稀释至浆浓为0.1～0.2％后用120目铜网进行洗涤；

以上浓度均按绝干纸量计。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述脂肪酶的酶活为10000～20000U/ml，纤维素酶的酶活为1000～3000U/ml，木聚糖酶的酶活为500～2000U/ml。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述浮选捕集剂为辛基苯酚聚氧乙烯醚。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述辛基苯酚聚氧乙烯醚的聚氧乙烯醚的聚合单元数为80～100。

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