CN105297513A - 以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法 - Google Patents

Abstract

以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法，本发明属于造纸技术领域，该方法主要包括生物酶预处理和制浆抄造两部分，其中，生物酶预处理包括：湿法备料、生物酶预处理、挤压处理；制浆抄造包括：间歇蒸煮、逆流洗涤、氧脱木素、筛选净化洗涤、打浆、抄造。采用特制的生物酶处理仓对玉米原料进行生物酶预处理。将稻草的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。生产工序中无需漂白工序，节约了人力物力和生产成本，无可吸附有机氯产生，更环保，更健康。

Description

以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法

技术领域

本发明属于造纸技术领域，特别是一种以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法。

背景技术

宁夏具有丰富的秸秆原料，从数量上看，非木材纤维（包括麦草、稻草、芦苇、玉米秸秆等）资源相对丰富。目前宁夏川区农作物种植面积已达1202.4万亩，可产生农作物秸秆近130万吨。现今造纸厂的蒸煮过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程，一般的化学法制浆，不但要用到各种化学药品，而且成本高、能耗大。而采用生物酶降解木素，对玉米秸秆进行预处理，方法简单，对环境无污染，将玉米秸秆的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。预处理后的玉米秸秆再加入适量的碱液，利用碱法制的浆料。此技术的应用避免了纤维剧烈损伤，提高了得率，纤维强度得以提高。浆料经黑液预提取后，再进行氧脱木素处理，洗涤筛选后，经过磨浆后，送入纸机进行抄造，最终生产出本色生活用纸。目前只有生产瓦楞原纸使用生物酶技术，目前还没有发现使用生物酶预处理与碱法制浆相结合，并使用氧脱木素工艺进行生产本色生活用纸的工艺。

发明内容

本发明的目的是针对其现有技术存在的空白，提供一种以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色生活用纸的方法。其方法过程区别于现在的玉米秸秆浆造纸方法，本方法主要是对玉米秸秆原料进行生物预处理，预处理后的玉米秸秆再加入远低于普通蒸煮的用碱量，在较为缓和的条件下制的粗浆硬度为K=18-22的高得率浆。本方法制的的浆料得率高于普通碱法玉米秸秆浆的得率，蒸煮后的浆料经挤浆机挤压，挤后浆经过逆流后再进行氧脱木素处理，进一步脱除木素，生产出适合生产本色生活用纸的浆料。氧脱后的浆料再经过净化筛选洗涤，然后磨浆抄造包装成品纸。

本发明的技术方案是这样的：一种以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法，主要包括玉米秸秆生物酶预处理和碱法制浆抄造两部分，其中，生物酶预处理包括湿法备料、生物酶预处理、挤压处理。碱法制浆抄造包括：间歇蒸煮、粗浆逆流洗涤、筛选净化洗涤、磨浆、抄造。

生物酶预处理的工艺参数为：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）

生物酶预处理温度：50℃

玉米秸秆干度：18-20%

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃

挤浆机挤后干度:18-20%。

上述条件下制浆抄造的工艺参数：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa;

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l,

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值），

氧反应塔温度：80-100℃，反应时间：1h

纸机上浆浓度：0.15-0.35%

磨浆叩解度：40±2⁰SR

抄纸定量：

本色抽纸定量：15±0.5g/m²；本色卷纸定量：14.5±0.5g/m²

本色手帕纸定量：三层：14.5±0.5g/m²；两层：18.5±0.5g/m²。

本发明具有如下显著效果：

1、采用特制的生物酶处理仓对玉米原料进行生物酶预处理。将稻草的木素降解成低分子木素，增加了木素的溶出和被抽提的能力，从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用碱量降低，无需进行常规碱回收，可以去掉燃烧段和苛化段。

2、本发明生产的生活用纸为本色生活用纸，粗浆逆流洗涤以后进行氧脱木素，进一步脱除木素，达到制造本色生活用纸浆料的条件。生产工序中无需漂白工序，节约了人力物力和生产成本，无AOX(可吸附有机氯)产生，更环保，更健康。

3、玉米秸秆的使用，变废为宝，解决了玉米秸秆处理的后顾之忧，而且增加了农民的收入，同时还解决了造纸原料不足的问题。本发明的实施将对环境改善、企业发展和农民收入产生积极地影响，具有广阔的市场前景。

4、生物酶预处理的处理液和预提取的黑液可以废物利用生产肥料。额外增加收入，实现了稻草全元素的综合利用。

具体实施方式

本发明技术方案具体实施方式分为生物酶预处理和碱法制浆抄造两部分：

1.生物酶预处理

1.1湿法备料：

收购来的玉米秸秆，输送到切草机切削成15-30mm长的料片，经羊角除尘器除尘后，用皮带运输机输送，经过水洗机、水力洗草机洗后脱水，至下道工序。

1.2生物酶预处理：

湿法备料来的洗涤脱水后的玉米秸秆经皮带运输机输送至生物酶预处理仓，按照预处理工艺对洗涤后的玉米秸秆进行生物酶预处理，生物酶预处理过的稻草进入单螺旋挤浆机进行挤压，挤压后的玉米秸秆干度为18-20%。输送至缓冲仓待蒸煮使用。

1.3主要设备：

辊式切草机：12t/h

水洗机:8m³

水力洗草机：60m³

斜螺旋脱水机；200t/d

生物酶预处理设备：9000m³

单螺旋挤浆机：ZLYA1100。

1.4工艺流程：

玉米秸秆—辊式切草机—除尘器—皮带运输机—水洗机—水力洗草机--—斜螺旋脱水机—皮带运输机—生物酶预处理仓—单螺旋挤浆机—缓冲仓。

1.5生物酶预处理工艺参数：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）

生物酶预处理温度：50℃

玉米秸秆干度：18-20%

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃

挤浆机挤后干度:18-20%。

2．碱法制浆抄造本色生活用纸

2.1间歇蒸煮：

从生物酶预处理车间来的玉米秸秆和蒸煮药液混合后经螺旋预浸机、装锅器后入蒸球进行蒸煮。蒸煮好的粗浆喷放至喷放仓，喷放仓的底部采用螺旋推进器，将玉米秸秆浆推至单螺旋挤浆机，挤浆机将黑液挤出，粗浆用稀黑液稀释后进入地下粗浆贮池。

2.2粗浆洗涤：

地下贮浆池的粗浆用泵送至2m²跳筛粗选，粗选后的浆经过4台串联的平面阀鼓式真空洗浆机组逆流洗涤。洗涤后的玉米秸秆浆进入下道工序。

2.3氧脱木素

洗涤后的玉米秸秆浆料首先进入中浓泵立管，经中浓泵送入中浓混合器，在这里完成化学药品、蒸汽与浆料的混合，混合均匀的浆料进入氧脱木素反应塔，在80~100℃下反应1h后，通过排放阀均匀地喷入喷放锅中。

2.4筛选净化洗涤：

因本色浆不经过漂白，为减少浆中的尘埃，氧脱木素后的浆料进行封闭式筛选后再进行二次净化。将贮浆塔的浆用清水稀释后进入一级三段锥形除砂器，然后再通过圆网浓缩后进入调浓浆池，由浆泵再次输送进入下台洗浆机洗涤后入贮浆池，供打浆抄造之用。

2.5打浆抄造

筛选洗涤后的浆料经磨浆机磨后，输送至新月型3600/1000纸机的抄造池，泵送纸机进行抄造。根据生产品种的不同进行加工包装。

2.6主要设备：

蒸球：ZCQ40m³

单螺旋挤浆机：ZLYA1100

平面阀鼓式真空洗浆机：40m³、60m³

中浓混合器：材质SS316L

氧反应塔：材质SS316L，50m³

氧喷放锅：材质SS316L，150m³

中浓液压盘磨机：ZDPM500

造纸机：1000m/min新月成形卫生纸机

盘纸分切机：亚赛利盘纸分切机1200m/min

软抽机：SOFIA-1900全利软抽生产机组

高速复卷机：YD-PL350C

大回旋分切机：LS-160。

2.7工艺流程：

生物酶预处理后的玉米秸秆—蒸球—喷放仓—单螺旋挤浆机—地下贮浆池—洗前浆池—2m²跳筛—4台串联平面阀鼓式真空洗浆机组—氧脱木素—外流式压力筛—洗浆机—二次净化系统—调浓浆池—洗浆机洗涤—贮浆池—磨浆机—纸机抄造—成品加工包装。

2.8工艺参数：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa;

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l,

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值），

氧反应塔温度：80-100℃，反应时间：50min

纸机上浆浓度：0.15-0.35%

磨浆叩解度：40±2⁰SR

抄纸定量：

本色抽纸定量：15±0.5g/m²；本色卷纸定量：14.5±0.5g/m²

本色手帕纸定量：三层：14.5±0.5g/m²；两层：18.5±0.5g/m²。

本发明以宁夏和周边的玉米秸秆为原料，采用新技术—生物酶预处理+烧碱法制浆抄造生活用纸，经过了多次的生产试验，经过不断的摸索改进，现在已能生产出符合轻工行业标准的本色高档生活用纸。

Claims (3)

1.以生物酶预处理+碱法玉米秸秆制浆生产本色纸的方法，主要包括生物酶预处理和制浆抄造两部分，其中，生物酶预处理包括：湿法备料、生物酶预处理、挤压处理；制浆抄造包括：间歇蒸煮、逆流洗涤、氧脱木素、筛选净化洗涤、打浆、抄造；其特征在于先对玉米秸秆原料进行生物酶预处理，预处理后的玉米秸秆再加入远低于普通蒸煮的用碱量，制的粗浆硬度为K=18-22的高得率浆，本法制得的浆料得率高于普通碱法玉米秸秆浆的得率，高得率浆经挤浆机挤压后，再经过粗浆逆流预洗涤，之后再经过氧脱木素处理，进一步脱除木素，制得适合生产本色生活用纸的浆料，氧脱后的浆料再经过净化筛选洗涤，洗涤后的本色浆料经过磨浆，纸机进行抄造，包装成品纸；

生物酶预处理的工艺参数为：

生物酶用量：3.5%（以玉米秸秆绝干量为基准）

生物酶预处理温度：50℃

稻草干度：18-20%

生物酶预处理时间：55h(玉米秸秆与生物酶进行反应温度达到55℃开始计时)，条件：8≤PH≤10；T=55-57℃

挤浆机挤后干度:18-20%。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述工艺条件下进行制浆抄造的工艺参数为：

装锅量：6500±100公斤/球（绝干量计）；

蒸煮用碱量：9.5%；

蒸煮压力：0.65MPa;

液比：1:3.5-4.0；

入球药液浓度：65±2g/l,

药液温度：≥80℃；

蒸煮时间：3.5小时

粗浆硬度：k=18-22（高锰酸钾值），

氧反应塔温度：80-100℃，反应时间：1h

纸机上浆浓度：0.15-0.35%

磨浆叩解度：40±2⁰SR

抄纸定量：

本色抽纸定量：15±0.5g/m²；本色卷纸定量：14.5±0.5g/m²

本色手帕纸定量：三层：14.5±0.5g/m²；两层：18.5±0.5g/m²。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于本发明方法使用的是以玉米秸秆为原料，通过生物酶预处理技术与碱法制浆相结合的生产制浆方法，并且在粗浆洗涤后使用氧脱木素进一步的脱除木素，之后进行筛选净化洗涤后，供抄纸抄造本色生活用纸，期间不经过漂白工序，洗涤后的本色玉米秸秆浆料经磨浆、抄造成纸。