CN105442371A - 一种纸浆节能降耗剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种纸浆节能降耗剂，它由溶解剂、稳定剂，增效剂、生物酶以及盐和水按一定比例混合组成。上述各组分无毒无害，易自然降解；成品制备过程简单，稳定性好，运输贮存及使用方便，可适用于各种纸浆的打浆过程，能显著降低打浆能耗。

Description

一种纸浆节能降耗剂
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，特别是涉及一种用于在造纸过程中降低纸浆打浆能耗的纸浆节能降耗剂及其制备方法。
背景技术
造纸工业行业是一个高耗能、低效率、重污染的传统工业行业。在造纸过程中，首先纸浆需要进行必要的处理，以使得纸浆纤维能够尽可能的发挥其各项特性。在造纸工业中，对纸浆进行的这类型的处理被定义为打浆或磨浆，在抄造过程中的这种根据产品需要对其进行适量的打浆/磨浆处理后，使纤维得以分丝帚化，或者系纤维化，从而可以增加纤维的比表面积，进而在数量庞大的纤维形成纸页过程中能够尽可能多的形成接触点产生氢键结合，从而有效提升成纸产品的相关性能，亦可以有效改善纸张抄造过程中设备的运行性能等等。由于纸浆纤维纤细，针叶木纤维一般小于5毫米，宽度通常小于55微米；而阅叶木纤维的一般长度则小于1.2毫米，宽度则通常不足30微米。如此纤细的物质，在水溶液中要想尽可能多次的受设备直接摩擦到和碾压到的机会较将非常低，而且在造纸工业中，为了保证纸浆悬浮液能够顺利的流送，纸浆的打浆浓度通常都较低，一般不超过5％的绝干浓度，更低的浓度自然更进一步降低了纤维受打磨和碾压的几率。因此通常在实验研究中，要把打浆度为18°SR的针叶木浆料通过打浆机打浆到45°SR，通常需要话费2-3小时，耗费大量工时的同时浪费相当多的电能；即使是较为容易打浆的阔叶木浆料，从18°SR通过打浆机打浆到45°SR，通常需要话费1.5-2小时。既然在造纸系统中需要把纸浆打浆到合适的打浆度通常都需要消耗大量的时间，和需要消耗大量的电能，加之从而使设备磨损严重，这样既会增加设备投入费用，也将降低设备使用寿命；而且设备的直接长期打磨会消耗大量电能，做无用功。那么研究者自然会想到改进打浆，实现节能减排降耗。目前造纸行业为了提高打浆效率，实现节能降耗，较为普遍的办法是尽可能提高浆料的打浆浓度，以提高纤维的单位通过量，从而尽可能保证在相近电能消耗的情况下，更多的纤维得以处理；保护打浆设备少磨损的情况下节约电耗。然而，纸浆在造纸系统中属于流送物体，其浓度的提高有限，到一定浓度后纸浆流体粘度高导致设备运行困难，而且一定浓度后浆料流送会受限甚至不能顺畅的输送；虽然近些年国内外均不同时期的产生了高浓磨浆、高浓打浆设备，但是其实际效果均不明显，或者其实际效果比较有限。因此，通过提高流送浆料浓度的办法来实现节能降耗保护生产设备免受磨损其效果有限；而目前市场上又鲜有针对造纸纸浆打浆节能方面的专门助剂。
随着国家环境保护政策的逐步实施，以及人们环保意识的加强，造纸行业节能减排降耗已在执行；加之性能高效环境友好性强的生物技术的诞生受到了各国专业人士的高度关注，生物技术的优势也逐渐显现，而且生物技术在工业产业中的应用已逐渐普及，采用生物技术对工业进行强化，从而降低工业行业的消耗和投入。为此，开发一种高效且环境友好性强的生物节能降耗剂对于造纸工业的纸浆打浆和打浆过程的设备磨损节约将有显著的经济效益；而电能的节约、设备的节约对于社会资源的节约也有立竿见影的效果，其社会效益明显。
综上所述，寻找一种多功能的能够适应纸浆打浆过程的且环境友好性强的生物型节能降耗的高效助剂势在必行。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷和瓶颈，而提供一种纸浆节能降耗剂及其制备方法。
为实现本发明的目的，提供了一种纸浆节能降耗剂，其特征在于由以下各组分按如下质量比例组成：
溶解剂：1～3％；
稳定剂：1～6％；
增效剂：1～5％；
盐：1～8％；
生物酶：50～90％；
水：5～30％。
为实现本发明的目的，还提供了一种纸浆节能降耗剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按如下质量比例称取一定量的如下各组分：
溶解剂：1～3％；
稳定剂：1～6％；
增效剂：1～5％；
盐：1～8％；
生物酶：50～90％；
水：5～30％；
(2)充分混合以上各组分即得成品。
优选的，各组分的加入顺序依次为：水，盐，溶解剂，稳定剂，增效剂，生物酶。
优选的，在水之后加入的各组分在加入时，要不间断进行搅拌，并且加入的时间间隔在5min以上。
优选的，上述溶解剂包括聚丙二醇、聚乙二醇中的一种或几种。
优选的，上述稳定剂包括山梨醇、丙三醇中的一种或几种。
优选的，上述增效剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。
优选的，上述盐包括氯化物或者硫酸盐中的一种或几种，更优选包括氯化钠、氯化钾和氯化钙、硫酸镁中的一种或者几种。
优选的，上述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶、果胶酶和漆酶中的一种或几种。
上述溶解剂、稳定剂、增效剂、生物酶和盐均为市售的工业原料。
与现有技术相比，本发明的工作原理和有益效果是：
(1)该纸浆节能降耗剂中含有生物酶组份，与相关组份配伍后所得产品的针对性强，具有专一性，效率高。该生物型纸浆节能降耗剂对造纸工业中在纸浆打浆、磨浆过程中进行纤维的前期处理，改性纤维表面性能，配以相应的增效剂，使纸浆得以纤维帚化和细纤维化，从而为进一步的机械处理创造条件。而且由于生物组份的添加使得纸浆节能降耗剂只作用于纸浆纤维的固定部位，而不像化学试剂对纤维进行全方位的腐蚀，对纤维的其他部位不会产生任何影响，其专一性强，也不对其他化学助剂产生任何副作用，使生产成本降低，降低能耗，降低纤维打浆的工时，减少设备的磨损，节约电能，同时对纸张生产不产生任何负面影响。
(2)该纸浆节能降耗剂各组分中不含有任何有毒有害物质，能够自然降解，同时产品中的生物组分流散于自然环境中还有助于自然之物的生长，因此本产品的环境友好性强。
(3)该纸浆节能降耗剂明显缩短纸浆浆料的打浆/磨浆时间，有效改善纸浆纤维成纸性能，显著节约打浆/磨浆和流送过程中的电耗，其经济效益明显；该纸浆节能降耗剂生产容易，实用性强。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
实施例2：
实施例3：
实施例4：
实施例1-4的纸浆节能降耗剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)按质量比例称取各组分；
(2)依次向混合器加入水，氯化钠，溶解剂，稳定剂，增效剂，生物酶；
(3)加入各组分的同时，混合器不间断进行混合，并且各组分依次加入时间间隔在5min以上；
(4)混合器中混合物充分混合后制得纸浆节能降耗剂。
打浆试验：
将本发明的纸浆节能降耗剂应用在不同浆料配比的浆料类型中测试其打浆时的节能效果。
浆料类型：一为针叶木混合浆料、二为针叶木与阔叶木混合浆料、三为竹浆混合浆料。
打浆机类型及打浆条件：国产盘磨机，打浆浓度4.5％，打浆温度40℃。
打浆时间或者打浆度要求：达到45°SR打浆度。
其他需要交代的内容
纸浆节能降耗剂添加量：均为绝干浆用量的0.05％。
试验结果见下表。
表1
由四个实施例和三个不同浆种的试验例可知，采用该纸浆节能降耗剂后，由于纤维在纸浆节能降耗剂预先处理后更有利于磨浆和打浆，节约磨浆或打浆过程中的电耗明显，四个实施例制备的纸浆节能降耗剂的效果均表现良好，该纸浆节能降耗剂效果理想。
经过在数家工厂的应用实验证明，该生物型的纸浆节能降耗剂，节能效果明显，对纤维性能没有任何负面影响，对系统设备有显著的保护作用，同时不对造纸过程中的其它助剂产生干扰。该纸浆节能降耗剂的各种组分属于市场常规化学品或生物产品，均容易购得，其生产投资省，能耗小，生产成本低，污染小，环境友好性强，所有组份易生物降解，无任何环境副作用。
需要指出的是，实施例中的组分用量因纸浆原料而各异，根据不同的纸浆原料和造纸设备及处理条件，该生物型纸浆节能降耗剂的用量不同。而此生物型纸浆节能降耗剂适用于各类纸浆处理，同时针对不同的纸浆原料制成的浆料，该产品的用量可以做适当调整即可。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种纸浆节能降耗剂，其特征在于由以下各组分按如下质量比例组成：
溶解剂：1～3％；
稳定剂：1～6％；
增效剂：1～5％；
盐：1～8％；
生物酶：50～90％；
水：5～30％。
2.根据权利要求1所述的纸浆节能降耗剂，其特征在于所述溶解剂包括聚丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的纸浆节能降耗剂，其特征在于所述稳定剂包括山梨醇和丙三醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的纸浆节能降耗剂，其特征在于所述增效剂包括聚氧乙烯醚和其衍生物，例如烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，中的一种或多种组成。
5.根据权利要求1所述的纸浆节能降耗剂，其特征在于所述盐包括氯化物和硫酸盐中的一种或几种，优选包括氯化钠、氯化钾、氯化钙和硫酸镁中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的纸浆节能降耗剂，其特征在于所述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶和漆酶中的一种或几种。
7.一种纸浆节能降耗剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)按如下质量比例称取一定量的如下各组分：
溶解剂：1～3％；
稳定剂：1～6％；
增效剂：1～5％；
盐：1～8％；
生物酶：50～90％；
水：5～30％；
(2)充分混合以上各组分即得成品。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于各组分的加入顺序依次为：水，盐，溶解剂，稳定剂，增效剂，生物酶。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于在水之后加入的各组分在加入时要不间断进行搅拌，并且加入的时间间隔在5min以上。
10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：
所述溶解剂包括聚丙二醇和聚乙二醇中的一种或几种；
所述稳定剂包括山梨醇和丙三醇中的一种或几种；
所述增效剂包括烷基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种；
所述盐包括氯化物和硫酸盐中的一种或几种，优选包括氯化钠、氯化钾、氯化钙和硫酸镁中的一种或者几种；
所述生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶和漆酶中的一种或几种。
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