CN108221470A - 一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法；其以阔叶木板皮为原料，以乙醇预处理阔叶木板皮，经过两段磨浆，洗涤筛选之后得到高性能的半化学浆；本工艺的主要特点为以阔叶木板皮为原料，原料丰富，成本较低；以乙醇为主要溶剂处理阔叶木板皮，减少用碱量，节省处理制浆黑液的费用。

Description

一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法。
背景技术
由于我国的木材纤维资源严重匮乏，使得木材制浆造纸发展缓慢，严重制约了我国造纸工业的发展。另外由于木浆的不足，导致了我国纸、纸板和纸制品的质量低，结构性矛盾突出。低档纸供过于求，高档纸供需缺口较大，一些高档文化用纸、高档包装用纸和纸制品不得不大量依靠进口．每年必需从国外大量进口的商品木浆。绝大部分的木材加工，会产生大量的板皮，成为加工剩余物，很多企业往往忽视对加工剩余物利用，使得木材的综合利用率通常只用60%左右，相对于发达国家的80%差距很大，造成了资源的浪费。
因此，针对当前木材纤维资源严重匮乏的情况，如何高效利用木材资源受到广泛关注。
纸浆行业的也的另一个亟需解决的问题，是如何实现纸浆的清洁化生产。传统的碱性蒸煮预处理的制浆工艺，给环境带来较大的污染，因为在碱性蒸煮时，以水为溶剂，碱性助剂的添加量一般在待蒸煮木材料的7%以上，通常不会超过10%，但是在采用单一碱性蒸煮制浆工艺中，碱性助剂的添加量会达到20%，这样大量的碱性助剂的应用，会大大增大废液的处理难度，给环境带来污染。
如美国专利（US6719878 B1)介绍了一种碱性蒸煮从纤维素材料生产化学纸浆的方法，通过降低蒸煮结束时的温度来避免了纤维素材料的机械损伤。该方法的缺陷在于：采用碱液蒸煮，会产生黑液，增加废水的处理难度，不利于清洁化生产。
针对碱性蒸煮工艺的缺陷，申请号为03134346.5的中国发明专利申请，提供了一种酸催化的乙醇法制浆工艺，其将经过备料处理的纤维原料装入蒸煮锅内，再向锅内加入蒸煮液，升温至175-200℃，保温30-120min；该蒸煮液由乙醇和乙酸形成。该项技术避免了碱性蒸煮对环境的污染，但是该项技术由于采用酸蒸煮，温度高、时间长，会对原料的纤维结构造成较大破坏，得到的化学浆的强度不够高，物理性能较差，使用范围有限。
公开号CN106381741 (A)的中国专利介绍了以竹子为原料，以常压预汽蒸处理后的竹片进行生物酶处理，制备化学机械浆。该方法以生物酶进行预处理，然而酶的价格比较昂贵，对反应条件要求比较严格。
现有技术中亟待开发一种能够充分利用木材资源，且降低环境污染、节约制浆成本、保证制浆性能的制浆工艺。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其充分利用了木材资源，减少了用碱量，节省了处理制浆黑液的费用，具有环境污染小和制浆成本低的特点，且得到的半化学浆性能较高。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，包括如下步骤：
(1)预处理步骤：以阔叶木板皮为原料，加入乙醇水溶液和水解助剂，构成蒸煮液；蒸煮液升温至140~180℃，保温60~180分钟；所述水解助剂的重量占阔叶木板皮重量的1~5%，所述水解助剂由NaOH和H2O2组成，水解助剂中NaOH和H2O2的质量比为（1-2）:1；预处理步骤中乙醇水溶液中乙醇所占的体积分数为40%-80%；
(2)磨浆步骤：经过预处理步骤的阔叶木板片未经洗涤直接进行磨浆；
(3)打浆步骤：磨浆后的浆料经洗涤后进行打浆，制得半化学浆。
优化的，所述乙醇水溶液的重量为阔叶木板皮重量的4-10倍。
优化的，磨浆步骤中采用高浓磨浆机，进行两段磨浆操作，第一段磨浆间隙大于第二段磨浆间隙。
优化的，第一段磨浆间隙为0.25-0.35mm，第二段磨浆间隙为0.1-0.2mm。
优化的，磨浆步骤中磨浆浓度为20~30%，打浆步骤中打浆至打浆度为20~40oSR。
木板皮是指：木材加工行业中，整根、整段或大块木材在使用过以后，剩余的木材边角料、剩余物。
本发明中乙醇水溶液的重量为阔叶木板皮重量的4-10倍，由于蒸煮液中主要液体为乙醇水溶液，主要固体为阔叶木板皮，因此蒸煮液中固体和液体的质量比即为1:（4-10），以下将该比例简称为液比。
预处理步骤的目的在于打破木板皮原有的整体性、坚固结构，为后续的磨浆、打浆步骤做准备，本发明提供的方法，采用乙醇水溶液为溶剂，在碱性水解助剂的环境下，蒸煮完成预处理。与现有技术相比，既有明显的先进性：与以醇为溶剂，酸性环境预处理相比，本发明不需要在超过180℃的温度下蒸煮，既能够达到预处理的目的，既能够破坏木板皮原有的总体结构，又保护了其更深一层的纤维结构；与以水为溶剂，碱性环境预处理相比，降低了碱性助剂的用量；与生物酶预处理相比，降低了预处理工艺和整体制浆工艺的成本。
本发明的有益效果在于：
1、本发明采用使用过的木材边角料阔叶木板皮为原料，原料丰富，成本较低，能够充分利用木材资源；以乙醇为溶剂，以NaOH和H2O2为水解助剂预处理阔叶木板皮，减少了用碱量，节省了处理制浆黑液的费用，降低了对环境的污染；本发明采用乙醇预处理工艺投资小，制浆成本低；同时本发明得到的阔叶木板皮半化学浆强度性能好。
2、预处理步骤回收的乙醇中没有硅干扰，具有环境友好性。
3、本发明提供的方法通过两段磨浆、打浆之后，半化学浆得率高，实现了木材原料的有效利用。
4、本发明提供的方法采用科学的参数，如通过控制磨浆的间隙、磨浆浓度、打浆度制得的半化学浆性能得到明显的提高，其本色浆强度好，易漂白而浆的质量不受影响，可漂性能好，经三段漂白得到高白度浆。再比如本发明采用科学的蒸煮温度，温度太低不能达到预处理的效果，温度太高木板皮会出现焦化现象。
5、本发明提供的方法预处理所用的乙醇水溶液，表面张力小，渗透能力强，对物料的规格和质量要求不严，可以适用于阔叶木板皮。
6、本发明的制浆过程清洁环保，所用试剂清洁无污染。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细描述。
实施例1
本实施例提供的以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，包括如下步骤：
(1)预处理步骤：以阔叶木板皮为原料，加入乙醇水溶液和水解助剂，构成蒸煮液；蒸煮液升温至160℃，保温120分钟；所述水解助剂的重量占阔叶木板皮重量的3%，所述水解助剂由NaOH和H2O2组成，水解助剂中NaOH和H2O2的质量比为1.2:1；预处理步骤中乙醇水溶液中乙醇所占的体积分数为40%；所述乙醇水溶液的重量为阔叶木板皮重量的6倍;
(2)磨浆步骤：经过预处理步骤的阔叶木板片未经洗涤直接进行磨浆；磨浆步骤中采用高浓磨浆机，进行两段磨浆操作，第一段磨浆间隙大于第二段磨浆间隙。第一段磨浆间隙为0.3mm，第二段磨浆间隙为0.15mm。磨浆步骤中磨浆浓度为25%.
(3)打浆步骤：磨浆后的浆料经洗涤后进行打浆，打浆至打浆度为27oSR,制得半化学浆。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于水解助剂重量占阔叶木板皮重量的3%，水解助剂由NaOH和H2O2按质量比1.2:1的比例组成，液比为1:8,乙醇水溶液中乙醇所占体积浓度为60%，蒸煮温度为160℃，保温120分钟。打浆步骤中打浆至打浆度为28oSR。
实施例3
本实施例与实施例1的区别在于预处理步骤中：水解助剂重量占阔叶木板皮重量的5%，助剂由NaOH和H2O2按重量比为1.2:1的比例组成，液比为1:6,乙醇水溶液中乙醇所占体积浓度为40%，蒸煮最高温度为160℃，保温180分钟。
磨浆步骤中，磨浆浓度为25%，打浆步骤中打浆至打浆度为30oSR。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于水解助剂重量占阔叶木板皮重量的10%，水解助剂由NaOH和H2O2按质量比1.2:1的比例组成，液比为1:8,乙醇所占体积为0%，蒸煮最高温度为160℃，保温120分钟。磨浆步骤中磨浆浓度为25%，打浆步骤中，打浆度为28oSR。
本对比例乙醇所占体积为0%，即蒸煮液中仅以水为溶剂，不添加乙醇。
对比例2
本对比例与实施例1的区别在于水解助剂重量占阔叶木板皮重量的0.5%。
对比上述实施例和对比例制备半化学浆的方法中的参数，具体见表1。
表1 制备方法对比表
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
水解助剂比例 3% 3% 5% 10% 0.5%
液比 1:6 1:8 1:6 1:6 1:6
乙醇浓度 40% 60% 40% 0 40%
蒸煮温度 160℃ 160℃ 160℃ 160℃ 160℃
蒸煮时间 120min 120min 180min 120min 120min
磨浆浓度 25% 25% 25% 25% 25%
打浆度 27oSR 28oSR 30oSR 28oSR 27oSR
注：水解助剂比例指水解助剂重量与原料阔叶木板皮重量比；液比指蒸煮液中固体和液体的质量比即为；乙醇浓度指乙醇水溶液中乙醇所占的体积分数。
采用相同的检测标准方法检测上述实施例和对比例得到的半化学浆的物理性能，结果见表2。
表2 物理性能对比表
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
裂断长 3.6Km 4Km 4.2Km 2.7Km 2.8Km
撕裂指数 2.4 2.5 2.8 1.8 2.0
耐破指数 2.6 2.9 3.2 2.0 2.1
环压指数 8.2 8.6 8.9 6.8 7.2
卡伯值 86 84 78 125 116
纸浆得率 62.5% 62.5% 65% 63% 63%
注：撕裂指数的单位为mN.m2.g-1，耐破指数的单位为KPa.m2.g-1；环压指数的单位为N.m/g。
通过上述对比可知，阔叶木板皮经上述处理后，裂断长、撕裂指数、耐破指数、环压指数越高说明纸浆的性能越好，本发明提供的实施例的强度指标高于对比例，物理性能优于对比例，完全符合箱板纸的需求。

Claims (5)

1.一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)预处理步骤：以阔叶木板皮为原料，加入乙醇水溶液和水解助剂，构成蒸煮液；蒸煮液升温至140~180℃，保温60~180分钟；所述水解助剂的重量占阔叶木板皮重量的1~5%，所述水解助剂由NaOH和H2O2组成，水解助剂中NaOH和H2O2的质量比为（1-2）:1；预处理步骤中乙醇水溶液中乙醇所占的体积分数为40%-80%；
(2)磨浆步骤：经过预处理步骤的阔叶木板片未经洗涤直接进行磨浆；
(3)打浆步骤：磨浆后的浆料经洗涤后进行打浆，制得半化学浆。
2.根据权利要求1所述的一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其特征在于：所述乙醇水溶液的重量为阔叶木板皮重量的4-10倍。
3.根据权利要求1所述的一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其特征在于：磨浆步骤中采用高浓磨浆机，进行两段磨浆操作，第一段磨浆间隙大于第二段磨浆间隙。
4.根据权利要求3所述的一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其特征在于：第一段磨浆间隙为0.25-0.35mm，第二段磨浆间隙为0.1-0.2mm。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种以阔叶木板皮为原料制备半化学浆的方法，其特征在于：磨浆步骤中磨浆浓度为20~30%，打浆步骤中打浆至打浆度为20~40oSR。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112458778A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 山东太阳纸业股份有限公司 一种以木屑为原料工业化制备半化学浆的工艺

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102912667A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 山东轻工业学院 一种利用杨木板皮生产溶解浆的方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102912667A (zh) * 2012-10-17 2013-02-06 山东轻工业学院 一种利用杨木板皮生产溶解浆的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张美云，徐永健著: "《非木材纤维乙醇法制浆原料与技术》", 30 April 2012, 中国轻工业出版社 *
邓拥军等: "不同质量杨木板皮化学机械法制浆性能研究", 《《华东六省一市造纸学会第二十一届学术年会》暨《江苏省造纸学会第九届学术年会》论文集》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112458778A (zh) * 2020-11-23 2021-03-09 山东太阳纸业股份有限公司 一种以木屑为原料工业化制备半化学浆的工艺
CN112458778B (zh) * 2020-11-23 2022-04-26 山东太阳纸业股份有限公司 一种以木屑为原料工业化制备半化学浆的工艺

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