CN108301246B - 在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,选用大直径的磨浆面带有钝齿的帚化磨盘作为上磨盘和下磨盘,在磨浆过程中使待磨浆料在磨浆区流过的角度小于360度,在磨浆过程中通过超声作用使磨浆区中的待磨浆料中的液体分子空化核,本发明在磨浆过程中能够快速帚化纤维,快速分离纤维表面的粘附物,同时减少纤维磨损及断裂,使浆料中存在更多数量及比例的长纤维,且损伤更少,得到造纸浆料的质量更好,提高造纸浆料网部抄造工艺中的利用率,降低网部抄造过程中渗漏率和回流率,降低生产成本,且能够得到品质更好的瓦楞芯纸和牛皮纸。

Description

在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法
技术领域
本发明涉及使用回收废纸的造纸磨浆工艺技术领域,尤其是涉及在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法。
背景技术
瓦楞纸包箱是使用瓦楞芯纸和牛皮纸制作而成,目前,在环保和降低生产成本的双重驱动下,用于制造瓦楞纸包箱和瓦楞芯纸和牛皮纸都是使用回收的废纸生产而成。回收的废纸需要经过碎浆处理、多次粗筛选、磨浆处理、多次精筛处理和多次压滤除渣处理等工艺步骤,废纸中的纤维出现断裂和损伤,特别是在磨浆过程中,研磨时间长,磨盘磨损严重,需要经常维护和更换磨盘,而且浆料中的长纤维和短纤维的断裂率极高,对长纤维和短纤维的损伤也非常严重。
另外,在后续的精筛处理和压滤除渣处理中,都会去除浆料中大量的长度不达标的纤维,在造纸工艺的网部抄造步骤中,因浆料中的纤维长度小于网格的也会从网格渗漏下去,网部回流量偏大,因此,浆料中的纤维的利用率是比较低的,对于浆料中去除的残渣以及网部回流的浆料还要进行环保处理,生产效益不高,生产成本也偏高。另外,浆料中的纤维的质量同时直接影响生产得到的瓦楞芯纸和牛皮纸的品质,如何降低制浆工艺中的纤维断裂率和减少纤维损伤,特别是磨浆工艺,是提高瓦楞芯纸和牛皮纸品质的重要方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,降低制浆工艺中的纤维断裂率和减少纤维损伤,提高成品瓦楞芯纸和牛皮纸的品质。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,将待磨浆料泵送至磨浆机内进行磨浆处理,包括以下步骤:
通过旋转安装在磨浆机内的下磨盘旋转磨浆,通过固定在磨浆机内的上磨盘配合下磨盘磨浆,上磨盘和下磨盘的相对面设定为磨浆面,在上磨盘和下磨盘的上下两个磨浆面之间形成一磨浆区,选用直径为1.0~1.8米的上磨盘,选用直径为1.0~1.8米的下磨盘,且上磨盘和/或下磨盘选用磨浆面带有钝齿的帚化磨盘;
通过开设在上磨盘中部的贯穿上磨盘的进浆口泵送浆料,通过进浆口待磨浆料送入到磨浆区;
沿下磨盘旋转方向,通过设置在上磨盘和下磨盘之间的、位于进浆口后侧的挡浆板阻断磨浆区,并在挡浆板的外缘形成出浆口,使磨浆区中流到挡浆板处的浆料从挡浆板处沿径向方向向外侧流出,得到造纸浆料;
至少在上磨盘的钝齿的中部间隔安装若干超声发生器,在磨浆过程中,超声发生器通过钝齿及磨浆面将超声波传导到磨浆区的待磨浆料中,在磨浆过程中通过超声作用使磨浆区中的待磨浆料中的液体分子空化核,使待磨浆料中结成块状或团装的纤维块或纤维束迅速分解,同时分离纤维表面的粘附物,并使待磨浆料中的长纤维和短纤维迅速帚化,以实现减少纤维磨损及断裂;
其中,各超声发生器发生的超声的频率控制在0.01-0.3兆赫兹,功率密度为0.30~0.50w/cm2
优选的,在磨浆过程中,使所述超声发生器发生的超声产生规律变化,且具有至少2种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在 0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒。
优选的,在磨浆过程中,使所述超声发生器发生的超声产生规律变化,且具有至少3种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在 0.32~0.39w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒;
第三种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度在0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第三种超声状态的持续时间为5~10秒。
优选的,将所述下磨盘旋转安装在所述磨浆机的磨浆室中,并将下磨盘的圆周面除出浆口外的区域与磨浆室内壁之间密封,并所述上磨盘固定在磨浆室中,且使上磨盘的下表面压贴于下磨盘的上表面;使上磨盘的底面的中心部与下磨盘顶面的中心部密封配合,使上磨盘和下磨盘之间的磨浆区形成一圆环形状的磨浆区,并通过所述挡浆板在进浆口后侧位置阻断磨浆区,使待磨浆料在磨浆区流过的角度小于360度。
优选的,所述下磨盘的中心部成型有一凸出的轴体,所述上磨盘的底面开设有凹穴,轴体的上部播入在凹穴中;所述挡浆板的上部嵌设于所述上磨盘的底面的槽体中,挡浆板的顶面与上磨盘的底面密封配合,挡浆板的底面与所述下磨盘的顶面密封配合,挡浆板的内端部与轴体密封配合,挡浆板具有一导浆部,导浆部凸出在下磨盘的外缘。
优选的,所述上磨盘的所述磨浆面成型有径向延伸的凹槽和若干径向延伸的所述钝齿,钝齿的宽度控制在10~30cm,钝齿为弧形形状或直线形状,所述凹槽的宽度选择5~10cm,凹槽为弧形形状或直线形状。
优选的,所述上磨盘开设有若干穿透钝齿的圆孔,所述超声发生器安装并密封在金属柱中,将金属柱固定在磨盘的圆孔中,且金属柱的内端面低于钝齿的表面。
本发明和现有技术相比所具有的优点是:本发明在磨浆过程中能够快速帚化纤维,快速分离纤维表面的粘附物,同时减少纤维磨损及断裂,使浆料中存在更多数量及比例的长纤维,且损伤更少,得到造纸浆料的质量更好,提高造纸浆料网部抄造工艺中的利用率,降低网部抄造过程中渗漏率和回流率,降低生产成本,且能够得到品质更好的瓦楞芯纸和牛皮纸。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的上磨盘与下磨盘磨浆配合时的结构示意图。
图2是本发明的上磨盘与下磨盘的结构示意图。
图中:1、上磨盘2、下磨盘3、钝齿4、进浆口5、挡浆板6、出浆口7、超声发生器8、轴体9、导浆部10、凹穴11、凹槽。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例,并不因此而限定本发明的保护范围。
在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,将待磨浆料泵送至磨浆机内进行磨浆处理,包括以下步骤:
通过旋转安装在磨浆机内的下磨盘2旋转磨浆,通过固定在磨浆机内的上磨盘1配合下磨盘2磨浆,上磨盘1和下磨盘2的相对面设定为磨浆面,在上磨盘1和下磨盘2的上下两个磨浆面之间形成一磨浆区,选用直径为 1.0~1.8米的上磨盘1,选用直径为1.0~1.8米的下磨盘2,且上磨盘1和/或下磨盘2选用磨浆面带有钝齿3的帚化磨盘;选用大直径的上磨盘1和下磨盘2,且选配带有钝齿3的帚化磨盘,能够提升磨浆效率,配合超声波磨浆,以实现快速磨浆。
具体的,通过开设在上磨盘1中部的贯穿上磨盘1的进浆口4泵送浆料,通过进浆口4待磨浆料送入到磨浆区;沿下磨盘2旋转方向,通过设置在上磨盘1和下磨盘2之间的、位于进浆口4后侧的挡浆板5阻断磨浆区,并在挡浆板5的外缘形成出浆口6,使磨浆区中流到挡浆板5处的浆料从挡浆板5 处沿径向方向向外侧流出,得到造纸浆料;
具体的,图1和2所示,下磨盘2的中心部成型有一凸出的轴体8,轴体 8作为旋转中心,起定位作用,同时起隔离作用,上磨盘1的底面开设有凹穴 10,轴体9的上部插入在凹穴10中。挡浆板5的上部嵌设于上磨盘1的底面的槽体中,挡浆板5的顶面与上磨盘1的底面密封配合,挡浆板5的底面与下磨盘2的顶面密封配合,挡浆板5的内端部与轴体8密封配合,即挡浆板5 密封上磨盘1和下磨盘2之间的的间隙。且挡浆板5具有一导浆部9,导浆部 9凸出在下磨盘2的外缘,导浆部9的上部向上延伸至上磨盘1的中部。上磨盘1的磨浆面成型有径向延伸的凹槽11和若干径向延伸的钝齿3,钝齿3的宽度控制在10~30cm,钝齿3为弧形形状或直线形状,凹槽11的宽度选择 5~10cm,凹槽11为弧形形状或直线形状。较佳的,凹槽11为弧形形状或直线形状,凹槽11和钝齿3交叉重叠,提升磨浆效果。
将下磨盘2旋转安装在磨浆机的磨浆室中,并将下磨盘2的圆周面除出浆口6外的区域与磨浆室内壁之间密封,并上磨盘1固定在磨浆室中,且使上磨盘1的下表面压贴于下磨盘2的上表面;使上磨盘1的底面的中心部与下磨盘2顶面的中心部密封配合,使上磨盘1和下磨盘2之间的磨浆区形成一圆环形状的磨浆区,并通过挡浆板5在进浆口4后侧位置阻断磨浆区,使待磨浆料在磨浆区流过的角度小于360度,即控制待磨浆料在磨浆区走过的路程小于一圈,以减少重复研磨,同时避免过度研磨,以实现减少纤维磨损及断裂。
在磨浆过程中,超声发生器7通过钝齿3及磨浆面将超声波传导到磨浆区的待磨浆料中,在磨浆过程中通过超声作用使磨浆区中的待磨浆料中的液体分子空化核,使待磨浆料中结成块状或团装的纤维块或纤维束迅速分解,同时分离纤维表面的粘附物,并使待磨浆料中的长纤维和短纤维迅速帚化,以实现减少纤维磨损及断裂;其中,各超声发生器7发生的超声的频率控制在0.01-0.3兆赫兹,功率密度为0.30~0.50w/cm2
在上磨盘1的钝齿3的中部间隔安装若干超声发生器7,具体的,上磨盘 1开设有若干穿透钝齿3的圆孔,超声发生器7安装并密封在金属柱中,将金属柱固定在磨盘的圆孔中,且金属柱的内端面低于钝齿3的表面。在钝齿3 与另一个磨盘的磨浆面之间的间隙形成连续分布的超声密集覆盖区,此种方法可以减少超声空化所需的功率,同时提高空化效率,提高纤维分散速度和纤维帚化速度,减少纤维磨损率及断裂率。
本发明在每条钝齿3的中部间隔安装若干超声发生器7,超声发生器7通过钝齿3及磨浆面将超声波传导到磨浆区的待磨浆料中,在磨浆过程中通过超声作用使磨浆区中的待磨浆料中的液体分子空化核,使待磨浆料中的纤维迅速帚化。超声波振动在待磨浆料的液体中传播时,当音波压强达到一个大气压时,超声波的音波压强峰值就可达到真空或负压,但实际上无负压存在,因此在待磨浆料的液体中产生一个很大的压力,将待磨浆料的液体分子拉裂成空洞,即空化核。此空洞非常接近真空,它在超声波压强反向达到最大时破裂,由于破裂而产生的强烈冲击将物体表面的污物撞击下来,同时也使纤维表面的杂质迅速脱落分离,减少研磨时间,降低磨盘的研磨压力。
磨浆过程中的另一个重要作用是使纤维分散,待磨浆料中的各种纤维结成大小不一的块状或束状,现有技术在磨浆过程中使大部分纤维断裂,长纤维断裂成短纤维,短纤维断裂成更短的纤维。而在发明的磨浆过程中,在磨盘研磨作用下的待磨浆料中的各种纤维在超声作用下,能够使待磨浆料中的各种纤维彼此脱离,使各种纤维彼此不粘连,且经过本发明的方法磨浆,待磨浆料中大部分纤维均不会断裂,在磨浆过程中90%以上的长纤维和95%以上短纤维均不会折断或断裂,均保持原有的纤维长度,只有极少数纤维出现断裂,磨浆过程纤维断裂率或磨损率均小于5%。
磨浆过程中的另一个重要作用是使纤维帚化,在磨盘及其钝齿3的研磨作用下,待磨浆料中的各种纤维在经过数次空化之后即完成纤维帚化,且本发明采用直径为1.0~1.8米的大直径磨盘,待磨浆料在磨盘研盘不到一圈之后即完成磨浆加工,不需多次研磨,减少磨盘的磨损,磨浆效率为现有技术的5 倍。
在优选的实施方式中,在磨浆过程中,使超声发生器7发生的超声产生规律变化,且具有至少2种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在 0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒。
在另一优选的实施方式中,在磨浆过程中,使超声发生器7发生的超声产生规律变化,且具有至少3种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在 0.32~0.39w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒;
第三种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度在0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第三种超声状态的持续时间为5~10秒。
使用具有变化状态的超声,且将超声控制在上述频率和功率,可以进一步减少超声空化所需的功率,即更加节能,同时与无变化的超声处理对比,具有变化状态的超声能够更进一步提高空化效率,进一步提高纤维分散速度和纤维帚化速度,进一步减少纤维磨损率及断裂率。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,将待磨浆料泵送至磨浆机内进行磨浆处理,其特征在于,包括以下步骤:
通过旋转安装在磨浆机内的下磨盘旋转磨浆,通过固定在磨浆机内的上磨盘配合下磨盘磨浆,上磨盘和下磨盘的相对面设定为磨浆面,在上磨盘和下磨盘的上下两个磨浆面之间形成一磨浆区,选用直径为1.0~1.8米的上磨盘,选用直径为1.0~1.8米的下磨盘,且上磨盘和/或下磨盘选用磨浆面带有钝齿的帚化磨盘;
通过开设在上磨盘中部的贯穿上磨盘的进浆口泵送浆料,通过进浆口待磨浆料送入到磨浆区;
沿下磨盘旋转方向,通过设置在上磨盘和下磨盘之间的、位于进浆口后侧的挡浆板阻断磨浆区,并在挡浆板的外缘形成出浆口,使磨浆区中流到挡浆板处的浆料从挡浆板处沿径向方向向外侧流出,得到造纸浆料;
至少在上磨盘的钝齿的中部间隔安装若干超声发生器,在磨浆过程中,超声发生器通过钝齿及磨浆面将超声波传导到磨浆区的待磨浆料中,在磨浆过程中通过超声作用使磨浆区中的待磨浆料中的液体分子空化核,使待磨浆料中结成块状或团装的纤维块或纤维束迅速分解,同时分离纤维表面的粘附物,并使待磨浆料中的长纤维和短纤维迅速帚化,以实现减少纤维磨损及断裂;
其中,各超声发生器发生的超声的频率控制在0.01-0.3兆赫兹,功率密度为0.30~0.50w/cm2
2.根据权利要求1所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:在磨浆过程中,使所述超声发生器发生的超声产生规律变化,且具有至少2种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒。
3.根据权利要求1所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:在磨浆过程中,使所述超声发生器发生的超声产生规律变化,且具有至少3种轮流替换的超声状态,
第一种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度恒定保持为0.35w/cm2,第一种超声状态的持续时间为10~15秒;
第二种超声状态为超声频率恒定保持0.3兆赫兹,功率密度在0.32~0.39w/cm2之间波动变化,第二种超声状态的持续时间为5~10秒;
第三种超声状态为超声频率在0.01-0.3兆赫兹之间波动变化,功率密度在0.30~0.50w/cm2之间波动变化,第三种超声状态的持续时间为5~10秒。
4.根据权利要求1至3之一所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:将所述下磨盘旋转安装在所述磨浆机的磨浆室中,并将下磨盘的圆周面除出浆口外的区域与磨浆室内壁之间密封,并所述上磨盘固定在磨浆室中,且使上磨盘的下表面压贴于下磨盘的上表面;使上磨盘的底面的中心部与下磨盘顶面的中心部密封配合,使上磨盘和下磨盘之间的磨浆区形成一圆环形状的磨浆区,并通过所述挡浆板在进浆口后侧位置阻断磨浆区,使待磨浆料在磨浆区流过的角度小于360度。
5.根据权利要求4所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:所述下磨盘的中心部成型有一凸出的轴体,所述上磨盘的底面开设有凹穴,轴体的上部插入在凹穴中;所述挡浆板的上部嵌设于所述上磨盘的底面的槽体中,挡浆板的顶面与上磨盘的底面密封配合,挡浆板的底面与所述下磨盘的顶面密封配合,挡浆板的内端部与轴体密封配合,挡浆板具有一导浆部,导浆部凸出在下磨盘的外缘。
6.根据权利要求5所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:所述上磨盘的所述磨浆面成型有径向延伸的凹槽和若干径向延伸的所述钝齿,钝齿的宽度控制在10~30cm,钝齿为弧形形状或直线形状,所述凹槽的宽度选择5~10cm,凹槽为弧形形状或直线形状。
7.根据权利要求6所述的在使用废纸造纸的磨浆过程中降低长纤维折断率的方法,其特征在于:所述上磨盘开设有若干穿透钝齿的圆孔,所述超声发生器安装并密封在金属柱中,将金属柱固定在磨盘的圆孔中,且金属柱的内端面低于钝齿的表面。
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