CN108411674B - 一种生物酶制浆特种软化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下成分组成：渗透剂BS；磺化琥珀酸二辛酯钠盐；异构醇聚氧乙烯醚；平平加O；脂肪醇聚氧乙烯醚；烷基磺酸钠；脂肪酸二乙醇酰胺；六偏磷酸钠；氨基磺酸；柠檬酸钠；水。该软化剂使木片及秸秆纤维易磨，降低磨浆能耗，延长磨机寿命，减少生物酶用量，降低废水中COD排放，既可带来经济效益，又有环保效益。本发明同时公开了软化剂的制备方法。制造工艺简单，可以生产物理强度更高的纸制品，并且具有较高得率浆，使其具有更广的适用性，可以替代更多的化学浆抄纸，资源更节约；同时木片及秸秆纤维流失减少，磨浆得率更高，废水中的COD含量减少，对节能减排和资源节约意义重大。

Description

一种生物酶制浆特种软化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及生物酶制浆技术领域，特别涉及一种生物酶制浆特种软化剂及其制备方法。

背景技术

生物酶法制浆是20世纪90年代发展起来的一类制浆方法，其基本特征是采用少量生物酶对原料进行预浸渍，软化纤维生物降解，然后靠盘磨将其磨制成不同性能的纸浆。由于该工艺中只采用少量的生物酶，因此生物酶法制浆对纤维原料的利用率远大于化学法制浆（得率可达90%以上），同时产生较少的制浆废水和较低的污染负荷；其应用范围更加广泛，甚至可以用于替代一些纸种中的化学浆，以降低纸品的生产成本。生物酶法制浆在投入工业化运营后，就以高效、环保的突出优势而备受世界制浆造纸行业的青睐，成为各国研究和开发的重点方向。经过短短十几年的发展，全球生物浆产能已经超过500万吨/年，另外还有接近300万吨/年的产能正在建设之中。

但是，这些生物酶法制浆工艺也有一些共性的缺陷。其一，对原料的适应性较差，特别是不适合采用密度较大的原料，因此，密度较大的原料难以在较短的时间内被生物酶预浸渍药液浸透并软化，一方面加大了磨浆机的工作负荷，增加磨浆电耗，另一方面纤维被强行撕裂的几率增大，产生较多的细小纤维，影响成浆质量。同时也造成制浆废液的污染负荷增加和成浆得率的下降；其二，纤维束问题是生物酶法制浆的痼疾，目前解决这一问题的方法主要是调整磨浆工艺和加大生物酶浸渍药品用量，但是调整磨浆工艺的效果是较为有限的，而加大生物酶浸渍药品用量的负面效应也如前面所述。因此，对现有的生物酶法制浆工艺进行有针对性的改进是非常有必要的。

目前生物浆实际生产中主要是依靠提高磋磨分丝机扭矩控制和增加反应时间或增加生物酶化学品用量，增加对木片及秸秆纤维的挤压撕裂效果，使木片及秸秆纤维充分吸收生物酶化学品。而木片及秸秆纤维预浸效果不好，将造成磨浆电耗增加，浆的强度降低。高扭矩、高撕裂、高浓度生物酶化学品条件下，会造成木片及秸秆纤维纤维流失量增大；同时使螺旋轴、叶片、筛框、防滑条的磨损加剧，使用寿命缩短。因此急需要一种方便、快捷解决生物酶法制浆工艺存在的缺陷的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物酶制浆特种软化剂，软化剂渗入纤维内部，降低纤维大分子之间的结合力，促使纤维大分子相互分离变得疏松，提高软化的效果，降低软化的时间；该软化剂加速了预浸药液渗透对木片及秸秆纤维的软化处理程度，改善了磨浆环境，比传统的增加生物酶化学品用量和反应时间的方式来加强对木片及秸秆纤维的处理，工艺简单。

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 4〜10份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，2-4份；

异构醇聚氧乙烯醚，6-8份；

平平加O，液体，比重为0.89， 15〜25份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 15〜25份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 40〜55份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2-3份；

六偏磷酸钠，0.1-0.5份；

氨基磺酸，0.5-1.0份；

柠檬酸钠，1-5份；

水，30-50份。

优选地，生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，3份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 45份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2.6份；

六偏磷酸钠，0.3份；

氨基磺酸，0.6份；

柠檬酸钠，2份；

水，40份。

本发明同时公开了软化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）水加热至55〜65℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到70〜75℃，搅拌1〜2个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌40〜60分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌20〜40分钟；

（3）冷却到20-30℃,加入脂肪酸二乙醇酰胺、六偏磷酸钠、氨基磺酸和柠檬酸钠，再搅拌1〜2小时，即可得到本发明的软化剂。

有益效果

本发明是在生物酶制浆预浸药液中添加一种生物酶制浆特种软化剂，该软化剂是一种阴离子表面活性剂，易溶于水和一般有机溶剂，具有良好的乳化和渗透性能，同时具有抗碱性和耐氧化性，在预浸木片及秸秆纤维时添加能够降低药液固-液界面的表面张力，增加药液在固体表面的铺展性、在木片及秸秆纤维内部的扩散性、渗透性及润胀性，提高生物酶化学品的浸渍润胀纤维的能力，从而达到充分软化木片及秸秆纤维，使木片及秸秆纤维易磨，降低磨浆能耗，延长磨机寿命，减少生物酶用量，降低废水中COD排放，既可带来经济效益，又有环保效益。

本发明制造工艺简单，可以生产物理强度更高的纸制品，并且具有较高得率浆，使其具有更广的适用性，可以替代更多的化学浆抄纸，资源更节约；同时木片及秸秆纤维流失减少，磨浆得率更高，废水中的COD含量减少，对节能减排和资源节约意义重大。适用配抄的纸种有胶版印刷低、轻型纸、静电复印、数码打印纸、淋膜原纸、书刊纸等。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，3份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 25份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2.6份；

六偏磷酸钠，0.3份；

氨基磺酸，0.8份；

柠檬酸钠，2份；

水，15份。

该软化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）水加热至60℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到72℃，搅拌1.5个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌50分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌30分钟；

（3）冷却到25℃,加入脂肪酸二乙醇酰胺、六偏磷酸钠、氨基磺酸和柠檬酸钠，再搅拌1.2小时，即可得到本发明的软化剂。

实施例2

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 4份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，2份；

异构醇聚氧乙烯醚，6份；

平平加O，液体，比重为0.89，15份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 15份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 40份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2份；

六偏磷酸钠，0.5份；

氨基磺酸，0.5份；

柠檬酸钠，1份；

水，14份。

该软化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）水加热至55℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到70℃，搅拌1个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌40分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌20分钟；

（3）冷却到20℃,加入脂肪酸二乙醇酰胺、六偏磷酸钠、氨基磺酸和柠檬酸钠，再搅拌1小时，即可得到本发明的软化剂。

实施例3

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02，10份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐， 4份；

异构醇聚氧乙烯醚， 8份；

平平加O，液体，比重为0.89， 15份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 15份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 21份；

脂肪酸二乙醇酰胺， 3份；

六偏磷酸钠， 1份；

氨基磺酸， 1.0份；

柠檬酸钠，5份；

水， 17份。

该软化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）水加热至65℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到75℃，搅拌1〜2个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌60分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌40分钟；

（3）冷却到30℃,加入脂肪酸二乙醇酰胺、六偏磷酸钠、氨基磺酸和柠檬酸钠，再搅拌2小时，即可得到本发明的软化剂。

对比例1

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，3份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 10份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 20份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2.6份；

六偏磷酸钠， 3份；

氨基磺酸， 6份；

柠檬酸钠，2份；

水，22.4份。

制备方法为：将上述重量份的原料直接加热到60℃混合。

对比例2

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，3份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 26份；

水，20份。

该软化剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）水加热至60℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到72℃，搅拌1.5个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌50分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌30分钟；

（3）冷却到25℃,即可得到本发明的软化剂。

对比例3

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，8份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 45份；

脂肪酸二乙醇酰胺，6份；

六偏磷酸钠，1份；

氨基磺酸，2份；

柠檬酸钠，6份；

水，40份。

制备方法同实施例1。

对比例4

一种生物酶制浆特种软化剂，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，1份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 45份；

脂肪酸二乙醇酰胺，1份；

六偏磷酸钠，0.02份；

氨基磺酸，0.01份；

柠檬酸钠，0.5份；

水，40份。

制备方法同实施例1。

性能测试：

原料选取麦草、稻草、玉米秆、甘蔗渣、芦苇、棉花杆、杨木等含纤维植物，首先将原料采用皮带输送机送入切草机中切碎，随后在经双锥除尘器除杂，然后经传送带、预料输送机送入预浸罐中与生化溶剂在常温常压条件下混合反应2～2.5小时，该预浸部分可以用罐，也可以用预浸机(采用管道螺旋式或吸附式进行制作）。

化学浸渍既能达到预汽蒸工艺排除原料中的空气、软化木片及秸秆纤维的目的，同时通过生物酶配合特种软化剂的加入，能够更好的渗透至木片及秸秆纤维内部，木片及秸秆纤维的润胀和软化程度明显较好，使木片及秸秆纤维得到更加充分的疏解，同时减少挤压疏解过程对纤维的损伤，并且降低了电能消耗。

制浆电耗和成浆质量的影响：

将实施例和对比例同时应用于生物酶制浆技术中，可以生产物理强度更高的纸制品，并且具有较高得率浆，同时木片及秸秆纤维纤维流失减少，磨浆得率更高，废水中的COD含量减少。

Claims (3)

1.一种生物酶制浆特种软化剂，其特征在于，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 4〜10份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，2-4份；

异构醇聚氧乙烯醚，6-8份；

平平加0，液体，比重为0.89， 15〜25份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 15〜25份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 40〜55份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2-3份；

六偏磷酸钠，0.1-0.5份；

氨基磺酸，0.5-1.0份；

柠檬酸钠，1-5份；

水，30-50份。

2.根据权利要求1所述的一种生物酶制浆特种软化剂，其特征在于，是由以下重量份的成分组成：

渗透剂BS，液体，比重为1.02， 6份；

磺化琥珀酸二辛酯钠盐，3份；

异构醇聚氧乙烯醚，7份；

平平加O，液体，比重为0.89， 18份；

脂肪醇聚氧乙烯醚，2〜10醚，液体，比重0.97， 20份；

烷基磺酸钠，液体，比重1.06， 45份；

脂肪酸二乙醇酰胺，2.6份；

六偏磷酸钠，0.3份；

氨基磺酸，0.6份；

柠檬酸钠，2份；

水，40份。

3.权利要求1或2之一所述的一种生物酶制浆特种软化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）水加热至55〜65℃，加入平平加O和脂肪醇聚氧乙烯醚，加热到70〜75℃，搅拌1〜2个小时；

（2）加入烷基磺酸钠，搅拌40〜60分钟；加入渗透剂BS、磺化琥珀酸二辛酯钠盐、异构醇聚氧乙烯醚，搅拌20〜40分钟；

（3）冷却到20-30℃,加入脂肪酸二乙醇酰胺、六偏磷酸钠、氨基磺酸和柠檬酸钠，再搅拌1〜2小时，即可得到软化剂。