CN108824048A - 一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法及所用设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法及所用设备。该方法的特征在于：新鲜棕榈空果串依次经过挤压撕裂、脱粒、切断、双螺旋挤压、梳理筛选等工序，有效去除了棕榈果串中的游离水、非纤维表皮、残余油脂和果粒等非纤维组分，可显著降低后续制浆过程中非纤维组分对制浆带来的不利影响。本发明可大幅提高棕榈纤维原料的品质，进而实现降低制浆过程中原料非纤维组分对化学品的无效消耗和改善纸浆质量的目的。

Description

一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法及所用设备

技术领域

本发明属于制浆备料技术领域，特别涉及一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法及所用设备。

背景技术

油棕榈树是马来西亚及印度尼西亚等东南亚热带地区的重要经济作物，每年脱果粒后产生的棕榈空果串(EFB，empty fruit bunches)产量约达4000万吨。长期以来，棕榈空果串都主要作为废弃物进行专门处理，或焚烧、或找空地堆放任其自然发酵腐烂，不仅造成了纤维资源的极大浪费，也还造成了环境污染。由于棕榈果串需要汽蒸后再进行脱粒，因此脱粒后的空果串基本处于饱和吸水状态(含水率超过80％)，并吸附有一定比例的棕榈油；另外，由于收割的棕榈果串中还会参杂有部分未成熟的棕榈果是无法在传统脱粒方式中脱落下来的，因而产生的棕榈空果串中还会残留10％左右的棕榈果粒。可见棕榈空果串纤维原料不仅含水率高，还含有一定比例的棕榈油、棕榈果粒和纤维表面的非纤维表皮等非纤维组分，由此，采用传统的备料技术对EFB纤维原料进行处理，无法满足现有制浆工艺技术的要求。

随着全球制浆纤维原料的日益匮乏，如何实现棕榈空果串在制浆造纸业领域的有效利用，受到了人们的广泛关注。国内外许多相关研究机构也做了大量的技术研发。例如，申请号为200810033177.6的专利介绍了一种油棕榈空果束制纸浆前的备料新方法，先利用带齿的打棒击打空果束，再通入蒸汽并加入含1％NaOH和3％Ca(OH)₂混合物的热水对空果束进行洗涤，以去除浮油和轻重杂质。该方法没有考虑棕榈空果串各自尺寸有巨大差异，且未成熟的果粒生长在果串上异常牢固，是根本无法利用带齿的打棒击打进行脱粒的；另外，没有对果束进行切断就直接进行洗涤，由于果串还含有大量的油脂，这不仅需要消耗大量的水和化学品，产生大量高污染负荷的污水，且也难以将果串纤维夹带的果粒、非纤维表皮等杂质去除；申请号分别为200910021404.8、200810187589.5、01126541.8、200510050391.9及200510018735.8等公开的利用棕榈果串纤维制浆专利技术，备料没有对EFB进行切断，直接将果串进行水洗除残油、砂粒和尘土，不仅需要消耗大量的水，而且包裹在原料中的残余果粒及非纤维表皮组分同样无法有效去除，无法获得较高纯度的棕榈纤维原料。可见，现有的EFB制浆备料技术均存在不同程度的缺陷，应用过程势必会造成制浆用水量大、化学品消耗高、且制得纸浆的非纤维细小组分含量大、滤水性差和抄造性能差等问题。因此，要实现EFB在制浆中的有效利用，亟需开发出针对棕榈空果串原料特点的适宜制浆备料技术。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有新鲜棕榈空果串制浆备料技术中耗水量大，且无法有效去除包裹在原料中的残余果粒及非纤维表皮组分等缺陷，提供了一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法和所用设备，有效去除棕榈果串纤维原料中的残余油脂、残余果粒及非纤维表皮组分等对制浆不利组分，以降低后续制浆用水量和化学品消耗、并改善制得纸浆的质量和抄造性能。

本发明的技术方案为：一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法，由下列主要步骤组成：

第一步，挤压脱粒：新鲜棕榈空果串由皮带输送机送至齿辊挤压破碎机，利用上下齿辊的挤压撕裂作用，使棕榈果串上已成熟未脱落的棕榈果粒掉落，然后送入辊台输送机，使脱落的棕榈果粒和部分碎屑组分从辊台输送机辊间的缝隙中掉落到下方的皮带输送机上，棕榈果串则进入下一道工序；

第二步，切断：对第一步得到的棕榈果串切成短纤维物料；

第三步，双螺旋挤压：短纤维物料再送至双螺旋挤压机进行挤压，挤出棕榈果串中的部分游离水及残余油脂，同时利用螺旋挤压过程中物料间的相互挤压揉搓作用，使附着在棕榈纤维表面的非纤维表皮及未成熟的果粒脱落；

第四步，筛选：第三步处理后的棕榈果串再送至组合筛选装备，利用筛选装备最上层抛料辊输送机的旋转作用，使棕榈纤维从前往后输送至合格物料收集皮带，与此同时，利用齿辊上齿钉在旋转过程中对棕榈纤维的梳理作用，使在第三步中经过双螺旋挤压已脱落，但仍包裹在棕榈纤维中的非纤维表皮及未成熟的果粒掉落到下层的摇摆筛上，掉落在摇摆筛上的果粒、非纤维组分及部分纤维再由摇摆筛进行筛选，留在筛板上的棕榈纤维送至合格物料收集皮带输送机，与抛料齿辊上输送来的棕榈纤维一并送至纤维料仓；而过摇摆筛筛孔的果粒和非纤维组分则由果粒收集皮带收集，用于后续棕榈油的压榨利用。

第一步使用的齿辊挤压破碎机上下辊的间隙能够调节，且两辊分别采用独立传动。

第一步中所述的辊台输送机的辊台间缝隙宽度为28～32mm。

第二步中短纤维物料的长度为3-6cm。

用于所述的新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，按物料行进方向依次由齿辊挤压破碎机、辊台输送机、切片机、双螺旋挤压机、组合筛选装备串联构成，各设备间配备皮带输送机。

所述的双螺旋挤压机的压缩比为3～6:1。

所述的组合筛选装备由齿辊输送机和摇摆筛组成，其中齿辊输送机位于摇摆筛正上方。

所述的齿辊输送机采取单独传动，辊齿长l为60～80mm，齿直径为d为Φ20-25mm，同一辊上相邻两齿间距H为60～80mm。

所述的摇摆筛筛孔直径为Φ20-30mm。

所述的组合筛选装备还包括设于摇摆筛下的果粒收集皮带，设置在与摇摆筛和齿辊输送机物料运行方向相适应的合格物料收集皮带。

有益效果：

1.备料流程紧凑，生产效率高。

2.处理后的新鲜棕榈果串原料非纤维杂质少。

3.干法备料，备料过程不添加水和化学品，挤出废液的含油率高(2.0～5.0％)可直接回收利用。

4.棕榈纤维中残余果粒和非纤维表皮等组分去除率高。其中残余果粒去除率可达98％以上，非纤维表皮去除率达85％以上，可大幅减少后续制浆的化学品消耗和改善成浆质量。

附图说明

图1新鲜棕榈空果串制浆备料流程。

图2组合筛选装备结构示意图。其中1皮带输送机，2抛料辊输送机，3摇摆筛，4果粒收集皮带，5合格物料收集皮带。

图3为抛料辊输送机的结构示意图。其中抛料辊齿长l，齿直径为d，同一辊上相邻两齿间距为H，辊与辊之间的距离为L，抛料辊直径D。

具体实施方式

一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法及所用设备，由下列主要步骤组成：

第一步，挤压脱粒：新鲜棕榈空果串由皮带输送机送至齿辊挤压破碎机，通过齿辊的挤压撕裂作用，使棕榈果串上已成熟未脱落的棕榈果粒掉落，然后送入有缝隙(缝隙宽度为30mm)的辊台输送机，使脱落的棕榈果粒和部分碎屑等组分从辊台输送机辊间的缝隙中掉落到下方的收集皮带输送机上，棕榈果串则进入下一道工序；

第二步，切断：对步骤一挤压脱粒后的棕榈果串由皮带输送机送入切草机，将其切成3-6cm长短的纤维物料；

第三步，双螺旋挤压：步骤二处理的物料由皮带输送机送至压缩比为3～6:1的双螺旋挤压机进行挤压，去除棕榈果串中的部分游离水及残余油脂，同时利用螺旋挤压过程中物料间的相互挤压揉搓作用，使附着在棕榈纤维表面的非纤维表皮及未成熟的果粒脱落；

第四步，筛选：步骤三处理后的物料由皮带输送机送至组合筛选装备，利用筛选装备最上层齿辊输送机的旋转作用，使棕榈纤维从前往后输送至收集皮带，与此同时，利用齿辊上齿钉在旋转过程中对棕榈纤维的梳理作用，使前段双螺旋挤压已脱落，但仍包裹在棕榈纤维中的非纤维表皮及未成熟的果粒掉落到下层的摇摆筛上。为了能更好的脱除仍包裹着棕榈纤维中的非纤维表皮及未成熟的果粒，当辊齿长l为60～80mm，齿直径为d为Φ20-25mm，同一辊上相邻两齿间距H为60～80mm时，辊与辊之间的距离要小于100～120mm。掉落在摇摆筛上的果粒、非纤维组分及部分纤维再由筛孔直径为Φ20-30mm的摇摆筛进行筛选，去除果粒和非纤维组分；留在筛板上的棕榈纤维送至收集皮带输送机，与齿辊上部输送来的棕榈纤维一并送至纤维料仓。

本发明的原理如下：针对现有新鲜棕榈空果串制浆备料技术中存在耗水量大，且无法有效去除包裹在原料中的残余果粒及非纤维表皮组分等问题，发明一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法和所用设备，专门针对新鲜棕榈空果串原料特点，以有效去除棕榈果串纤维原料中的残余油脂、残余果粒及非纤维表皮组分等对制浆不利组分，降低后续制浆用水量和化学品消耗、并改善制得纸浆的质量和抄造性能。

下面结合实施实例对本发明作进一步详细说明。

实施例：

新鲜棕榈空果串首先由皮带输送机送至齿辊挤压破碎机，利用上下齿辊的挤压撕裂作用，使棕榈果串上已成熟未脱落的棕榈果粒掉落，然后送至辊台输送机，使脱落的棕榈果粒和部分碎屑等组分从辊台输送机辊间的缝隙(缝隙宽度为30mm)中掉落到下方的收集皮带输送机上，去除脱落下来棕榈果粒、果皮及碎屑。辊台输送机上的棕榈果串再送入切片机进行切断(切断规格为3-6cm，切片机可以选择切草机)，切短后的果串纤维再采用双螺旋挤压机进行挤压(压缩比为4:1)，去除棕榈果串中的部分游离水及残余油脂，同时利用螺旋挤压过程中物料间的相互挤压揉搓作用，使附着在棕榈纤维表面的非纤维表皮及未成熟的果粒脱落，并将棕榈纤维送至组合筛选装备(如图2)，利用筛选装备最上层齿辊输送机的旋转作用，使棕榈纤维从前往后输送至收集皮带，同时利用齿辊将包裹在棕榈纤维原料中的果粒及非纤维表皮等非纤维杂质梳理分离掉落带摇摆筛3上，本发明所采用的齿辊的直径为159mm。再通过摇摆筛3(筛孔直径为Φ28mm)将果粒和非纤维表皮组分筛除，由果粒收集皮带4收集；留在筛板上与齿辊输送机上棕榈纤维落入合格物料收集皮带5，并送至纤维料仓用于后续制浆。通过上述备料工序，棕榈空果串中的果粒去除率为99.6％，纤维表皮去除率为85％。

以上的实施实例说明仅为本发明的较佳实施例说明，本领域技术人员可依据本发明的上述实施实例说明而作出的挤压机、切草机、齿辊输送机及筛选设备等其他等效替换及修改。然而这些依据本发明实施实例所作的各种等效替换及修改，均属于本发明的发明精神及由权利要求所界定的专利范围内。

Claims (10)

1.一种新鲜棕榈空果串制浆备料的方法，其特征在于，由下列主要步骤组成：

第一步，挤压脱粒：新鲜棕榈空果串由皮带输送机送至齿辊挤压破碎机，利用上下齿辊的挤压撕裂作用，使棕榈果串上已成熟未脱落的棕榈果粒掉落，然后送入辊台输送机，使脱落的棕榈果粒和部分碎屑组分从辊台输送机辊间的缝隙中掉落到下方的皮带输送机上，棕榈果串则进入下一道工序；

第二步，切断：对第一步得到的棕榈果串切成短纤维物料；

第三步，双螺旋挤压：短纤维物料再送至双螺旋挤压机进行挤压，挤出棕榈果串中的部分游离水及残余油脂，同时利用螺旋挤压过程中物料间的相互挤压揉搓作用，使附着在棕榈纤维表面的非纤维表皮及未成熟的果粒脱落；

第四步，筛选：第三步处理后的棕榈果串再送至组合筛选装备，利用筛选装备最上层抛料辊输送机的旋转作用，使棕榈纤维从前往后输送至合格物料收集皮带，与此同时，利用齿辊上齿钉在旋转过程中对棕榈纤维的梳理作用，使在第三步中经过双螺旋挤压已脱落，但仍包裹在棕榈纤维中的非纤维表皮及未成熟的果粒掉落到下层的摇摆筛上，掉落在摇摆筛上的果粒、非纤维组分及部分纤维再由摇摆筛进行筛选，留在筛板上的棕榈纤维送至合格物料收集皮带输送机，与抛料齿辊上输送来的棕榈纤维一并送至纤维料仓；而过摇摆筛筛孔的果粒和非纤维组分则由果粒收集皮带收集，用于后续棕榈油的压榨利用。

2.如权利要求1所述的新鲜棕榈空果串制浆备料的方法，其特征在于，第一步使用的齿辊挤压破碎机上下辊的间隙能够调节，且两辊分别采用独立传动。

3.如权利要求1所述的新鲜棕榈空果串制浆备料的方法，其特征在于，第一步中所述的辊台输送机的辊台间缝隙宽度为28～32mm。

4.如权利要求1所述的新鲜棕榈空果串制浆备料的方法，其特征在于，第二步中短纤维物料的长度为3-6cm。

5.用于权利要求1～4任一所述的新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，按物料行进方向依次由齿辊挤压破碎机、辊台输送机、切片机、双螺旋挤压机、组合筛选装备串联构成，各设备间配备皮带输送机。

6.如权利要求4所述的用于新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，所述的双螺旋挤压机的压缩比为3～6:1。

7.如权利要求4所述的用于新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，所述的组合筛选装备由齿辊输送机和摇摆筛组成，其中齿辊输送机位于摇摆筛正上方。

8.如权利要求7所述的用于新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，所述的齿辊输送机采取单独传动，辊齿长l为60～80mm，齿直径为d为Φ20-25mm，同一辊上相邻两齿间距H为60～80mm。

9.如权利要求7所述的用于新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，所述的摇摆筛筛孔直径为Φ20-30mm。

10.如权利要求7～9任一所述的用于新鲜棕榈空果串制浆备料的方法中的设备，其特征在于，所述的组合筛选装备还包括设于摇摆筛下的果粒收集皮带，设置在与摇摆筛和齿辊输送机物料运行方向相适应的合格物料收集皮带。