CN109680532B - 一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法 - Google Patents

一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，属于制浆技术领域。本发明是将酒厂下脚料酒糟作为制浆原料；先将制浆原料加入水洗涤酒糟中蛋白、淀粉等杂质，完成后过滤分离得到清洗酒糟；将清洗后酒糟置入蒸煮锅中再加入制浆有机溶剂蒸煮，蒸煮完成后分离浆料和废液；分离浆料经水洗涤再置于筛浆机中筛选得到酒糟洁净纸浆。该方法制得的纸浆具有成本低、溶剂可循环使用、细浆得率高，黏度较高，强度较好等特点。

Description

一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法
技术领域
本发明属于制浆造纸技术领域，具体涉及一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法。
背景技术
在国际上，造纸是仅次于电信和钢铁的第三大产业，是国家经济发展水平的重要标志之一。目前，造纸产业也逐渐成为我国重要的产业之一。中国经济的快速发展给造纸工业提供了巨大的成长空间，国内造纸工业一直未能满足国内巨大的市场需求，以至于我国造纸业每年都保持着高于GDP的增长速度。“目前中国造纸行业的生产量和消费量分别约1亿吨，均为全球第一。” 中国的林业资源和产业结构等现实问题，使中国自身原料，不能满足当前的需求。原材料成为制约我国造纸业发展最大的瓶颈，由于近年来我国对废纸进口的需求强劲，已经使国际市场上废纸的价格不断攀升，造纸工业因废纸进口价格快速增长而深受影响。目前我国造纸原料中，废纸所占比重高达44％，国内市场造纸原料需求量巨大，却长期依赖进口。
酒糟，别名红糟、酒醅糟、粕等等，是米、麦、高梁等酿酒后剩余的残渣。在某些地方，人们把酒渣叫做酒糟。我国酒精工业是大都以木材、玉米、红薯、木薯、糖蜜等为主要原料，目前玉米类酒糟可用作DDGS蛋白饲料的原料，糖蜜类酒糟可用作的生产有机肥的原料，而木材类酒糟和薯类酒糟由于含有大量的纤维素和半纤维素等粗大纤维，木质素含量也较高，一直很难进行有效的处理利用，有个别酒精企业为暂时缓解由于排弃木材类酒糟的薯类酒糟堆积造成的废渣公害问题，常常采用将木材类酒糟和薯类酒糟进行烘干，拌以粉煤灰一烧了之，这不但造成了植物纤维资源的严重浪费，同时也给环境造成严重的废气污染，而木材类酒糟和薯类酒糟含有大量的纤维素和半纤维素，经测定：在木材类酒糟和薯类酒糟中主要含有：粗纤维素 30～55％、半纤维18～35％，其余为蛋白质、淀粉、脂肪、磷、钾、灰分等物质，这正是造纸工业急需寻找开发的宝贵的造纸原料。
并且，制浆造纸工业发展至今，硫酸盐法制浆，烧碱法制浆已成为制浆工业的主流，但这类方法制浆的主要缺点是污染严重，投资费用高。有机溶剂制浆法制浆，其目的在于取代传统制浆工艺，寻求可提高纸质量及产量的新方法。目前，得到广泛认可的有机溶剂制浆法中，低沸点有机溶剂，比如沸点都小于100℃的乙醇和甲醇等低沸点醇是溶剂制浆中优先选择的溶剂。但是，这类低沸点有机溶剂的低沸点、高挥发性和易燃等特性，使制浆蒸煮必须高压下进行，存在潜在的易燃、易爆及相关事故的安全隐患。
CN108532337A 公开了一种用酒糟纤维纸浆造纸的方法，它以酒精工业所排弃的酒糟为原料，经粉碎去渣、蒸煮、洗涤漂洗等工序步骤制成主要含有造纸用纤维素和半纤维素的酒糟纤维纸浆，它可分别与木材、或竹材、或稻麦秆、或秸秆、或芦苇、或回收的废纸等常规纸原料制成的造纸浆料混配成混合造纸浆料，送造纸机抄造成纸张产品，也可完全采用以酒糟为原料制成的酒糟纤维纸浆经稀释打浆、配水调浆后直接送入造纸机抄造成纸张产品。
CN1844569A 一种酒糟纤维纸浆及其用酒糟纤维纸浆造纸的方法，它以酒精工业所排弃的酒糟为原料，经粉碎去渣、蒸煮、洗涤漂洗等工序步骤制成主要含有造纸用纤维素和半纤维素的酒糟纤维纸浆，它可分别与以木材、或竹材、或稻麦秆、或秸秆、或芦苇、或回收的废纸等常规纸原料制成的造纸浆料混配成混合造纸浆料，送造纸机抄造成纸张产品，也可完全采用以酒糟为原料制成的酒糟纤维纸浆经稀释打浆、配水调浆后直接送入造纸机抄造成纸张产品。
CN101413225B 公开了一种木薯渣酒糟渣、生产瓦楞纸、纱管纸的方法，采取将木薯渣与酒糟渣分别进行净化、研磨、清洗、脱水，去杂质，保留植物纤维，与废纸浆按1～7:3～9比例混合，适量添加造纸助剂，生产瓦楞纸、纱管纸。本发明充分利用生产废弃物——木薯渣、酒糟渣来生产物美价廉的瓦楞纸、纱管纸。
CN105155323B 公开了一种大龙竹预浸渍丙二醇有机溶剂蒸煮制浆方法，属于制浆技术领域。首先将大龙竹劈拆成长2cm~3cm，宽度3cm以内的竹段作为制浆原料；将制浆原料加入到丙二醇分析纯试剂中预浸渍完成后分离得到浸渍物料；将浸渍物料加入制浆剂然后置入链式油浴蒸煮锅中，蒸煮完成后分离浆料和废液；分离浆料经热水洗涤再置于筛浆机中筛选得到大龙竹洁净纸浆；废液加冷水稀释静置、离心分离、微滤膜进行微滤、超滤膜进行超滤、减压蒸馏除去水分后替换丙二醇分析纯试剂作为预浸渍试剂。
上述发明中所述的酒糟制浆造纸方法普遍存在成本较高、耗能较大、污染环境等问题。
发明内容
本发明专利针对上述现有技术存在的问题及不足，提供一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法。该方法制得的纸浆具有得率高，黏度较高，白度较高，强度较好，且在蒸煮过程中蒸煮压力小、温度较低、溶剂可回收循环利用、无污染的特点。
本发明通过以下技术方案实现：
一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，步骤包括：
（1）首先将酒糟原料中加入水溶解洗涤，固液比为1:10～20，搅拌洗涤20～30min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；
（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，再按照制浆原料与制浆药液，固液比为1:5～10g/ml加入50%～70%乙醇溶液，然后在常温下预浸泡4～8h，预浸泡完成后待用；
（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量为制浆原料绝干质量的0.5～1.0%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温40～50min至75～85℃保温120～180min，蒸煮完成后分离浆料；
（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1:10～20g/ml用水洗涤2～3次，至pH=6.5～7.5；
（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即可得到酒糟纸浆。
本发明的有益效果是：
（1）乙醇沸点为78℃，50%～70%乙醇溶液沸点较乙醇沸点高，且蒸煮温度为75～85℃，蒸煮时产生的蒸汽压较小，可以在接近常压下蒸煮从而安全性高。
（2）同时加入磷酸助剂有利于木质素在酸性条件下的进一步脱除，能降低乙醇蒸煮过程中所需的最高保温温度，从而达到降低蒸煮过程中蒸煮温度的目的。
（3）通过预先对酒糟原料洗涤，可洗去酒糟原料中杂质，如蛋白、淀粉等物质，可减少药剂消耗，提高药液有效渗透，也有利于药剂回收再生和原料综合利用。
（4）本发明中酒糟原料蒸煮有机溶剂制浆无污染、从而达到清洁化制浆生产的目的，解决了环保和生态问题。
（5）本发明中酒糟原料制得的纸浆具有得率、黏度、白度、成纸强度均较好。
（6）预先对酒糟原料洗涤后剩余的杂质，如蛋白、淀粉等物质，可以回收作为饲料产品。
（7）有效解决现阶段造纸原料不足的问题，同时为酒糟的工业化高附加值生产提供了方向。
总之，一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，在清洁化生产和循环经济发明前提下，在促进原料脱木质素和保护碳水化合物的同时，可在常压下制得较高得率，较低卡伯值，较好黏度，较高原浆白度的纸浆。采用本发明方法制得的酒糟纸浆有得率高，强度好，白度较高的特点，得率可达到40～46%，黏度可达800～1000mL/g，卡伯值可达16～20。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，步骤包括：
（1）首先将酒糟（青稞酒糟）原料中加入水溶解洗涤，固液比为1:10，搅拌洗涤30min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；
（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1:5g/ml加入50%%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡8h，预浸泡完成后待用；
（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量分别为制浆原料绝干质量的0.5%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温40min至75℃保温180min，蒸煮完成后分离浆料；
（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1:10g/ml用水洗涤2次，至pH=6.5；
（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
本实施例中纸浆得率为40%，黏度为800mL/g，卡伯值为16.0。
实施例2
一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，步骤包括：
（1）首先将酒糟（高梁酒糟）原料中加入水溶解洗涤，固液比为1：20，搅拌洗涤20min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；
（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1: 10g/ml加入70%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡4h，预浸泡完成后待用；
（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量分别为制浆原料绝干质量的1.0%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温50min至85℃保温120min，蒸煮完成后分离浆料；
（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1: 20g/ml用水洗涤3次，至pH=7.5；
（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
本实施例中纸浆得率为46%，黏度为1000mL/g，卡伯值为20.0。
实施例3
一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，步骤包括：
（1）首先将酒糟（青稞酒糟）原料中加入水溶解洗涤，固液比为1:15，搅拌洗涤25min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；
（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1:8g/ml加入60%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡6h，预浸泡完成后待用；
（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量分别为制浆原料绝干质量的1.0%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温50min至80℃保温140min，蒸煮完成后分离浆料；
（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1:15g/ml用水洗涤3次，至pH=7.5；
（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
本实施例中纸浆得率为44%，黏度为890mL/g，卡伯值为17.8。
以上对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (3)

1.一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，其特征在于，所述制浆的原料为青稞酒糟，步骤包括：（1）首先将酒糟原料中加入水溶解洗涤，固液比为1:10，搅拌洗涤30min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1:5 g/ml加入50%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡8h，预浸泡完成后待用；（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量为制浆原料绝干质量的0.5%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温40min至75℃保温180min，蒸煮完成后分离浆料；（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1:10 g/ml用水洗涤2次，至pH=6.5；（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
2.一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，其特征在于，所述制浆的原料为高梁酒糟，步骤包括：（1）首先将酒糟原料中加入水溶解洗涤，固液比为1：20，搅拌洗涤20min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1: 10 g/ml加入70%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡4h，预浸泡完成后待用；（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量为制浆原料绝干质量的1.0%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温50min至85℃保温120min，蒸煮完成后分离浆料；（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1: 20 g/ml用水洗涤3次，至pH=7.5；（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
3.一种酒糟乙醇有机溶剂蒸煮制浆方法，其特征在于，所述制浆的原料为青稞酒糟，步骤包括：（1）首先将酒糟原料中加入水溶解洗涤，固液比为1:15，搅拌洗涤25min后过滤分离得到清洗后的酒糟作为制浆原料；（2）将步骤（1）得到的制浆原料置入蒸煮锅中，按照制浆原料与制浆药液，固液比为1:8 g/ml加入60%乙醇溶液中，然后在常温下预浸泡6h，预浸泡完成后待用；（3）将步骤（2）得到的预浸泡制浆原料再加入磷酸助剂，磷酸加入量为制浆原料绝干质量的1.0%，密闭蒸煮锅后升温，升温时间从60℃开始计时，升温50min至80℃保温140min，蒸煮完成后分离浆料；（4）将步骤（3）得到的分离浆料按照制浆原料与水固液比为1:15 g/ml用水洗涤3次，至pH=7.5；（5）将步骤（4）洗涤后的分离浆料置于筛浆机中，使用筛缝为0.40mm的筛板加清水进行筛选，分离筛渣，即得到酒糟纸浆。
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