CN110219192B - 一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法 - Google Patents

一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，属于纸浆技术领域，其技术要点包括下述步骤：(1)将在10小时以内收取的茎干纤维类新鲜原料经机械裁切破碎至1‑3cm长度，然后依序进行清洗、晾干，备用；(2)在漂白池内按每千克漂白剂兑清水8‑20千克的比例准备漂白水，将晾干后的物料置入漂白水中进行漂白，漂白时间为6‑20小时，漂白至物料呈白色后捞起甩干，备用；(3)将漂白后晾干的白色物料置入水中清洗，搅拌浸泡20‑40min，备用；(4)将清水浸泡后的白色物料捞起直接进行碾磨，碾磨后干燥至含水量5‑10％，即得纸浆；本发明旨在提供一种工艺科学、独创，制备周期较低且节能环保的快速提取植物纤维生产纸浆的方法；用于制备纸浆。

Description

一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法
技术领域
本发明涉及一种纸浆的制备方法，更具体地说，尤其涉及一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法。
背景技术
纸浆(paper pulp；pulp)是以植物纤维为原料，经不同加工方法制得的纤维状物质。目前，纸浆均采用干物料作为原料制备，在制备过程中，需要进行高温蒸煮再浸泡的方式去除其中的木素，其浸泡时间长达8-10天，不仅时间长，而且能耗大，每吨纤维素的制备需要上百立方米的天然气和20-50吨的水。另外，干物料在存储过程中，对存储环境有较高要求，需要投入较大资金建设专门的仓库进行存储，以保证物料干燥不变质。否则的话，直接堆放于露天，面层受风吹日本易变质，底层容易潮湿腐烂，中层易于发热，处理不当易引起火灾。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种工艺科学、独创，制备周期较短且节能环保的快速提取植物纤维生产纸浆的方法。
本发明的技术方案是这样实现的：一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，该方法包括下述步骤：
(1)将在10小时以内收取的茎干纤维类新鲜原料去除干枝叶，水洗去除尘土杂质后，经机械裁切破碎至1-3cm长度，然后依序进行清洗、静置，备用；
(2)在漂白池内按每千克漂白剂兑清水8-20千克的比例准备漂白水，将静置后的物料置入漂白水中进行漂白，漂白时间为6-20小时，漂白至物料呈白色后捞起甩干，备用；
(3)将漂白后甩干的白色物料置入水洗池中，搅拌清洗20-40min，清洗的同时，清除悬浮在水面的杂质，备用；
(4)将清水浸泡后的白色物料捞起依序进行筛选、碾磨和烘干；筛网网孔为0.5-3.5cm，碾磨后干燥至含水量5-10％，即得纸浆。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(1)所述茎干纤维类新鲜原料为芒草或芦苇。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，步骤(1)中，新鲜原料经机械裁切破碎后，采用80-120N的压力挤压并静置10-20分钟，使叶绿素汁液流出，再进行清洗。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(1)所述清洗为采用清洗水对破碎后的原料进行往复搅拌清洗，往复搅拌具体为采用顺时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，然后逆时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，如此往复搅拌20-30min；清洗水的用量为每千克原料用清洗水3-5千克。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(1)所述10小时以内为4-8小时。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(2)中所述物料置入漂白池中进行漂白时，每隔0.5-1小时搅拌一次，搅拌时的搅拌速度为0.5-5r/s，搅拌时间为5-10min。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，步骤(2)中，所述漂白剂由次氯酸钠和烧碱按重量比1：0.35-0.55混合而成；漂白时，漂白池内的漂白水与物料的质量比为1：0.1-0.3。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(3)具体为：将漂白后甩干的白色物料置入水洗池中，按每千克甩干后白色物料用水2.5-4千克的比例注入清水，用清水搅拌浸泡清洗20-40min，搅拌速度为10-20r/s，清洗后备用。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，将步骤(3)中浸泡过白色物料的清水直接用于步骤(1)作清洗水。
上述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法中，步骤(1)清洗物料后的余水转入过滤池，过滤池内填充目数为70-100目，厚度为30-100cm的河沙，在河沙表面覆盖目数为50-100目的滤布；经过滤的水由过滤池沙层面溢出，流入中转池，过滤池底层的残余物质，定时连余水一起取抽取，用作生产有机肥产品的原料；当漂白池内的漂白水减少至预定量时，从中转池中取水并添加漂白剂形成漂白水进行补充；中转池中剩余水抽入步骤(3)的水洗池中。
本发明采用上述工艺后，与相有技术相比，具有下述的优点：
(1)直接采用茎干纤维类新鲜原料，在短时间内即进行破碎加工，叶绿素还未转化为木素，在制备过程中，意外发现，叶绿素比木素更易清除，只需要短时间漂白即可，且不需要进行蒸煮，不仅节省了大量的制备时间，而且节省了大量的能耗。
(2)采用新鲜原料，短时间存储，不具有引发火灾的问题。
(3)采用新鲜植物原料制备纸浆，意外地发现，其利用率非常高，用干植物原料提取纤维素，其利用率只有30％-40％，而采用新鲜植物原料提取纤维素，其利用率可以达到50％-70％。具有显著的经济价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
本发明的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，该方法包括下述步骤：
(1)将在10小时以内，优选为4-8小时内收取的茎干纤维类新鲜原料去除干枝叶，水洗去除尘土杂质后，经机械裁切破碎至1-3cm长度，然后采用80-120N的压力挤压并静置10-20分钟，使汁液流出，再采用清洗水对静置后的原料进行往复搅拌清洗，往复搅拌具体为采用顺时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，然后逆时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，如此往复搅拌20-30min；清洗水的用量为每千克原料用清洗水3-5千克。清洗后静置至物料不滴水，备用；所述茎干纤维类新鲜原料为芒草或芦苇。其内部结构为管束状，因此可以快速地去除叶绿素，并从管束中排出。
挤压可以采用现有的挤压设备，如压滤机，也可以在滤网两侧设置现有的挤压装置，如压板结合液压缸的结构，均可以实现挤压使汁液流出的目的。该结构为现有技术，非本申请所要保护的内容，在此不再赘述。
挤压静置的目的，是使原料中的含叶绿素汁液尽可能被挤出，一来是为了使漂白更快，二来是为了使其在后面清洗时，可以吸收清洗水，清洗水为步骤(3)使用后含有少量漂白剂的清水，当该清水不够时，补充自来水。物料吸收该清洗水后，既可以提高漂白的效率，又可以减少后续物料的吸水率。试验中发现，静置至不滴水时的原料，每千克可以吸入0.3-0.5千克的清洗水，即1千克挤压静置后的物料，在清洗静置至不滴水后，其重量为1.3-1.5千克。
同时，清洗物料后的余水转入过滤池，过滤池内填充目数为70-100目，厚度为30-100cm的河沙，在河沙表面覆盖目数为50-100目的滤布；经过滤的水由过滤池沙层面溢出，流入中转池，过滤池底层的残余物质，定时连余水一起取抽取，用作生产有机肥产品的原料；当漂白池内的漂白水减少至预定量时，从中转池中取水并添加漂白剂形成漂白水进行补充；中转池中剩余水抽入步骤(3)的水洗池中。优选地，在过滤池中，按每立方米过滤水加聚氯化铝2千克的比例添加净水剂，以确保水质。过滤出的含叶绿素滤料用于制备其他含黄腐酸的有机肥料。
(2)在漂白池内按每千克漂白剂兑清水8-20千克的比例准备漂白水，将静置后的物料置入漂白水中进行漂白，漂白时，每隔0.5-1小时搅拌一次，搅拌时的搅拌速度为0.5-5r/s，搅拌时间为5-10min。漂白时间为6-20小时，漂白至物料呈白色后捞起甩干，备用。甩干采用离心机，甩干至含水率15-20％。甩干可以减少漂白池内漂白水的减少，尽可能减少物料携带漂白水进入下一工序，造成漂白水的浪费。
在本实施例中，漂白剂由次氯酸钠和烧碱按重量比1：0.35-0.55混合而成；漂白时，漂白池内的漂白水与物料的质量比为1：0.1-0.3。在试验过程中，意外地发现，采用次氯酸钠和烧碱按上述比例混合后对芒草或芦苇进行漂白，具有漂白速度快且效果好的优点。同时，经过反复试验发现，上述漂白水与物料的比例，可以在保证漂白效果的同时，减少漂白剂的浪费，试验发现，即使再添加漂白剂，其漂白效果也无明显变化。完成一次漂白后，需要重新添加漂白剂调节漂白池内漂白水的浓度，供下次漂白使用。
(3)将漂白后甩干的白色物料置入水洗池中，按每千克甩干后白色物料用水2.5-4千克的比例注入清水，该清水来源于中转池，当中转池内的清水不够时，补充自来水，搅拌清洗20-40min，搅拌速度为10-20r/s，清洗的同时，清除悬浮在水面的杂质，杂质为漂白不完全、破碎时残留的大块杂质。清洗后备用。同时将清洗后形成的清洗水抽出直接用于步骤(1)作清洗水。
(4)将清水浸泡后的白色物料捞起依序进行筛选除杂、碾磨和烘干；筛网网孔为0.5-3.5cm，碾磨后干燥至含水量5-10％，即得纸浆。
上述整个工艺，除自然蒸发、物料搬运、水转运过程中的损耗外，不存在外排污水的问题，真正实现节能环保。所添加的漂白剂，也在漂白过程中消耗或携带于纸浆中。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (9)

1.一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：
(1)将在10小时以内收取的茎干纤维类新鲜原料去除干枝叶，水洗去除尘土杂质后，经机械裁切破碎至1-3cm长度，采用80-120N的压力挤压并静置10-20分钟，使叶绿素汁液流出，然后依序进行清洗、静置，备用；
(2)在漂白池内按每千克漂白剂兑清水8-20千克的比例准备漂白水，将静置后的物料置入漂白水中进行漂白，漂白时间为6-20小时，漂白至物料呈白色后捞起甩干，备用；
(3)将漂白后甩干的白色物料置入水洗池中，搅拌清洗20-40min，清洗的同时，清除悬浮在水面的杂质，备用；
(4)将清水浸泡后的白色物料捞起依序进行筛选、碾磨和烘干；筛网网孔为0.5-3.5cm，碾磨后干燥至含水量5-10％，即得纸浆。
2.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(1)所述茎干纤维类新鲜原料为芒草或芦苇。
3.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(1)所述清洗为采用清洗水对破碎后的原料进行往复搅拌清洗，往复搅拌具体为采用顺时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，然后逆时针以10-15r/s的速度搅拌30-60s，如此往复搅拌20-30min；清洗水的用量为每千克原料用清洗水3-5千克。
4.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(1)所述10小时以内为4-8小时。
5.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(2)中所述物料置入漂白池中进行漂白时，每隔0.5-1小时搅拌一次，搅拌时的搅拌速度为0.5-5r/s，搅拌时间为5-10min。
6.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述漂白剂由次氯酸钠和烧碱按重量比1：0.35-0.55混合而成；漂白时，漂白池内的漂白水与物料的质量比为1：0.1-0.3。
7.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(3)具体为：将漂白后甩干的白色物料置入水洗池中，按每千克甩干后白色物料用水2.5-4千克的比例注入清水，用清水搅拌浸泡清洗20-40min，搅拌速度为10-20r/s，清洗后备用。
8.根据权利要求1所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，将步骤(3)中浸泡过白色物料的清水直接用于步骤(1)作清洗水。
9.根据权利要求8所述的一种快速提取植物纤维生产纸浆的方法，其特征在于，步骤(1)清洗物料后的余水转入过滤池，过滤池内填充目数为70-100目，厚度为30-100cm的河沙，在河沙表面覆盖目数为50-100目的滤布；经过滤的水由过滤池沙层面溢出，流入中转池，过滤池底层的残余物质，定时连余水一起去抽取，用作生产有机肥产品的原料；当漂白池内的漂白水减少至预定量时，从中转池中取水并添加漂白剂形成漂白水进行补充；中转池中剩余水抽入步骤(3)的水洗池中。
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