CN110512458A - 一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺，属于纸浆加工领域。该制备方法主要包括先对浆料进行热分散，稀释，加入洁净酶后进行盘磨打浆，然后再加入阳离子有机聚合物，得到处理完成的浆料。该方法采用生物酶和阳离子有机聚合物相结合的方式有效的控制废纸浆中胶黏物对生产带来的不良影响，所得的产品质量优良，制备过程无污染，低耗能，操作工艺简单，而且胶黏物的去除效果明显，可以应用于工业化生产，具有良好的使用前景。

Description

一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺
技术领域
本发明属于纸浆加工领域，具体涉及一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺。
背景技术
废纸是一种低消耗、低污染的再生资源，它的回收利用有利于节约资源、循环经济、保护环境和缓解造纸工业原料供应不足等问题。随着大量废纸的回收利用和印刷技术的发展以及种类繁多的造纸助剂的使用，废纸浆料中胶黏物的问题越来越突出，已经成为废纸制浆行业发展的重要解决问题。而且由于白水封闭循环水的用量日益减少，白水中的微小胶黏物会在水循环系统中大量累积，增加了纸机中胶黏物的浓度，这些胶黏物质会污染造纸网毯、压光辊、烘缸，在纸页上形成孔洞和小斑点等纸病，不仅影响纸张外观，而且容易影响印刷机的正常运转。
目前，常见的去除和控制浆料中胶黏物的方法有机械控制法、化学控制法和生物控制法。机械控制法主要用来去除废纸浆中的大胶黏物，包括筛选、净化、洗涤、浮选以及热分散等步骤。化学控制法则利用化学吸附、分散、改性、表面钝化等方法来去除微细胶黏物。生物控制法主要利用生物酶处理胶黏物，酶处理的机制是水解胶黏物成分中的化学键，使得胶黏物尺寸变小，从而降低了胶黏物的黏性，防止了胶黏物粒子的絮聚。这些方法是废纸造纸行业常用的胶黏物控制方法，虽然有一定的去除效果，但去除效率还要受设备、成本、添加剂、温度等诸多因素的影响。
CN106368035A公开了一种高温酯酶TTEST去除废纸浆中胶黏物的方法，具体包括如下步骤，首先将酯酶TTEST菌种加入到种子液体培养基进行振荡接种培养，再到发酵培养基进行振荡培养，得到高温酯酶TTEST粗酶液，纯化，制备得到高温酯酶TTEST；然后向废纸浆中加入酯酶，处理时间为45-120min，处理温度为40-80℃，pH为6.0-9.0，搅拌速度为100-150rpm；最后将浆料进行筛选、染色和压片，用扫描软件分析废纸浆中胶黏物含量，结果测得胶黏物去除率达到54.7-69.5％。该方法的制备工艺较复杂，不适合大范围的工业化应用。
CN101725064B公开了一种提高废纸浆中胶黏物去除效果的方法，该方法包括先将胶黏物的含量少于或等于10％重量的废纸，在温度为40-60℃的条件下碎解，碎解后的浆料加入到筛浆机中，其中筛选水温为40-60℃，然后将筛选后的良浆稀释至纸浆重量浓度为0.8-1.5％，其相对于纸浆绝干质量而言，再在浆料中添加重量比为0.01-0.5％的非离子型表面活性剂和0.0025-0.5％的阴离子型分散剂，搅拌均匀后，在40-50℃条件下进行浮选，以去除废纸浆中的胶黏物。该方法制备工艺较繁琐，制备条件苛刻，不适合大规模生产。
CN109666661A公开了一种去除纸浆中胶粘物的生物酶制剂，该方法具体地改造野生型脂肪酶基因序列，获得了具有脂肪酶活性的脂肪酶突变体，能够在65℃高温条件下存活，并对这种耐高温脂肪酶突变体的胶黏物的去除效果进行了测试，最后获得了在高温条件下具有胶黏物去除效果的含有耐高温脂肪酶突变体的酶制剂。该方法改造基因序列存在很大的不确定性，具有活性的脂肪酶的产量不高，制备过程中产生杂质较多。
为了提高去除纸浆中胶粘物的质量，研发人员进行了大量的研究，但是，目前的去除技术中还存在制备工艺复杂、目标产物杂质含量多、去除效果不佳等问题，无法满足获得高质量去除胶粘物的需求，因此，亟需研发一种生产成本低、杂质含量少和去除胶粘物质量高的制备工艺。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺，可以有效的去除纸浆中胶黏物，提高纸浆的品质，满足人们对高质量纸浆的需求，同时该制备方法的成本低，工艺简单，适合工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺，包括以下步骤：
(1)热分散：将废纸浆料进行热分散后，得到物料1；
(2)稀释：将步骤(1)得到的物料1用造纸白水进行稀释后，得到物料2；
(3)盘磨打浆：将洁净酶加入到步骤(2)得到的物料2中，得到物料3，然后进行盘磨打浆后，得到物料4；
(4)有机物处理：将阳离子有机聚合物加入至步骤(3)得到的物料4中进行搅拌后，得到处理完成的浆料。
上述处理完成的浆料可直接进行后续配浆、抄造过程。
进一步地，步骤(1)中所述废纸浆料的重量百分浓度为25-35％，采用造纸白水对废纸绝干浆进行稀释得到废纸浆料。
进一步地，步骤(1)中所述的热分散包括但不限于使用热分散机。
进一步地，步骤(1)中所述的热分散的温度为90-110℃，优选为98-103℃。
进一步地，步骤(1)中所述的热分散的时间为10-20秒，优选为12-14秒，更优选为12秒。
步骤(1)中废纸浆料的胶黏物经过热分散机在高温下分散成肉眼不可见的微细胶黏物。
进一步地，步骤(2)中所述的加入相当于物料1的4-6倍重量的造纸白水进行稀释，优选为5.2-5.5倍，更优选为5.5倍。
进一步地，步骤(3)具体为：将洁净酶加入到步骤(2)得到的物料2中混合10-15分钟，优选为12分钟，得到物料3，物料3中废纸浆料的重量百分浓度为3.5-5.5％，优选为4-5％，更优选为4.5％。
然后进行盘磨打浆后，得到物料4。
步骤(3)中所述的洁净酶加入到物料2中混合10-15分钟，便于洁净酶分解微细胶黏物中的脂键，并钝化微细胶黏物，避免微细胶黏物重新絮聚成大胶黏物。
进一步地，步骤(3)中所述的洁净酶的添加量为每1000kg绝干浆质量加入100-300g洁净酶，优选为150-200g。
进一步地，所述的洁净酶的来源包括但不限于：
洁净酶TMPC-33xx，购自瑞辰星公司；
洁净酶TMSC-36xx，购自瑞辰星公司；
洁净酶TMSC-37xx，购自瑞辰星公司；
洁净酶TMWC-38xx，购自瑞辰星公司。
进一步地，步骤(3)中所述盘磨打浆的温度为40-60℃，优选为48℃。
步骤(3)中浆料通过盘磨时，盘齿会对纸浆产生机械作用，对纤维有分丝帚化和切短等作用，对长度不是太长的纤维而言，会尽量避免切短，而对于经过充分润涨的纤维来说，切断的几率会大大减少。
进一步地，步骤(4)中所述的阳离子有机聚合物是石油提取物，在生产中称之为胶黏物控制剂。
进一步地，所述的阳离子有机聚合物的来源包括但不限于：
购自富淼科技公司，货号为OPTIEFIXERTM C798的市售产品；
购自南京世佩环保科技有限责任公司，货号为Sperse 1306的市售产品；
购自南京世佩环保科技有限责任公司，货号为Sperse 1307的市售产品；
购自上海埃玛森化学品有限责任公司，货号为胶黏物控制剂3511的市售产品。
进一步地，步骤(4)中所述阳离子有机聚合物的添加量为每1000kg绝干浆质量加入200-400g阳离子有机聚合物，优选为280g，其中使用的添加设备包括但不限于气动泵。
进一步地，步骤(4)中所述的加入阳离子有机聚合物后进行搅拌，搅拌时间为10-15分钟，搅拌温度为40-65℃，优选地，搅拌温度为57℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明不同于其它单一的处理方式，采用生物酶和阳离子有机聚合物相结合的方法，有效的控制了废纸浆中胶黏物的量，降低了胶黏物对生产带来的不良影响；
(2)浆料中的胶黏物经过热分散机在高温高浓度强烈的搓揉下，揉搓成肉眼不可见的细小胶黏物，为了降低细小胶黏物的黏性，避免细小胶黏物重新聚合成大胶黏物，通过加入洁净酶降低胶黏物黏度，钝化表面；
(3)浆料通过盘磨时，盘齿会对纸浆产生机械作用，对纤维有分丝帚化和切短等作用，对长度不是太长的纤维而言，会尽量避免切短，而对于经过充分润涨的纤维来说，切断的几率会大大减少。
(4)加入阳离子有机聚合物，浆料中的胶黏物通过阳离子有机聚合物塔桥到纤维上，纤维经过抄造，将胶黏物带出系统，从而减少了浆料中的胶黏物；
(5)整个处理工艺过程操作简单，成本低，无污染，提高了浆料的品质，保证了纸张的质量，除去胶粘物的效率高。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例来说明本发明的实施可行性，本领域技术人员可由本说明书所描述的内容轻易地了解本发明的优点与功效。本发明的实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限定本发明的保护范围，本说明书中的各项细节在没有背离本发明精神下可以进行各种修饰或改变，也可以基于不同观点而应用。
本发明实施例中所采用的原料均为市售产品，实验所用的浆料为本领域工作人员采用常规技术方法得到的，所用的仪器皆为本领域常规使用仪器。
原料来源：
废纸浆料中废纸来自回收的箱板纸，包括国内箱板纸和国外箱板纸；
造纸白水来自：纸机清水作为浓浆的调浓水，将浆料由3-5％重量百分浓度稀释到0.5-1.5％的重量百分浓度，浆料在成型网上脱水成形，其网下脱出的滤液即为白水，其滤液中含细小纤维及化学品；
盐酸购自山东中凯生物科技有限公司，氢氧化钠购自天津市鼎盛鑫化工有限公司；
基础实施例
基础实施例中各参数的不同取值构成不同具体实施例，例如：参数A、B、C、D、E、F、G、H、M、N、I、K、L，如表1所示。
一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺，包括以下步骤：
(1)热分散：将上段工序重量为A，温度为B，重量百分浓度为参数C的废纸浆料进行热分散，热分散的温度为参数D，热分散的时间为参数E，得到物料1；
(2)稀释：向物料1中加入相当于物料1的参数F倍重量的造纸白水进行稀释后，得到物料2；
(3)盘磨打浆：采用盐酸或氢氧化钠将步骤(2)得到的物料2的pH调节为7，向其中加入参数G的洁净酶，混合时间为参数H，得到物料3，其废纸浆料的重量百分浓度为参数N；然后进行盘磨打浆，盘磨打浆的温度为参数M，得到物料4；
(4)有机物处理：将参数I的阳离子有机聚合物加入至步骤(3)得到的物料4中进行搅拌，搅拌时间为参数K，搅拌温度为参数L，得到处理完成的浆料。
步骤(1)中浆料中的胶黏物经过热分散机在高温搓揉下，揉搓成肉眼不可见的细小胶黏物。
步骤(3)中洁净酶与物料混合一定时间，便于洁净酶分解微细胶黏物中的脂键，并钝化微细胶黏物，避免微细胶黏物重新絮聚成大胶黏物，钝化表面。浆料通过盘磨时，盘齿会对纸浆产生机械作用，对纤维有分丝帚化和切短等作用，对长度不是太长的纤维而言，会尽量避免切短，而对于经过充分润涨的纤维来说，切断的几率会大大减少。
对比例1
与实施例5的区别在于，制备工艺中加入洁净酶的质量为90g。
对比例2
与实施例5的区别在于，制备工艺中加入洁净酶的质量为350g。
对比例3
与实施例5的区别在于，制备工艺中加入阳离子有机聚合物的质量为150g。
对比例4
与实施例5的区别在于，制备工艺中加入阳离子有机聚合物的质量为500g。
对比例5
中国专利CN106223096B实施例3中利用高温酯酶去除废纸浆中的胶黏物。
表1各实施例中不同参数的数值
效果检测试验：
1、胶粘物去除效果
(1)检测方法：按照T 277pm标准检测，具体检测步骤如下：
A、称取一定量的浆料，稀释成1％的浆浓后，采用标准疏解机疏解15000转，测定浆料的水分；
B、在胶黏物筛分仪的收集板上垫上黑色滤纸，待开始筛分处理后，将疏解后的浆料倒入胶黏物筛分仪料桶内；
C、自动收集完成后，取出黑色滤纸，在上面盖上特种涂布纸，然后上下各加盖一层吸水纸，放置于纸页干燥内，在0.08MPa和900℃下干燥10min，使胶黏物受热固化；
D、取出干燥后的黑色滤纸，除去特种涂布纸，有胶黏物的地方易黏住剥离的涂布纸，使涂层变白色；
E、使用特定的喷嘴用水冲洗滤纸上的浆料和其他非胶黏物20～25s，喷嘴水压为0.1MPa，水的流量为9.6L/min，喷嘴于滤纸的冲洗距离180mm；
F、冲洗后的黑色滤纸，盖上硅酮涂覆离型纸，在纸页成型器干燥5min；
G、用黑色毡笔姜滤纸上的非胶黏物染成黑色；
H、用扫描分析软件IGT Verity IA Image Analysis对滤纸上的胶黏物进行扫描分析，计算胶黏物的含量。
(2)检测对象以及检测结果：
将实施例1-6及对比例1-4得到的处理完成的浆料进行胶粘物去除率的测定，对比例5为现有技术得到的胶粘物去除率，结果如表2所示。
表2胶粘物去除率测试结果
由表2可知，加入洁净酶和有阳离子机聚合物处理后的废纸浆料中胶粘物的去除率可达67.1-72.3％，明显优于现有技术和对比例的去除效果，而且胶粘物的去除率最高可达72.3％，满足本发明的要求。

Claims (10)

1.一种去除纸浆中胶黏物的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)热分散：将废纸浆料进行热分散后，得到物料1；
(2)稀释：将步骤(1)得到的物料1用造纸白水进行稀释后，得到物料2；
(3)盘磨打浆：将洁净酶加入到步骤(2)得到的物料2中，得到物料3，然后进行盘磨打浆后，得到物料4；
(4)有机物处理：将阳离子有机聚合物加入至步骤(3)得到的物料4中进行搅拌后，得到处理完成的浆料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述废纸浆料的重量百分浓度为25-35％，采用造纸白水对废纸绝干浆进行稀释得到废纸浆料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的热分散的温度为90-110℃，热分散的时间为10-20秒。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的加入相当于物料1的4-6倍重量的造纸白水进行稀释。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)具体为：将洁净酶加入到步骤(2)得到的物料2中，混合10-15分钟，得到物料3，物料3中废纸浆料的重量百分浓度为3.5-5.5％，然后进行盘磨打浆后，得到物料4。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的洁净酶的添加量为每1000kg绝干浆质量加入100-300g洁净酶。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述盘磨打浆的温度为40-60℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的阳离子有机聚合物是石油提取物，在生产中称之为胶黏物控制剂。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述阳离子有机聚合物的添加量为每1000kg绝干浆质量加入200-400g阳离子有机聚合物。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的加入阳离子有机聚合物后进行搅拌，搅拌时间为10-15分钟，搅拌温度为40-65℃。
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