CN110644272A - 一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法 - Google Patents

一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆及其制备方法，按合理比例调配将黑荆相思木和厚荚相思木结合，制备方法包括以下步骤：备料、浸泡、蒸煮、氧漂、四段漂白、筛选、抄造浆板，其中，通过喷洒白腐菌降低DCM抽提物及化学品消耗，优化四段漂白工艺，所制得的纸浆在高耐破度、高撕裂度和高抗张指数的同时，提高松厚度，减少抽出物。

Description

一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法
技术领域
本发明涉及木浆领域，特别涉及一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法。
背景技术
黑荆相思木(学名：AcaciamearnsiiDeWilld)为豆科金合欢属，具有生长快、用途广的特点，是当前的主要栲胶树种，也是珍贵的鞣料树种之一。其根系具根瘤，能固氮改良土壤。木材坚硬致密，是良好的木器、矿柱、造纸用材。是速生、高产、优质的鞣料树种。树皮含单宁30～45％，供硝皮和作染料用；木材坚韧，可作坑木、枕木、电杆、船板、农具、家具、建筑等用材；亦为蜜源、绿化树种。
厚荚相思木(学名：Acacia crassicarpa Benth.)是豆科金合欢属植物，常绿乔木或大型灌木，原产于澳大利亚、巴布亚新几内亚和印度尼西亚等地的湿润热带地区。1985年厚荚相思从澳大利亚引入中国，经种源试验和树木改良已在华南地区种植。在中国福建云宵、广东从化、广西南宁一带以南及海南和雷州半岛引种栽培。适合生长于热带和亚热带的湿润气候。厚荚相思是一种优良用材林树种和绿化树种。根系发达，具有根瘤，可以进行固氮作用，能固定大气中的游离态氮从而改良土壤。厚荚相思具有速生、干形较直、耐干旱瘠薄和抗逆性强等特点，是一种多功能的速生用材树种。是速生丰产优质的纸浆用材树种。厚荚相思的嫩芽可以用来治愈跌打损伤，树根可以用来作染料，其树皮也是优良的栲胶原料。
目前，相思木制备纸浆普遍抽出物含量较高，纤维细小，故常规的相思硫酸盐木浆大部分松厚度低，漂白化学浆的用量高，较高的抽出物，亲脂性物质的抽出物在蒸煮或漂白阶段降解不够彻底，在造纸操作当中难以处理，最终降低机器的速度和运行性能，在木材资源紧缺的当今市场，亟需利用相思木生产高松厚度及低抽出物的木浆。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆及其制备方法来解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆，其原料木由以下质量百分比的原料组成：黑荆相思木50～70％和厚荚相思木30～50％，所述硫酸盐相思木浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：将木片喷洒白腐菌2～5ppm，储存10～20天，经皮带机输送机至风筛或摇筛系统进行分离，选择良片尺寸为8～65mm，送往制浆；
S2、浸泡：将木片放入预浸塔中浸渍，浸渍温度为85～120℃，时间为40～80min；
S3、蒸煮：经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为30～35％，白液添加量为绝干木片质量的15～17％，蒸煮温度为148～160℃，压强为0.3～1.0MPa，时间220～260min，木片与液体体积比为1～5：3～8；
S4、氧漂：蒸煮后的浆料稀释至3～3.5％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度80～125℃，时间50～70min，NaOH用量15～20Kg/ADT，氧气用量20～25Kg/ADT，氧漂浆浓10～12％；
S5、四段漂白：
D0段：ClO2用量10～12Kg/ADT，H2SO4用量2-4Kg/ADT，温度70～85℃，时间70～90min，反应浆浓10～12％；
EO段：NaOH用量10～15Kg/ADT，氧气用量2～5Kg/ADT，温度75～90℃，时间80～100min，反应浆浓10～12％；
P段：H2O2用量4～6Kg/ADT，NaOH用量4～6Kg/ADT，温度约70～85℃，时间约70～90min，反应浆浓约10～12％；
D段：ClO2用量2～4Kg/ADT，H2SO4用量2-4Kg/ADT，温度70～85℃，时间70～90min，反应浆浓10～12％；
S6、筛选：制浆制备的浆料经一级五段筛选，所用的设备为单鼓外流式旋翼筛，筛孔径0.15～0.22mm，筛选浆浓3～3.5％，
S7、抄造浆板：筛选后浆料在网部成形，经过压榨、脱水、烘干后切成浆板，浆板水分为9～12％，定量为1000～1200g/m2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明按合理比例调配将黑荆相思木和厚荚相思木结合，制得的纸浆在高耐破度、高撕裂度和高抗张指数的同时，优化了松厚度，减少抽出物；
(1)将良好的木片喷洒白腐菌，降低DCM抽提物及化学品消耗，再放入预浸塔中浸渍，调整温度和时间能在浸泡和蒸煮过程中去除木片中大部分的脂肪酸、烷醇、羟基化合物等亲脂性物质的抽出物；
(2)使用蒸煮白液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，在高压和白液的作用下与氧气处理，控制氧漂温度、时间、用量使得纸浆中的纤维疏松，易于去除抽出物的同时增扩纸浆纤维之间的空隙，软化纤维，易于分丝帚化和细纤维化，提高松厚度；
(3)四段漂白工艺中，EO段使用碱液进行漂白将氯化木素溶出，在浸泡和蒸煮过程中将纸浆中的纤维分丝细化，使用硫酸和二氧化氯混合进行漂白，可有助于将纸浆中纤维表面的游离羟基暴露出来，有利于后续生产纸张成形时形成氢键结合，增强纤维的结合性能，防止在纸张形成过程中形成的孔洞和透明点，在抄造浆板过程中出现掉毛掉粉的现象。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆，其原料木由以下质量百分比的原料组成：黑荆相思木50％和厚荚相思木50％，所述硫酸盐相思木浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：将木片喷洒白腐菌2ppm，储存10天，经皮带机输送机至风筛或摇筛系统进行分离，选择良片尺寸为8～65mm，送往制浆；
S2、浸泡：将木片放入预浸塔中浸渍，浸渍温度为85℃，时间为40min；
S3、蒸煮：经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为30％，白液添加量为绝干木片质量的15％，蒸煮温度为148℃，压强为0.3MPa，时间220min，木片与液体体积比为1：3；
S4、氧漂：蒸煮后的浆料稀释至3％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度80℃，时间50min，NaOH用量15Kg/ADT，氧气用量20Kg/ADT，氧漂浆浓10％；
S5、四段漂白：
D0段：ClO2用量10Kg/ADT，H2SO4用量2Kg/ADT，温度70℃，时间70min，反应浆浓10％；
EO段：NaOH用量10Kg/ADT，氧气用量2Kg/ADT，温度75℃，时间80min，反应浆浓10％；
P段：H2O2用量4Kg/ADT，NaOH用量4Kg/ADT，温度约70℃，时间约70min，反应浆浓约10％；
D段：ClO2用量2Kg/ADT，H2SO4用量2Kg/ADT，温度70℃，时间70min，反应浆浓10％；
S6、筛选：制浆制备的浆料经一级五段筛选，所用的设备为单鼓外流式旋翼筛，筛孔径0.15mm，筛选浆浓3％，
S7、抄造浆板：筛选后浆料在网部成形，经过压榨、脱水、烘干后切成一定规格的浆板，浆板水分为9％，定量为1000g/m2。
实施例2
一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆，其原料木由以下质量百分比的原料组成：黑荆相思木70％和厚荚相思木30％，所述硫酸盐相思木浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：将木片喷洒白腐菌5ppm，储存20天，经皮带机输送机至风筛或摇筛系统进行分离，选择良片尺寸为8～65mm，送往制浆；；
S2、浸泡：将木片放入预浸塔中浸渍，浸渍温度为120℃，时间为80min；
S3、蒸煮：经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为35％，白液添加量为绝干木片质量的17％，蒸煮温度为160℃，压强为1.0MPa，时间260min，木片与液体体积比为5：8；
S4、氧漂：蒸煮后的浆料稀释至3.5％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度125℃，时间70min，NaOH用量20Kg/ADT，氧气用量25Kg/ADT，氧漂浆浓12％；
S5、四段漂白：
D0段：ClO2用量12Kg/ADT，H2SO4用量4Kg/ADT，温度85℃，时间90min，反应浆浓12％；
EO段：NaOH用量15Kg/ADT，氧气用量5Kg/ADT，温度90℃，时间100min，反应浆浓12％；
P段：H2O2用量6Kg/ADT，NaOH用量6Kg/ADT，温度约85℃，时间约90min，反应浆浓约12％；
D段：ClO2用量4Kg/ADT，H2SO4用量4Kg/ADT，温度85℃，时间90min，反应浆浓12％；
S6、筛选：制浆制备的浆料经一级五段筛选，所用的设备为单鼓外流式旋翼筛，筛孔径0.22mm，筛选浆浓3.5％，
S7、抄造浆板：筛选后浆料在网部成形，经过压榨、脱水、烘干后切成一定规格的浆板，浆板水分为12％，定量为1200g/m2。
实施例3
一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆，其原料木由以下质量百分比的原料组成：黑荆相思木55％和厚荚相思木45％，所述硫酸盐相思木浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：将木片喷洒白腐菌3ppm，储存15天，经皮带机输送机至风筛或摇筛系统进行分离，选择良片尺寸为8～65mm，送往制浆；；
S2、浸泡：将木片放入预浸塔中浸渍，浸渍温度为102℃，时间为60min；
S3、蒸煮：经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为33％，白液添加量为绝干木片质量的16％，蒸煮温度为155℃，压强为0.8MPa，时间240min，木片与液体体积比为3：5；
S4、氧漂：蒸煮后的浆料稀释至3.3％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度105℃，时间60min，NaOH用量18Kg/ADT，氧气用量23Kg/ADT，氧漂浆浓11％；
S5、四段漂白：
D0段：ClO2用量11Kg/ADT，温度75℃，时间80min，反应浆浓11％；
EO段：NaOH用量13Kg/ADT，氧气用量3Kg/ADT，温度80℃，时间90min，反应浆浓11％；
P段：H2O2用量5Kg/ADT，NaOH用量5Kg/ADT，温度约78℃，时间约80min，反应浆浓约11％；
D段：ClO2用量3Kg/ADT，H2SO4用量3Kg/ADT，温度80℃，时间80min，反应浆浓11％；
S6、筛选：制浆制备的浆料经一级五段筛选，所用的设备为单鼓外流式旋翼筛，筛孔径0.18mm，筛选浆浓3.2％，
S7、抄造浆板：筛选后浆料在网部成形，经过压榨、脱水、烘干后切成一定规格的浆板，浆板水分为10％，定量为1100g/m2。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于：S1备料步骤中，喷洒白腐菌储存3天。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于：硫酸盐相思木浆的制备方法，S3蒸煮步骤中，蒸煮温度为100℃，蒸煮时间200min，木片与液体体积比为1：1。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于：本对比例与实施例3的区别在于：S1备料步骤中未喷洒白腐菌。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于：硫酸盐相思木浆的制备方法，S3蒸煮步骤中经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为20％，白液添加量为木片和蒸煮液总质量的10％。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于：硫酸盐相思木浆的制备方法，S4氧漂步骤中蒸煮后的浆料稀释至2％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度130℃，时间40min，NaOH用量10Kg/ADT，氧气用量15Kg/ADT，氧漂浆浓8％。
一、效果数据
将本方法实施例1～5、对比例1～3制得的浆和市售常规浆进行检测，检测结果如下：
Figure BDA0002220534850000071
Figure BDA0002220534850000081
由上表可知，实施例1～5中，合理的控制工艺参数对提高纸浆的松厚度和减少抽出物及其重要，每一个用量和参数对制备纸浆过程有着重要的影响，实施例3中制备的纸浆松厚度为1.42cm3/g、DCM抽提物含量为0.18％、木素含量为1.20、抗张指数68.1cm3/g、耐破指数4.60kPam2/g；对比例1～3中，在备料阶段中未喷洒白腐菌制备的纸浆DCM抽提物较高，蒸煮和氧漂阶段的温度时间须在一定的范围内，有利于提高纸浆的松厚度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆，其特征在于：其原料木由以下质量百分比的原料组成：黑荆相思木50～70％和厚荚相思木30～50％，所述相思木浆的制备方法，包括以下步骤：
S1、备料：将木片喷洒白腐菌2～5ppm，经皮带机输送机至风筛或摇筛系统进行分离，选择良片尺寸为8～65mm，送往制浆；
S2、浸泡：将木片放入预浸塔中浸渍，浸渍温度为85～120℃，时间为40～80min；
S3、蒸煮：经预浸塔预浸后的木片和蒸煮液经高压喂料器进入到蒸解釜进行蒸煮，蒸煮白液为NaOH与Na2S组成的混合液，白液硫化度为30～35％，白液添加量为绝干木片质量的15～17％；
S4、氧漂：蒸煮后的浆料稀释至3～3.5％的浓度，采用一级三段筛，去除粗渣，在高温下用NaOH和氧气处理，氧漂温度80～125℃，时间50～70min，NaOH用量15～20Kg/ADT，氧气用量20～25Kg/ADT，氧漂浆浓10～12％；
S5、四段漂白：
D0段：ClO2用量10～12Kg/ADT，H2SO4用量2-4Kg/ADT，温度70～85℃，时间70～90min，反应浆浓10～12％；
EO段：NaOH用量10～15Kg/ADT，氧气用量2～5Kg/ADT，温度75～90℃，时间80～100min，反应浆浓10～12％；
P段：H2O2用量4～6Kg/ADT，NaOH用量4～6Kg/ADT，温度约70～85℃，时间约70～90min，反应浆浓约10～12％；
D段：ClO2用量2～4Kg/ADT，H2SO4用量2-4Kg/ADT，温度70～85℃，时间70～90min，反应浆浓10～12％；
S6、筛选：制浆制备的浆料经一级五段筛选，所用的设备为单鼓外流式旋翼筛，筛选浆浓3～3.5％；
S7、抄造浆板：筛选后浆料在网部成形，经过压榨、脱水、烘干后切成浆板。
2.据权利要求1所述一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法中，其特征在于：S1备料中，喷洒白腐菌储存10～20天。
3.根据权利要求1所述一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法中，其特征在于：S3蒸煮步骤中，蒸煮温度为148～160℃，压强为0.3～1.0MPa，时间220～260min，木片与液体体积比为1～5：3～8。
4.根据权利要求1所述一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法中，其特征在于：S6步骤中，筛孔径0.15～0.22mm。
5.根据权利要求1所述一种高松厚度、低抽出物硫酸盐相思木浆的制备方法中，其特征在于：S7步骤中，浆板水分为9～12％，定量为1000～1200g/m2。
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石海强等: "白腐菌对造纸原料树脂成分的降解", 《中国造纸》 *

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CN115748290A (zh) * 2022-11-21 2023-03-07 亚太森博（山东）浆纸有限公司 一种低白度、低dcm抽出物漂白硫酸盐阔叶木木浆及其制备方法、木浆板及其制备方法
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