CN111455705B - 利用烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于烟草废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种利用霉变烟叶和其他烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法，包括配料、除霉处理、制备预浸料和制备瓦楞纸浆等步骤。该方法既解决了烟草行业霉变烟叶等废弃物的环保问题，又提供了烟草行业的包装，并增加了效益。

Description

利用烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法

技术领域

本发明属于烟草废弃物资源化利用技术领域，具体涉及霉变烟叶和其他烟草废弃物的资源化处理方法。

背景技术

烟叶在复烤后的储藏、发酵和陈化统称为醇化过程，醇化过程是卷烟生产的重要环节，直接影响卷烟的质量。在醇化过程中，常常有烟叶霉变现象发生，霉变后烟叶会长毛、变青黑、发粘、变稀、发臭等，导致大量的烟叶成为垃圾，给烟草企业造成较大的经济损失。据研究，霉变烟 叶中含有青霉、曲霉、毛霉、根霉等菌株及相应的毒素，其中青霉和曲霉菌株 会产生毒素。

烟草行业每年产生的霉变烟叶等废弃物，带来如下问题：其一，烟草行业属于专卖，这类废弃物不能随意处置，需占用大量场地和仓库；其二，这类废弃物不及时处理，产生霉变、腐烂、发臭，造成环境污染；其三，保存和处理这类废弃物每年需花费约100亿元费用。

目前也有少数人对霉变烟叶进行研究和处理：

例如：CN201510148939.7公开了一种霉变烟叶预处理的方法，将霉变烟叶在40-60℃低温烘烤2小时，粉碎备用，粉碎粒径为20目至40目；再将活性炭粉碎成纳米颗粒；酵母细胞壁提取物及分子筛均粉碎过40目筛；在备用的霉变烟叶上加入纳米活性炭、酵母细胞壁提取物、分子筛中的一种或几种添加剂，并进行振荡混和；用40目筛筛去添加物，得预处理后的烟叶原料；将所得烟叶原料进行再利用。该方法对除霉有一定的效果，但是成本高、且除霉后的烟叶没有进一步的再利用成合理的产品，不适合大规模应用和生产，处理量小。

例如：CN101148594A公开了用烟草固体废弃物制备成型炭的方法，该方法包括以下步骤：(1)原料预处理；(2)连续炭化；(3)成型；(4)干燥。

本发明是从另一个角度出发，将霉变烟叶以及其他烟草废弃物合理利用，变废为宝，制备成瓦楞纸浆，现有技术中还没有用霉变烟叶以及其他烟草废弃物来制备纸浆的先例，第1可能是之前根本没人想到用霉变烟叶以及其他烟草废弃物制备纸浆，第2可能是霉变烟叶处理难度大，没有找到合适的处理方案，第3可能是没有找到适合的制备纸浆的工艺或者合适的纸类产品，新原料制备纸浆中的添加剂和比例是不容易轻易得到的方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出利用霉变烟叶和其他废弃物制作瓦楞纸浆的方法，解决了烟草行业废弃物处理的环保问题，同时产品实用性强，使用范围广。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

利用霉变烟叶和其他烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法，包括以下步骤：

（1）将霉变烟叶和烟草废弃物进行1-3次破碎和筛分，得粉碎粒径为20毫米至40毫米的破碎料；

（2）除霉处理选自以下两种方法之一：

方法一：用石灰水和含碘食盐进行除霉处理，含碘食盐水浓度为3.5-4.0g/L，石灰水浓度为2%-5%，两者混合后将破碎料覆盖，料液比1:3-5，浸泡2-4小时，得除霉料；

方法二：用丙酸和双乙酸钠按照质量比1:（1.5-2.5）加水配成质量浓度为12-15%的除霉剂，将破碎料覆盖，料液比1:3-5，浸泡2-4小时，得除霉料；

（3）在除霉料中加入相对于除霉料质量的3-5%的螯合剂、相对于除霉料质量的0.5-1%的渗透剂和相对于除霉料质量8-10%的软化剂，充分反应4-6小时，得预浸料；所述螯合剂由乙二胺四乙酸（EDTA）、沸石、柠檬酸钠组成，重量份配比为：乙二胺四乙酸（EDTA） 8-12份、沸石30-50份，柠檬酸钠40-60份；所述渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚（JFC-E）和耐碱渗透剂OEP-70组成，重量份配比为：JFC-E 40-60份、OEP-70 40-60份；所述软化剂的配方为：xNa₂CO₃+yCaCO₃+zH₂O₂+Q,其中x为0.8-1.2mol，y为0.8-1.2mol，z为2.8-3.2mol，其中双氧水的质量浓度按照100%计算；Q为5A纳米分子筛，其质量用量为软化剂总质量的0.9%-1.2％；

（4）将预浸料依次进行疏解、粗磨、精磨、挤浆后得瓦楞纸浆，挤浆后的余水回用。

优选方案，所述螯合剂由乙二胺四乙酸（EDTA）、沸石、柠檬酸钠组成，重量份配比为：EDTA 10份、沸石40份，柠檬酸钠50份。

优选方案，所述渗透剂由JFC-E（脂肪醇聚氧乙烯醚）和OEP-70（耐碱渗透剂）组成，重量份配比为：JFC-E 50份、OEP-70 50份。

优选方案，所述软化剂的配方为：xNa₂CO₃+yCaCO₃+zH₂O₂+Q,其中x为1mol，y为1mol，z为3mol，其中双氧水的质量浓度按照100%计算；Q为5A纳米分子筛，其质量用量为软化剂总质量的1％。

备注：所述霉变烟叶和其他烟草废弃物是指：霉变烟叶、废弃烟杆、废弃烟梗的混合物。优选方案：所述霉变烟叶和其他烟草废弃物中霉变烟叶的质量占整个烟草废弃物的比例为30%-80%，进一步优先50%-80%。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

1、本发明利用霉变烟叶和其他烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法，分备料、除霉、制浆三个阶段完成，工艺简单实用。

2、本发明研发的除霉处理方法，成本低、效果好。

3、将烟草行业多年来所产生的霉变烟叶等废弃物制作成瓦楞纸浆，废物利用。

4、烟草行业每年产生霉变烟叶等废弃物近100万吨，而每年消耗的各种包装用纸约150万吨，由此可见，这些瓦楞纸浆完全可以行业内消纳。

5、减少了堆放场地、仓库，减少了环境污染。

6、减少了每年约100亿元的处理费用，还可增加约30亿元的收入，具有经济价值。

7、本发明所制备的产品简单实用，市场需求量大，且所制备出的纸产品性能非常适合做瓦楞纸使用，具体检测数据我们作为附图附上，请见附图2和附图3。根据华南理工大学国家造纸制浆重点实验室对本发明所制备产品的检测数据，我们的产品定量104g/m²，技术指标为112±6 g/m²，产品紧度0.68g/cm³，技术指标为0.5 g/cm³，产品环压指数8.63N·m/g，技术指标为7.10 N·m/g，产品裂断长3.400km。综上所述，本发明所制备的产品，完全符合国家瓦楞纸技术指标。

附图说明

图1为本发明实施例1利用霉变烟叶等废弃物制作瓦楞纸浆的方法的工艺流程图；

图2为本发明实施例1产品的检测报告第1页；

图3为本发明实施例1产品的检测报告第2页；其中我们送检的“烟杆浆”是以质量含量80%的霉变烟叶和20%的烟杆及其它烟草废弃物按照本发明实施例1的方法所制备得到的产物。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明的详细结构作进一步描述。

实施例1

一、备料：

1、破碎：用破碎机将霉变烟叶和其他烟草废弃物进行破碎，得破碎料；

2、筛分：用直径为30毫米筛板，对破碎料进行筛分，物料大于30毫米的重新破碎，更大长度的物料应使用刀片式破碎机切碎。

二、除霉：

本发明用石灰水和含碘食盐进行除霉菌处理，含碘食盐水浓度为3.65g/L，石灰水浓度为2.5%，两者合并将霉变烟叶覆盖，料液比1:4，浸泡2小时，得除霉料。处理后的物料可保证40天内不产生AF的生物合成。

三、制浆：

1、预浸：加入螯合剂，螯合剂由EDTA、沸石、柠檬酸钠组成，用量为除霉料质量的5%；

加入渗透剂，渗透剂由JFC-E和OEP-70组成，用量为除霉料质量的0.8%；

加入软化剂，用量为除霉料质量8-10%的软化剂。

全部加完后充分反应，时间为夏天4小时，冬天6小时，得预浸料；

2、疏解：将预浸料投入水力碎浆机中进行疏解，得疏解料；

3、磨浆：将分丝料送入磨浆机种进行磨浆，得磨浆料；

4、挤浆：将磨浆料送入挤浆机中进行挤压，得瓦楞纸浆；

5、余水处理：挤浆出来的余水，送入余水池中，以供下一批次除霉菌时使用。

所得产品性能见检测报告，图2和图3。

本实施例所采用的设备如下：

1、破碎——锤片式粉碎机 SFSP112x30

2、过筛——弹簧式振推平筛1㎡

3、疏解——水力碎浆机SZ-5

4、预浸——料仓

5、粗磨——ZQGM600

6、精磨——ZQM600

7、除霉——塑料容器

8、挤浆——RBYL1000

本实施例所用渗透剂如下：

JFC-E 质量含量 50%

OEP-70 质量含量 50%

渗透剂的配制：首先将上述两种原料分别称量，然后将两种原料进行混合均匀，包装入库。

渗透剂产品的性质：乳白色粘状液，密度1.04g/m³，无毒无味，溶于水。

所述软化剂的配方为：所述软化剂的配方为：xNa₂CO₃+yCaCO₃+zH₂O₂+Q,其中x为1mol，y为1mol，z为3mol，其中双氧水的质量浓度按照100%计算；Q为5A纳米分子筛，其质量用量为软化剂总质量的1％。

所述软化剂的制备：

1、按比例先分别称量 Na₂CO₃、CaCO₃、H₂O₂和5A纳米分子筛；

2、将5A纳米分子筛投入H₂O₂中充分溶解，使用时将双氧水稀释成30%的双氧水再使用。

3、将Na₂CO₃和CaCO₃同时投入上述混合液中搅拌均匀，静置8小时得软化剂。

软化剂产品的性质：白色粉末，略有异味，碱性，有腐蚀性，相对密度1.28 g/cm³。

实施例2

其他原料和步骤相同，只是除霉步骤不同：

用丙酸和双乙酸钠按照质量比1:2加水配成质量浓度为12%的除霉剂，将霉变烟叶和烟草废弃物覆盖，料液比1:4，浸泡2小时，得除霉料。处理后的物料可保证60天内不产生AF的生物合成。

对比例1

本发明的制备预浸料步骤很重要，三种试剂的用量很关键，不可以加入太少，其他 情况不变的情况下，三种试剂加入太少软化和成浆不好。

	螯合剂	渗透剂	软化剂	浆料性能
					本发明	3-5%的螯合剂	0.5-1%的渗透剂	8-10%的软化剂	软化，浆料性能好
对比例1	2%的螯合剂	0.4%的渗透剂	6%的软化剂	软化不够，成浆度略差，反应时间较长

三种试剂的成分也很关键，现有技术虽然有各种各样的螯合剂、渗透剂和软化剂，但是针对这种特殊的原料成浆效果不好，优选以本发明说明书中所述的成分比较合适。

以上所述为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围不局限于此，任何熟悉技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (1)

1.利用烟草废弃物制作瓦楞纸浆的方法，包括以下步骤：

（1）将烟草废弃物进行1-3次破碎和筛分，得粉碎粒径为20毫米至40毫米的破碎料；所述烟草废弃物是指：霉变烟叶、废弃烟杆、废弃烟梗的混合物；所述烟草废弃物中霉变烟叶的质量占整个烟草废弃物的比例为50%-80%；

（2）除霉处理，选自以下两种方法之一：

方法一：用石灰水和含碘食盐进行除霉处理，含碘食盐水浓度为3.5-4.0g/L，石灰水浓度为2%-5%，两者混合后将破碎料覆盖，料液比1:3-5，浸泡2-4小时，得除霉料；

方法二：用丙酸和双乙酸钠按照质量比1:（1.5-2.5）加水配成质量浓度为12-15%的除霉剂，将破碎料覆盖，料液比1:3-5，浸泡2-4小时，得除霉料；

（3）在除霉料中加入相对于除霉料质量的3-5%的螯合剂、相对于除霉料质量的0.5-1%的渗透剂和相对于除霉料质量8-10%的软化剂，充分反应4-6小时，得预浸料；所述螯合剂由乙二胺四乙酸、沸石、柠檬酸钠组成，重量份配比为：乙二胺四乙酸 10份、沸石40份，柠檬酸钠50份；所述渗透剂由脂肪醇聚氧乙烯醚和耐碱渗透剂OEP-70组成，重量份配比为：脂肪醇聚氧乙烯醚50份、耐碱渗透剂OEP-70 50份；所述软化剂的配方为：xNa₂CO₃+yCaCO₃+zH₂O₂+Q,其中x为1mol，y为1mol，z为3mol，其中双氧水的质量浓度按照100%计算；Q为5A纳米分子筛，其质量用量为软化剂总质量的1％；

（4）将预浸料依次进行疏解、粗磨、精磨、挤浆后得瓦楞纸浆，挤浆后的余水回用。

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