CN111877047A - 一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕，该棉浆粕的生产工艺具体包括以下步骤：1）选料、开棉、干法除杂，2）配碱、浸渍，3）注射助剂，4）蒸煮，5）洗涤送浆，6）前除砂，7）前打浆，8）漂白工艺，9）后除砂工艺，10）后打浆，11）纸机；本发明中采用蒸煮工段添加助剂和采用三台大锥度打浆，能够保证棉浆粕成品的甲纤含量高，聚合度稳定，控制棉浆粕的长度，能够满足烟草丝束级二醋酸纤维素的生产。

Description

一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺
技术领域
本发明涉及一种棉浆粕的生产工艺，具体的说，涉及一种采用棉短绒为原料生产纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的工艺，属于纺丝级棉浆粕的生产工艺。
背景技术
二醋酸丝束做卷烟过滤嘴材料，弹性好，无毒，无味，热稳定性好，吸阻小、截滤效果显著、能选择性地吸咐卷烟中的有害成分，同时又保留了一定的烟碱而不失香烟口味。
目前，国内烟草行业对二醋酸丝束的年需求量大约在20万吨左右，市场规模达到25亿元以上。国内巨大的烟草市场及企业降低生产成本、减少因依赖进口原材料所带来的各种风险，以及打造一条中国本土化的完整二醋酸丝束产业链，发展国产二醋酸纤维素用香烟过滤嘴材料有着非常巨大的空间和重大的现实意义。
尽管我国烟草市场空间巨大，二醋酸纤维素用烟草过滤嘴材料的质量对棉纤维二氯甲烷抽提物与反应活性要求很高，目前国内的棉浆粕产品性能无法满足烟草过滤嘴的生产要求，造成烟草过滤嘴原料市场被国外公司所垄断，限制了我国再生纤维素行业的发展。
专利号为CN201910956956.1的专利就公开了一种制造定量、定性滤纸用棉浆粕生产工艺，该生产工艺中以棉短绒为原料，生产定量、定性滤纸用棉浆粕，虽然聚合度满足烟草丝束用棉浆粕的要求，但因为蒸煮过程添加双氧水，并且打浆过于严重，不能满足烟草丝束级棉浆粕对快速酯化反应的要求。
发明内容
本发明要解决的主要技术问题是提供一种用于人造丝和香烟过滤嘴纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，具体包括以下步骤：1）选料、开棉、干法除杂，2）配碱、浸渍，3）注射助剂，4）蒸煮，5）洗涤送浆，6）前除砂，7）前打浆，8）漂白工艺，9）后除砂工艺，10）后打浆11）纸机。所述纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺：是将棉短绒用采棉机撕开并用除杂机除杂，得到优质的原料棉短绒。
配制碱液，与得到优质的原料棉短绒通过旋风分离器经螺旋挤压充分渗透混合，得到浸渍碱液的棉短绒。
将浸渍碱液的棉短绒使用渗透剂，注射到蒸球中，得到注射助剂的棉短绒。
将注射助剂后的棉短绒经螺旋送至蒸球中对物料进行三次升温蒸煮，得到蒸煮后的棉短绒。
将蒸球内蒸煮后的黑液回收，将蒸煮后的棉短绒倒入清洗池中清洗，得到浆料。
将浆料与水混合后送入除砂器内，得到除砂后的浆液。
将浆液经前圆网浓缩进入压滤机，使用三台串联的大锥度精浆机打浆，得到打浆后的浆液。
将打浆后的浆液送入漂白池内进行漂白工艺，得到漂白后的浆液。
将漂白后的浆液送入除砂机内进行后除砂工艺，得到后除砂后的浆液。
将除砂后的浆液使用一台大锥度进行打浆，得到后打浆的浆液。
将后打浆的浆液均匀的散在纸机的长网上，采用自动剔除尘埃系统监测并剔除尘埃，最终得到纸机制成的成品。
以下是本发明对上述技术方案的进一步优化：
所述步骤1）中选取成熟度为72-75%的棉短绒，开棉投料厚度≤10cm，其中棉短绒的时间为60min。
进一步优化：所述步骤2）中配碱温度为60-80℃，碱液浓度为45±2g/L，碱液配比为氢氧化钠：水=1:4.2-4.7。
进一步优化：所述步骤4）为，将料液三次升温过程，在温度为150℃时开始保温120-135min，保温温度为154±3℃，其中蒸煮聚合度为1300-1400。
进一步优化：所述步骤5）为，将蒸煮后的黑液进行30min的回收处理并将洗料倒入清洗池，其中洗料要求球下池加水液位为1.6m，排污时间为20-30min。
进一步优化：所述步骤6）为，将物料放入除砂机中进行除砂，其中除砂时浆料的浓度为0.4-0.6%，上浆流量为55-70m3/H，除砂时间为75-90min/球，除砂机的除砂压力为0.28-0.30MPa。
进一步优化：所述步骤7）为，将浆料使用三台大锥度打浆机进行前打浆处理，其中打浆时间为75-90min，打浆完成后的浆液纤维长度为70-80%。
进一步优化：所述步骤8）为，将浆料进行漂白工艺，其中漂白结束后的白度为≥84%，灰分≤0.07%，铁质含量≤10ppm。
进一步优化：所述步骤9）为，将浆料放入除砂机进行后除砂，其中浆液中物料的浓度为0.4-0.6%/L，除砂机的除砂压力为0.28-0.30MPa。
进一步优化：所述步骤10）为，将浆料进行后打浆处理，打浆完成后的筛分指标为60-70%。
进一步优化：所述步骤11）为，将物料散入纸机的长网上制得成品，其中浆液和水混合后长网的PH值为3-5。
本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：本发明采用蒸煮工段添加渗透剂，有效的控制棉纤维中丙酮抽取物的含量，同时前打浆三台大锥度串联配合后大锥度微调，有效的控制了棉浆粕纤维长度，纤维帚化程度高、强度好，并且抄浆阶段全部用软化水，保证了成品甲纤含量高，聚合度稳定，尘埃少，快速酯化反应好，能够完全满足烟草丝束级二醋酸纤维素的生产。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，具体包括以下步骤：
1）选料、开棉、干法除杂：选取100%三类一级成熟度72%的棉短绒，采用开棉机对棉短绒进行开棉，要求棉短绒的开棉厚度≤10cm，并将其投入开棉机中，投入开棉机的时间≥60min，然后将棉短绒送入除杂机中进行挑选除杂，将五辊开清机两道全部打开，使进入除杂机的棉短绒依次输出，通过旋风分离器送至螺旋进行压榨。
2）配碱、浸渍：在温度为60℃下按照配比为1：4.2的氢氧化钠和水，要求配碱后的浓度为45±2g/L，在测量碱液浓度前，需要使碱液循环一段时间，循环时间为≤20min，经螺旋输送机的螺旋压榨，使配制好的碱液与棉短绒充分渗透混合。
3）注射助剂：将40kg/球渗透剂在装球过程中通过泵连续的打入蒸球中，尽可能保证其在浆料中的均匀性。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
4）蒸煮：在升温前先将蒸球冷转15min，随后进行第一次升温，第一次升温时间为15min，第一次升温温度为110℃，随后进行第二次升温，升温时间为15min，第二次升温温度达到125℃时停止升温，随后进行第三次升温，第三次升温时间为10min，第三次升温温度达到152℃时停止升温，当温度在150℃时开始计时保温，保温时间为120min，保温温室为154±2℃，其中要求蒸煮完成后的聚合度DP为1300。
5）洗涤送料：将蒸球内蒸煮后的废水黑液进行回收处理，回收黑液的时间为30min，黑液回收完成后，将料液倒入蒸球下方的清洗池内，并向清洗池内加入洗料，洗料要求球下池加水液为1.6m，对清洗池进行排污处理，排污时间为20min，所述生产过程中池内的PH≥8。
6）前除砂：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，将洗料完成的物料与水混合制得浆液，浆液中物料的浓度为0.4%/L，浆液以55m³/H的流速送入到除砂机中，其中除砂时间为75min/球，除砂机的除砂压力为0.28MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
7）前打浆：使用三台串联的大锥度精浆机进行前打浆工序，打浆机打浆的电流为280A，打浆时间为75min，打浆完成后的浆液纤维长度为70%。
8）漂白工艺：先向漂白池内加入1KG的氨基磺酸，使漂白池内每100L的浆液的PH值≤2，再向漂白池内加入氯进行碱化，漂白进浆液含氯量为0.1g/L，碱化后的PH值为10.5，然后以2池/球的进浆量送至漂白池中，加入500g的氨基磺酸，使漂白池内的含氯量为0.35g/L，漂白温度为45℃，漂白时间为10min（根据蒸煮聚合度DP确定），漂白结束后加入双氧水，双氧水的用量为双氧水与漂白池溶液容量比为1:2进行稀释，每漂池双氧水的用量为80L脱氯，脱氯完成后指标为：残氯脱净，用淀粉碘化钾指示不变蓝，但不能脱过，加入双氧水脱氧完成后的聚合度DP为1120，最终向浆液中加入60L的盐酸，使池球搅拌10min，随后加入2L/球渗透剂，搅拌10min，酸处理30min后开始用自来水洗酸，洗酸用水量为40m3，漂白结束后的白度为≥84%，灰分为≤0.07%，铁质为≤10ppm。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
9）后除砂工艺：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，浆液中物料的浓度为0.4%/L，除砂机的除砂压力为0.28MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
10）后打浆：将后除砂工艺后的浆料输送到电流≤200A的大锥度精浆机中打浆，其中打浆完成后的筛分指标为60%。
11）纸机：将后打浆的制得的物料均匀散入到纸机的长网上，浆和水混合后的长网的PH值为3，开启两道水洗，使用软化水进行水洗，水洗结束后采用自动剔除尘埃系统，尘埃监测并提出，尘埃设定面积为0.9mm2，最终经纸机得到成品。
实施例2：一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，具体包括以下步骤：
1）选料、开棉、干法除杂：选取100%三类一级成熟度73%的棉短绒，采用开棉机对棉短绒进行开棉，要求棉短绒的开棉厚度≤10cm，并将其投入开棉机中，投入开棉机的时间≥60min，然后将棉短绒送入除杂机中进行挑选除杂，将五辊开清机两道全部打开，使进入除杂机的棉短绒依次输出，通过旋风分离器送至螺旋进行压榨。
2）配碱、浸渍：在温度为70℃下按照配比为1：4.4的氢氧化钠和水，要求配碱后的浓度为45±2g/L，在测量碱液浓度前，需要使碱液循环一段时间，循环时间为≤20min，经螺旋输送机的螺旋压榨，使配制好的碱液与棉短绒充分渗透混合。
3）注射助剂：将40kg/球渗透剂在装球过程中通过泵连续的打入蒸球中，尽可能保证其在浆料中的均匀性。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
4）蒸煮：在升温前先将蒸球冷转18min，随后进行第一次升温，第一次升温时间为18min，第一次升温温度为110℃，随后进行第二次升温，升温时间为18min，第二次升温温度达到128℃时停止升温，随后进行第三次升温，第三次升温时间为18min，第三次升温温度达到154℃时停止升温，当温度在150℃时开始计时保温，保温时间为128min，保温温室为154±2℃，其中要求蒸煮完成后的聚合度DP为1350。
5）洗涤送料：将蒸球内蒸煮后的废水黑液进行回收处理，回收黑液的时间为30min，黑液回收完成后，将料液倒入蒸球下方的清洗池内，并向清洗池内加入洗料，洗料要求球下池加水液为1.6m，对清洗池进行排污处理，排污时间为25min，所述生产过程中池内的PH≥8。
6）前除砂：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，将洗料完成的物料与水混合制得浆液，浆液中物料的浓度为0.5%/L，浆液以63m³/H的流速送入到除砂机中，其中除砂时间为83min/球，除砂机的除砂压力为0.29MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
7）前打浆：使用三台串联的大锥度精浆机进行前打浆工序，打浆机打浆的电流为300A，打浆时间为83min，打浆完成后的浆液纤维长度为75%。
8）漂白工艺：先向漂白池内加入1KG的氨基磺酸，使漂白池内每100-140L的浆液的PH值≤2，再向漂白池内加入氯进行碱化，漂白进浆液含氯量为0.13g/L，碱化后的PH值为11，然后以2池/球的进浆量送至漂白池中，加入500g的氨基磺酸，使漂白池内的含氯量为0.38g/L，漂白温度为48℃，漂白时间为20min（根据蒸煮聚合度DP确定），漂白结束后加入双氧水，双氧水的用量为双氧水与漂白池溶液容量比为1:2进行稀释，每漂池双氧水的用量为90L脱氯，脱氯完成后指标为：残氯脱净，用淀粉碘化钾指示不变蓝，但不能脱过，加入双氧水脱氧完成后的聚合度DP为1165，最终向浆液中加入75L的盐酸，使池球搅拌10min，随后加入4L/球渗透剂，搅拌10min，酸处理30min后开始用自来水洗酸，洗酸用水量为45m3，漂白结束后的白度为≥84%，灰分为≤0.07%，铁质为≤10ppm。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
9）后除砂工艺：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，浆液中物料的浓度为0.5%/L，除砂机的除砂压力为0.29MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
10）后打浆：将后除砂工艺后的浆料输送到电流≤200A的大锥度精浆机中打浆，其中打浆完成后的筛分指标为65%。
11）纸机：将后打浆的制得的物料均匀散入到纸机的长网上，浆和水混合后的长网的PH值为4，开启两道水洗，使用软化水进行水洗，水洗结束后采用自动剔除尘埃系统，尘埃监测并提出，尘埃设定面积为0.9mm2，最终经纸机得到成品。
实施例3：一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，具体包括以下步骤：
1）选料、开棉、干法除杂：选取100%三类一级成熟度75%的棉短绒，采用开棉机对棉短绒进行开棉，要求棉短绒的开棉厚度≤10cm，并将其投入开棉机中，投入开棉机的时间≥60min，然后将棉短绒送入除杂机中进行挑选除杂，将五辊开清机两道全部打开，使进入除杂机的棉短绒依次输出，通过旋风分离器送至螺旋进行压榨。
2）配碱、浸渍：在温度为60-80℃下按照配比为1：4.7的氢氧化钠和水，要求配碱后的浓度为45±2g/L，在测量碱液浓度前，需要使碱液循环一段时间，循环时间为≤20min，经螺旋输送机的螺旋压榨，使配制好的碱液与棉短绒充分渗透混合。
3）注射助剂：将40kg/球渗透剂在装球过程中通过泵连续的打入蒸球中，尽可能保证其在浆料中的均匀性。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
4）蒸煮：在升温前先将蒸球冷转20min，随后进行第一次升温，第一次升温时间为20min，第一次升温温度为110℃，随后进行第二次升温，升温时间为20min，第二次升温温度达到130℃时停止升温，随后进行第三次升温，第三次升温时间为15min，第三次升温温度达到156℃时停止升温，当温度在150℃时开始计时保温，保温时间为135min，保温温室为154±2℃，其中要求蒸煮完成后的聚合度DP为1400。
5）洗涤送料：将蒸球内蒸煮后的废水黑液进行回收处理，回收黑液的时间为30min，黑液回收完成后，将料液倒入蒸球下方的清洗池内，并向清洗池内加入洗料，洗料要求球下池加水液为1.6m，对清洗池进行排污处理，排污时间为30min，所述生产过程中池内的PH≥8。
6）前除砂：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，将洗料完成的物料与水混合制得浆液，浆液中物料的浓度为06%/L，浆液以70m³/H的流速送入到除砂机中，其中除砂时间为90min/球，除砂机的除砂压力为0.30MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
7）前打浆：使用三台串联的大锥度精浆机进行前打浆工序，打浆机打浆的电流为320A，打浆时间为90min，打浆完成后的浆液纤维长度为80%。
8）漂白工艺：先向漂白池内加入1KG的氨基磺酸，使漂白池内每140L的浆液的PH值≤2，再向漂白池内加入氯进行碱化，漂白进浆液含氯量为0.15g/L，碱化后的PH值为11.5，然后以2池/球的进浆量送至漂白池中，加入500g的氨基磺酸，使漂白池内的含氯量为0.35-0.40g/L，漂白温度为45-50℃，漂白时间为10-30min（根据蒸煮聚合度DP确定），漂白结束后加入双氧水，双氧水的用量为双氧水与漂白池溶液容量比为1:2进行稀释，每漂池双氧水的用量为100L脱氯，脱氯完成后指标为：残氯脱净，用淀粉碘化钾指示不变蓝，但不能脱过，加入双氧水脱氧完成后的聚合度DP为1200，最终向浆液中加入90L的盐酸，使池球搅拌10min，随后加入6L/球渗透剂，搅拌10min，酸处理30min后开始用自来水洗酸，洗酸用水量为50m3，漂白结束后的白度为≥84%，灰分为≤0.07%，铁质为≤10ppm。
所述该渗透剂为市售的西安金泉化工有限公司生产。
所述该渗透剂的标号为JN_08。
9）后除砂工艺：除砂机将一、二道全开，所述一、二道全开为一集的良浆通过管道直接进入下一工序，尾浆进入二级再次除杂后进入下一工序，浆液中物料的浓度为06%/L，除砂机的除砂压力为0.30MPa，除砂机上各尾浆盒液位保持在1/2之上，大桶液位≥1m，小桶液位在视窗范围之内，除砂结束时浆料经前圆网浓缩。
10）后打浆：将后除砂工艺后的浆料输送到电流≤200A的大锥度精浆机中打浆，其中打浆完成后的筛分指标为70%。
11）纸机：将后打浆的制得的物料均匀散入到纸机的长网上，浆和水混合后的长网的PH值为5，开启两道水洗，使用软化水进行水洗，水洗结束后采用自动剔除尘埃系统，尘埃监测并提出，尘埃设定面积为0.9mm2，最终经纸机得到成品。
结论分析：
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结合表1、表2数据可知，采用本发明所制备的纺丝级用棉浆粕检测指标都明显优于现有技术中所生产的纺丝级棉浆粕，前打浆三台大锥度串联配合后大锥度微调，有效的控制了棉浆粕纤维长度，纤维帚化程度高、强度好，并且打浆阶段全部用软化水，保证了成品甲纤含量高，聚合度稳定，尘埃少，快速酯化反应好，能够完全满足烟草丝束级二醋酸纤维素的生产。
对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：该生产工艺包括以下步骤：1）选料、开棉、干法除杂；2）配碱、浸渍；3）注射助剂；4）蒸煮；5）洗涤送浆；6）前除砂；7）前打浆；8）漂白；9）后除砂；10）后打浆；11）纸机；所述步骤1）为，将成熟度为72-75%的棉短绒进行开棉，其中开棉投料厚度≤10cm，开棉时间为60min。
2.根据权利要求1所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤2）为，将碱溶液与水按照1:4.2-4.7进行配制，其中配碱温度为60-80℃，碱液浓度为45±2g/L。
3.根据权利要求2所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤4）为，将料液三次升温，在温度为150℃时开始保温120-135min，保温温度为154±3℃，其中蒸煮后的聚合度为1300-1400。
4.根据权利要求3所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤5）为，将蒸煮后的黑液进行30min的回收处理并将洗料倒入清洗池，其中洗料要求球下池加水液位为1.6m，排污时间为20-30min。
5.根据权利要求4所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤6）为，将物料进行除砂，其中除砂时浆料的浓度为0.4-0.6%，上浆流量为55-70m3/H，除砂时间为75-90min/球，除砂机的除砂压力为0.28-0.30MPa。
6.根据权利要求5所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤7）为，将浆料进行前打浆处理，其中打浆时间为75-90min，打浆完成后的浆液纤维长度为70-80%。
7.根据权利要求6所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤8）为，将浆料进行漂白工艺，其中漂白结束后的白度≥84%，灰分≤0.07%，铁质含量≤10ppm。
8.根据权利要求7所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤9）为，将浆料进行后除砂，其中后除砂时浆液中物料的浓度为0.4-0.6%/L，除砂机的除砂压力为0.28-0.30MPa。
9.根据权利要求8所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤10）为，将浆料进行后打浆处理，后打浆完成后的筛分指标为60-70%。
10.根据权利要求9所述的一种纺丝级二醋酸纤维素用棉浆粕的生产工艺，其特征在于：所述步骤11）为，将物料散入纸机的长网上制得成品，其中浆液和水混合后长网的PH值为3-5。
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