CN112127194A - 一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，属于农作物秸秆资源综合利用产业领域，围绕去除棉秆原料中果胶和半纤维素等阴离子垃圾产生来源系统采取蒸煮、疏解和生物处理措施，得到低叩解度浆；保留部分木质素以有助于形成模塑餐盒防油防水膜，并提高模塑餐盒的挺度和滤水性、提高纤维浆得率；采用酸性亚铵法制浆满足纤维要求同时得到黄腐酸。实现去除阴离子垃圾、较高的纤维得率，得到净化的棉花秸秆模塑餐盒纤维、保留了必要的木质素、副产得到黄腐酸。用低叩解度棉秆餐盒浆和高叩解度秸秆化学浆配抄以提高滤水性。既满足了模塑餐盒对纤维浆的特殊要求，提高了秸秆资源综合利用的水平，伴生得到高附加值黄腐酸，又从源头上根治制浆污染问题。
Description
技术领域
本发明属于农作物秸秆资源综合利用产业领域，特别是一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
秸秆模塑餐盒浆的技术开发符合国家产业政策，到2020年底，地级以上城市建成区、景区景点的餐饮堂食服务，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2022年底，县城建成区、景区景点餐饮堂食服务，禁止使用不可降解一次性塑料餐具。到2025年，地级以上城市餐饮外卖领域不可降解一次性塑料餐具消耗强度下降30％。明确推广应用替代产品和模式，推广应用替代产品，在餐饮外卖领域推广使用符合性能和食品安全要求的秸秆覆膜餐盒等生物基产品；强化科技支撑，加大可循环、可降解材料关键核心技术攻关和成果转化，提升替代材料和产品性能。
秸秆模塑餐盒材料应用技术亟待突破。现在用于生产模塑餐盒的材料仅局限于蔗渣、芦苇和少量麦草化学浆，普遍存在着滤水性差、盒体软强度低的问题。而由于技术原因，量大面广的非木纤化机浆虽然挺度高、滤水性好，但是防漏油防漏水性能又达不到要求，大大限制了秸秆原料模塑餐盒的应用。
现有技术对模塑餐盒以及模塑餐盒浆的生产从不同角度进行了研究：
彭渊的硕士学位论文《模塑餐盒用浆研究》(东北林业大学2006)分析了模塑餐盒的成型机理，指出木质素在模塑餐盒防漏油防漏水性能的作用机理，指出化学浆用于生产模塑餐盒的局限。而化机浆生产普遍存在制浆污水处理困难和用于模塑餐盒生产存在阴离障碍的问题。
霍丹谢丹妮杨秋林《化机浆制浆过程中阴离子垃圾的产生及其影响》(来源：天津造纸ISSN：1674-5469年：2016卷：038期：004页码：38-41)，分析化机浆生产过程中阴离子垃圾来源于溶解性的半纤维素、低分子量木素、果胶酸、树脂酸、脂肪酸等高负电性物质溶解于浆水体系中。
专利“一种由禾草浆制得的餐盒及其制备方法(申请号CN200810214079.2)”,公开了一种禾草类制浆方法，所采用的禾草浆为未经漂白的禾草浆，禾草浆的白度为35-45％ISO，所述的禾草浆的裂断长为5.0-7.5km，撕裂度为230-280mN，耐折次数为40-90次，打浆度为28-34°SR，其中所述禾草浆包括由麦草、稻草、芦竹、芦苇和棉杆中的一种或者一种以上经常规制浆方法制得的纸浆，制浆过程中蒸煮后所制得纸浆的硬度为高锰酸钾值16-25。所述常规制浆方法包括亚铵法和碱法，所述的碱法包括蒽醌-烧碱法、硫酸盐法或碱性亚钠法，亚铵法蒸煮过程加入NaOH0-8％。未涉及棉秆果胶和半纤维素的阴离子问题，没有控制蒸煮环节的pH值；并且，在突出制浆的时候，忽略了对黄腐酸的开发利用，从而没有对Na离子的含量进行限制、没有对黑液中乃至黄腐酸中磺化木质素的含量进行有效控制。
发明内容
针对现有技术的不足，提出本发明——一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆，生产工艺，具体内容如下：
为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，生产工艺，包括：
第一步，制浆。
通过对棉秆原料蒸煮水解半纤维素和果胶，保留部分木质素，得浆料；
用高浓磨浆机浆疏解浆料并分离得到粗浆和制浆黒液；
用低浓磨浆机对粗浆进行疏解暴露残余半纤维素和残余果胶得到半成本品浆；
对半成品浆进行生物处理去除残余半纤维素和果胶，去除阴离子垃圾；
采用酸性亚铵法蒸煮原料，副产品得到黄腐酸；
得到去除阴离子垃圾并保留了部分木质素的低叩解度模塑餐盒成品浆，同时得到黄腐酸。
第二步，配浆。
即用低叩解度的棉秆餐盒浆和高叩解度的秸秆化学浆混合调整餐盒浆降低叩解度，增加滤水性。
研究发现，目前的化学浆、化学机械浆用于生产模塑餐盒存在较多的不适应问题，首先是化学浆，几乎全部脱除木质素使得防水膜层缺少了一个必要组分，同时滤水性较差，餐盒软挺度低；其次是化机浆，尽可能保留半纤维素和木质素，存在大量的阴离子垃圾，导致防油防水剂消耗量大，增加生产成本，无法有效防油防水，同时制浆污水处理困难。因此，本发明提出了一种综合解决问题的思路——既要消除阴离子垃圾、又要保证保留部分木质素以保障与防油助剂形成防油防水膜层、还要提高餐盒的挺度和滤水性，并将这一思路贯穿“整个成浆过程”，形成完整的技术方案。经过长期的技术研究和实践探索，发现：采用酸性亚硫酸铵法与高、低浓疏解加生物处理组合，可以有效地去除浆料中的半纤维素和果胶，保留了必要的木质素组分，取得良好的防油防水效果，获得的浆料滤水性好挺度好、还能够副产黄腐酸。
本发明的第二个方面，提供了任一上述的方法制备的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明系统解决阴离子垃圾问题。从源头上控制阴离子垃圾的形成，通过三个分步骤，即蒸煮、疏解和生物处理彻底解决高得率半化学浆果胶和半纤维素阴离子垃圾过高消耗防油防水助剂的问题。
(2)本发明保留了必要的木质素组分，保障了餐盒形成防油防水膜的基本要素成分，提高了浆的硬度，从而提高了模塑餐盒的挺度。
(3)本发明降低叩解度提高滤水性。棉秆浆的加入降低了餐盒浆整体浆料的叩解度，提高了滤水性；
(4)综合利用。既得到模塑餐盒浆又得到黄腐酸，黄腐酸的附加值远远高过模塑餐盒浆，增加了秸秆综合利用工业化生产的经济效益。
(5)清洁生产。制浆黒液即是黄腐酸，从源头上杜绝了制浆污染。
(6)方案整合，提高效率。把两步解决果胶、两步解决半纤维素和两步得到黄腐酸有机地结合到一个生产系统中。
(7)模塑餐盒技术优势整合。本发明集合了化学浆、化机浆和半化学浆的优势并弥补了各自的不足。利用本发明得到的模塑餐盒浆保留了化学浆的净化纤维优势，弥补了化学浆用于模塑餐盒缺少木质素和挺度不够、滤水性差的问题；发挥了化机浆的挺度高滤水性好的优势，弥补了化机浆阴离子垃圾和制浆污水处理困难的不足；发挥了亚硫酸盐制浆保留纤维素和部分木质素，去除大部分半纤维素的优势。
(8)本发明拓展了秸秆纤维用于生产模塑餐盒浆的应用领域。
(9)本发明的制备方法简单、操作方便、实用性强，易于推广。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
术语解释
本发明中，渗透剂(JFC)是指：脂肪醇聚氧乙烯醚。
EDTA为乙二胺四乙酸。
本发明解决问题的前提是，根据模塑餐盒的成盒机理分析棉秆纤维成分特点和现有制浆方法的优势和局限。
首先，明确棉秆原料的成分及其分布。果胶含量高是棉花秸秆化学成分的一大突出特点。据研究，棉花秸秆的果胶含量高达4.9％，而麦秸只有0.3％，玉米秸秆只有0.45％。
根据李群《棉秆纤维原料特性及其化机浆生产工艺进展》(来源：百度文库)的研究结果，棉秆原料纤维的果胶分布，如下表所示：
棉秆原料各部位组分占比：棉秆皮部占全秆重量的26％，木质部占70％，髓部占4％。
由此推算，皮部和纤维其它部位果胶含量各占50％。
以上分析说明有一半的果胶含量存在于纤维内部。
从表中也可以看出，多戊糖即半纤维素是均匀分布在纤维的各个部分的。
其次，根据模塑餐盒成盒机理分析现有制浆方法的优势、局限和不足：
化学浆，全部去除了木质素和半纤维素，净化了纤维，但是使得成盒体系中少了一个形成防油防水膜的主要成分——木质素，同时存在餐盒柔软挺度不够，并且成型滤水性差的问题。
化机浆，包括APMP、PRC-APMP、BCTMP、ECTMP等，特点是为了提高得率尽量保留半纤维素和木质素，结果导致以果胶和半纤维素降解成分为主导阴离子垃圾严重消耗正离子的防油防水助剂，以致无法使用，同时制浆黑液处理难度高。
传统亚硫酸盐制浆，没有针对模塑餐盒浆的要求有针对性地去除半纤维素和果胶残留。
针对现有技术的不足，公开“一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产方法”，具体为：
解决问题的思路：
根据模塑餐盒浆成浆机理分析解决问题的思路：
根据模塑餐盒浆成盒机理要求，针对成盒及防油防水的各种影响因素，进行系统梳理，发挥正向因素，抑制和克服负向因素：
一是发挥正向因素作用，有：
(1)净化纤维素，以提高纤维之间的氢键结合；
(2)保留部分木质素，使得木质素在高温高压下发生塑形变形并和防油剂结合成防油防水膜；
(3)解决困扰模塑餐盒的挺度问题，采用硬度较高的浆；
(4)通过调整叩解度提高滤水性，提高成盒生产效率；
(5)提高防油防水性能。
二是降低负向因素影响，主要是阴离子垃圾消耗防油防水剂，有：
(6)去除半纤维素，控制半纤维素对模塑餐盒的负面影响。主要包括半纤维素的易吸水、脆性，并且半纤维素是阴离垃圾的主要来源之一。因为半纤维素和木质素、纤维素交织在一起，考虑到要有意保留部分木质素，所以采取分步处理的方式去除半纤维素；
(7)去除果胶。果胶是阴离子垃圾的另一主要来源，果胶主要存在于胞间层、胞腔内和棉秆皮部。要采取分步措施去除，第一步以去除棉秆皮上的果胶为主，第二步以去除胞间层和细胞腔内残余果胶为主。因为黄腐酸主要用作肥料添加剂，应控制整个生产系统中Na离子含量。本发明中蒸煮助剂草酸钠用于果胶分解，所以应控制草酸钠总量以控制黄腐酸中的Na离子含量。
三是考虑制浆污水的资源化利用和环保问题：
(8)拟采用亚硫酸铵法制浆，直接提取制浆污水得到黄腐酸：
(9)控制pH5-7，一方面使半纤维素在弱酸性条件下分解，另一方面，保持成浆的颜色为深棕红色，以减少漂白成本，提高模塑餐盒的商品性。
(10)控制蒸煮强度，兼顾模塑餐盒对纤维性能要求和黄腐酸生产对蒸煮的要求。从模塑餐盒浆性能要求看，需要对纤维素脱除杂质并进行洗涤分离、要控制保留部分木质素；从黄腐酸产生机理看，黄腐酸的主要来源是磺化木质素，在加工过程中要控制部分原生木质素保留在纤维素里面，同时控制部分磺化木质素与纤维素分离进入到制浆和洗浆黒液当中。由此，制浆的蒸煮过程从某种程度上讲也是在掌控木质素和纤维素的分离程度，掌控留在纤维中的木质素和进入制浆黒液的磺化木质素的比例。根据实验优化，当卡伯值在20-30时，纤维得率在50％、黄腐酸黑液浓缩干粉的得率在50％并且其中黄腐酸干基含量大于40％时，可以达到就比较均衡的状态；
(11)采取两步蒸煮萃取和疏解洗浆提取黄腐酸；
(12)将三步去除果胶、两三步去除半纤维素和两步提取黄腐酸整合形成一个完整的工艺方案。
(13)使用阳离子淀粉去除浆料中其它的阴离子垃圾。
(14)解决问题的原则，一是秸秆资源综合利用、二是环保，特别是制浆污染问题、三是提高附加值。
按照以上思路，本发明公开解决问题的技术方案“一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产方法”，具体为：
一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，包括：
第一步，通过对棉秆原料蒸煮水解半纤维素和果胶，保留部分木质素，得浆料；
用高浓磨浆机浆疏解浆料并分离得到粗浆和制浆黒液；
用低浓磨浆机对粗浆进行疏解暴露残余半纤维素和残余果胶得到半成本品浆；
对半成品浆进行生物处理去除残余半纤维素和果胶，去除阴离子垃圾。
采用酸性亚铵法蒸煮原料，副产品得到黄腐酸。
得到去除阴离子垃圾并保留了部分木质素的低叩解度模塑餐盒成品浆，同时得到黄腐酸。
第二步，配浆，即用低叩解度的棉秆餐盒浆和高叩解度的秸秆化学浆混合调整餐盒浆成浆的叩解度，增加滤水性。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，所述酸性亚硫酸铵法蒸煮的工艺条件为液比1:5，亚硫酸铵10％，草酸钠0.5％，渗透剂JFC 0.01％，硫酸盐酸硝酸的一种或几种，用量0-2％，pH5-7，140-165℃，优选150℃，保温60-90min。得到浆料，卡伯值在20-25。优化蒸控蒸煮强度最终纤维素得率50％、黄腐酸黑液浓缩干燥最终得率在50％，并且其中黄腐酸干基含量大于40％。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，用高浓磨浆机浆疏解浆料并分离得到粗浆和制浆黒液。所述疏解的浆浓30～35％，磨缝0.15～0.25，叩解度18-22°SR。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，分离得到粗浆和黄腐酸黑液。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，用低浓磨浆机对粗浆进行疏解暴露残余半纤维素和残余果胶得到半成本品浆；浆浓3～6％，叩解度22～28°SR。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，对半成品浆进行生物处理去除残余半纤维素和果胶生物处理，条件为：浆浓3～8％，温度45～65℃，优选55℃，时间40～90min，pH5-7，果胶酶30000U/mg、加入量100g/t浆，半纤维素酶30000U/g，加入量100g/t浆、渗透剂JFC加入量0.01％，EDTA0.01～0.5％，搅拌。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，在生物处理环节加阳离子淀粉0.5％，市售。
在一些实施例中，一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产方法，将三步脱除果胶和三步脱除半纤维素，与蒸煮萃取加疏解洗浆提取黄腐酸有机整合形成一个完整的工艺方案。
在一些实施例中，配浆，按叩解度为22-28°SR的棉秆餐盒浆：叩解度为35-45的秸秆化学浆＝20-80：80-20比例混合，混合浆的叩解度35-45°SR，以增加滤水性。秸秆化学浆为麦草、芦苇、稻草、蔗渣的一种或几种。
在一些实施例中，所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，所述非木纤维原料，包括，棉秆、麥稻草、蔗渣、芦苇、竹子、桑枝等，以及竹柳、构树和木材下脚料、枝桠材。
在一些实施例中，以上所述的方法制备的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆。
下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
以下实施例中，采用的市售浆料的扣解度皆为35-45°SR，可根据配浆后混合浆料的扣解度进行选择和调整。
实施例1
以棉花秸秆为原料生产模塑餐浆和黄腐酸。
第一步，备料。取绝干棉花秸秆1000g，洗涤沥干水分。
第二步，蒸煮。将原料装入15L电动旋转蒸锅，蒸煮的工艺条件为液比1:5，亚硫酸铵10％，硫酸0.1％，草酸钠0.5％，pH6.5，加温至120℃放汽，升温至160℃，保温60min，得浆料，卡伯值24.4。
第三步，高浓磨浆疏解。将浆料在KRK300磨浆机磨浆，一段缝隙0.5mm，二段缝隙0.25mm，三段缝隙0.15mm，浆浓30％，叩解度21°SR，总水量10kg。
第四步，分离纤维和洗浆水。用离心机甩干，得粗浆和黄腐酸黒液。测得粗浆得率58％，黄腐酸干基含量30.73％。
第五步，对粗浆进行低浓疏解得到半成本品浆，浆浓3～6％，叩解度25°SR，半成品浆得率54％。
半成品餐盒浆性能检测：
浆的裂断长4.66能有效满足餐盒强度有求，卡伯值36.1，相当于木素含量5.96％，木质素去除率约75％，可以满足餐盒成盒形成防油膜需要。
第六步，对半成品浆进行生物处理。首先，去除残余半纤维素和果胶生物处理的条件为：浆浓5％，温度50℃，果胶酶液体，北京盛世嘉明生物科技有限公司生产，活性3000U/g、用量1g/kg，半纤维素酶试剂，由南京都莱生物技术有限公司生产、活性5U/mg，用量0.2g/kg，渗透剂JFC 0.01％，EDTA 0.1％，搅拌，保温60min；然后，加阳离子淀粉0.5％，搅拌，温度50℃，保温30min。
第七步，模塑餐盒制作。在某生产出口模塑餐盒的企业试验车间进行：
(1)原料配比：
实验组：棉秆本色半化模塑餐盒浆60％，市售麦草本色化学浆,20％，
市售芦苇本色化学浆20％。
市售化学浆叩解度在35-45°SR。
对比组1，原料配比：市售蔗渣本色化学浆60％，市售麦草本色化学浆20％，
市售芦苇本色化学浆20％。
对比组2，原料配比：市售杨木化机浆60％，市售麦草本色化学浆20％，市市售售芦苇本色化学浆20％。
(2)助剂加入量：助剂加入量。日本产旭硝子阳离含氟子防水防油剂(市售)：加入量1％，防水剂，上海罗万科技有限公司生产，加入量4％。
(3)抄造600ml翻盖模塑餐盒，重量30g，混合浆叩解度39°SR，热压温度198℃，顺序完成打浆、抄盒、冷压、热压工序。
(4)餐盒性能比较：
根据GB/T36787-2018纸浆模塑餐具检测标准：
漏水性，合格标准：无渗漏；
耐温性能(防油防水)：
(95℃±5℃)水，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
(95℃±5℃)油，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
实施例2
以棉花秸秆为原料生产本色模塑餐盒浆和黄腐酸。
第一步，备料。棉秆绝干料3吨，经鼓式洗料机洗料，经螺旋脱水机脱水。
第二步，蒸煮。将原料装入40立方蒸球，蒸煮的工艺条件为液比1:6，亚硫酸铵10％，硫酸0.1％，草酸钠0.5％，渗透剂JFC 0.01％，pH6.5，加温至120℃放汽，升温至150℃，保温90min，15％浆浓喷放得浆料。
第三步，挤浆和磨浆疏解。首先将浆料进过两道搓丝挤浆机挤浆洗浆，进口浓度15％，出口浓度38％，收集黄腐酸黒液，吨浆黒液量6吨，固含量16％；然后经直径900mm高浓磨浆机磨浆，得粗浆，叩解度23°SR。黄腐酸固基含量42.6％。
第四步，对粗浆进一步疏解得到半成本品浆，浆浓5％，在直径600mm的低浓磨，叩解度28°SR，得半成品浆1.6吨。
半成品棉秆餐盒浆性能检测：
浆的抗张指数53.01能有效满足餐盒强度有求，卡伯值29，相当于木素含量4.79％，木质素去除率约77％，可以满足餐盒成盒形成防油膜需要。
第五步，对半成品进行生物处理。对半成品浆经过除渣、筛选，高速洗浆机浓缩到8％，进入内衬玻璃钢的50立法米混凝土水池内，加水量12吨，蒸汽加温至50℃，搅拌。来自高速洗浆机的半成品浆全部进入水池内，加蒸汽到50℃保温。加入助剂，加入果胶酶液体，北京盛世嘉明生物科技有限公司生产，活性3000U/g、用量1g/kg，食品级半纤维素酶，市场采购，活性30000U/g，用量0.1g/kg，EDTA 0.5％，搅拌，50℃保温40min；随后，加阳离子淀粉0.5％，搅拌，温度50℃，保温30min。经双网机浆脱水致浆浓30％，备用。
第六步，模塑餐盒抄造。在某生产出口模塑餐盒的企业试验车间进行：
(1)原料配比：
实验组：棉秆本色半化学模塑餐盒浆60％，麦草本色化学浆20％，
芦苇本色化学浆20％。
市售化学浆叩解度在35-45°SR。
对比组1，原料配比：蔗渣本色化学浆60％，麦草本色化学浆20％，芦苇本色化学浆20％。
对比组2，原料配比：杨木化机浆60％，麦草本色化学浆20％，芦苇本色化学浆20％。
(2)助剂加入量：助剂加入量。日本产旭硝子阳离含氟子防水防油剂(市售)：加入量1％，防水剂，上海罗万科技有限公司生产，加入量4％。
(3)抄造600ml翻盖模塑餐盒，重量30g，混合浆叩解度38°SR，热压温度198℃，顺序完成打浆、抄盒、冷压、热压工序。
(4)模塑餐盒性能比较：
根据GB/T36787-2018纸浆模塑餐具检测标准：
漏水性，合格标准：无渗漏；
耐温性能(防油防水)：
(95℃±5℃)水，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
(95℃±5℃)油，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
实施例3
以小麦秸秆为原料生产模塑餐盒浆和黄腐酸。
第一步，备料。小麦秆绝干3吨，经粉碎、筛选除土、除铁，皮带送入25立方蒸球。
第二步，蒸煮。蒸煮的工艺条件为液比1:6，亚硫酸铵10％，盐酸0.1％，pH7，加温至120℃放汽，升温至150℃，保温90min，15％喷放得浆料。
第三步，挤浆和磨浆疏解。首先将浆料经过四道双辊挤浆机逆向洗涤，进口浓度10％，出口浓度38％，收集黄腐酸黒液，吨浆黒液量5.5吨，固含量18％；得粗浆，叩解度21°SR，黄腐酸固基含量43％，卡伯值29。
第四步，对粗浆进一步疏解得到半成本品浆，浆浓5％，在直径600mm的低浓磨浆机上疏解，叩解度26°SR，得半成品浆1.55吨。
半成品餐盒浆性能检测：
浆的抗张指数44.01能有效满足餐盒强度有求，卡伯值25，相当于木素含量4.125％，木质素去除率约77％，可以满足餐盒成盒形成防油膜需要。
第六步，对半成品进行生物处理。对半成品浆经过除渣、筛选，高速洗浆机浓缩到8％，进入内衬玻璃钢的50立法米混凝土水池内，加水量12吨，蒸汽加温至60℃，搅拌。来自高速洗浆机的半成品浆全部进入水池内，加蒸汽保温至50℃时加入助剂。半纤维素酶，市售，活性30000U/g，用量0.1g/kg，渗透剂JFC0.01％，EDTA 0.5％，搅拌，50℃保温40min；随后，加阳离子淀粉0.5％，搅拌，温度50℃，保温30min。经双网机浆脱水致浆浓30％，备用。
第七步，模塑餐盒制作。在某生产出口模塑餐盒的企业试验车间进行：
(1)原料配比：
实验组：小麦秸秆本色半化学模塑餐盒浆70％，芦苇本色化学浆30％。
对比组1，原料配比：蔗渣本色化学浆70％，芦苇本色化学浆30％。
对比组2，原料配比：杨木化机浆60％,麦草本色化学浆30％，芦苇本色化学浆30％。
(2)助剂加入量：助剂加入量。日本产旭硝子阳离含氟子防水防油剂(市售)：加入量1％，防水剂，上海罗万科技有限公司生产，加入量4％。
(3)抄造600ml翻盖模塑餐盒，重量30g，叩解度40°SR，热压温度198℃，顺序完成打浆、抄盒、冷压、热压工序。
(4)模塑餐盒性能比较：
根据GB/T36787-2018纸浆模塑餐具检测标准：
漏水性，合格标准：无渗漏；
耐温性能(防油防水)：
(95℃±5℃)水，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
(95℃±5℃)油，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
实施例4
对比实验。对进口P-RC APMP漂白针叶化机浆成品进行相同条件的生物处理后观察其耐油耐水性。
第一步，备料。分别取进口针叶漂白化机浆绝干100kg、用实施例2制备的棉秆本色餐盒浆绝干100kg。
第二步，装料，分别放入3m3搅拌罐，加水1000kg，加浆，搅拌，电加热50℃，保温。
第三步，生物处理。加入助剂，加入果胶酶液体，北京盛世嘉明生物科技有限公司生产，活性3000U/g、用量1g/kg，食品级半纤维素酶，市场采购，活性300000U/g，用量0.1g/kg，EDTA 0.5％，搅拌，50℃保温60min；随后，加阳离子淀粉0.5％，搅拌，温度50℃，保温30min。甩干脱水致浆浓28％，备用。
第三步，配浆。
原料配比：
对比组，进口漂白化机浆70％，芦苇本色化学浆30％。
对比组：棉花秸秆本色半化学模塑餐盒浆70％，芦苇本色化学浆30％。
第五步，耐油耐水性试验。
抄造模塑餐盒：
助剂加入量：日本产旭硝子阳离含氟子防水防油剂(市售)：加入量0.85-1％，防水剂，上海罗万科技有限公司生产，加入量4％。
检测耐油耐水性，结果：
棉干本色半化学浆模塑餐盒耐油耐水性能合格，进口P-RCAPMP针叶本色化机浆模塑餐盒耐油耐水性能不合格。
实施例5
以棉花秸秆为原料生产本色模塑餐盒浆和黄腐酸。
第一步至第五步同施例2
第六步，模塑餐盒抄造。在某生产出口模塑餐盒的企业试验车间进行：
(1)原料配比：
实验组：棉秆本色半化学模塑餐盒浆70％，芦苇本色化学浆30％。
对比组1，原料配比：蔗渣本色化学浆70％，麦草本色化学浆15％，芦苇本色化学浆15％。
对比组2，原料配比：杨木化机浆20％，麦草化学浆40％，芦苇本色化学浆40％。
市售化学浆叩解度在35-45°SR。
(2)助剂加入量：
助剂加入量：日本产旭硝子阳离含氟子防水防油剂(市售)：加入量0.85-1％，防水剂，上海罗万科技有限公司销售，加入量4％。
(3)抄造600ml翻盖模塑餐盒，重量30g，叩解度35°SR，热压温度198℃，顺序完成打浆、抄盒、冷压、热压工序。
(4)比较其耐油耐水性能：
根据GB/T36787-2018纸浆模塑餐具检测标准：
漏水性，合格标准：无渗漏；
耐温性能(防油防水)：
(95℃±5℃)水，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
(95℃±5℃)油，30mim，合格：无阴渗，无渗漏，无变形
最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。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。上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，包括：
第一步，制浆：
通过对棉秆原料蒸煮水解半纤维素和果胶，保留部分木质素；
用高浓磨浆机浆疏解浆料并分离得到粗浆和制浆黒液；
用低浓磨浆机对粗浆进行疏解暴露残余半纤维素和残余果胶得到半成本品浆；
对半成品浆进行生物处理去除残余半纤维素和果胶，去除阴离子垃圾；
采用酸性亚铵法蒸煮原料，副产品得到黄腐酸；
得到去除阴离子垃圾并保留了部分木质素的低叩解度模塑餐盒成品浆，同时得到黄腐酸；
第二步，配浆：
即用低叩解度的棉秆餐盒浆和高叩解度的秸秆化学浆混合调整餐盒浆成浆的叩解度，增加滤水性。
2.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，所述酸性亚硫酸铵法蒸煮的工艺条件为液比1:5，亚硫酸铵10％，草酸钠0.5％，硫酸盐酸硝酸的一种或二种或三种0-2％，调节pH5-7，渗透剂JFC 0.01％，140-165℃，优选150℃，保温40-90min，优选50min；得到浆料，卡伯值20-30，木质素含量3.3-4.95％；优选的，纤维最终得率50％、黄腐酸黑液浓缩干燥得率50％，并且其中黄腐酸干基含量大于40％。
3.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，所述用高浓磨浆机对浆料进行磨浆疏解是指采用高浓磨浆机对纤维浆料进行揉搓疏解，所述磨浆浆浓25～35％，磨缝0.15～0.25，叩解度20～25°SR。
4.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，分离得到粗浆和黄腐酸，是指对浆料进行高浓疏解后进行多级逆向洗涤，得到粗浆和黄腐酸黑液。
5.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，所述用低浓磨浆机对粗浆进行疏解得到半成本品浆，浆浓3～6％，叩解度25～30°SR。
6.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，对半成品浆进行生物处理去除残余半纤维素和果胶生物处理的条件为：浆浓3～8％，温度45～55℃，时间40～90min，果胶酶30000U/mg、加入量100g/t浆，半纤维素酶30000U/g，加入量100g/t浆，EDTA 0.01～0.5％，搅拌。
7.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，在生物处理环节加阳离子淀粉0.5％。
8.根据权利要求1，一种副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产方法，其特征是，将三步脱除果胶和三步脱除半纤维素，与蒸煮萃取加疏解洗浆提取黄腐酸有机整合形成一个完整的工艺方案。
9.如权利要求1所述，一种副产黄腐酸的棉秆餐盒浆生产工艺，其特征是，配浆，按叩解度为22-28°SR的棉秆浆：叩解度为35-45°SR的秸秆化学浆＝20-80：80-20比例混合，混合浆的叩解度30-40°SR；秸秆化学浆为麦草、芦苇、稻草、蔗渣的一种或几种。
10.如权利要求1所述的副产黄腐酸的棉秆模塑餐盒浆生产工艺，其特征在于，非木纤维原料，包括，棉秆、麥稻草、蔗渣、芦苇、竹子、桑枝等，以及竹柳、构树和木材下脚料、枝桠材。
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