CN112176762A - 一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，首先将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用；然后将选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；最后将初级浆料与蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。本发明在备料过程中加入了酶法处理，降解了原料中部分木质素，降低了化学药品的用量；本发明可以促进烧碱迅速将纤维表面润湿并渗透到内部以缩短蒸煮时间。

Description

一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法
技术领域
本发明属于制浆造纸生产技术领域，具体涉及一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法。
背景技术
中国是世界上以非木材纤维原料制浆造纸历史最悠久的国家，也是目前世界上非木浆生产量最大的国家。由于我国木材原料缺乏，非木材原料如竹子、芦苇、蔗渣、麦草等被大量用于制浆造纸中，其中麦草比重最大。草类纤维原料在原料密度、纤维长度、灰分、硅含量及造纸特性等方面与木材纤维原料差异较大，与木浆相比，草浆杂细胞含量高、纤维短、物理强度低。而且草浆的生产存在着原料消耗高，制浆得率低，废液污染严重，浆料不易漂白，成纸强度低等问题，这些缺点，限制了麦草浆生产的进一步发展。因此，需要在环保的基础上发展一种生产优质草浆的制浆漂白工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，在备料过程中加入了酶法处理，降解了原料中部分木质素，降低了化学药品的用量；在蒸煮的过程中介入部分氢氧化钾代替氢氧化钠，减少用碱总量；在蒸煮药液中加入了蒸煮助剂绿氧，蒸煮过程中具有很强的润湿、渗透能力，可以促进烧碱迅速将纤维表面润湿并渗透到内部以缩短蒸煮时间。
本发明所采用的技术方案是，一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
本发明的特点还在于，
步骤1中草料切片长度为20～30mm。
步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入10-12IU/g的漆酶，最后加入8-10IU/g的果胶酶，预处理时间110-130min，pH＝4-6，温度50-55℃，生物酶的质量分数10-15％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为55～60℃，温度为20～25min。
步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：3-4，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：2.5-4，两者总用量为步骤1中草片重量的8-10％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的16-20％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.3-0.5％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.03-0.05％。
步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至70-85℃后送入蒸煮设备中，并在0.6-0.7MPa下保温80-100分钟，得到化学草浆。
步骤4中草类原料的蒸煮时间为15-25分钟，蒸煮最高温度为140-160℃，蒸煮压力为0.5-0.7MPa。
本发明的有益效果是，一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，具有更加精细的流程，并且在制浆过程中加入了酶法处理，在蒸煮的过程中介入部分氢氧化钾代替氢氧化钠，加入了蒸煮助剂绿氧，有效的缩短蒸煮时间、提高草浆质量，以生产出高强度、高白度纸浆。
附图说明
图1是本发明一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，流程图如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用，草料切片长度为20～30mm；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入10-12IU/g的漆酶，最后加入8-10IU/g的果胶酶，预处理时间110-130min，pH＝4-6，温度50-55℃，生物酶的质量分数10-15％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为55～60℃，温度为20～25min。
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：3-4，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：2.5-4，两者总用量为步骤1中草片重量的8-10％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的16-20％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.3-0.5％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.03-0.05％。
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至70-85℃后送入蒸煮设备中，并在0.6-0.7MPa下保温80-100分钟，得到化学草浆。
步骤4中草类原料的蒸煮时间为15-25分钟，蒸煮最高温度为140-160℃，蒸煮压力为0.5-0.7MPa。
实施例1
本发明一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用，草料切片长度为20mm；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入10IU/g的漆酶，最后加入8IU/g的果胶酶，预处理时间110min，pH＝4，温度50℃，生物酶的质量分数10％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为55℃，温度为20min。
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：3，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：2.5，两者总用量为步骤1中草片重量的8％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的16％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.3％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.03％。
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至70℃后送入蒸煮设备中，并在0.6MPa下保温80分钟，得到化学草浆。
步骤4中草类原料的蒸煮时间为15分钟，蒸煮最高温度为140℃，蒸煮压力为0.5MPa。
实施例2
本发明一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用，草料切片长度为30mm；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入12IU/g的漆酶，最后加入10IU/g的果胶酶，预处理时间130min，pH＝6，温度55℃，生物酶的质量分数15％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为60℃，温度为25min。
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：4，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：4，两者总用量为步骤1中草片重量的10％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的20％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.5％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.05％。
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至85℃后送入蒸煮设备中，并在0.7MPa下保温100分钟，得到化学草浆。
步骤4中草类原料的蒸煮时间为25分钟，蒸煮最高温度为160℃，蒸煮压力为0.7MPa。
实施例3
本发明一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用，草料切片长度为25mm；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入11IU/g的漆酶，最后加入9IU/g的果胶酶，预处理时间120min，pH＝5，温度52℃，生物酶的质量分数12％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为57℃，温度为22min。
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：3.5，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：3，两者总用量为步骤1中草片重量的9％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的18％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.4％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.04％。
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至78℃后送入蒸煮设备中，并在0.65MPa下保温90分钟，得到化学草浆。
步骤4中草类原料的蒸煮时间为20分钟，蒸煮最高温度为150℃，蒸煮压力为0.6MPa。

Claims (8)

1.一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、将草类原料贮存6个月以上，然后将草料干法切片，得到草片备用；
步骤2、将经步骤1选出的草片加入生物酶进行酶法预处理；之后对草片洗涤和脱水，形成初级浆料；
步骤3、将水、氢氧化钾、氢氧化钠、过氧化氢、金属离子螯合剂按比例配制成碱液，之后将蒸煮助剂绿氧溶解于碱液中，配制成蒸煮药液；
步骤4、将步骤2得到的初级浆料与步骤3得到的蒸煮药液送入连续蒸煮器内，采用烧碱法进行连续蒸煮，最终得到化学草浆。
2.根据权利要求1所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤1中草料切片长度为20～30mm。
3.根据权利要求2所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤2具体如下：
步骤2.1、草片中加入的生物酶包括HBT介体、漆酶、果胶酶，具体为在步骤1选出的草片中加入0.5％的HBT介体，再加入10-12IU/g的漆酶，最后加入8-10IU/g的果胶酶，预处理时间110-130min，pH＝4-6，温度50-55℃，生物酶的质量分数10-15％；
步骤2.2、将经过步骤2.1预处理后的草片用热水进行洗涤，洗涤完成后进行脱水。
4.根据权利要求3所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤2.2中对草片用热水进行洗涤时控制水温为55～60℃，温度为20～25min。
5.根据权利要求4所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤3中配制成的碱液中，水与步骤1中得到的草片的重量之比为1：3-4，氢氧化钾与氢氧化钠的重量比为1：2.5-4，两者总用量为步骤1中草片重量的8-10％，过氧化氢用量为步骤1中草片重量的16-20％，金属离子螯合剂用量为步骤1中草片重量的0.3-0.5％，金属离子螯合剂采用乙二胺四乙酸。
6.根据权利要求4所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤3中蒸煮助剂绿氧由蒽醌、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO类物质、亚硫酸钠组成，各成分含量比为3：1：6，用量为步骤1中草片用量的0.03-0.05％。
7.根据权利要求1所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤4具体如下：
进行高压预浸渍：首先将步骤2得到的初级浆料送入蒸煮设备中，之后将步骤3配制的蒸煮药液预热至70-85℃后送入蒸煮设备中，并在0.6-0.7MPa下保温80-100分钟，得到化学草浆。
8.根据权利要求7所述的一种用于制浆造纸过程中的化学草浆制备方法，其特征在于，所述步骤4中草类原料的蒸煮时间为15-25分钟，蒸煮最高温度为140-160℃，蒸煮压力为0.5-0.7MPa。
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