CN112726245B - 一种木质纤维生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种木质纤维生产工艺，其包括步骤：合格木片、浸渍液和0.1～5%的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140℃预蒸50～120 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=（1～5）：5；预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到成品纤维；成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化60～130 min；消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留20～30 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块。该木质纤维生产工艺中所产生的废弃物可以再利用，有效兼顾经济效益和环境效益。
Description
技术领域
本发明涉及木质纤维生产领域，具体的说，涉及了一种木质纤维生产工艺。
背景技术
木质纤维是一种有着良好应用前景的生物质资源，其存在于各种林木之中，是地球上最丰富的可再生资源，应用极为广泛。但是，目前木质纤维的生产工艺主要包括原木削片、木片筛选和清洗、蒸煮、热磨、干燥等工序，未进行消毒杀菌工序，极大的限制了木质纤维在纺织、家庭、医用、婴幼、养老、包装、环境装饰等领域的应用，同时，其生产过程会产生大量废液无法循环利用，容易造成环境污染。尤其是木质纤维的生产过程中的蒸煮工艺主要包括酸法和碱法两种。其中，酸法可以有效地将半纤维素降解，但浓酸对设备存在腐蚀问题，稀酸处理可以降低对设备的腐蚀强度，但所需温度和压力较高；碱法可以破坏木质素，但会产生大量黑液，造成环境污染。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种木质纤维生产工艺。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种木质纤维生产工艺，其包括步骤：
预蒸 合格木片、浸渍液和0.1～5 %的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140 ℃预蒸50～120 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=（1～5）：5；
纤维制备 预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到成品纤维；
浸渍液收集回用 经过微轻压蒸煮及搓丝细化挤压后得到的浸渍液要进行收集回用，回用到下次微轻压蒸煮过程；浸渍液的回用可以减少下次木质纤维松软剂正常添加量的20～50%；
消毒净化 成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化60～130 min；其中，H2O2消毒剂用量为5～8 %，ClO2净化剂用量为2～3 %；
筛选 消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留20～30 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块。
其中，木片中绝干质量为将合格木片置于105℃烘箱烘至恒重的质量。
基于上述，以质量份数计，所述木质纤维松软剂包括磷酸1～10份、甲酸1～10份、亚硝酸1～10份、十二烷基醇聚氧乙烯醚（AEO）1～10份、壬基酚聚氧乙烯醚（APE）3～9份、聚氧乙烯十二烷基胺2～8份、聚氧乙烯基酰胺1～10份、丁基卡必醇1～8份、苯氧基乙醇2～7份、亚硫酸钠2～10份、十二烷基磺酸钠1～6份和去离子水30～60份。
基于上述，所述微轻压蒸煮过程中压力为0.05～0.2 Mpa，温度为90～140 ℃，时间为50～120 min。
基于上述，在所述一段精磨前，加入pH调节剂，将pH调节至7～8，其中，所述pH调节剂选自Na2SiO3、NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3中的一种或多种。
基于上述，所述一段精磨的步骤中，进口纤维浓度为30～40%；所述二段精磨的步骤中，进口纤维浓度为35～45%。
基于上述，所述二段精磨的步骤之后，进行热回收，然后将纤维浓度稀释至30～35%，纤维浓度再浓缩至浓度至40～50%，得到所述成品纤维。
基于上述，所述良纤维是指纤维长度为1～15 mm，纤维束含量≤ 0.2%，不透明度为92～94 %且裂断长为3.5～4.5 km的纤维。
基于上述，木质纤维生产工艺还包括渣纤维处理的步骤，该步骤包括：渣纤维再次精磨、筛选，筛选后良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块，渣纤维经过除砂器排出。
基于上述，木质纤维生产工艺还包括备料的步骤，该步骤包括：木质原料依次经由剥皮、削片、筛选、洗涤、脱水、烘干工序后得到合格木片。
基于上述，所述合格木片为长10～70 mm、宽5～30 mm、厚3～15 mm、含水量小于50%的木片。
本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明提供一种木质纤维生产工艺，主要包括预蒸、纤维制备、消毒净化和筛选，该工艺中所产生的废弃物可以再利用，充分兼顾经济效益和环境效益，不仅避免环境污染，也可以降低生产成本。
具体的，预蒸工序中添加木质纤维松软剂，木质纤维松软剂所用的酸类为中强酸，酸性较之强酸要弱的多，对设备不会造成明显腐蚀，对木片中的半纤维素有很好的降解作用，采用十二烷基醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚等提供良好的浸润环境，使木质纤维松软剂能够充分润湿和渗透进木质纤维，加快半纤维素的降解速率。在预蒸工序之后的纤维制备工序主要通过搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到，避免损伤纤维，同时，精磨之后的纤维进行消毒净化和筛选，便于制得的纤维应用于纺织、家庭、医用、婴幼、养老、包装、环境装饰等领域，有效拓展木质纤维的应用范围；经过微轻压蒸煮及搓丝细化挤压后得到的浸渍液可以进行储存回用，回用到下次微轻压蒸煮过程，浸渍液的回用可以减少下次木质纤维松软剂正常添加量的20～50%。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
一种木质纤维生产工艺，其包括步骤：
预蒸 合格木片、浸渍液和3 %的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140 ℃预蒸90 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=3：5；可采用水作为浸渍液；
其中，以质量份数计，所述木质纤维松软剂包括磷酸6份、甲酸5份、亚硝酸5份、十二烷基醇聚氧乙烯醚（AEO）7份、壬基酚聚氧乙烯醚（APE）5份、聚氧乙烯十二烷基胺6份、聚氧乙烯基酰胺6份、丁基卡必醇4份、苯氧基乙醇6份、亚硫酸钠8份、十二烷基磺酸钠3份和去离子水47份；
纤维制备 预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到成品纤维；
浸渍液回用 经过微轻压蒸煮及搓丝细化挤压后得到的浸渍液要进行储存回用，回用到下次微轻压蒸煮过程；浸渍液的回用可以减少下次木质纤维松软剂正常添加量的20～50%；
消毒净化 成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化80min，促进细纤维消化离解；其中，H2O2消毒剂用量为6 %，ClO2净化剂用量为2.5 %；
筛选 消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留25 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块；纤维长度：1～15 mm；纤维束含量：≤ 0.2%；不透明度：92～94 %；裂断长：3.5～4.5 km。
优选的，合格木片由木质原料依次经由剥皮、削片、筛选、洗涤、脱水、烘干工序后制备。主要采用的设备有剥皮机、削片机、除尘器、除铁器、预清洗系统、螺旋脱水机、热风烘干通道以及其他辅机设备，合格木片含水量小于50%，长10～70mm，宽5～30mm，厚3～15 mm。
优选的，合格木片输送至制浆车间预浸系统（螺旋喂料器及预浸器），然后由预浸螺旋提升至预浸器上部出口，送入1#木片预蒸仓进行预蒸工序，使得木质纤维的疏松软化。
经过预蒸处理后，木片纤维处于疏松溃散状态，然后经由预蒸仓底部的出料螺旋带出，在密封常压状态下进入1#双螺旋搓丝机，搓丝得到粗丝纤维，粗丝纤维进入微轻压螺旋蒸煮仓，在压力0.05～0.2mpa条件下进行蒸煮，后再进入2#搓丝再碎机进一步细化纤维，再经平衡料塞喂料器送入1#高浓精磨机，1#高浓精磨机进口纤维浓度为30%～40%；木质纤维通过1#高浓精磨机后由推料螺旋管道送至旋风分离器，分离蒸汽与木质纤维，木质纤维经过喂料器送入2#高浓精磨机，2#高浓精磨机进口纤维浓度为35%～45%，2#高浓精磨机的磨后木质纤维经过热回收后，送入2#反应仓进行储存稀释，纤维在2#反应仓稍作稀释停留，停留时间一般大于10 min，可根据实际情况调整，2#反应仓稀释至木质纤维浓度为30%～35%，通过双螺杆挤压机提升纤维浓度至40～50%再由螺旋提升喂料机送至消毒净化工段。
优选的，在此处1#高浓精磨机入口加入PH调节剂，调节PH为7-8值，在高浓精磨的粗磨区纤维与PH调节剂充分混合，其中，PH调节剂可选自Na2SiO3、NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3中的一种或多种。
进一步，木质纤维完成消毒净化后，经螺旋出料至消潜贮存池，纤维浓度为2%～5%，木质纤维在此停留约20～30min，然后经过一段压力筛，筛后良纤维经过圆盘浓缩机后再由中浓泵，泵送至双棍压榨脱水机浓缩，再在高浓混合器中与加水充分混合清洗后，经螺旋脱水机脱水，送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块出售。
另外，渣纤维可以进入渣纤维储存池，稀释后泵送至螺旋压榨机，经喂料器送入中浓渣纤维磨机再次精磨，磨后渣纤维再进入二段压力筛进行筛选，良纤维送入圆盘浓缩机，渣纤维经过除砂器排出另行处理；经处理后的良纤维送至筛选净化工段的圆盘浓缩机，再由中浓泵，泵送至双棍压榨脱水机浓缩，再在高浓混合器中与水充分混合后，经螺旋脱水机洗涤，送至纤维贮存仓储存，或压制成纤维板块出售。
优选的，此工段产生的混合液汇合至木质纤维制备车间的纤维混合液储存池，经过纤维回收装置后，纤维送至渣纤维处理车间回收，液体送往备料预洗罐再利用。
实施例2
本实施例一种木质纤维生产工艺，其与实施例1基本相同，区别在于：
预蒸 合格木片、浸渍液和1 %的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140 ℃预蒸50 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=1：5；
其中，以质量份数计，所述木质纤维松软剂包括磷酸10份、甲酸1份、亚硝酸3份、十二烷基醇聚氧乙烯醚（AEO）3份、壬基酚聚氧乙烯醚（APE）9份、聚氧乙烯十二烷基胺2份、聚氧乙烯基酰胺4份、丁基卡必醇2份、苯氧基乙醇7份、亚硫酸钠3份、十二烷基磺酸钠2份和去离子水55份；
纤维制备 预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到成品纤维；
消毒净化 成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化60min；其中，H2O2消毒剂用量为5 %，ClO2净化剂用量为3 %；
筛选 消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留20 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块。
实施例3
本实施例一种木质纤维生产工艺，其与实施例1基本相同，区别在于：
预蒸 合格木片、浸渍液和5 %的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140 ℃预蒸120 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=5：5；
其中，以质量份数计，所述木质纤维松软剂包括磷酸1份、甲酸10份、亚硝酸8份、十二烷基醇聚氧乙烯醚（AEO）1份、壬基酚聚氧乙烯醚（APE）9份、聚氧乙烯十二烷基胺8份、聚氧乙烯基酰胺1份、丁基卡必醇8份、苯氧基乙醇2份、亚硫酸钠8份、十二烷基磺酸钠1份和去离子水30份；
纤维制备 预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、一段精磨、二段精磨得到成品纤维；
消毒净化 成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化130min；其中，H2O2消毒剂用量为5 %，ClO2净化剂用量为2 %；
筛选 消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留30 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
Claims (9)
1.一种木质纤维生产工艺，其包括步骤：
预蒸 合格木片、浸渍液和0.1～5 %的木质纤维松软剂混合，常压条件下，在90～140℃预蒸50～120 min；其中，按照合格木片中绝干质量计量，绝干质量：浸渍液=（1～5）：5；其中，以质量份数计，所述木质纤维松软剂包括磷酸1～10份、甲酸1～10份、亚硝酸1～10份、十二烷基醇聚氧乙烯醚（AEO）1～10份、壬基酚聚氧乙烯醚（APE）3～9份、聚氧乙烯十二烷基胺2～8份、聚氧乙烯基酰胺1～10份、丁基卡必醇1～8份、苯氧基乙醇2～7份、亚硫酸钠2～10份、十二烷基磺酸钠1～6份和去离子水30～60份；
纤维制备 预蒸后的木片依次进行搓丝、微轻压蒸煮、搓丝细化、加入pH调节剂，将pH调节至7～8，一段精磨、二段精磨得到成品纤维；
浸渍液收集回用 经过微轻压蒸煮及搓丝细化挤压后得到的浸渍液要进行收集回用，回用到下次微轻压蒸煮过程；浸渍液的回用减少下次木质纤维松软剂正常添加量的20～50%；
消毒净化 成品纤维中添加H2O2消毒剂与ClO2净化剂，常温常压下消毒净化60～130min；其中，H2O2消毒剂用量为5～8 %，ClO2净化剂用量为2～3 %；
筛选 消毒净化后，成品纤维进入消潜贮存池停留20～30 min，再筛选得到良纤维，良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块。
2.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：所述微轻压蒸煮过程中压力为0.05～0.2 Mpa，温度为90～140 ℃，时间为50～120 min。
3.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：在所述一段精磨前，所述pH调节剂选自Na2SiO3、NaHCO3、Na2CO3、NaOH、KHCO3、K2CO3中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：所述一段精磨的步骤中，进口纤维浓度为30～40%；所述二段精磨的步骤中，进口纤维浓度为35～45%。
5.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：所述二段精磨的步骤之后，进行热回收，然后将纤维浓度稀释至30～35%，纤维浓度再浓缩至浓度至40～50%，得到所述成品纤维。
6.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：所述良纤维是指纤维长度为1～15 mm，纤维束含量≤ 0.2%，不透明度为92～94 %且裂断长为3.5～4.5 km的纤维。
7.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于，还包括渣纤维处理的步骤，该步骤包括：渣纤维再次精磨、筛选，筛选后良纤维经浓缩、清洗、脱水后送至纤维贮存仓储存或压制成纤维板块，渣纤维经过除砂器排出。
8.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于，还包括备料的步骤，该步骤包括：木质原料依次经由剥皮、削片、筛选、洗涤、脱水、烘干工序后得到合格木片。
9.根据权利要求1所述的木质纤维生产工艺，其特征在于：所述合格木片为长10～70mm、宽5～30 mm、厚3～15 mm、含水量小于50%的木片。
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