CN113174774B - 一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸 - Google Patents

一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸，该制备方法包括如下步骤：将农作物秸秆进行破碎揉搓，得到秸秆碎段；将秸秆碎段和发酵液混合进行好氧发酵，得到发酵产物；将发酵产物进行厌氧发酵、固液分离，得到固态物；将固态物、木材和废纸混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶和淀粉溶液、混匀，得到所述瓦楞纸浆；该制备方法通过对农作物秸秆进行发酵处理，再将发酵后的固态物作为主原料与其他原料混合制备瓦楞纸浆，实现资源的充分利用，减少木材的使用并且无需化学药品添加，降低造纸造成的环境污染，同时，相比于传统造纸工艺，降低了生产温度，减少能量投入，有效降低生产成本。

Description

一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸
技术领域
本发明涉及瓦楞纸技术领域，具体涉及一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸。
背景技术
现有纸张生产方式主要原料为木材、竹材、草类、农作物秸秆及一些废纸等，其中木材仍占多数，因此仍旧造成木材大量损失，消耗众多森林植被。
现阶段造纸制浆工艺主要采用化学法、机械法、机械化学法及生物法，其中最常用的仍旧是化学法、机械法及机械化学法，然而，这三种方法存在能耗高以及污染重的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瓦楞纸浆的制备方法及瓦楞纸，该瓦楞纸浆的制备方法通过将农作物秸秆进行发酵处理，并利用发酵产物作为主要原材料制备瓦楞纸，能够节省木材用量，减少树木砍伐；同时，该方法避免了化学药品的添加，能够更好的减少造纸带来的环境污染。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供一种瓦楞纸浆的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
(a)将农作物秸秆进行破碎揉搓，得到秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合进行好氧发酵，得到发酵产物；
(c)将发酵产物进行厌氧发酵、固液分离，得到固态物；
(d)将固态物、木材和废纸混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶和淀粉溶液、混匀，得到所述瓦楞纸浆。
本发明上述制备方法采用农作物秸秆为原材料，并利用好氧发酵进行水解产酸和厌氧发酵相结合的方式在制得沼气的同时，通过中温水解及高温的产沼气发酵，微生物将农作物秸秆中的木质纤维结构打破，提高木质素的降解率，进而更好的促使木质素从秸秆中溶出，使得固态物具有优异的产率，；另外，再将发酵后的固态物作为主原料与其他原料混合制备瓦楞纸浆，实现资源的充分利用，减少木材的使用并且无需化学药品添加，降低造纸造成的环境污染，同时，相比于传统造纸工艺，降低了生产温度，减少能量投入，有效降低生产成本。
优选地，所述发酵液通过如下方法制得：
将牛粪在37～55℃下厌氧发酵7～15天，再进行固液分离，收集滤液，既得所述发酵液。
优选地，所述固态物、木材、废纸、黄原胶和淀粉溶液的重量份配比如下：
固态物60～75份、木材5～15份、废纸5～10份、黄原胶3～15份和淀粉溶液2～17份。更优选地，所述淀粉溶液中的淀粉质量浓度为10％～20％。
优选地，所述秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为7％～12％。
优选地，所述好氧发酵温度为35～42℃，发酵时间为8～48h。
优选地，所述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆和棉花秸秆中的至少一种。
优选地，所述农作物秸秆为玉米秸秆时，所述好氧发酵的时间为8～16h；
所述农作物秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆或棉花秸秆时，所述好氧发酵的时间为16～48h。
优选地，所述厌氧发酵温度为48～55℃，发酵时间为20～30天。
优选地，所述秸秆碎段的长度为1～4cm。
优选地，所述步骤(c)中固液分离得到的液态物可以替代步骤(b)中的发酵液。
本发明第二方面提供一种瓦楞纸，所述瓦楞纸由所述制备方法制备得到的瓦楞纸浆制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明上述制备方法采用农作物秸秆为原材料，并利用好氧发酵进行水解产酸和厌氧发酵相结合的方式在制得沼气的同时，通过中温水解及中高温的产沼气发酵，微生物将农作物秸秆中的木质纤维结构打破，提高木质素的降解率，进而更好的促使木质素从秸秆中溶出，使得固态物具有优异的产率，；另外，再将发酵后的固态物作为主原料与其他原料混合制备瓦楞纸浆，实现资源的充分利用，减少木材的使用并且无需化学药品添加，降低造纸造成的环境污染，同时，相比于传统造纸工艺，降低了生产温度，减少能量投入，有效降低生产成本。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
以下各实施例采用的原料如下：
发酵液：通过如下方法制得：
将牛粪在37～55℃下厌氧发酵10天，再进行固液分离，收集滤液，既得发酵液。
实施例1
本实施例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将玉米秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵12h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为7％；
(c)将发酵产物在48℃下进行厌氧发酵20天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物60份、木材15份和废纸5份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶3份和质量浓度为20％的淀粉溶液17份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
实施例2
本实施例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将棉花秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵30h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为12％；
(c)将发酵产物在55℃下进行厌氧发酵30天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物75份、木材5份和废纸10份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶15份和质量浓度为10％的淀粉溶液2份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
实施例3
本实施例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将水稻秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵24h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为10％；
(c)将发酵产物在50℃下进行厌氧发酵25天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物70份、木材10份和废纸8份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶8份和质量浓度为20％的淀粉溶液10份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
实施例4
本实施例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将小麦秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵24h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为8％；
(c)将发酵产物在48℃下进行厌氧发酵24天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物70份、木材15份和废纸5份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶5份和质量浓度为20％的淀粉溶液5份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
对照例1
本对照例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将小麦秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵24h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为15％；
(c)将发酵产物在48℃下进行厌氧发酵28天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物70份、木材15份和废纸5份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶5份和质量浓度为20％的淀粉溶液5份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
对照例2
本对照例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将小麦秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵24h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为8％；
(c)将发酵产物在45℃下进行厌氧发酵30天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物70份、木材15份和废纸5份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶5份和质量浓度为20％的淀粉溶液5份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
对照例3
本对照例为一种瓦楞纸浆的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
(a)将小麦秸秆采用揉搓机揉搓成长度为1～4cm的秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合，并在37℃下好氧发酵24h，得到发酵产物，其中，秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为8％；
(c)将发酵产物在48℃下进行厌氧发酵28天，然后，固液分离，得到固态物；
(d)采用打浆机将固态物85份和废纸5份混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶5份和质量浓度为20％的淀粉溶液5份进行混匀，得到上述瓦楞纸浆。
实验例
将小麦秸秆400kg平均分为4份，每份100kg，4份小麦秸秆分别按照实施例4和对照例1～3中的瓦楞纸浆制备方法进行瓦楞纸浆的制备，在制备过程中，对步骤(c)中得到的固态物进行称重，并按照产率＝固态物重量/每份小麦秸秆重量×100％计算固态物产率，计算结果如表1所示；
将各实施例和对照例制备得到瓦楞纸浆分别送入瓦楞机中制备成单瓦楞纸，并按照GB/T6546-1998中的方法对不同单瓦楞纸进行机械性能检测，检测结果如表1所示；
表1
组别 固态物产率(％) 边压强度(kN/m) 耐破强度(KPa)
实施例4 50 5.0 834
对照例1 68 3.3 532
对照例2 43 4.5 821
对照例3 46 3.5 632
由表1可知：
本申请实施例与对照例相比，能够更好的提高固态物的产率，而且，实施例制备得到的瓦楞纸浆制备得到的瓦楞纸具有更加优异的机械性能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (5)

1.一种瓦楞纸浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将农作物秸秆进行破碎揉搓，得到秸秆碎段；
(b)将秸秆碎段和发酵液混合进行好氧发酵，得到发酵产物；
(c)将发酵产物进行厌氧发酵、固液分离，得到固态物；
(d)将固态物、木材和废纸混合打成浆料，再向浆料中添加黄原胶和淀粉溶液、混匀，得到所述瓦楞纸浆；
所述发酵液通过如下方法制得：
将牛粪在37～55℃下厌氧发酵7～15天，再进行固液分离，收集滤液，即得所述发酵液；
所述固态物、木材、废纸、黄原胶和淀粉溶液的重量份配比如下：
固态物60～75份、木材5～15份、废纸5～10份、黄原胶3～15份和淀粉溶液2～17份；
所述秸秆碎段和发酵液混合后的混合物中固形物含量为7％～12％；
所述好氧发酵温度为35～42℃，发酵时间为8～48h；所述厌氧发酵温度为48～55℃，发酵时间为20～30天。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述农作物秸秆包括玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆和棉花秸秆中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述农作物秸秆为玉米秸秆时，所述好氧发酵的时间为8～16h；
所述农作物秸秆为小麦秸秆、水稻秸秆或棉花秸秆时，所述好氧发酵的时间为16～48h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述秸秆碎段的长度为1～4cm。
5.一种瓦楞纸，其特征在于，由权利要求1～4任一所述的制备方法制备得到的瓦楞纸浆制得。
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