CN115262257B - 马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明所设计的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法包括干法备料、蒸煮、黑液提取、净化及筛选和浓缩5个步骤，其中蒸煮步骤需将干法备料所得的麻料经销鼓计量后放入横管连蒸系统，先在预蒸螺旋中喷淋蒸煮液，再进入螺旋喂料器挤压，形成料塞后进入T型管，再同蒸煮药液混合后进入组合蒸煮管，蒸煮所得粗麻浆经立式卸料器冷喷放至喷放锅。本方法所得浆的粗浆硬度低于蒸球蒸煮所得粗浆，主要原因是在工艺上预热螺旋阶段喷淋部分预热蒸煮液，使热蒸煮液更早更有效浸入到马尼拉麻纤维细胞内部，在连蒸横管中能更多的脱除木质素。且本方法所得浆抗张强度、湿重均优于蒸球所得浆，这主要得益于通过增加蒸煮工艺时间的方式，使蒸煮工艺升温保温曲线更合理。

Description

马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法

技术领域

本发明涉及造纸与纤维技术领域，尤其涉及一种马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法。

背景技术

至今为止，已公开的采用马尼拉麻制浆的方法文献中，只有蒸球蒸煮制浆方法，马尼拉麻的三大组分是纤维素、半纤维素和木素，纤维素是要用来造纸，蒸煮过程就是一个脱除木素的过程。而硫酸盐法蒸球制浆方法和亚硫酸盐+蒽醌法蒸球制浆方式这两种方法又有诸多弊端：生产过程连续性差，成浆质量不够稳定，蒸汽动力消耗不均衡，蒸煮产生臭气影响环境。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种以马尼拉麻为原料，制作出性能指标满足电解电容器纸、钞票纸精制浆原料需求，且生产连续自动化程度高、能耗均衡、纤维长度均匀稳定，粗浆硬度低、抗张强度好、易分丝帚化的，使用硫酸盐法连蒸制备马尼拉麻浆的方法。

为了到达上述目的，本发明设计的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，包括以下几个步骤：

步骤1：干法备料；将S2级马尼拉麻用切麻机进行切断至长度6cm-8cm 后输送至贮存料仓备用；

步骤2：蒸煮；将步骤1中所得麻料经销鼓计量器计量后，均匀放入横管连蒸系统，先在预蒸螺旋中喷淋蒸煮液，再进入螺旋喂料器挤压，形成料塞后进入T型管，再同蒸煮药液混合后进入组合蒸煮管，蒸煮所得粗麻浆经立式卸料器冷喷放至喷放锅；

步骤3：黑液提取；将步骤2所得粗麻浆，进行黑液提取和洗浆；

步骤4：净化、筛选；将步骤3挤浆后所得浆料经净化、筛选除去粗麻浆中的重杂质及未蒸煮解离完全的纤维束；

步骤5：浓缩；将步骤4净化、筛选后浆料进行浓缩成半干湿浆，用于后续麻浆精制处理。

进一步的方案是，所述的步骤2的工艺条件：预蒸喷淋蒸煮液温度85℃～95℃；预喷蒸煮液的喷淋量为绝干原料重量的2％～3％；组合蒸煮管中，蒸煮绝干原料重量与蒸煮总液量体积之液比为：1：3～1：4.5；NaOH用量相对绝干原料重量百分比：15％～20％；Na₂S用量与绝干原料重量百分比： 4％～7％，Na₂SiO₃用量与绝干原料重量百分比：18％～22％；饱和蒸汽压力： 0.6MPa～0.7MPa，升温时间：15min～20min，蒸煮温度：160℃～170℃；蒸煮总时间：120min～150min。

更进一步的方案是，所述的步骤3中提取洗浆工艺条件：挤浆机压力： 0.3MPa～0.35MPa，进浆浓度：4％～5％，出浆浓度30％～35％。

更进一步的方案是，所述的步骤4中净化、筛选，使用中浓除渣器，其工艺条件：进中浓除渣器浓度：2％～2.5％，进浆压力：大于0.3MPa；进压力筛浓度：2.0％，进浆压力：大于0.1MPa。

更进一步的方案是，所述的步骤5中浓缩，使用浓缩机、压滤挤浆机，其工艺条件：进浓缩机浓度：1.5％～2％，出料浓度：6％～8％；进压滤挤浆机浓度：6％～8％，出料浓度：30％～35％。

本发明所设计的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法的主要特点：

通过在预热螺旋中预喷的蒸煮液方法提高脱除木素的效率，能显著提高蒸煮液进入纤维胞间层的毛细管作用。在预蒸螺旋中预喷少量蒸煮液，此时因马尼拉麻纤维干度在80％左右，其发生毛细管作用更加明显，在低温阶段随着预喷液的加入，蒸煮液中OH-和HS-离子迅速进入纤维细胞壁之间，与木素大分子中甲氧基、脂肪族羟基和酚羟基等先部分结合，使木素分子中酚型结构的ct-芳基醚键、X-烷基醚键断裂，烷基-芳基醚键断裂，从而使木素大分子变小，让纤维胞间层木素部分溶出，软化纤维，为横管高温蒸煮阶段蒸煮液扩散作用增加了扩散通道，从而使纤维的胞间层木素更易溶出，更快达到纤维分离点，纤维更容易自行分离成纸浆状态。在纤维经预喷后生成少量碱木素和硫化木素扩散溶出后，能增加横管高温阶段蒸煮液渗透到马尼拉麻纤维通道，再经过螺旋喂料器挤压，能增加HS-离子与木素接触概率生成硫化木素，从而使木素脱除比生成单一的碱木素快，缩短了纤维原料与碱液接触的时间，降低了横管蒸煮阶段剥皮反应(高温强碱下纤维素大分子发生剥皮反应)，有利于保护碳水化合物(纤维素纤维)。保证纤维长度均匀，纤维被破坏少，纤维易于帚化，浆的强度好，粗浆硬度(剩余木素和其它还原性有机物的量)低。

同时本方法所得浆抗张强度、湿重均优于蒸球所得浆，这主要得益于通过增加蒸煮工艺时间的方式，使蒸煮工艺升温保温曲线更合理。因此，本方法所制备马尼拉麻浆，浆的抗张强度、纤维易帚化、纤维长度均匀。符合抄造电容器纸，钞票纸精制浆原料要求。且本方法所提供浆料质量更稳定，生产连续性好，环境友好，为精制麻浆原料国产化提供一种途径。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效做进一步说明，详细说明如后。

根据原料特性，本发明预先提出了适合马尼拉麻连续蒸煮工艺条件：

项目	指标
		预喷蒸煮液温度(℃)	85～95
预喷蒸煮液量(％)	2～3
		氢氧化钠用量％(Na2O计)	15～20
硫化钠用量(％)	4～7
		泡花碱用量(％)	1～22
液比	1:3～1:4.5
		预蒸时间min	5～15
蒸煮时间min	120～180
		蒸煮温度℃	155～170

实施例1。

本实施例描述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，包括以下几个步骤：

1、干法备料：将外购S2级马尼拉麻采用切麻机切断至长度6cm-8cm，同时配合除尘除灰系统设备，切好麻料输送至贮存料仓备用。

2、蒸煮：采用硫酸盐法蒸煮马尼拉麻：来自备料车间的合格马尼拉麻经皮带输送机，进入回料螺旋后进入销鼓计量器计量，均匀地进入横管连蒸系统，在此麻料先在预蒸螺旋中预热，然后进入螺旋喂料器受挤压形成料塞进入T型管，在此与蒸煮药液混合并落入蒸煮管，然后对蒸煮管进行升温，蒸煮终了采用冷喷放工艺，即将换热器冷却的稀黑液注入卸料器底部，使浆料温度降到合适的温度值(90℃)左右，在合适的浓度下喷放到喷放锅。卸料器内的重杂质进入底部的捕集器并定期排放。

蒸煮工艺条件：预蒸喷淋蒸煮液温度95℃，预喷蒸煮液喷淋量为绝干马尼拉麻重量的2.5％；横管蒸煮器中，液比(蒸煮绝干马尼拉麻重量(kg 或t)与蒸煮总液量体积(L或m³)之比)：1：3.5；NaOH用量相对绝干原料重量百分比：18％，Na₂S用量与绝干原料重量百分比：6％，Na₂SiO₃用量与绝干原料重量百分比：18％；饱和蒸汽压力(表压)：0.65MPa，升温时间：20min,蒸煮温度：165℃；蒸煮时间：130min，冷却稀黑液温度至45℃，喷放浆料浓度6％。

3、黑液提取：本方法采用三段螺旋挤浆机逆向洗涤，完成黑液提取，浓黑液采用蒸发法生产碱木素或木素磺酸钠等副产品。

黑液提取洗浆工艺条件：挤浆机压力：0.35MPa,进浆浓度：5％，出浆浓度35％，黑液提取率90％。

4、净化、筛选：净化、筛选能除去粗麻浆中的重杂质及未蒸煮解离完全的纤维束。本方法净化设备选用中浓除渣器和中浓压力筛串联。

净化、筛选工艺条件：进中浓除渣器浓度：2.2％，进浆压力：0.3MPa；进压力筛浓度：2.0％，进浆压力：0.15MPa。

5、浓缩：净化后浆料，进行浓缩成半干湿浆，用于后续麻浆精制处理。本方法浓缩采用设备为圆网浓缩机和压滤挤浆机。

浓缩工艺条件：进浓缩机浓度：1.8％，出料浓度：7％；进压滤挤浆机浓度：7％，出料浓度：35％。

实施例2。

本实施例描述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法与实施例1的步骤相同，在各步骤对应的工艺条件参数上有差异，其相对应的工艺条件参数为：

蒸煮工艺条件：预蒸喷淋蒸煮液温度85℃，预喷蒸煮液喷淋量为绝干马尼拉麻重量的2％；横管蒸煮器中，液比(蒸煮绝干马尼拉麻重量(kg 或t)与蒸煮总液量体积(L或m³)之比)：1：3；NaOH用量相对绝干原料重量百分比：15％，Na₂S用量与绝干原料重量百分比：4％，Na₂SiO₃用量与绝干原料重量百分比：18％；饱和蒸汽压力(表压)：0.6MPa，升温时间：15min,蒸煮温度：160℃；蒸煮时间：130min，冷却稀黑液温度45℃，喷放浆料浓度6％。

黑液提取洗浆工艺条件：挤浆机压力：0.3MPa,进浆浓度：4％，出浆浓度30％，黑液提取率90％。

净化、筛选工艺条件：进中浓除渣器浓度：2％，进浆压力：0.3MPa；进压力筛浓度：2.0％，进浆压力：0.1MPa。

浓缩工艺条件：进浓缩机浓度：1.5％，出料浓度：6％；进压滤挤浆机浓度：6％，出料浓度：30％。

实施例3。

本实施例描述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法与实施例1的步骤相同，在各步骤对应的工艺条件参数上有差异，其相对应的工艺条件参数为：

蒸煮工艺条件：预蒸喷淋蒸煮液温度95℃，预喷蒸煮液喷淋量为绝干马尼拉麻重量的3％；横管蒸煮器中，液比(蒸煮绝干马尼拉麻重量(kg 或t)与蒸煮总液量体积(L或m³)之比)：1：4.5；NaOH用量相对绝干原料重量百分比：20％，Na₂S用量与绝干原料重量百分比：7％，Na₂SiO₃用量与绝干原料重量百分比：22％；饱和蒸汽压力(表压)：0.7MPa，升温时间：20min,蒸煮温度：170℃；蒸煮时间：150min，冷却稀黑液温度45℃，喷放浆料浓度6％。

黑液提取洗浆工艺条件：挤浆机压力：0.35MPa,进浆浓度：5％，出浆浓度35％，黑液提取率90％。

净化、筛选工艺条件：进中浓除渣器浓度：2.5％，进浆压力：0.3MPa；进压力筛浓度：2.0％，进浆压力：0.1MPa。

浓缩工艺条件：进浓缩机浓度：2％，出料浓度：8％；进压滤挤浆机浓度：8％，出料浓度：35％。

由上述实施例得出主要浆、纸技术指标：

实施例4。

本实施例描述的马尼拉麻浆蒸球蒸煮制备方法，是一个对比例，包括以下几个步骤：

1、干法备料：S2级马尼拉麻采用切麻机切断至长度6cm-8cm，皮带输送至蒸球。

2、蒸煮：采用硫酸盐法蒸煮马尼拉麻，采用蒸汽法装锅，蒸煮后开放倒料。

蒸煮工艺条件：液比：1：3.5；NaOH用量：18％，Na₂S用量：6％，Na₂SiO₃用量：18％；升温曲线：50min内升温至165℃，小放汽10min，保温温度 165℃，保温时间300min。

3、黑液提取、净化、筛选、浓缩与实例1相同处理。

将实施例1和实施例4两种方法所得浆料，显微镜下观察纤维形态，采用槽式打浆机打浆，小斜网纸机抄纸检测性能指标。

下面给出采用本方法和蒸球蒸煮所得浆、纸主要技术指标：

如上表所示，采用本发明的制浆方法及蒸煮工艺条件，所制备的浆、纸具有粗浆得率高，纤维平均长度更长，抗张强度好，卡伯值低等优点。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤： 步骤1：干法备料；将S2级马尼拉麻用切麻机进行切断至长度6cm-8cm后输送至贮存料仓备用；步骤2：蒸煮；将步骤1中所得麻料经销鼓计量器计量后，均匀放入横管连蒸系统，先在预蒸螺旋中喷淋蒸煮液，再进入螺旋喂料器挤压，形成料塞后进入T型管，再同蒸煮药液混合后进入组合蒸煮管，蒸煮所得粗麻浆经立式卸料器冷喷放至喷放锅； 步骤3：黑液提取；将步骤2所得粗麻浆，进行黑液提取和洗浆； 步骤4：净化、筛选；将步骤3挤浆后所得浆料经净化、筛选除去粗麻浆中的重杂质及未蒸煮解离完全的纤维束； 步骤5：浓缩；将步骤4净化、筛选后浆料进行浓缩成半干湿浆，用于后续麻浆精制处理； 所述的步骤2的工艺条件：预蒸喷淋蒸煮液温度85℃~95℃；预喷蒸煮液的喷淋量为绝干原料重量的2%~3%；组合蒸煮管中，蒸煮绝干原料重量与蒸煮总液量体积之液比为：1：3~1：4.5；NaOH用量相对绝干原料重量百分比：15%~20%；Na₂S用量与绝干原料重量百分比：4%~7%，Na₂SiO₃用量与绝干原料重量百分比：18%~22%；饱和蒸汽压力：0.6MPa~0.7MPa，升温时间：15min~20min，蒸煮温度：160℃~170℃；蒸煮总时间：120min~150min。

2.根据权利要求1所述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，其特征在于，所述的步骤3中提取洗浆工艺条件：挤浆机压力：0.3MPa~0.35MPa，进浆浓度：4%~5%，出浆浓度30%~35%。

3.根据权利要求1所述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，其特征在于，所述的步骤4中净化、筛选，使用中浓除渣器，其工艺条件：进中浓除渣器浓度：2%~2.5%，进浆压力：大于0.3MPa；进压力筛浓度：2.0%，进浆压力：大于0.1MPa。

4.根据权利要求1所述的马尼拉麻浆连续蒸煮制备方法，其特征在于，所述的步骤5中浓缩，使用浓缩机、压滤挤浆机，其工艺条件：进浓缩机浓度：1.5%~2%，出料浓度：6%~8%；进压滤挤浆机浓度：6%~8%，出料浓度：30%~35%。