CN117449116A - 一种造纸纤维浆料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种造纸纤维浆料的制备方法,涉及造纸技术领域。该制备方法包括步骤:将生物质汽爆,浸于碱性溶液中加热处理;然后送入汽蒸预热管道,在具有一定蒸汽方向和蒸汽压力的作用下,对粗植物纤维进行预热;预热后的粗植物纤维加入半纤维素酶溶液中酶解,得到酶解纤维浆料;将酶解纤维浆料进行分段蒸煮;最后经打浆处理、揉搓分散得到造纸纤维浆料。制备方法有效打破交织的生物质结构,使纤维暴露于蒸汽中,有利于纤维软化;所得的造纸纤维浆料进行包装用纸的制备,纸张耐折度高。低压的蒸汽和分段蒸煮的协同处理方式,减少化学和高温高压处理对纤维强度的破坏,纸张耐破度高、力学机械性能强、平滑度高,浆料制备能耗低。
Description
技术领域
本发明属于造纸技术领域,具体涉及一种造纸纤维浆料的制备方法。
背景技术
造纸工业是重要的基础原材料产业,纸与纸板的消费水平是衡量经济和文明程度的重要指标之一。造纸所使用的材料纤维绝大多数是植物纤维,而植物纤维与半纤维素、木质素相互交联,不易分离,由于去除木质素和半纤维素的方法不当,不仅使大量非纤维素成分残留在纸张中,使得纸张质量下降;且植物纤维的纤维胞腔小、胞壁厚、壁腔比大,直接用于造纸时硬度高,所制备的纸张产品不柔软且易碎,纸张质量不佳。
造纸的基本工序是纤维素经过制浆、调制、抄造、加工,其中制浆前的预热处理及制浆时的处理方式对纤维素和纸浆的性能影响甚大,研究人员对制浆前处理及制浆过程进行了大量的研究。
中国发明专利CN114737412A公开了一种竹纤维浆料的制备方法,包括步骤:筛片处理、汽蒸预热、高浓磨和低浓磨;其中,汽蒸预热的具体方法为:将竹片清洗、脱水后,加入到锤破机中碎解制得粗浆,由加热螺旋输送机将粗浆输送至汽蒸仓预热,粗浆在蒸汽作用下加热升温,预热2-15min,预热后粗浆的出仓温度为65-85℃。预热的目的是软化竹片中的木素,尽量减少后续工段对纤维素的破坏,同时使纤维结构变得更加松散,降低能耗。该发明的方法为了改善纤维浆料的柔软性和平滑性,在制备的纤维浆料中需要额外加入有机硅化合物。虽然有机硅化合物相对其他有机试剂毒害性较小,但是对于安全性能要求较高的食品包装用纸中并不普遍适用。
另外,中国发明专利CN107287985B公开了一种可长久保白的环保科降解食品包装纸及其制备方法,该方法步骤包括:(1)将植物纤维去除胶纸和杂质后,经蒸汽气爆处理,得到细化的植物纤维,再将细化的植物纤维经化学法制浆,经纤维素酶溶液和尿素碱性溶液软化,形成纸浆原液;(2)加入含微生物菌吸附剂的溶液中,搅拌均匀,加入白凡士林和络合剂,混合均匀,形成漂白纸浆;(3)加入纳米二氧化钛或者纳米氧化锌,混合均匀后浓缩,在纸页成型器上抄制成可长久保白的环保可降解食品包装纸。软化的温度为25-60℃,软化时间为10-30min;本发明将将植物纤维经蒸汽气爆处理使植物纤维细化,再经纤维素酶和尿素碱性溶液软化,使制备的植物纤维更加细腻,在保证纸张细腻的基础上,更加有利于之后的漂白处理。该方法虽然使用酶解,但是配合尿素碱性溶液的使用仍然具有一定安全性问题的隐患。
现有技术中,从生物质中制备纤维浆料多采用化学方法,化学方法生产中产生大量的废液和废物,污染环境,破坏土地,化学制剂无法从废液中分离,有机物与化学制剂混合在一起,有机物也无法得到再利用,造成大量损失;而且蒸煮过程能耗高,耗电及用水量大,管道堵塞,极大的增加了生产成本、环境治理成本和设备维修成本。
因此,有必要开发一种污染小、环保、节能降耗、节降成本,且对不同的纤维浆料具有较高的软化作用的造纸制浆的制备方法,使得在提高造纸产品的细腻程度、耐折度、平滑度的同时,保持高力学性能和机械性能,纸张耐破强度提高。
发明内容
本发明针对现有技术存在的问题,提供了一种造纸纤维浆料的制备方法,首先对生物质原料进行汽爆和碱洗加热处理;然后在一定蒸汽方向和蒸汽压力的管道内进行汽蒸预处理;预热后的粗植物纤维趁热加入半纤维素酶溶液进行酶解,进行分段升温蒸煮后,最后进行打浆制得软化程度高、机械性能优良的纤维制浆。本发明的制备方法有效打破交织的纤维素-半纤维素-木质素结构,使纤维完全暴露于蒸汽中,有利于纤维软化;低压的蒸汽和分段蒸煮的协同处理方式,不仅使纤维软化程度高,且减少化学和高温高压处理对纤维机械强度的破坏,所制备的纸张耐破度和耐折度高、机械性能强,纸张质量高;且符合绿色、环保、节降成本和能耗的目的。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
首先,本发明提供一种造纸纤维浆料的制备方法,包括步骤:
(1)汽爆:将生物质汽爆前处理,然后浸于碱性溶液中加热处理,得到粗植物纤维;
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道,在具有一定蒸汽方向和蒸汽压力的作用下,对粗植物纤维进行预热;
(3)酶解、蒸煮:将预热后的粗植物纤维加入半纤维素酶溶液进行酶解,得到酶解纤维浆料;将酶解纤维浆料进行分段蒸煮;
(4)打浆:将步骤(3)所得到的蒸煮纤维浆料经打浆处理、揉搓分散得到造纸纤维浆料。
优选地,步骤(1)中,所述生物质汽爆前处理,在处理前需要进行削切处理,得到厚度小于1cm、长度小于4.5cm、宽度小于4cm的原料。
优选地,步骤(1)中,所述汽爆前处理,处理的温度为120-140℃,压力为1.20-1.35Mpa,保压时间为3-8min。
进一步优选地,所述汽爆前处理,处理的温度为125-135℃,压力为1.22-1.31Mpa,保压时间为4-6min。
优选地,步骤(1)中,所述碱性溶液为氢氧化钠溶液,浓度为2-7%;碱性溶液中加热处理的温度为40-70℃,搅拌维持10-60min,趁热过滤后重复碱性溶液加热处理2-5次。
进一步优选地,氢氧化钠溶液,浓度为3-6%;碱性溶液中加热处理的温度为45-65℃,搅拌维持20-55min,趁热过滤后重复碱性溶液加热处理3-4次。
本发明步骤(1)中,在浸于碱性溶液中加热处理后,可以进行水洗,除去残留的半纤维素。
优选地,步骤(2)中,所述汽蒸预热管道的直径为60-100mm,所述蒸汽方向为与送料管道夹角呈40-55度,不可向上。
进一步优选地,所述汽蒸预热管道的直径为70-90mm,所述蒸汽方向为与送料管道夹角呈45-50度,蒸汽方向不可向上。
优选地,步骤(2)中,所述蒸汽压力为2-6公斤,蒸汽温度为110-125℃,维压处理1-10min。
进一步优选地,所述蒸汽压力为3-5公斤,蒸汽温度为115-120℃,维压处理2-6min。
最优选地,所述蒸汽压力为4公斤,蒸汽温度为115-120℃,维压处理4-5min。
本发明步骤(2)中,汽蒸预热后的植物纤维的温度为50-70℃。
优选地,步骤(3)中,所述酶解,半纤维素酶的浓度为0.5-2μg/mL,酶解的温度为30-50℃,酶解时间为0.5-2h,酶解的浆料浓度为10-20%。
进一步优选地,所述酶解,半纤维素酶的浓度为0.8-1μg/mL,酶解的温度为35-45℃,酶解时间为1-1.5h,酶解的浆料浓度为15-18%。
优选地,步骤(3)中,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料先加热至65-75℃进行一段蒸煮,然后继续加热至80-90℃进行二段蒸煮,得到蒸煮纤维浆料。
优选地,步骤(3)中,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料在55-80℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为30-90min;然后继续加热至75-85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为20-60min。
进一步优选地,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料在70-75℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为50-70min;然后继续加热至80-85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为30-40min。
优选地,步骤(4)中,所述打浆,磨浆间隙为0.2-0.4mm,磨浆时间为0.5-2h,主轴转速为2000-3000r/min;所述揉搓压力为2-5kPa,揉搓时间为3-8min。
进一步优选地,所述打浆,磨浆间隙为0.25-0.35mm,磨浆时间为40-80min,主轴转速为2200-2500r/min;所述揉搓压力为3-4kPa,揉搓时间为4-6min。
本发明中,制备造纸纤维浆料的原料生物质,可以为任何生物质原料,不限于麻草、秸秆、稻秆、阔叶木、针叶木。本发明实施例中所使用的生物质原料为红杉。
然后,本发明提供一种柔滑、耐折、耐破的包装用纸,由上述制备方法所制备得到的纤维浆料所制得。
最后,本发明提供上述制备方法在制备造纸纤维浆料中的应用。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
1、本发明所述的制备方法,先对生物质进行汽爆处理,在一定的温度、压力和保压时间下将纤维素暴露出来,使纤维素长丝断裂、软化;碱洗步骤去除木质素和半纤维减少非纤维成分对后续预热过程中对纤维表面的附着,使纤维完全暴露于蒸汽中,有利于纤维软化,节约能源。
2、本发明所述的制备方法,通过汽蒸预热,对纤维进行提前加热,使纤维温度提高更快,有利于后续蒸煮,更好的起到软化纤维的作用。
3、本发明所述的制备方法,通过分段逐级升温处理的方式对纤维进行蒸煮,保证纤维充分软化的同时,保持其机械强度;且逐级升温处理显著降低热能能耗;蒸煮后的纤维进一步保温酶解,高效去除附着在纤维表面的半纤维素等杂质,有利于后续的打浆研磨,减少纤维的破坏,提高纸张平滑度和耐折、耐破性能。
4、本发明所述的造纸纤维浆料的处理方式柔和,利用低压的蒸汽和分段蒸煮的协同处理方式,不仅使纤维软化程度高,且减少化学和高温高压处理对纤维机械强度的破坏,所制备的纸张耐破度高、机械性能强,纸张质量高;在浆料的制备过程中,为使用有机溶剂,所制备的纸张安全性能高;由于使用低压的汽蒸预热处理方式,能耗低,特定的蒸汽方向减少浆料在管道内的堵塞,减少设备的磨损,进一步符合绿色、环保、节降成本和能耗的目的。
附图说明
图1是本发明汽蒸预热管道示意图。
具体实施方式
以下非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面的理解本发明,但不以任何方式限制本发明。下述内容仅仅是对本发明要求保护的范围的示例性说明,本领域技术人员可以根据所公开的内容对本发明做出多种改变和修饰,而其也应当属于本发明要求保护的范围之中。当实施例给出数值范围时,应理解,除非本发明另有说明,每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义,本发明中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意义。
下面以具体实施例的方式对本发明作进一步的说明。本发明实施例中所使用的各种化学试剂如无特殊说明均通过常规商业途径获得。不同厂家的产品对效果不具有显著性影响。
本发明的实施例中,所使用的生物质原料为红杉。
实施例1
一种造纸纤维浆料的制备方法,包括步骤:
(1)汽爆:将红杉进行削切处理,得到厚度为1±0.5cm,长度为4±1cm,宽度为4±1cm的木片原料;浸湿后置于蒸汽爆破机中进行汽爆前处理,汽爆前处理的温度为130℃,压力为1.25Mpa,保压时间为5min;
然后进行碱性溶液加热处理:将汽爆处理后的红杉浸于浓度为5%的氢氧化钠碱性溶液中,加热至65℃热处理40min,趁热过滤;将固体残渣重复上述碱性溶液加热处理步骤3次,水洗2遍,得到粗植物纤维;
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道(如图1所示),管道直径为80mm,进行汽蒸预热,蒸汽方向为与送料管道夹角呈48度,蒸汽方向不可向上,蒸汽压力为4公斤,蒸汽温度为116±2℃,维压处理5min,得到预热后的粗植物纤维,出料温度为60-65℃左右;(3)酶解、蒸煮:将预热后的粗植物纤维趁热加入半纤维素酶溶液进行酶解,酶解的浆料浓度(粗植物纤维质量/液体体积)为16%,酶解过程中半纤维素酶的浓度为1μg/mL,酶解的温度为40℃±2℃,酶解时间为1h,得到酶解纤维浆料;
将酶解纤维浆料进行分段蒸煮:酶解纤维浆料在72±1℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为60min;然后继续加热至85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为40min得到蒸煮纤维浆料,经过蒸煮后,半纤维素酶已失活;
(4)打浆:将步骤(3)所得到的蒸煮纤维浆料经磨浆机打浆处理、揉搓分散得到最终的造纸纤维浆料;磨浆机的磨浆间隙为0.3mm,磨浆时间为60min,主轴转速为2400r/min;所述揉搓压力为3.5kPa,揉搓时间为5min。得到造纸纤维浆料。
该实施例的能耗吨蒸汽约为0.40t。
实施例2
一种造纸纤维浆料的制备方法,包括步骤:
(1)汽爆:使用实施例1的木片原料;浸湿后置于蒸汽爆破机中进行汽爆前处理,处理的温度为135℃,压力为1.22Mpa,保压时间为4min;
然后进行碱性溶液加热处理:将汽爆处理后的红杉浸于浓度为6%的氢氧化钠碱性溶液中,加热至45℃热处理55min,趁热过滤;将固体残渣重复上述碱性溶液加热处理步骤3次,水洗2遍,得到粗植物纤维;
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道(如图1所示),管道直径为70mm,进行汽蒸预热,蒸汽方向为与送料管道夹角呈45度,蒸汽方向不可向上,蒸汽压力为3公斤,蒸汽温度为115±2℃,维压处理6min,得到预热后的粗植物纤维,出料温度为70℃左右;
(3)酶解、蒸煮:将预热后的粗植物纤维趁热加入半纤维素酶溶液进行酶解,酶解的浆料浓度(粗植物纤维质量/液体体积)为15%,酶解过程中半纤维素酶的浓度为0.8μg/mL,酶解的温度为35℃±2℃,酶解时间为1.5h,得到酶解纤维浆料;
将酶解纤维浆料进行分段蒸煮:酶解纤维浆料在70±1℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为50min;然后继续加热至80℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为30min得到蒸煮纤维浆料,经过蒸煮后,半纤维素酶已失活;
(4)打浆:将步骤(3)所得到的蒸煮纤维浆料经磨浆机打浆处理、揉搓分散得到最终的造纸纤维浆料;磨浆机的磨浆间隙为0.25mm,磨浆时间为40min,主轴转速为2200r/min;所述揉搓压力为3.0kPa,揉搓时间为4min。得到造纸纤维浆料。
该实施例的能耗吨蒸汽约为0.36t。
实施例3
一种造纸纤维浆料的制备方法,包括步骤:
(1)汽爆:使用实施例1的木片原料;浸湿后置于蒸汽爆破机中进行汽爆前处理,处理的温度为140℃,压力为1.22Mpa,保压时间为8min;
然后进行碱性溶液加热处理:将汽爆处理后的红杉浸于浓度为3%的氢氧化钠碱性溶液中,加热至40℃热处理60min,趁热过滤;将固体残渣重复上述碱性溶液加热处理步骤3次,水洗2遍,得到粗植物纤维;
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道(如图1所示),管道直径为90mm,进行汽蒸预热,蒸汽方向为与送料管道夹角呈50度,蒸汽方向不可向上,蒸汽压力为5公斤,蒸汽温度为120±2℃,维压处理2min,得到预热后的粗植物纤维,出料温度为70℃左右;
(3)酶解、蒸煮:将预热后的粗植物纤维趁热加入半纤维素酶溶液进行酶解,酶解的浆料浓度(粗植物纤维质量/液体体积)为10%,酶解过程中半纤维素酶的浓度为0.5μg/mL,酶解的温度为45℃±2℃,酶解时间为2h,得到酶解纤维浆料;
将酶解纤维浆料进行分段蒸煮:酶解纤维浆料在60±1℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为90min;然后继续加热至80℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为20min得到蒸煮纤维浆料,经过蒸煮后,半纤维素酶已失活;
(4)打浆:将步骤(3)所得到的蒸煮纤维浆料经磨浆机打浆处理、揉搓分散得到最终的造纸纤维浆料;磨浆机的磨浆间隙为0.35mm,磨浆时间为90min,主轴转速为2500r/min;所述揉搓压力为4.5kPa,揉搓时间为7min。得到造纸纤维浆料。
该实施例的能耗吨蒸汽约为0.42t。
实施例4
与实施例1不同的是,步骤(2)的汽蒸预热步骤各参数的设置不同,具体为:
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道(如图1所示),管道直径为60mm,进行汽蒸预热,蒸汽方向为与送料管道夹角呈55度,蒸汽方向不可向上,蒸汽压力为2公斤,蒸汽温度为112±2℃,维压处理8min,得到预热后的粗植物纤维,出料温度为70℃左右;其余步骤均与实施例1相同。
该实施例的能耗吨蒸汽约为0.33t。
对比例1
与实施例1不同的是,制备方法中未进行步骤(2)的汽蒸预热处理。其余步骤均与实施例1相同。
即木片原料经(1)汽爆,碱性溶液加热处理,(2)酶解、蒸煮处理,(3)打浆处理后,得到造纸纤维浆料。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.35t。
对比例2
与实施例1不同的是,步骤(2)中的蒸汽方向不同,蒸汽方向为与送料管道夹角呈20度,蒸汽方向不可向上。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.55t。
对比例3
与实施例1不同的是,步骤(2)中的蒸汽方向不同,蒸汽方向为与送料管道夹角呈90度。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.59t。
对比例4
与实施例1不同的是,步骤(2)中的蒸汽压力不同,蒸汽压力为40公斤。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.87t。
对比例5
与实施例1不同的是,步骤(1)中的碱性溶液加热处理过程,后延至步骤(3)的蒸煮过程,即步骤(1)无碱性溶液的加热处理过程,具体为:
(1)汽爆:同实施例1;未进行碱性溶液加热处理,得到粗植物纤维;
(2)同实施例1;
(3)酶解:同实施例1;
将酶解纤维浆料进行分段蒸煮,在蒸煮过程中,加入5%的氢氧化钠,具体为:将酶解纤维浆料中加入氢氧化钠,调节浆料中氢氧化钠的浓度为5%,然后在72±1℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为60min;然后继续加热至85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为40min得到蒸煮纤维浆料,经过蒸煮后,半纤维素酶已失活;趁热过滤后,将固体残渣水洗2遍,继续加水,得到的混合物浆料进行后续的打浆工作;
(4)打浆:同实施例1。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.55t。
对比例6
与实施例1不同的是,步骤(3)中的半纤维素酶替换为纤维素酶和果胶酶的混合酶,混合酶的浓度为1μg/mL,即纤维素酶的浓度为0.5μg/mL,果胶酶的浓度为0.5μg/mL;酶解温度为40℃±2℃,酶解时间为1h,得到酶解纤维浆料。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
对比例7
与实施例1不同的是,步骤(3)的蒸煮过程为一段蒸煮,直接加热至85℃左右进行蒸煮,具体为:将酶解纤维浆料进行蒸煮:酶解纤维浆料加热至85℃左右进行蒸煮,蒸煮的时间为40min得到蒸煮纤维浆料,经过蒸煮后,半纤维素酶已失活。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
对比例8
与实施例1不同的是,步骤(2)的维压处理时间延长至20min,得到预热后的粗植物纤维,出料温度为60-65℃左右。
其余步骤和参数均与实施例1相同。
该对比例的能耗吨蒸汽约为0.69t。
应用例
将上述实施例1-4和对比例1-8的制备方法所制备得到的造纸纤维浆料进行纸张的制备,具体为包装用纸(牛皮纸)的制备,采用传统的造纸方法进行抄纸、干燥处理,定量为90±3g/m3。
造纸的具体步骤及参数为:10%-20%的纤维浆料与80%-90%的废纸浆料进行混合配浆后,经过冲浆泵、压力筛后以1.0%-1.2%的浓度进入流浆箱,经过网部脱水成形、压榨部压榨脱水、干燥部蒸发水分、施胶压光后形成干度7%-9%的纸页。
分别得到了实施例1-4和对比例1-8的造纸纤维浆料所制备的包装用纸。
效果例-纸张性能检测
检测环境:温度23±1℃,相对湿度(50±2)%。
检测方法:根据国家GB/T相关标准执行检测。其中,水分测试采用GB/T烘干法执行,每种包装纸均烘干至水分含量为8±2%;耐破指数测试适用国标GB/T1539纸板耐破仪检测标准。
各实施例和对比例所制备得到的造纸纤维浆料进行包装用纸(牛皮纸)的制备,各包装用纸的性能检测结果见下表1。
表1
由上表1可知,本发明的制备方法所得到的造纸纤维浆料,制备得到的包装用纸在具有高耐破指数、撕裂指数的同时,提高了纸张的耐折度、环压指数,在使用时不易破裂,且手感柔滑。而对比例4虽然具有较高的平滑度,但由于蒸汽压力高,能耗显著上升。实施例1-4的原吨浆汽耗0.33-0.42t,相比于对比例4的0.87t节约大量的能耗,达到节降能汽的作用。
而且对比例4的蒸汽压力过大,将纤维素打断为片段,所制备的纸张耐破度和撕裂度能显著下降。相似的,对比例6由于使用了纤维素酶和果胶酶的混合酶,不仅起到去除交联组织的作用,还将原有的结构紧实的纤维素酶解,纸张力学性能降低;对比例8维压时间长,不仅未起到节约蒸汽的作用,而且生物质原料的结构被显著破坏,虽然有利于木质素和半纤维素的溶出,而纤维素的完整结构也被破坏,纤维素表面呈现不规则、不圆滑的形态,不利于纸张的力学性能。
本发明的造纸纤维浆料的制备方法,在保证提高柔软度的情况下,仍旧保持高耐折、耐破等力学性能;整体工艺过程整块浆料分散成若干部分,增加受热点,节约加热时间,节降蒸汽和电,特定的角度减少汽蒸阻力,在节约能耗的同时,更好的提高浆料和纸张的质量。最后应当说明的是,以上内容仅用以说明本发明的技术方案,而非对本发明保护范围的限制,本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换,均不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (10)
1.一种造纸纤维浆料的制备方法,其特征在于,包括步骤:
(1)汽爆:将生物质汽爆前处理,然后浸于碱性溶液中加热处理,得到粗植物纤维;
(2)汽蒸预热:将粗植物纤维送入汽蒸预热管道,在具有一定蒸汽方向和蒸汽压力的作用下,对粗植物纤维进行预热;
(3)酶解、蒸煮:将预热后的粗植物纤维加入半纤维素酶溶液进行酶解,得到酶解纤维浆料;将酶解纤维浆料进行分段蒸煮;
(4)打浆:将步骤(3)所得到的蒸煮纤维浆料经打浆处理、揉搓分散得到造纸纤维浆料。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述汽爆前处理,处理的温度为120-140℃,压力为1.20-1.35Mpa,保压时间为3-8min;优选地,温度为125-135℃,压力为1.22-1.31Mpa,保压时间为4-6min。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述碱性溶液为氢氧化钠溶液,浓度为2-7%;碱性溶液中加热处理的温度为40-70℃,搅拌维持10-60min,趁热过滤后重复碱性溶液加热处理2-5次;优选地,氢氧化钠溶液浓度为3-6%;碱性溶液中加热处理的温度为45-65℃,搅拌维持20-55min,趁热过滤后重复碱性溶液加热处理3-4次。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述汽蒸预热管道的直径为60-100mm,所述蒸汽方向为与送料管道夹角呈40-55度,不可向上;优选地,所述汽蒸预热管道的直径为70-90mm,所述蒸汽方向为与送料管道夹角呈45-50度,蒸汽方向不可向上。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述蒸汽压力为2-6公斤,蒸汽温度为110-125℃,维压处理1-10min;优选地,所述蒸汽压力为3-5公斤,蒸汽温度为115-120℃,维压处理2-6min;最优选地,所述蒸汽压力为4公斤,蒸汽温度为115-120℃,维压处理4-5min;
步骤(2)中,汽蒸预热后的植物纤维的温度为50-70℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述酶解,半纤维素酶的浓度为0.5-2μg/mL,酶解的温度为30-50℃,酶解时间为0.5-2h,酶解的浆料浓度为10-20%;优选地,所述酶解,半纤维素酶的浓度为0.8-1μg/mL,酶解的温度为35-45℃,酶解时间为1-1.5h,酶解的浆料浓度为15-18%。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)中,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料先加热至65-75℃进行一段蒸煮,然后继续加热至80-90℃进行二段蒸煮,得到蒸煮纤维浆料;优选地,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料在55-80℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为30-90min;然后继续加热至75-85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为20-60min;进一步优选地,所述分段蒸煮,具体为:酶解纤维浆料在70-75℃下进行一段蒸煮,一段蒸煮的时间为50-70min;然后继续加热至80-85℃进行二段蒸煮,二段蒸煮的时间为30-40min。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(4)中,所述打浆,磨浆间隙为0.2-0.4mm,磨浆时间为0.5-2h,主轴转速为2000-3000r/min;所述揉搓压力为2-5kPa,揉搓时间为3-8min;优选地,所述打浆,磨浆间隙为0.25-0.35mm,磨浆时间为40-80min,主轴转速为2200-2500r/min;所述揉搓压力为3-4kPa,揉搓时间为4-6min。
9.一种柔滑、耐折、耐破的包装用纸,其特征在于,由权利要求1-8任一项所述制备方法所制备得到的纤维浆料所制得。
10.权利要求1-8任一项所述的制备方法在制备造纸纤维浆料中的应用。
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