CN1280484C - 一种用羽毛作原料制造纸浆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种用羽毛作原料制造纸浆的方法，属制造纸或纸制品用浆料的制造工艺。本发明方法采用软化、水解、碾细、磨浆、压滤等工艺制造纸浆，开创了制造纸浆的一种新原料，原料丰富，变废为宝。整个生产过程中不污染环境，排放的废水过滤后可重复利用。用羽毛作原料制出的纸或纸制品，用过后可重新加工利用，并且可以降解为肥料，不二次污染环境。用本发明所得纸浆，采用已有制造纸或其它纸制品的工艺和设备可抄造出各种纸张或制成餐盒等其它纸制品，应用范围广泛。具有原料丰富、工艺简单、无需复杂的专用设备、成本低、综合利用、不污染环境等优点，具有极大的推广价值，实施后必将产生较大社会效益和经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及制造纸浆的方法，特别是一种用羽毛作原料制造纸浆的方法，属制造纸或纸制品用浆料的制造工艺。
背景技术
两千年以来传统的造纸工艺，一直是以植物纤维如木材、芦苇、竹子等为主要原料，消耗大量的优质木材，破环了生态平衡，严重污染环境。而对大量存在的废弃物羽毛(指鸡毛、鸭毛、鹅毛等禽类的羽毛)却没有得到利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用羽毛作原料制造纸浆的方法。
实现本发明目的用羽毛作原料制造纸浆的方法，包括下述步骤：
(1)清洗：用清水将羽毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后，滤除水份；
(2)压干：将羽毛上吸附的水份压干，同时压开羽毛中的粗梗；
(3)软化：加入没过羽毛的浓度为0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡48-96小时，使羽毛变软后，再将羽毛压干并回收碱液；
(4)水解：将压干后的羽毛，加入没过羽毛的浓度为0.5-1.5‰的蛋白酶水溶液，在室温条件下浸泡20-30小时后粗滤出羽毛，并回收蛋白酶水溶液；
(5)碾细：将水解后的羽毛及羽毛梗碾压成细丝；
(6)磨浆：将碾压后的羽毛细丝送磨浆机磨浆，浆液经筛浆机过滤，得筛下物，筛上物返回磨浆机重复磨浆过滤；
(7)过滤：将(6)所得筛下物经80-100目过滤机过滤，并回收滤液；
(8)制浆：将过滤后所得浆板送制浆机制浆得纸浆。
对杂色羽毛磨浆后所得筛下物，用浓度为3-6％ H2O2溶液在50-90℃条件下浸泡脱色至白色后过滤。
本发明中的强碱可选用NaOH、KOH等。蛋白酶可选用胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶等。根据制造纸或纸制品的不同，按已有工艺选择加入增强剂、增白剂等。增强剂选用聚乙烯醇，加入量为羽毛重量的10-25％，也可选用羧甲基纤维素，加入量为羽毛重量的2-8％，也可两者同时选用；增白剂可选用钛白粉或萤光增白剂，加入量根据白度要求不超过纸重的1-7％。
本发明所得纸浆，采用已有制造纸或其它纸制品的工艺和设备即可抄造出各种纸张，或制成餐盒等其它纸制品，应用范围广泛。
传统造纸原料均属植物纤维，其长链靠分子间的氢键相互吸引成网状结构，因此制成的纸有一定强度。羽毛是较纯的蛋白质，属于硬蛋白，也像植物纤维一样是天然高分子化合物，但分子内存在着空间立体结构，分子内链间靠氢键、脂键、盐键、二硫键及其它力形成立体结构，这样蛋白质分子之间不容易形成氢键等附助键，也就是长期以来没有人考虑把羽毛这一类的硬蛋白制成纸的原因。本发明克服上述偏见，经反复试验，其目的是破坏羽毛类硬蛋白的附助键，而不破坏主键(肽键)，也就是破坏硬蛋白的二、三、四级结构，保持一级结构，使羽毛类硬蛋白成为线型大分子结构，这样蛋白质就象植物纤维一样成为线型大分子，同时蛋白质分子中的肽键及其它极性官能团也可在分子间形成氢键等附助健，这样就可以使羽毛一类的硬蛋白同植物纤维一样用于造纸。
本发明开创了制造纸或纸制品的一种新原料，该原料丰富，目前存在着大量的废弃羽毛，本发明将废物综合利用，变废为宝，几乎全部转化为纸浆。在整个生产过程中不污染环境，只排放含有血、粪便、沙土等杂物的废水，过滤后可重复利用。用羽毛作原料制出的纸及纸制品，用过后可重新加工利用，并且用过后可以在自然界降解为肥料，不二次污染环境。
综上所述，本发明具有原料丰富、工艺简单、无需复杂的专用设备、成本低、综合利用、不污染环境等优点，具有极大的推广价值，实施后必将产生较大社会效益和经济效益。
具体实施方式
下面结合给出的实施例和试验例对本发明作进一步描述。本发明并不限于实施例，以本发明技术方案所作的等效改变均属本发明保护的范围内。
实施例1：用鸡毛作原料制造书写纸
选1000公斤杂色鸡毛原料制造书写纸，其工艺过程如下：
(1)用清水在工业洗衣机中将羽毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后滤除水份；
(2)用油压式压榨机将吸附少量水份的羽毛压干并将羽毛中的粗梗压开；
(3)将压干后的羽毛放入不锈钢槽中，加入没过羽毛的1.0％的NaOH水溶液，在室温条件下浸泡48小时，使羽毛变软后再用油压式压榨机将羽毛压干，并回收碱液；
(4)将压干后的羽毛放入另一不锈钢槽中，加入没过羽毛的0.5‰胃蛋白酶水溶液，在室温条件下浸泡30小时水解后送板框压滤机滤出羽毛，并回收蛋白酶水溶液；
(5)水解后的羽毛送对滚式碾压机碾压，将羽毛及羽毛梗碾压成细丝；
(6)将碾压后的羽毛细丝送双盘磨浆机磨浆，并将浆液经离心筛、振动筛过滤得浆液(筛下物)，筛上物返回磨浆机重复磨浆过滤；
(7)将浆液加入6％ H2O2溶液在60℃条件下浸泡脱色至白色后送100目板框压滤机压滤，并回收滤液；
(8)将压滤后所得浆板送制浆机制浆，并加入150公斤聚乙烯醇、15公斤钛白粉，得造纸用纸浆；
(9)将纸浆送入造纸机抄造，得1100公斤(50-60克/平方米)书写纸。
实施例2：用鸡毛作原料制造复印纸
选100公斤白色鸡毛原料制造复印纸，其工艺过程如下：
(1)用清水在工业洗衣机中将羽毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后滤除水份；
(2)用油压式压榨机将吸附少量水份的羽毛压干并将羽毛中的粗梗压开；
(3)将压干后的羽毛放入不锈钢槽中，加入没过羽毛的0.4％的KOH水溶液，在室温条件下浸泡96小时，使羽毛变软后再用油压式压榨机将羽毛压干，并回收碱液；
(4)将压干后的羽毛放入另一不锈钢槽中，加入没过羽毛的1‰胰蛋白酶水溶液，在室温条件下浸泡24小时水解后送板框压滤机滤出羽毛，并回收蛋白酶水溶液；
(5)水解后的羽毛送对滚式碾压机碾压，将羽毛及羽毛梗碾压成细丝；
(6)将碾压后的羽毛细丝送双盘磨浆机磨浆，并将浆液经离心筛、振动筛过滤得浆液(筛下物)，筛上物返回磨浆机重复磨浆过滤；
(7)将浆液送100目板框压滤机压滤，压滤后所得浆板送入制浆机制浆，并加入10公斤聚乙烯醇得造纸用纸浆；
(8)将纸浆送入造纸机抄造出原料纸；
(9)用涂胶机将涂布用胶涂到原料纸上，得120公斤(80克/平方米)复印纸。
本实施例的涂布用胶制法：取8公斤聚乙烯醇，用开水制成10％聚乙烯醇水溶液，加入5公斤羧甲基纤维素、3公斤钛白粉、1公斤萤光增白粉充分搅拌制成。
实施例3：用鹅、鸭粗毛作原料制造瓦楞纸
选200公斤杂色鹅、鸭粗毛原料制造瓦楞纸，其工艺过程如下：
(1)用清水在工业洗衣机中将羽毛上粘着的血、粪便、沙土等杂物清洗干净后滤除水份；
(2)用油压式压榨机将吸附少量水份的羽毛压干并将羽毛中的粗梗压开；
(3)将压干后的羽毛放入不锈钢槽中，加入没过羽毛的0.8％的NaOH水溶液，在室温条件下浸泡72小时，使羽毛变软后再用油压式压榨机将羽毛压干，并回收碱液；
(4)将压干后的羽毛放入另一不锈钢槽中，加入没过羽毛的1.5‰碱性蛋白酶水溶液，在室温条件下浸泡20小时水解后送板框压滤机滤出羽毛，并回收蛋白酶水溶液；
(5)水解后的羽毛送对滚式碾压机碾压，将羽毛及羽毛梗碾压成细丝；
(6)将碾压后的羽毛细丝送双盘磨浆机磨浆，并将浆液经离心筛、振动筛过滤得浆液，筛上物返回磨浆机重复磨浆过滤；
(7)将浆液加入5％H2O2溶液在60℃条件下浸泡脱色至白色后送板框压滤机压滤得浆板，并回收滤液；
(8)将压滤后所得浆板送制浆机，加入30公斤聚乙烯醇、20公斤羧甲基纤维素制得造纸用纸浆；
(9)将纸浆送入造纸机抄造出纸版纸；
(10)用瓦楞纸机在110℃条件下压成250公斤(150克/平方米)瓦楞纸。
各实施例中：
主要材料：NaOH、KOH普通工业氢氧化钠、氢氧化钾，含量≥80％，吉化公司生产，或选用液态含量≥36％的液态氢氧化钠、氢氧化钾；胃蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶，广州酶制剂厂生产。
主要设备：板框压滤机，吉林市第一机械厂制造；双盘磨浆机，350型，青岛市万隆电子设备厂制造；离心筛0.9m2、振动筛0.8m2，青岛市万隆电子设备厂制造。
试验例1：书写纸中成分的检测
选实施例1所得书写纸30克，送吉林省分析测试联合中心长春农业分中心检测纸中主要成分含量，检测结果如下：
检测报告
№2004038
| 样品名称 | 书写纸 | 到样日期 | 2004年4月12日 | ||
| 样品数量 | 30g | 送样者 | 才景志 | ||
| 检测依据 | 参照GB/T6432-1994 | ||||
| 所用主要仪器 | 凯氏定氮仪 | 实验条件 | 温度：18℃相对湿度：48％ | ||
| 检测项目 | 检测结果 | ||||
| 粗蛋白 | 67.7％ | ||||
| 水份 | 8％ | ||||
| 聚乙烯醇 | 15％ | ||||
| 碳水化合物 | 7％ | ||||
| 增白剂 | 1.5％ | ||||
| 签发日期 | 2004年4月23日 | ||||
| 批准：李月茹(签字) | 审核：宋桂茹(签字) | 制表：潘伟群(签字) | |||
结论：实施例1所得书写纸中粗蛋白含量占67.7％，证明该书写纸确为鸡毛所制成，不是由植物纤维制成。
试验例2：浆板成分的检测
选实施例3中所得浆板30克，送吉林省分析测试联合中心长春农业分中心检测其中主要成分含量，检测结果如下：
检测报告
№2004041
| 样品名称 | 浆板 | 到样日期 | 2004年4月12日 | ||
| 样品数量 | 30g | 送样者 | 才景志 | ||
| 检测依据 | 参照GB/T6432-1994 | ||||
| 所用主要仪器 | 凯氏定氮仪 | 实验条件 | 温度：18℃相对湿度：48％ | ||
| 检测项目 | 检测结果 | ||||
| 粗蛋白 | 77.4％ | ||||
| 水份 | 12％ | ||||
| 碳水化合物 | 10％ | ||||
| 签发日期 | 2004年4月23日 | ||||
| 批准：李月茹(签字) | 审核：宋桂茹(签字) | 制表：潘伟群(签字) | |||
结论：实施例3中所得浆板中粗蛋白含量占77.4％，证明该浆板确由鹅、鸭毛所制成，不是由植物纤维制成。
试验例3：书写纸质量检测
选实施例1所得书写纸10张，送吉林省轻工业产品质量监督检验站，对产品质量进行检测，因本发明产品暂无标准可参照，仅选用现有1号书写纸几项主要技术标准参照对比，结果如下：
检测报告
№.SW11320040107
| 产品名称 | 鸡毛书写纸 | ||||
| 抽样地点 | 企业库房 | 到样日期 | 2004年6月3日 | ||
| 样品数量 | 10张 | 送样者 | 才景志 | ||
| 检测项目名称 | 单位 | 实测结果 | 参考标准 | ||
| 定量 | g/m2 | 62.5 | 60 | ||
| 厚度 | mm | 0.13 | - | ||
| 撕裂指数 | mN·m2/g | 2.40 | - | ||
| 抗张指数 | Nm/g | 64.70 | 29.5 | ||
| 横向耐折度 | 次 | 3 | 4 | ||
| 白度 | ％ | 75 | 80 | ||
| 水分 | ％ | 8.2 | 6±2 | ||
| 紧度 | g/cm3 | 0.65 | - | ||
| 灰分 | ％ | 6.7 | - | ||
| 不透明度 | ％ | 85.5 | - | ||
| 签发日期 | 2004年6月10日 | ||||
| 批准：王志辉(签字) | 审核：李涛(签字) | 主检：刘明葆(签字) | |||
结论：用本发明纸浆制出的书写纸，产品质量达到和接近现有纸的标准规定技术要求。
Claims (4)
1、一种用羽毛作原料制造纸浆的方法，其特征在于包括下述步骤：
(1)清洗：用清水将羽毛上粘着的杂物清洗干净后，滤除水份；
(2)压干：将羽毛上吸附的水份压干，同时压开羽毛中的粗梗；
(3)软化：加入没过羽毛的浓度为0.4-1.0％的强碱溶液，在室温条件下浸泡48-96小时，使羽毛变软后，再将羽毛压干并回收碱液；
(4)水解：将压干后的羽毛，加入没过羽毛的浓度为0.5-1.5‰的蛋白酶水溶液，在室温条件下浸泡20-30小时后粗滤出羽毛，并回收蛋白酶水溶液；
(5)碾细：将水解后的羽毛及羽毛梗碾压成细丝；
(6)磨浆：将碾压后的羽毛细丝送磨浆机磨浆，浆液经筛浆机过滤，得筛下物，筛上物返回磨浆机重复磨浆过滤；
(7)过滤：将(6)所得筛下物经80-100目过滤机过滤，并回收滤液；
(8)制浆：将过滤后所得浆板送制浆机制浆得纸浆。
2、根据权利要求1所述用羽毛作原料制造纸浆的方法，其特征在于所述的羽毛是杂色羽毛，杂色羽毛磨浆后所得筛下物，用浓度为3-6％ H2O2溶液在50-90℃条件下浸泡脱色至白色后过滤。
3、根据权利要求1所述用羽毛作原料制造纸浆的方法，其特征在于强碱选用NaOH或KOH。
4、根据权利要求1所述用羽毛作原料制造纸浆的方法，其特征在于蛋白酶选用胃蛋白酶、胰蛋白酶或碱性蛋白酶。
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