蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用.pdf

本发明公开了蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用。按每吨纸采用0.5～20公斤纯度为95％的蒙脱石计，将蒙脱石直接加入到造纸系统。如采用纯度低于95％的蒙脱石，则相应提高蒙脱石使用量。优化的使用量为：0.5～5公斤/吨纸。蒙脱石因其良好的膨胀性能和分散性，使纸浆中各成份均匀分散，也使微生物分散地存在于纸浆中；蒙脱石对微生物有良好的吸附作用，能吸附大部分微生物，并附着在纤维上随着纸的抄造而带出系统，使造纸系统中细菌的浓度降到很低的水平，从而达到抑菌效果，同时蒙脱石还能吸附各种造纸添加剂、有机营养物和细小纤维并随纸页带出系统，这就降低了白水浓度破坏了细菌赖以生存的条件，从而达到抑菌的效果，降低形成腐浆的可能性。

1、  蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用。

2、  蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用方法，其特征在于：按每吨纸采用0.5～20公斤纯度为95％的蒙脱石计，将蒙脱石直接加入到造纸系统。

3、  如权利要求2所述蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用方法，其特征在于：采用纯度低于95％的蒙脱石，按照每吨纸采用95％的蒙脱石0.5～20公斤的用量计算，提高蒙脱石使用量。

4、  如权利要求2所述蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用方法，其特征在于优化的使用方法为：按每吨纸采用0.5～5公斤纯度为95％的蒙脱石计，将蒙脱石直接投入到造纸系统。

蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用
技术领域
本发明属于轻工业造纸技术领域，涉及一种矿物质在造纸工艺中的应用，具体为蒙脱石应用于造纸工艺的抑菌防腐。
背景技术
造纸工艺的造纸系统中含有丰富的营养物质，并具有适合于微生物生长、繁殖的温度和湿度，尤其是中性造纸系统更适合于微生物的生长、繁殖。各种造纸用化学添加剂如淀粉等的广泛使用，更加有利于微生物的生长、繁殖，以致在造纸过程中各槽内壁表面、进浆口及循环管路等处会形成黏胶状腐浆，它是由微细纤维、树脂、填料及各种沉积物通过微生物分泌的多糖类和高分子蛋白质形成的黏胶层相互凝结组成。腐浆可造成生产车间各种设备和管道中沉积物的积累，使微生物迅速增长，引起腐浆障碍，给生产和纸品质量带来危害。每到炎热的夏季，腐浆问题显得尤为突出。系统中产生的腐浆若混入抄纸浆料中，轻者会影响纸机网部滤水，污染毛毯，使得出伏辊的湿纸页干度下降、强度降低，进而提高干燥负荷；重者造成断纸，并且易在成纸表面产生各种颜色的斑点和引起孔洞等纸病，使纸张尘埃增加、纸品等级下降等。
杀菌剂通常是在腐浆形成后加入，一方面微生物数量大，所需要杀菌剂的量大；另一方面，杀菌剂只能作用于腐浆表面的微生物，对包裹于腐浆内部的微生物不能发挥作用，使纸浆中的微生物得不到很好的控制。一些腐浆驻留于造纸设备的死角中，无法通过杀菌剂杀死，通常需要停机清洗，既影响生产，也提高了生产成本。
为了控制纸机抄造系统中的腐浆粘泥沉积物障碍，必须首先使用抑菌防腐剂，以控制系统中微生物的生长；同时应当结合浆料、白水等纸机生产的实际情况，合理地选择杀菌剂，制定有效的添加工艺来控制微生物的滋生和腐浆的产生，并于一定时间(一般为7～10天)后在微生物产生抗体前轮换使用不同的杀菌剂。
在选择杀菌剂时，不仅要考虑杀菌效率，还要考虑与生产过程处理成本、毒性和生态毒性的协调。目前造纸工业可选用的杀菌剂有数十种，但杀菌剂的使用上还存在各种各样的问题。如杀菌谱不够广泛，使一些微生物的生长繁殖得不到控制。使用次数多，方法比较繁琐，要根据腐浆生成的具体情况调整杀菌剂投入部位、使用量和使用次数等，常常由于使用剂量不足导致杀菌失败，或剂量过大导致浪费、污染水资源。因此，在现有的设备工艺状况下，有必要开发出高效、广谱、低毒的抑菌防腐剂，对造纸工业中的微生物尽可能的进行有效控制。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供蒙脱石在造纸工艺中的一种新的用途，即蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的用途，以及其使用方法。
本发明公开的方案之一是：蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的应用。
本发明公开的方案之二是：蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐应用的使用方法为：按每吨纸采用0.5～20公斤纯度为95％的蒙脱石计，将蒙脱石直接加入到造纸系统。
如果采用了纯度低于95％的蒙脱石，则需要按照每吨纸采用95％的蒙脱石0.5～20公斤的用量计算，提高蒙脱石使用量。
蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐应用的优化的使用方法为：按每吨纸采用0.5～5公斤纯度为95％的蒙脱石计，将蒙脱石直接加入到造纸系统。
蒙脱石是膨润土矿的组成部分，具有较高的吸附能力、阳离子交换能力及高的润胀、塑性和结合能力。利用蒙脱石的高吸附和分散作用能很好地解决目前造纸工业中普遍存在的腐浆问题。
加入造纸系统的蒙脱石可以是粉末状，也可以通过其它辅料制成粒径在100微米内的颗粒。
附图说明
图1为某纸业股份有限公司采用蒙脱石抑菌防腐工艺流程框图。
图2为另一纸业公司采用蒙脱石抑菌防腐工艺流程框图。
具体实施方式
为验证蒙脱石在造纸工艺中抑菌防腐的使用效果，以生产1吨纸为例，将现有技术所用的防腐剂与本发明的蒙脱石抑菌防腐进行比较试验。试验方法参照图1、图2所示。
实施例1：某纸业股份有限公司
阐述：该公司原使用凯蜜拉Fennosan M9抑菌剂，在试验期间，使用蒙脱石抑菌防腐剂，在纸机浆池、白水槽和流浆箱三点连续添加，计0.5～1kg/吨纸，根据一段时间观察，抑菌效果明显，没有腐浆产生。
实施例2另一纸业公司
阐述：该公司原使用卡马斯BC 2600S抑菌防腐剂，试用蒙脱石抑菌防腐剂3.02～5kg/吨纸后，生产正常，无腐浆产生。
为了验证蒙脱石在造纸工艺中抑菌的有效使用量，本发明进行了每吨纸使用5公斤以上蒙脱石抑菌的试验，现提供以下2例实施例：
实施例3：按照图1所示的加入方法，在纸机浆池、白水槽和流浆箱三点连续添加蒙脱石8～10公斤，所加蒙脱石为微粒状，粒度直径小于100微米。持续生产7天无腐浆出现。
实施例4：按照图1所示的加入方法，在纸机浆池、白水槽和流浆箱三点连续添加蒙脱石18～20公斤，所加蒙脱石为片状，直径小于100微米。持续生产7天无腐浆出现。
表1：生产1吨纸所需抑菌防腐剂用量以及使用7天效果的比较

从实验结果看随着蒙脱石加入量的增加系统中细菌数量减少，加入量达到1～3公斤时已能满足抄纸工艺要求，系统内无腐浆产生，当加入量超过5公斤后细菌数量减少量趋缓。为控制抑菌成本，超过5公斤的使用量本发明不予推荐，但是实施例证明在20公斤的用量范围之内都可以获得较为满意的抑菌防腐效果。
作为蒙脱石的抑菌剂可以于在浆池中加入，此时浆液体积较小，由各种成分带入的微生物浓度较高，投入数量较少的蒙脱石就能控制这些微生物，使其在下面的流程中不再繁殖，减少了腐浆形成的原动力。纸浆中的大部分微生物由速释部分的抑菌剂控制以后，缓释部分的蒙脱石将在余下的造纸过程中缓慢释放，使纸浆中维持最低抑菌浓度以上，全程抑制微生物的生长繁殖。由于后期工艺所需抑菌浓度比初始抑菌浓度低得多，所需要抑菌剂的数量较少。这样的使用方法降低了蒙脱石抑菌剂的使用量，提高了杀菌效果。避免了由于季节、水源、纸源等变化对造纸工艺的改变，促进造纸过程的标准化。蒙脱石抑菌剂的使用，能有力地减少纸浆中的微生物数，避免腐浆的形成，预防微生物于设备死角处的驻留繁殖，避免因腐浆滞留造成的停机清洗，降低生产成本，提高生产效益。
蒙脱石抑菌原理分析：
蒙脱石因其良好的膨胀性能和分散性，能作为分散剂使纸浆中各成份均匀分散，也使微生物相对独立和分散地存在于纸浆中，蒙脱石可以与微生物充分接触；蒙脱石对微生物又有良好的吸附作用，能吸附大部分微生物，并附着在纤维上随着纸的抄造而带出系统，这就使系统中细菌的浓度降到很低的水平，从而达到抑菌效果，同时蒙脱石还能吸附各种造纸添加剂、有机营养物和细小纤维并随纸页带出系统，这就降低了白水浓度破坏了细菌赖以生存的条件，从而达到杀菌或抑菌的效果，也降低微生物沉积物发展繁殖形成腐浆的可能性。
作为抑菌剂的蒙脱石可以采用固体片状或微粒状，使用时直接投入系统中，杜绝了传统的使用液体抗菌剂溅出或粉末挥发对操作者的危害，操作风险大大降低。