以棕榈果壳为原料的制浆造纸方法 【技术领域】
本发明属造纸技术领域，具体涉及一种以棕榈果壳为原料的制浆造纸方法。
技术背景
棕榈树在世界上种植面广量大。棕榈果实经榨取油料后，其果壳渣一般作为废料抛弃。长期以来人们把它撒抛在山谷林间，任其自然发酵，或集中堆放后用火焚烧，作肥料使用。由此将造成对环境的污染。一些大量种植棕榈树的国家，如马来西亚等，处理大量的棕榈果壳已成为一大社会问题。为此，人们正在寻求处理和利用棕榈果壳渣的各种途径和方法。例如，申请人曾利用该果壳生产中密度纤维板获得成功，但处理果壳渣的量远远不足。本发明提出了以棕榈果壳作为制浆造纸新原料，并提出了相应的生产方法，化废为宝，造福社会，世界上至今尚无相关的报导。
【发明内容】
本发明的目的在于提出一种以棕榈果壳为原料的制浆造纸的方法，从而化废为宝，并提供了一种制浆造纸的新原料。
本发明首先对棕榈果壳的化学成份进行了分析。经过初步脱脂、洗涤、烘干处理后，使之变成为果壳渣丝，分析其化学成份为：水份9.4％，灰份3.33％，热水抽出物7.09％，苯酵抽出物1.65％，本质素12.71％，综合纤维素80.04％。可见，其学成份已接近于草类纤维中芦苇的纤维，木质素含量又较芦苇低，纤维形态长宽度较短，纤维交织性能好，说明其可以作为造纸的一种理想原料。根据棕榈果壳含有一定的油脂以及其化学成份的组成，本发明提出以棕榈果壳为原料的造纸方法，其具体步骤如下：
1、预处理。把从油榨厂出来的棕榈果壳原料进行预处理，包括清洗、初步脱脂、烘干、切碎、除尘等步骤。
2、蒸煮。将经过预处理的棕榈果壳原料送到螺旋预浸机，并加入蒸煮用化学药品(行业内称药液)，再送入蒸煮器蒸煮，使果壳渣变成纸浆溶液。蒸煮器可采用球形的，可以循环回转，也可以采用立式固定的，它靠体外抽液将容器内的药液循环，两种型式地蒸煮器都可以将药液和原料混合均匀。本工艺步骤中，蒸煮所用的化学药品为NaOH，加入量为干棕榈果壳原料重量的18—22％；药液和原料的重量比(简称药液比)为1∶4—1∶6，果壳渣的装锅量为120—140kg/m3，蒸煮压力由低到高，蒸煮最高压力为0.6Mpa，高压保温时间为5—6小时。
本工艺步骤中，蒸煮所用的化学药品也可以是NaOH和Na2S的混合物，Na2S为NaOH的1/3左右。
果壳渣原料和药液在蒸煮器内经高温高压蒸煮，进行化学反应，原料中的木质素、多糖类、油脂等有机物在强碱作用下溶解、降解和皂化，而尽可能地保留原料中的纤维素和半纤维素。经蒸煮反应后，果壳渣变成了纸浆溶液，然后在高压下将纸浆喷放到料仓，贮存。
3、黑液提取。由蒸煮获得的纸浆溶液是一个混合体，其中包含有蒸煮药液和被溶解的有机物等，呈黑颜色，故称其为黑液。本工艺步骤中，先申除节机除去纸浆溶液中一部分未被蒸介的粗茎杂物，然后由真空洗浆机组，采用逆流洗涤的方法，把黑液从浆料中分离出来。上述真空洗浆机组可由3—5台真空洗浆机串联组成，一般为4台。经过本工艺步骤，可以将绝大部分的黑液提取出来。分离得越净越好，一般提取率为80％左右(尚有20％左右的黑液仍和浆料混合，将在下道工艺中进一步去除)；提取的黑液的浓度和温度越高越好，一般最后一段黑液的浓度为6—7°Be(波美度)，温度＞60℃，以便于对黑液的回收处理。
4、洗涤、净化。对经步骤(3)处理的纸浆液加水稀释，用离心式除砂机和筛浆机进一步除去其中的杂质、泥沙等，然后用浓缩机进行脱水处理，进一步洗掉残留黑液。经几次反复稀释、脱水，直至将残存黑液洗净。一般可通过测定浆料的pH值或侧定其残存碱度来确定洗涤是否终止。
5、打浆、造纸。把经过步骤(4)的纸浆送多台串联的双盘磨进行打浆处理。本步骤的目的是使果壳纤维进一步疏解、分丝、帚化和切断，以满足不同纸种生产的要求。打浆情况一般用肖氐叩解度(°S.R)来表示。本工艺的打浆度控制为40～50°R·S。一般可根据不同纸种的要求所有不同。打浆度越高，纸浆滤水性越慢，纤维帚化、分丝好，抄成纸的干、温强度高，但透气性较差。
经过打浆工艺，根据纸种的不同要求，加入相应化学助剂和填料，调节好酸碱度，放贮存池贮存，供造纸机使用。本工艺中，加入的化学助剂为：松香：0.8—1.0％(相对于棕榈果壳重量而言)，明矾：5—7％(同前)。另外根据纸种的要求，还可按不同比例，加入其它纸浆(例如针叶木、阔叶木纸浆等)，与之混合。
再将上述纸浆在混合池稀释，由泵送到混合箱再稀释，经旋翼筛入高位箱，至造纸机流浆箱，再上网形成纸页，经压榨脱水和烘干后成为纸张。然后，根据用户要求，分切、复卷，成一定规格要求的卷筒纸或平装纸。
上述步骤中，流浆箱的作用是保证纸浆纤维均匀分布，并使其流向造纸机的横向断面流量一致，以确保造出匀度好、全幅重量一致的纸张产品。
造纸机网部主要是脱水成型。从网部到压榨，对湿纸页进一步用机械方法强化脱水。当纸页干度达到40％左右时进烘干部烘干。纸页从烘干部出来时干度达92—95％。
本发明中，使用的设备与通常的制浆造纸设备相同。
上述方法生产得到的是本色纸。如果需要生产白纸，还需对经洗涤、净化的纸浆进行漂白工艺的处理。漂白通常可以采取氯化—碱处理——H2O2法三段漂工艺：
第一段氯化，纸浆通氯气，将大部分残余木质素变成氯化木质素而溶解，并用洗涤方法予以去除。
第二段碱处理，目的进一步洗净纸浆，调节纸浆酸碱度。
第三段H2O2漂白，由于氧化脱木素比氯化脱木素更有效，用氧化方法以便获取更佳效果除去木质素。
漂后白度＞75％以上，以满足各类文化用纸生产需要。漂白也可以选择其中的二段。经漂白处理的纸浆送往打浆、造纸工序。
本发明中，原料除了棕榈果壳以外，棕榈树本身及其枝叶也可以作为本发明的原料，工艺方法相同。
由本发明制造的纸张具有良好的性能，可作为牛皮包装纸和各种中高档文化用纸，成品的主要技术指标见下表1：
表1
【具体实施方式】
下面通过两个实施例，进一步描述本发明，其设备为通常的造纸生产线设备。
原料预处理。对棕榈果壳原料进行清洗、初步脱脂，经人工剪切，剪切长度为25—30mm，去除碎料、尘土等杂质，并将原料混合均匀后，贮存于塑料袋中备用。
蒸煮：已知棕榈果壳原料的化学成份较接近草类原料，由此确定蒸煮工艺条件。蒸煮后的浆料经黑液提取，经60目筛洗涤、脱水，并在valley打浆机中打至半浆。两个实施例1#和2#的蒸煮、半浆工艺条件和结果见表2：
表2
注：测定方法均采用国家标准方法进行。
漂白处理。H2O2用于纸浆漂白具有白度稳定性好、工艺适应性强、过程简单、废水污染轻等许多优点。本实验采用H2O2漂白法以尽可能提高棕榈纤维浆料白度。漂白在热水浴锅中进行。浆料置于不锈钢筒中，加入一定量的漂剂及助剂，控制漂白温度及漂白时间，漂白充分洗涤浆料备用。漂白条件和结果见下表3：
表3对所得漂浆，经打浆后，再进行抄纸，按国家标准测定其物理性能，结果见下表4：
表4：