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1、10申请公布号CN102154906A43申请公布日20110817CN102154906ACN102154906A21申请号201110099675222申请日20110420D21H11/12200601D21C3/02200601D21C9/1620060171申请人山东泉林纸业有限责任公司地址252800山东省聊城市高唐县官道街26号72发明人李洪发宋明信陈松涛杨吉慧毕衍金74专利代理机构北京元中知识产权代理有限责任公司11223代理人王明霞54发明名称一种玉米秸秆制备的纸浆、其制备方法及其制成的纸制品57摘要本发明涉及一种玉米秸秆纸浆,所述玉米秸秆纸浆以玉米秸秆为原料,所述玉米秸秆纸。
2、浆的白度为3860ISO,松厚度为1825CM3/G,抗张指数为3565NM/G,耐折度为1040次,裂断长为4065KM,透气度为70200ML/MIN,灰分为510,撕裂度为180260MN,撕裂度指数为3042MNM2/G,所述纸浆具有良好的性能参数,能够代替常规木浆,可用于制备文化用纸、生活用纸。所述的玉米秸秆纸浆的制备方法包括备料、蒸煮、黑液提取的步骤,所述蒸煮的保温时间为050分钟。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书15页CN102154908A1/2页21一种玉米秸秆纸浆,其特征在于,所述玉米秸秆纸浆以玉米秸秆为原料,所述玉米秸秆纸。
3、浆的白度为3860ISO,松厚度为1825CM3/G,抗张指数为3565NM/G,耐折度为1040次,裂断长为4065KM,透气度为70200ML/MIN,灰分为510,撕裂度为180260MN,撕裂度指数为3042MNM2/G;所述玉米秸秆纸浆优选为白度为4058ISO,松厚度为1923CM3/G,抗张指数为4560NM/G,耐折度为1530次,裂断长为4560KM,透气度为80150ML/MIN,灰分为67,撕裂度为200240MN,撕裂度指数为3540MNM2/G;所述玉米秸秆纸浆进一步优选为白度为4853ISO,松厚度为19215CM3/G,抗张指数为4753NM/G,耐折度为2030。
4、次,裂断长为495600KM,透气度为85130ML/MIN,灰分为66,撕裂度为220240MN,撕裂度指数为3539MNM2/G。2一种如权利要求1所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,所述制备方法包括备料、蒸煮、黑液提取的步骤,其特征在于,所述蒸煮的保温时间为050分钟,优选为040分钟,最优选为1040分钟。3如权利要求2所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述蒸煮的方法包括烧碱蒽醌法、亚铵法和碳酸钠法;所述烧碱蒽醌法和亚铵法蒸煮得到硬度为高锰酸钾值1628的浆料,优选硬度为高锰酸钾值1823的浆料;所述碳酸钠法蒸煮得到硬度为高锰酸钾值3035的浆料,优选硬度为高锰酸钾值3135的浆料。。
5、4如权利要求3所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量1422,优选1620,氨水用量为绝干原料量37,优选46,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810,优选1284和1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温1050分钟,优选1040分钟。5如权利要求3所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为12810,优选1284和169;通入蒸汽进行加热,升温至140155,保温1050。
6、分钟,优选1040分钟。6如权利要求3所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1220,优选1315和1720,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810,优选1284和1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,保温040分钟,优选2030分钟。7如权利要求2所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,黑液提取后得到浓度为812的洗净浆料。8如权利要求2所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述的制备方法中,还包括氧脱木素或漂白的步骤。9如权利要求8所述的玉米秸秆纸浆的制备。
7、方法,其特征在于,所述氧脱木素采用单段氧脱木素、二段氧脱木素或三段脱氧木素,反应时间为60240MIN。10如权利要求9所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述单段氧脱木素为以重量计,氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,H202用量为权利要求书CN102154906ACN102154908A2/2页3025KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为6090MIN。11如权利要求9所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述二段氧脱木素为以重量计,一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为4560MI。
8、N;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,H202用量为1025KG/T浆,反应温度为110130,反应时间为6090MIN,每段中间不设置洗涤。12如权利要求9所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述三段氧脱木素为以重量计,一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为4560MIN;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为100110,反应时间为6090MIN;三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为10011。
9、0,反应时间为6090MIN,每段中间不设置洗涤段。13如权利要求8所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述漂白的方法为H2O2工艺,所述H2O2工艺为以重量计,H2O2用量为绝干浆量的25、用碱量为以氢氧化钠计对绝干浆量的115、螯合剂用量为绝干浆量的0102、硫酸镁用量为绝干浆量的02、温度为9095、反应时间为90120MIN。14如权利要求8所述的玉米秸秆纸浆的制备方法,其特征在于,所述漂白的方法为CEH三段漂白,所述CEH三段漂白中,以重量计,氯化工艺为浆料浓度为58,PH值小于等于2,有效氯用量为绝干浆量的47,反应温度3550,反应时间1小时;碱处理工艺为碱用量以氢氧化钠计。
10、为绝干浆量的2,浆料浓度10,PH值为10,反应温度为3550,反应时间为1小时;次氯酸盐漂白为PH值为9,有效氯用量为绝干浆量的254,反应温度为3550,反应时间为152小时。15如权利要求1所述的玉米秸秆纸浆在制备文化用纸、生活用纸中的应用。权利要求书CN102154906ACN102154908A1/15页4一种玉米秸秆制备的纸浆、其制备方法及其制成的纸制品技术领域0001本发明涉及的是一种玉米秸秆纸浆、玉米秸秆纸浆的制备方法、以及玉米秸秆纸浆制成的文化用纸品、生活用纸品。背景技术0002由于目前世界范围的木材资源的短缺日益加重,在不破坏森林和环境的情况下生产纸浆和造纸成为各造纸企业追。
11、求的目标。作为解决这一问题的方案,利用一年或两年生植物如农田废物、竹子、制糖后废弃的甘蔗秆、稻麦草等作为主要材料而由非木材植物纤维制造纸浆的技术一直受到关注。0003虽然现有技术中对利用各种一年或两年生植物制浆进行了研究,并得到性能良好的非木材纤维纸浆,但通常认为玉米秸秆中纤维素的含量太低,例如,麦草中纤维素的含量约40,而玉米秸秆中纤维素的含量约30,因此玉米秸秆的得浆率低,制备流程太长;而在备料过程中,需要去除大量的叶子等,也难以得到高的得浆率,为此现有技术甚至采用除叶除髓玉米秸秆的方式进行处理,具体如下0004“玉米秸秆在制浆造纸工业中的应用研究”华东纸业,2009年05期公开了一种玉米。
12、秸秆皮穰分离后,秸皮采用烧碱蒽醌法制浆,秸穰经过化学改性后与秸皮浆混合抄纸,大大改善了浆的性能,抗张指数、耐破指数、撕裂指数及耐折度都得到了显著改善。0005“玉米秸秆废弃物在制浆造纸领域中的应用”山东轻工业学院,制浆造纸工程专业硕士论文,20081118公开了玉米秸穰在造纸领域中的研究,玉米秸皮中纤维素的含量高于麦草,而木素含量较麦草低,与麦草相比,玉米秸皮的性质可以满足制浆造纸工业对原料的要求。在相同的蒸煮条件下,采用烧碱蒽醌法制得的玉米秸皮浆和麦草浆相比具有较高的浆得率,卡伯值稍高于麦草浆。CEH三段漂白后,秸皮浆白度可以达到745ISO,可漂性和强度性能稍逊于麦草浆。经过改性处理的玉米。
13、秸穰加入到秸皮浆中后,大大改善秸皮浆的强度性能。经过处理条件的优化,对玉米秸穰进行改性处理后,白度可以达到80ISO。强度性能分析表明,秸穰与未打浆浆料混合时,强度性能的改善幅度较大,对打浆浆料的改善作用也很明显,如改性秸穰与经打浆的APMP浆配抄时,当秸穰含量为40时,抗张指数增加了2514,撕裂指数增加了239,耐破指数增加了1896。0006“玉米秸秆的综合利用”大连轻工业学院,制浆造纸工程专业,20071106公开了一种用玉米秸秆外皮造纸、用髓制作模压缓冲包装材料的综合利用技术进行了试验研究。0007“除髓玉米秆亚铵法蒸煮浅探”大连轻工业学院,2007,5期,P3032公开了除髓玉米秆。
14、亚铵法制浆蒸煮,所得的蒸煮的较佳工艺条件如下最高温度165,保温时间25小时,液比16,亚铵用量20,蒽醌用量005,亚硫酸钾用量2,氧化镁用量3。优化的纸浆的各项参数为粗浆得率5893,白度425ISO,高锰酸钾值896。0008专利CN008196842公开了一种玉米秆制备纸浆的方法,该方法中,玉米杆经过除叶除髓处理,实际上属于玉米秸皮制浆,蒸煮过程中的高温保温时间为154小时,高温保说明书CN102154906ACN102154908A2/15页5温的时间较长,蒸煮药液对秸秆中的半纤维素的降解和损伤较大,浆得率低。0009上述文献公开的技术方案所得到的纸浆在实验室获得了较好的各项参数,但。
15、是其备料过程中需除髓除叶,备料复杂,难以实现工业化生产,另外,除髓后秸秆的利用率太低,且制得的纸浆的成本太高。0010现有技术中玉米秸秆整体制浆遇到的技术问题主要是浆得率低、纸浆的颜色重、纸浆的理化性能参数和木浆有一定差距,无法用于高档的文化用纸和生活用纸。0011通常文化用纸是指印刷用纸,也叫胶版纸,或者是轻量涂布纸的简称,一般在60克到120克之间,低于60克的是书写纸了,高于120克有涂布有光泽度的叫双铜纸。胶版纸和双铜纸均为高档纸制品。生活用纸指为照顾个人居家,外出等所使用的各类卫生擦拭用纸,包括卷筒卫生纸、抽取式卫生纸、盒装面纸、袖珍面纸、纸手帕、餐巾纸、擦手纸、厨房纸巾。0012现。
16、有技术的文化用纸和生活用纸存在着诸多的缺点,多使用原生木浆,由于需要砍伐大量的木材,严重影响环境的生态平衡并导致长远的不利后果;部分非原生木浆制备的文化用纸的抗张强度、柔软度、吸水性达不到规定标准;0013因此,针对上述现有技术中所存在的缺陷,如何利用玉米秸秆制备符合要求的文化和生活用纸,现有技术没有更加详细的说明,有鉴于此,特提出本发明。发明内容0014本发明的目的在于提供一种由玉米秆制备的纸浆,该纸浆具有良好的性能参数,能够代替常规木浆。0015本发明的另一目的在于提供一种由玉米秸秆制备高质量纸浆的方法,其中蒸煮的保温时间短、浆得率高,是一种经济、环保、对纤维素和半纤维素损伤小的制备方法。。
17、0016本发明的第三目的在于提供一种由玉米秸秆纸浆制备的文化用纸和生活用纸。0017为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为0018一种玉米秸秆纸浆,所述玉米秸纸浆以玉米秸秆整体为原料,所述玉米秸秆纸浆的白度为3860ISO,松厚度为1825CM3/G,抗张指数为3565NM/G,耐折度为1040次,裂断长为4065KM,透气度为70200ML/MIN,灰分为510,撕裂度为180260MN,撕裂度指数为3042MNM2/G。0019所述玉米秸秆纸浆优选为白度为4058ISO,松厚度为1923CM3/G,抗张指数为4560NM/G,耐折度为1530次,裂断长为4560KM,透气度为80150M。
18、L/MIN,灰分为67,撕裂度为200240MN,撕裂度指数为3540MNM2/G。0020所述玉米秸秆纸浆进一步优选为白度为4853ISO,松厚度为19215CM3/G,抗张指数为4753NM/G,耐折度为2030次,裂断长为495600KM,透气度为85130ML/MIN,灰分为66,撕裂度为220240MN,撕裂度指数为3539MNM2/G。0021所述玉米秸秆纸浆最优选为白度为52ISO,松厚度为1901CM3/G,抗张指数为5213NM/G,耐折度为25次,裂断长为532KM,透气度为92ML/MIN,撕裂度为240MN,撕裂度指数为3862MNM2/G。0022所述的玉米秸秆纸浆的。
19、制备方法包括备料、蒸煮、黑液提取的步骤,所述蒸煮的保温时间为050分钟,优选为040分钟,最优选为1040分钟。蒸煮过程中,蒸煮时间为说明书CN102154906ACN102154908A3/15页6升温时间和保温时间之和,本发明中,升温时间为5060分钟,总的蒸煮时间为60100分钟,优选的蒸煮时间为大于60分钟小于90分钟。0023所述备料为干法备料,或干湿法备料,干湿法备料时,经脱水、挤压至干度40以上。0024所述蒸煮优选为烧碱蒽醌法、亚铵法或碳酸钠法0025所述烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1220,优选1315和1。
20、720,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810,优选1284和1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,保温040分钟,优选2030分钟。0026所述亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量1422,优选1620,氨水用量为绝干原料量37,优选46,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810,优选1284和1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温1050分钟,优选1040分钟。0027所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,以重量计,其中碳酸钠用量为绝干原料量1522,优选1722,液比为1281。
21、0,优选1284和169;通入蒸汽进行加热,升温至140155,保温1050分钟,优选1040分钟。0028上述处理好的玉米秸秆原料在蒸煮结束后,烧碱法和亚铵法得到浆料的硬度为高锰酸钾值1628,优选硬度为高锰酸钾值1823,碳酸钠法得到浆料硬度为高锰酸钾值3035,优选硬度为高锰酸钾值3135的浆料,最优选硬度为高锰酸钾值3235的浆料。0029蒸煮结束后,对粗浆进行黑液提取,得到浓度为812的洗净浆料。0030所述的制备方法中,还包括氧脱木素或漂白的步骤。0031上述制备方法中,在备料、蒸煮、黑液提取之后,既可以选择氧脱木素,又可以选择漂白处理。0032将浓度为812的洗净浆料蒸汽加热至9。
22、0100,送至氧脱木素反应塔,并加入氢氧化钠和氧气,塔顶压力为0305MPA,采用单段氧脱木素、二段氧脱木素或三段氧脱木素,反应时间为60240MIN。0033所述单段氧脱木素为以重量计,氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,H202用量为025KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为6090MIN。0034所述二段氧脱木素为以重量计,一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为4560MIN;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,H202用量为1025KG/T浆,反应温度为。
23、110130,反应时间为6090MIN,每段中间不设置洗涤。0035所述三段氧脱木素为以重量计,一段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为90100,反应时间为4560MIN;二段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为100110,反应时间为6090MIN,三段氧脱木素氢氧化钠用量为绝干浆量的23,氧气用量为2035KG/T浆,反应温度为100110,反应时间为6090MIN,每段中间不设置洗涤段。0036所述的漂白方法包括H2O2工艺和CEH三段漂白。0037所述H2O2工艺为以重量计,H2O2用量为绝干浆量的2。
24、5、用碱量为以氢氧化钠说明书CN102154906ACN102154908A4/15页7计对绝干浆量的115、螯合剂用量为绝干浆量的0102、硫酸镁用量为绝干浆量的02、温度为9095、反应时间为90120MIN。0038所述CEH三段漂白中,以重量计,氯化工艺为浆料浓度为58,PH值小于等于2,有效氯用量为绝干浆量的47,反应温度3550,反应时间1小时;碱处理工艺为碱用量以氢氧化钠计为绝干浆量的2,浆料浓度10,PH值为10,反应温度为3550,反应时间为1小时;次氯酸盐漂白为PH值为9,有效氯用量为绝干浆量的254,反应温度为3550,反应时间为152小时。0039H2O2工艺漂白后的玉。
25、米秸秆纸浆不含荧光增白剂、有机卤化物,安全环保,本发明优选H2O2工艺漂白。0040所述玉米秸秆纸浆,可用于文化用纸、生活用纸。0041以下为本发明的详述0042由于玉米秸皮中纤维素的含量高于麦草,有利于提高纸浆浆得率和纸的强度,而木素含量较麦草低,有利于蒸煮漂白,而整个玉米秸秆中纤维素的含量低于麦草,所以造纸厂多是采用玉米秸皮为原料制浆造纸,一是为了提高浆得率,二是加入玉米秸穰后制备的纸浆白度低,颜色深,不易漂白。采用玉米秸皮制浆时先使皮穰分离,备料过程复杂,增加了生产成本,也难以实现工业化大规模生产。实验室研究发现,在玉米秸皮中加入一定量的改性秸穰后,所制备的纸浆的抗张指数、耐折度以及撕裂。
26、度指数均有所提高,但是,该方法也是先将玉米秸秆皮穰分离后,将玉米秸穰进行改性处理,然后秸皮和秸穰按照一定的配比混合后制浆,该法仅作为一种实验室研究,制浆工艺复杂,生产成本高,也不适合用于造纸厂的大规模生产。0043本发明提供的玉米秸秆纸浆,是以玉米秸秆整体为原料,玉米秸秆不除叶不除穰,不需要对玉米秸穰进行改性处理,备料方法简单,玉米秸秆的利用率高。虽然玉米秸秆整体纤维素含量相对较低,但是半纤维素含量较高,本发明通过改进和优化制备工艺,减少了蒸煮过程中的高温的保温时间,显著减轻了蒸煮过程中蒸煮药液对半纤维素的降解和损伤,提高了玉米秸秆纸浆的浆得率,降低了能耗,并且制备的玉米秸秆纸浆各方面性能参数。
27、良好,符合高品质文化用纸和生活用纸对纸浆各项参数参数的要求,完全可以替代木浆。鉴于玉米秸秆原料具有来源广、成本低、不破坏生态环境等优点,玉米秸秆纸浆具有较好的发展前景。0044本技术领域中,也有认为氧脱木素也是纸浆漂白的一部分,为了避免歧义,在本发明中,对玉米秸秆纸浆的漂白进行如下定义本发明中所述的玉米秸秆纸浆的漂白是指,如果本发明的玉米秸秆纸浆的需要漂白,仅仅是指氧脱木素方式以外的,其他漂白的方式进行漂白。0045玉米秸秆原料在备料时尽可能地要求均一性,优选采用干湿法备料,将玉米秸秆切短、轧碎搓揉使之分散,再进行筛选以出去灰尘和杂质,玉米秸秆尽可能做成细料。干法备料如果来料中水份变化大,则必。
28、须对原料中的水份进行控制,进行干湿法备料,在干法备料的基础上采用预浸渍的方式加以调整,预浸渍的过程包括水力搓草机对玉米秸秆进行的洗涤和搓揉,既有利于进一步降低玉米秸秆中的灰分,也可以确保玉米秸秆浸渍均匀和充分,浸渍完成后,经脱水,挤压至干度40以上,这样有利于蒸煮药液均匀浸渍,液比才能相对稳定。说明书CN102154906ACN102154908A5/15页80046玉米秸秆不同于麦草、芦苇、或木材等原料,玉米秸秆为皮穰结构,皮和穰中不同化学成分的含量存在差异,玉米秸皮的主要成分是纤维素和木素,秸穰中半纤维素含量相对丰富、木素含量较低、组织结构疏松,秸秆整体而言木素含量相对较低、半纤维素的含量。
29、相对较高。纸浆中含有一定量的半纤维素是有益处的,不仅可以提高浆的得率,对纸浆的其它方面的性能也有良性的影响。在蒸煮过程中,由于半纤维素比较容易降解,考虑到玉米秸穰中半纤维素含量较高,且组织结构疏松,因此,以玉米秸秆为原料制浆,其蒸煮过程中的蒸煮方法、蒸煮药液用量、蒸煮的最高温度和蒸煮时间,特别是蒸煮过程中高温的保温时间,对半纤维素的降解和损伤、对纸浆的浆得率和纸浆的质量都有着显著的影响。无论是玉米秸皮制浆还是玉米秸秆制浆的现有技术中,存在蒸煮药液用量大、蒸煮温度高、蒸煮时间长的问题,特别是高温保温的时间过长,药液在高温高压下对半纤维素的降解和损伤尤为显著。而在本发明的方法中,考虑到玉米秸秆的皮。
30、穰结构以及皮穰中化学成分含量的差异,研究了蒸煮药液用量、液比、蒸煮的最高温度、升温和保温等工艺条件的对木素及半纤维降解情况的影响,通过调整药液用量、液比、蒸煮的最高温度等蒸煮的工艺条件,大大减少了保温的时间,使得玉米秸秆处于高温高压的时间缩短,在尽可能减少损伤半纤维素的工艺条件下进行蒸煮,提高了玉米秸秆纸浆的浆得率,降低了能耗和生产成本。另外,由于玉米秸秆中的半纤维素和淀粉上的羟基与纤维素表面的羟基形成了氢键,增加了纤维间结合面上的氢键数量,从而增加了纤维间的内部结合强度,由于蒸煮过程中高温的保温时间短,蒸煮药液对半纤维素和淀粉上的羟基与纤维素表面的羟基形成的氢键的破坏和损伤小,纤维间的内部结。
31、合强度高,从而提高了浆的物理强度性能。0047鉴于玉米秸秆中木素的含量低于麦草,半纤维素、糖类、粗脂肪、粗蛋白的含量相对较高,色素含量较高,蒸煮后的玉米秸秆纸浆白度低,而碱法蒽醌法和碳酸钠法脱木素的能力较强,对半纤维素损伤小,浆得率高,蒸煮后的粗浆颜色浅,有利于提高纸浆的白度;亚铵法制浆纸浆得率高,成产成本低,蒸煮后的粗浆颜色浅,有利于提高纸浆的白度,纸浆透气性和滤水性好,得到的黑液中含氮量和有机物含量相对较高,该黑液制成的有机复合肥肥效突出、增产效果十分显著,碳酸钠法对半纤维的损伤小,纸浆得率高,所以本发明在制浆时蒸煮方法优选碱法蒽醌法、亚铵法或碳酸钠法。0048本发明的烧碱蒽醌法中,用碱量。
32、为以氢氧化钠计对绝干原料量的1220,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810,这时,加热升温至120140进行保温蒸煮,保温时间可大大缩减至040分钟,烧碱蒽醌法蒸煮后得到的浆料硬度为高锰酸钾值1628,将蒸煮后的浆料进行黑液提取,得到浓度为812的洗净浆料,浆得率为4855;亚铵法中,亚硫酸铵用量为绝干原料量1422,氨水用量为绝干原料量37,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为12810;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温时间可大大缩减至1050分钟,亚铵法蒸煮后得到的浆料硬度为高锰酸钾值1628,将蒸煮后的浆料进行黑液提取,得到浓度为812的洗净浆料,浆得率为48。
33、55;碳酸钠法中,碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为12810,升温至140155后保温,保温时间可缩减至1050分钟,此时秸秆仍然保持原有的形状,纤维没有分离,经疏解后浆料硬度为高锰酸钾值3035,然后对浆料进行黑液提取,得到浓度为812的洗净浆料,浆得率6570。蒸煮时高温保温050分钟后,原料中大部分的木素已被降解,半纤维素的损伤程度较轻,如果继续延长保温时间,半纤维素的降解和损伤程度将说明书CN102154906ACN102154908A6/15页9会加剧,特别是玉米秸秆中部分半纤维素和木素发生了化学键连接,形成了复合物,在蒸煮不断继续的情况下,随着木素不断地降解和溶出,必然也要损。
34、失这部分半纤维素,本发明的制备方法的主要改进点是极大地缩短了蒸煮过程中高温的保温时间,蒸煮结束后得到了高硬度的纸浆,纸浆的浆得率高。0049本发明中的烧碱蒽醌法和亚铵法中均加入了蒽醌,蒽醌加入量为绝干原料量的008,蒽醌既可以氧化碳水化合物的还原性末端基,使之避免剥皮反应,提高纸浆的得率,又可以与木素反应,促进木素的降解和脱除,降低碱用量和亚铵用量,缩短蒸煮时间。0050亚铵法对蒸煮设备的腐蚀较大,本发明中通过缩短蒸煮时间,大大减轻了蒸煮药液对蒸煮设备的腐蚀消耗。0051蒸煮时采用的蒸煮设备为球型蒸煮器、立式蒸煮锅、横管式连续蒸煮器和立式连续蒸煮器中的一种00521在球型蒸煮器中蒸煮时0053。
35、所述的烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1216,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1284,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,保温030MIN;0054所述的亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量1420,氨水用量为绝干原料量36,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1284;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温1040分钟。0055所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为12810;通入蒸汽进行加热,升温至140155后保温。
36、1050分钟,优选1040分钟。00562在立式蒸煮锅中蒸煮时0057所述的烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1520,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1610,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,保温040MIN;0058所述的亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量1422,氨水用量为绝干原料量47,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温分钟1050MIN,优选1040分钟。0059所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其。
37、中碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为169;通入蒸汽进行加热,升温至140155后保温1050分钟,优选1040分钟。00603在横管式连续蒸煮器中蒸煮时0061所述的烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1216,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1284,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,蒸煮时间2040MIN;0062所述的亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸铵用量为绝干原料量1420,氨水用量为绝干原料量36,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1284;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,蒸。
38、煮时间说明书CN102154906ACN102154908A7/15页103040MIN。0063所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为1284;通入蒸汽进行加热,升温至140155后保温1050分钟,优选1040分钟。00644在立式连续蒸煮器中蒸煮时0065所述的烧碱蒽醌法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的1520,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1610,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120140,保温040MIN;0066所述的亚铵法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中亚硫酸。
39、铵用量为绝干原料量1422,氨水用量为绝干原料量47,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为1610;通入蒸汽进行加热,加热升温至160175,保温1050分钟,优选1040分钟。0067所述碳酸钠法为在处理好的玉米秸秆原料中加入蒸煮药液,其中碳酸钠用量为绝干原料量1522,液比为169;通入蒸汽进行加热,升温至140155后保温1050分钟,优选1040分钟。0068采用横管式连续蒸煮器还有如下优点可以提高浆的得率、节约纤维原料,成品浆的强度好,浆料性能稳定而均允,滤水性好、对洗浆有利、可以提高洗浆机的出力,碱蒸煮药液的消耗低,蒸汽消耗低、蒸汽无高峰负荷,即负荷平均,可以减轻锅炉的高锋负荷。。
40、在本发明中,优选采用横管式连续蒸煮器进行蒸煮。0069烧碱蒽醌法和亚铵法蒸煮后的粗浆,纤维分散地教细,不需要进行疏解,可直接进入黑液提取工段,疏解会使得纤维分散地更细,增加浆的叩解度,增加洗浆机的困难;碳酸钠法蒸煮后得到的粗浆经疏解后进入黑液提取工段。蒸煮后的粗浆经过黑液提取和洗涤后得到浓度为812的洗净浆料,进入氧脱木素反应塔,氧脱木素对纸浆的品质以及工艺的连续最为关键,当粗浆在黑液提取和洗涤之后,氧脱木素的效率就提高了。0070氧脱木素主要是为了进一步降低纸浆的硬度,本发明中氧脱木素可采用单段氧脱木素、二段氧脱木素或三段氧脱木素,烧碱蒽醌法和亚铵法蒸煮后适合采用单段氧脱木素或二段氧脱木素,。
41、碳酸钠法蒸煮后适合采用三段氧脱木素。0071送入氧脱木素反应塔的浆料的浓度为812,浆料在中浓条件下进行氧脱木素,中浓氧脱木素的主要优点是投资较少;由于中浓混合和泵送技术的成功,浆料的处理比高浓容易得多;浆料浓度较低,设备的腐蚀少,也没有在氧气中燃烧的危险。0072与现有技术相比,本发明的有益效果为0073本发明以玉米秸秆为原料,通过优化及改进蒸煮方法,极大地缩短了蒸煮时间,蒸煮时间的缩短在最大限度上减少了纸浆中所需要的半纤维素的降解和损失,提高了纸浆的得率,得到了高硬度浆,并且所制备的玉米秸秆纸浆强度参数可与阔叶木浆相媲美,是一种高档纸浆,可制成高档的文化用纸和生活用纸,但玉米秸秆有来源广、。
42、成本低、不破坏生态环境等优点。另外,利用整个玉米秸秆制浆,玉米秸秆利用率高,蒸煮时间的缩短,不仅很大程度上降低了能耗和生产成本,提高了生产效率,同时也减轻了蒸煮药液对蒸煮设备的消耗,提高了蒸煮设备的产出。0074本发明提供的玉米秸秆纸浆,其白度为3860ISO,文化用纸的颜色多呈奶白说明书CN102154906ACN102154908A8/15页11色、米白色、谷白色,色泽柔和,对视力有一定的保护作用,以该纸浆制成的双胶纸的具有更好更加均衡的理化性能,如柔软度更好、不透明度高、滤水性更差,但成本平衡高、质感和松厚度好、耐折、印刷适应性和印刷后原稿还原性好。具体实施方式0075下面实施例对本发明。
43、做进一步说明,但本发明并不仅限于此。0076实施例10077将玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用烧碱蒽醌法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的20,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为16,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至140,保温0分钟,得到硬度为高锰酸钾值26的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12的洗净浆料,浆得率为55。0078得到的玉米秸秆纸浆的白度为38ISO,松厚度为18CM3/G,抗张指数为47NM/G,耐折度为10次,裂断长为40KM,透气度为85ML/MIN,灰分为10,撕裂度为180MN,撕裂度指数为31MNM2/G。00。
44、79实施例20080将玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用亚铵法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量22,氨水用量为绝干原料量7,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为16;通入蒸汽进行加热,加热升温至175,保温50分钟,得到硬度为高锰酸钾值16的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8的洗净浆料,浆得率为48。0081所制备的玉米秸秆纸浆的白度为40ISO,松厚度为18CM3/G,抗张指数为45NM/G,耐折度为15次,裂断长为45KM,透气度为70ML/MIN,灰分为7,撕裂度为200MN,撕裂度指数为30MNM2/G。0082实施例30083将玉米秸秆原料。
45、经备料之后装入横管式连续蒸煮器中,采用烧碱蒽醌法。往横管式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的16,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为128,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至140,保温40分钟,得到硬度为高锰酸钾值17的粗浆,对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12的洗净浆料,浆得率为49。0084所制备的玉米秸秆纸浆的白度为48ISO,松厚度为19CM3/G,抗张指数为35NM/G,耐折度为10次,裂断长为40KM,透气度为80ML/MIN,灰分为7,撕裂度为188MN,撕裂度指数为32MNM2/G。0085实施例40086将玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器。
46、中,采用亚铵法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,亚硫酸铵用量为绝干原料量20,氨水用量为绝干原料量6,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为128;通入蒸汽进行加热,加热升温至175,保温10分钟,得到硬度为高锰酸钾值23的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为10的洗净浆料,浆得率为53。说明书CN102154906ACN102154908A9/15页120087所制备的玉米秸秆纸浆的白度为41ISO,松厚度为185CM3/G,抗张指数为37NM/G,耐折度为14次,裂断长为45KM,透气度为85ML/MIN,灰分为7,撕裂度为190MN,撕裂度指数为32MNM2/G。0088实施例5008。
47、9将玉米秸秆原料经备料之后装入球型蒸煮器中,采用烧碱蒽醌法。往球型蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的12,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为128,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120,保温30分钟,即可得到硬度为高锰酸钾值18的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为8的洗净浆料,浆得率为53。之后将洗净浆料进行CEH三段漂白,其中,氯化工艺为浆料浓度为5,PH值为2,有效氯用量为绝干浆量的4,反应温度50,反应时间1小时;碱处理工艺为碱用量以氢氧化钠计为绝干浆量的2,浆料浓度10,PH值为10,反应温度为35,反应时间为1小时;次氯酸盐漂白为PH值为9,有效氯。
48、用量为绝干浆量的4,反应温度为35,反应时间为15小时。0090得到的玉米秸秆纸浆,其白度为60ISO,松厚度为25CM3/G,抗张指数为53NM/G,耐折度为20次,裂断长为495KM,透气度为100ML/MIN,灰分为5,撕裂度为200MN,撕裂度指数为35MNM2/G。0091实施例60092将玉米秸秆原料经备料之后装入立式蒸煮锅中,采用烧碱蒽醌法。往立式蒸煮锅中加入蒸煮药液,用碱量为以氢氧化钠计对绝干原料量的15,蒽醌加入量为绝干原料量的008,液比为110,之后通入蒸汽进行加热,加热升温至120后,保温40分钟,得到硬度为高锰酸钾值18的粗浆。对粗浆进行黑液提取、洗浆,得到浓度为12。
49、的洗净浆料,浆得率为52。将洗净浆料加热至100,送至氧脱木素反应塔,进行单段氧脱木素,其中氢氧化钠用量为绝干浆量的3,氧气用量为35KG/T浆,H202用量为0KG/T浆,反应温度为100,反应时间为90MIN,塔顶压力为03MPA。处理完成后将该浆喷放到浆池并稀释,经过洗涤、筛选、净化后得到玉米秸秆纸浆。0093制备的玉米秸秆纸浆的白度为53ISO,松厚度为215CM3/G,抗张指数为47NM/G,耐折度为25次,裂断长为600KM,透气度为130ML/MIN,灰分为6,撕裂度为240MN,撕裂度指数为39MNM2/G。0094实施例70095将玉米秸秆原料经备料之后装入横管式连续蒸煮器中,采用烧碱蒽醌法。往横管式连续蒸煮器中加入蒸煮药液,用碱量。