本發(fā)明屬于制漿造紙領(lǐng)域,具體涉及構(gòu)樹全樹化學(xué)法制漿方法。
背景技術(shù):
構(gòu)樹(學(xué)名Broussonetia papyrifera)是??茦?gòu)樹屬落葉喬木(植物):又名谷槳樹,古名楮,構(gòu)樹屬,是速生闊葉材種。構(gòu)樹具有速生、適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣、易繁殖、熱量高、輪伐期短、抗污染性強(qiáng)等特點(diǎn),其根莖葉都有很高的利用價(jià)值。它分布于亞洲東部及太平洋島嶼,為我國南北各省低山地區(qū)常見樹種。構(gòu)樹為落葉喬木,高達(dá)16米、胸徑60厘米,樹皮暗灰色,平滑,喜光,適應(yīng)性強(qiáng),能耐華北干冷和華南濕熱氣候。播種、分根、插條及壓條繁殖均可。構(gòu)樹木材淡黃褐色,紋理斜、結(jié)構(gòu)中等、質(zhì)地松軟,葉可喂豬,果實(shí)根皮為藥,樹皮漿汁外擦可治療神經(jīng)性皮炎和癬癥。
構(gòu)樹莖韌皮里含有特殊的長纖維,潔白,為優(yōu)質(zhì)造紙纖維原料。,可以保證造出的紙張的強(qiáng)度,因此是一種比較優(yōu)良的造紙?jiān)稀?gòu)樹纖維作為造紙的纖維有許多優(yōu)點(diǎn),首先彈性好,纖維又細(xì)又長,皮膚白的顏色,強(qiáng)度大,能夠適合用于生產(chǎn)特種紙,比如說如鈔票紙、宣紙等。隨著我們國家的包裝以及印刷行業(yè)的發(fā)展,造成特種紙的國內(nèi)市場需求越來越大,如果僅僅發(fā)展我國麻類纖維造紙?jiān)蠠o疑使是不足以解決國內(nèi)日益增加的需求量,長纖維、特種紙漿長期依賴進(jìn)口。
近年來,國內(nèi)外眾多科研學(xué)者對構(gòu)樹資源的開發(fā)利用進(jìn)行了相關(guān)研究,且取得了一定的成果, 但大多數(shù)學(xué)者都只是對構(gòu)樹脫膠和制漿漂白等領(lǐng)域進(jìn)行了研究,并沒有從根本上解決其生產(chǎn)成本和后續(xù)的白水黑液帶來的污染問題。
目前用構(gòu)樹紙漿一般采用化學(xué)制漿法,主要有硫酸鹽法和亞硫酸鹽法,采用傳統(tǒng)的化學(xué)制漿法會產(chǎn)生大量的黑液,而黑液也是造紙行業(yè)的主要汚染源,這種傳統(tǒng)制漿工藝越來越難以滿足環(huán)境保護(hù)的要求。
由于構(gòu)樹皮上的黑皮去除難,現(xiàn)有技術(shù)都是將構(gòu)樹皮和構(gòu)樹桿分離開,然后分別制漿,從構(gòu)樹皮制得長纖維漿,從構(gòu)樹桿制得短纖維漿。這種較陳舊的傳統(tǒng)法制漿,皮桿分離,制漿效率低,成本高且對環(huán)境污染大。
例如中國專利申請“用人工速生構(gòu)樹的樹皮(HAP法)和樹桿(APMP法)制紙漿,申請?zhí)枺?1106695.4 ,申請日:2001-05-11,申請人:湖北工業(yè)大學(xué)”。
例如中國專利申請:“構(gòu)樹韌皮纖維脫膠制漿的方法 - 200710178699.0”
例如中國專利申請:“一種生產(chǎn)漂白人纖漿粕的方法 - 200910082568.1申請人:中國制漿造紙研究院 - 申請日:2009-04-27”
由于構(gòu)樹皮來源少,制漿成本高,構(gòu)樹皮紙漿沒有人愿意用,始終沒有成熟的市場,構(gòu)樹皮沒有被有效利用。目前,總體上只有少部分的構(gòu)樹韌皮漿,由于環(huán)境問題,現(xiàn)在已經(jīng)很難找到真正生產(chǎn)的工廠了。雖然關(guān)于構(gòu)樹的論文和研究很多,現(xiàn)實(shí)中構(gòu)樹資源一直沒有被合理地利用起來。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種更為創(chuàng)新、成本更低、工藝最簡單的構(gòu)樹全樹化學(xué)法制漿方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案:構(gòu)樹全樹化學(xué)法制漿方法,包括如下步驟:
(1)取構(gòu)構(gòu)全樹,沒有去皮的(人工和野生)原料主桿和枝椏都可以,沖洗去除雜質(zhì);
(2)削片:放到削片機(jī)進(jìn)行削片,按常規(guī)削片規(guī)格進(jìn)行削片,料片厚度為主要指標(biāo),3~5mm;
(3)汽蒸:將構(gòu)樹片進(jìn)行汽蒸處理,溫度在85℃左右,半小時(shí);
(4)擠壓:用單螺桿撕裂機(jī)進(jìn)行擠壓;
(5)水洗、過篩:將撕裂后的木片進(jìn)行水洗,水洗采用10~40目篩孔,以去除黑皮;
(6)化學(xué)法制漿:洗后的木片進(jìn)行化學(xué)法制漿;
(7)所制得的構(gòu)樹全樹漿,具有配比適當(dāng)長短纖維比例,長纖維占比約15%;
(8)調(diào)節(jié)紙漿的軟硬,以配合本色漿和漂白漿的需要。
與傳統(tǒng)構(gòu)樹皮或構(gòu)樹桿紙漿相比,本發(fā)明首先可以有效的減少用堿量降低生產(chǎn)成本,因?yàn)樵陬A(yù)處理過程中就有效的去除了韌皮纖維上的黑皮,而這個(gè)黑皮對于消耗堿起了很大的作用;其次本發(fā)明可以減少制漿過程中產(chǎn)生的白水黑液,極大程度的降低了處理廢水的成本,減輕了對環(huán)境造成的污染;最后本發(fā)明生產(chǎn)出來的紙漿纖維含量高,特別是長纖維含量高,極大地提高了漿的品質(zhì),而且是利用了構(gòu)樹天然的長短纖維比例,可以用于抄造高級的特種紙及其它特殊用途。
具體實(shí)施方式
技術(shù)要點(diǎn)
(1)本技術(shù)重點(diǎn)是前期的去黑皮工序。
(2)蒸煮方法,可以選擇,燒堿法,燒堿-AQ法,硫酸鹽法,和亞硫酸鹽法。
(3)采用較大的液比,能獲得較好的紙漿。液比,可以選擇5~10:1的范圍。
(4)蒸煮溫度可以選擇在160~175℃之間。
(5)有條件采用置換蒸煮,效果更好。
(6)有效堿在24~28%(對絕干原料量)之間。26%時(shí),卡伯值約為15左右。
(7)升溫約40分鐘,進(jìn)行一次小放汽。
(8)最高溫度時(shí)保溫2小時(shí)左右(藥品不同,保溫可能有很多的不同)。
實(shí)施例
(1) 取帶皮的構(gòu)樹(人工和野生)原料主桿和枝椏,將構(gòu)樹送入到削片機(jī)進(jìn)行削片,按常規(guī)削片規(guī)格進(jìn)行削片,料片厚度為主要指標(biāo),3~5mm料,合格的段料用皮帶輸送機(jī)送入羊角除塵器,以去除塵土等重雜質(zhì),再送入儲備料倉;
(2) 儲備料倉中的段料由螺旋輸送機(jī)送入蒸煮器進(jìn)行汽蒸處理,溫度在85℃左右,半小時(shí),具體為以段料重量計(jì);
(3) 經(jīng)步驟(2)處理后出料,用螺旋輸送機(jī)將物料送入用單螺桿撕裂機(jī)進(jìn)行擠壓;將撕裂后的木片進(jìn)行水洗,水洗采用10~40目篩孔,以去除黑皮;
(4) 步驟(3)得到的粗漿采用置換蒸煮即可,采用燒堿法,燒堿-AQ法,硫酸鹽法,和亞硫酸鹽法中的一種進(jìn)行化學(xué)法制漿,所制得的構(gòu)樹全樹化學(xué)漿。
采用本發(fā)明方法,構(gòu)樹全樹化學(xué)漿的得率可達(dá)40-50%,濕重3.5-5g(與構(gòu)樹的大小有關(guān),樹木越大,濕重越高。),蒸煮溫度可以選擇在160~175℃之間;有效堿在24~28%(對絕干原料量)之間。26%時(shí),卡伯值約為15左右。
此外,本發(fā)明的化學(xué)試劑和化學(xué)原料用量非常少,木質(zhì)素溶出少,黑皮去除率高,故費(fèi)水處理比傳統(tǒng)工藝更為容易,費(fèi)用成本低。本發(fā)明極大地利用了構(gòu)樹資源進(jìn)行構(gòu)樹全樹制漿,發(fā)揮出構(gòu)樹韌皮長纖維的特性,提高了漿的性能和用途。