本發(fā)明涉及玉米秸稈紙漿制備技術(shù)，具體為一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝。

背景技術(shù)：

1、在紙漿生產(chǎn)行業(yè)中，原材料的利用效率和最終產(chǎn)品的質(zhì)量是制漿工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵考量因素。玉米秸稈作為一種豐富的生物質(zhì)資源，因其成本低廉和易于獲取的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛研究作為制漿的原料。傳統(tǒng)的紙漿制備方法通過(guò)化學(xué)或機(jī)械方式從植物原料中提取纖維，但這些方法往往要求原料的高質(zhì)量和均一性。

2、目前的技術(shù)主要依賴(lài)機(jī)械和化學(xué)處理來(lái)準(zhǔn)備玉米秸稈紙漿，通常包括粗糙的物理切割和隨后的化學(xué)蒸煮過(guò)程。這些過(guò)程旨在分解植物纖維，從而使其能夠被進(jìn)一步處理成紙漿。為了提高效率和降低成本，現(xiàn)有的制漿工藝不斷求新求變，嘗試集成更多的自動(dòng)化和高效的預(yù)處理技術(shù)。

3、然而，現(xiàn)有的玉米秸稈處理技術(shù)在原料的初步處理階段存在一定的局限性。特別是在原料的分選和初步切割過(guò)程中，由于缺乏有效的自動(dòng)化技術(shù)，往往無(wú)法確保只有健康、無(wú)病害的秸稈被送入后續(xù)的化學(xué)處理，這直接影響了紙漿的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。處理不當(dāng)?shù)脑峡赡軐?dǎo)致化學(xué)處理階段的不均勻反應(yīng)，增加化學(xué)試劑的消耗和生產(chǎn)成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，解決了缺乏有效的自動(dòng)化技術(shù)，往往無(wú)法確保只有健康、無(wú)病害的秸稈被送入后續(xù)的化學(xué)處理，這直接影響了紙漿的質(zhì)量和生產(chǎn)效率的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，包括以下步驟：

3、步驟一、使用自動(dòng)化分選系統(tǒng)，利用圖像識(shí)別技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法識(shí)別和分離受損或病變的秸稈部分；

4、步驟二、經(jīng)分選的健康秸稈通過(guò)自適應(yīng)切割機(jī)械，根據(jù)秸稈厚度和硬度自動(dòng)調(diào)整刀片速度和壓力，切割成均勻的5-10mm長(zhǎng)度；

5、步驟三、切割后的秸稈經(jīng)過(guò)閉環(huán)超臨界co2提取系統(tǒng)，壓力120-160巴，溫度40-55℃，除去揮發(fā)性有機(jī)化合物和農(nóng)藥殘留，保留纖維素；

6、步驟四、提取后的秸稈通過(guò)精密濕式磨粉系統(tǒng)進(jìn)行低溫磨粉，通過(guò)水流調(diào)整纖維分布，形成均質(zhì)漿料。

7、優(yōu)選的，其中切割后的秸稈經(jīng)低溫等離子體處理，以改善纖維的化學(xué)活性和可加工性，處理時(shí)間15分鐘。

8、優(yōu)選的，其中等離子體處理后的秸稈經(jīng)磁力場(chǎng)輔助的堿處理，使用10％-20％氫氧化鉀溶液，磁場(chǎng)強(qiáng)度500-1000高斯。

9、優(yōu)選的，其中經(jīng)過(guò)堿處理的紙漿進(jìn)行臭氧化漂白，使用臭氧量為0.5％-1.5％，漂白時(shí)間15-30分鐘。

10、優(yōu)選的，漂白后的紙漿經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂處理，以除去重金屬和其他無(wú)機(jī)雜質(zhì)，提高紙漿的純度和白度。

11、優(yōu)選的，處理后的紙漿進(jìn)行超聲波輔助的纖維細(xì)化，使用超聲波頻率為40-60khz，持續(xù)時(shí)間20-40分鐘。

12、優(yōu)選的，細(xì)化后的紙漿通過(guò)冷卻凝膠技術(shù)進(jìn)行固化處理，固化溫度為-10至0℃，固化時(shí)間為1-2小時(shí)。

13、優(yōu)選的，固化后的紙漿凝膠進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為60-80°c，干燥時(shí)間為3-5小時(shí)。

14、優(yōu)選的，干燥后的紙漿經(jīng)過(guò)激光精細(xì)調(diào)整，以提高成紙的平滑度和均勻性。

15、優(yōu)選的，得到的紙漿經(jīng)過(guò)納米銀顆粒噴涂處理，形成抗菌層，用于生產(chǎn)醫(yī)療和衛(wèi)生用紙，納米銀顆粒的平均粒徑為10-50納米。

16、本發(fā)明提供了一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝。具備以下有益效果：

17、1、本發(fā)明通過(guò)圖像識(shí)別和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的自動(dòng)化分選系統(tǒng)能夠精確識(shí)別并分離受損或病變的秸稈，減少原料浪費(fèi)，確保只有最健康的秸稈被用于制漿，從而提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。

18、2、本發(fā)明通過(guò)自適應(yīng)切割機(jī)械調(diào)整切割參數(shù)以應(yīng)對(duì)不同厚度和硬度的秸稈，可實(shí)現(xiàn)更均勻的切割，有助于后續(xù)的化學(xué)處理和纖維均勻化，從而提高紙漿的均勻性和紙張的質(zhì)量。

19、3、本發(fā)明通過(guò)閉環(huán)超臨界co2提取技術(shù)不僅去除了揮發(fā)性有機(jī)化合物和農(nóng)藥殘留，而且使用的co2可回收利用，減少了對(duì)環(huán)境的影響，符合當(dāng)前對(duì)環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的要求。

20、4、本發(fā)明通過(guò)低溫等離子體處理和磁力場(chǎng)輔助的堿處理技術(shù)可以顯著提高纖維的化學(xué)活性，加快化學(xué)反應(yīng)速率，提高處理效率，從而降低能耗和化學(xué)試劑的使用量。

21、5、本發(fā)明通過(guò)臭氧化漂白和離子交換樹(shù)脂處理不僅能有效去除紙漿中的色素和重金屬雜質(zhì)，還能提高紙漿的白度和純度，這對(duì)于高標(biāo)準(zhǔn)紙張的生產(chǎn)尤為重要。

22、6、本發(fā)明通過(guò)超聲波輔助的纖維細(xì)化和冷卻凝膠技術(shù)的應(yīng)用使得纖維更加細(xì)致均勻，增強(qiáng)了紙張的機(jī)械強(qiáng)度和均一性。

23、7、本發(fā)明最終紙漿通過(guò)納米銀顆粒噴涂處理形成的抗菌層，使紙張具備抗菌特性，適用于醫(yī)療和衛(wèi)生用途，增加了產(chǎn)品的市場(chǎng)應(yīng)用范圍和附加值。

24、該工藝通過(guò)整合先進(jìn)技術(shù)和環(huán)保處理方法，不僅提高了紙漿的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還增強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境可持續(xù)性。

技術(shù)特征：

1.一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，其中切割后的秸稈經(jīng)低溫等離子體處理，以改善纖維的化學(xué)活性和可加工性，處理時(shí)間15分鐘。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，其中等離子體處理后的秸稈經(jīng)磁力場(chǎng)輔助的堿處理，使用10％-20％氫氧化鉀溶液，磁場(chǎng)強(qiáng)度500-1000高斯。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，其中經(jīng)過(guò)堿處理的紙漿進(jìn)行臭氧化漂白，使用臭氧量為0.5％-1.5％，漂白時(shí)間15-30分鐘。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，漂白后的紙漿經(jīng)過(guò)離子交換樹(shù)脂處理，以除去重金屬和其他無(wú)機(jī)雜質(zhì)，提高紙漿的純度和白度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，處理后的紙漿進(jìn)行超聲波輔助的纖維細(xì)化，使用超聲波頻率為40-60khz，持續(xù)時(shí)間20-40分鐘。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，細(xì)化后的紙漿通過(guò)冷卻凝膠技術(shù)進(jìn)行固化處理，固化溫度為-10至0℃，固化時(shí)間為1-2小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，固化后的紙漿凝膠進(jìn)行真空干燥，干燥溫度為60-80℃，干燥時(shí)間為3-5小時(shí)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，干燥后的紙漿經(jīng)過(guò)激光精細(xì)調(diào)整，以提高成紙的平滑度和均勻性。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，其特征在于，得到的紙漿經(jīng)過(guò)納米銀顆粒噴涂處理，形成抗菌層，用于生產(chǎn)醫(yī)療和衛(wèi)生用紙，納米銀顆粒的平均粒徑為10-50納米。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)涉及玉米秸稈紙漿制備技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種新型玉米秸稈紙漿制備工藝，包括以下步驟：步驟一、使用自動(dòng)化分選系統(tǒng)，利用圖像識(shí)別技術(shù)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法識(shí)別和分離受損或病變的秸稈部分；步驟二、經(jīng)分選的健康秸稈通過(guò)自適應(yīng)切割機(jī)械，根據(jù)秸稈厚度和硬度自動(dòng)調(diào)整刀片速度和壓力，切割成均勻的5?10mm長(zhǎng)度；步驟三、切割后的秸稈經(jīng)過(guò)閉環(huán)超臨界CO2提取系統(tǒng)，壓力120?160巴，溫度40?55°C，除去揮發(fā)性有機(jī)化合物和農(nóng)藥殘留，保留纖維素；步驟四、提取后的秸稈通過(guò)精密濕式磨粉系統(tǒng)進(jìn)行低溫磨粉，通過(guò)水流調(diào)整纖維分布，形成均質(zhì)漿料。通過(guò)整合先進(jìn)技術(shù)和環(huán)保處理方法，不僅提高了紙漿的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還增強(qiáng)了生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境可持續(xù)性。

技術(shù)研發(fā)人員：要家琦,季夢(mèng)菲,劉嘉欣,陳炳臻,韓晶榕,趙紀(jì)豪,陳成海,鄧昌榕,梁裕嘉,朱士浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：要家琦
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23