一種以葵花籽殼制備本色漿的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及本造紙技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以葵花籽殼制備本色漿的方法。該方法包括步驟：1）將生葵花籽殼用清水浸泡，揉搓，漂洗，過濾、晾曬；2）將預(yù)處理后的料片分層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入蒸煮藥液，密封搖勻后置于溫水池中進(jìn)行軟化；3）將小罐直接裝入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升溫，保溫，放氣，放鍋；4）將漿料和濃黑液分離，將漿料放入濾網(wǎng)，清水洗滌至中性；5）將洗后漿料篩除渣漿，擠壓脫水，用漿料打散器分散纖維，得到瓜籽殼本色化學(xué)漿。采用該制漿方法制備的本色化學(xué)漿，細(xì)漿得率高，化學(xué)藥品用量少，聚合度高，強(qiáng)度好，可單獨(dú)抄造或和其它纖維配抄本色紙張，或進(jìn)行后續(xù)漂白，生產(chǎn)對白度有要求的紙張。
【專利說明】
一種以葵花籽殼制備本色漿的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及本造紙制備技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種以葵花籽殼制備本色漿的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 葵花籽，是世界五大油料之一。主產(chǎn)于烏克蘭、俄羅斯、歐盟、阿根廷、中國等地。據(jù) 統(tǒng)計(jì)，2015至2016年度全球葵花籽產(chǎn)量達(dá)3880萬噸。我國葵花籽產(chǎn)區(qū)主要分布在東北三省， 華北的河北、山西、內(nèi)蒙古以及西北地區(qū)的寧夏、甘肅和新疆等地，種植面積穩(wěn)定在近百萬 公頃，播種面積變化不大，但產(chǎn)量呈逐年上升趨勢，2014年產(chǎn)量約為250萬噸。葵花籽一般出 仁率55 %左右，其余部分主要為瓜子殼。目前，葵花籽殼除少量用于提取綠原酸、天然色素、 生產(chǎn)纖維板、刨花板、用在包裝領(lǐng)域等等，絕大部分當(dāng)作燃料或廢渣丟棄，造成極大的資源 浪費(fèi)和環(huán)境污染。
[0003] 中國是造紙生產(chǎn)大國，2015年紙和紙板年產(chǎn)量11774.1萬噸。中國也是植物纖維原 料極度缺乏的國家，每年都需進(jìn)口大量的木材、廢紙和紙漿彌補(bǔ)缺口?？ㄗ褮ぷ鳛橹茲{造 紙?jiān)系拈_發(fā)利用具有極其重要的社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明正是針對以上技術(shù)問題，提供一種以葵花籽殼制備本色漿的方法，并以此 方法制備的本色化學(xué)漿，實(shí)現(xiàn)了葵花籽殼廢棄物的資源化利用，制備方法具有蒸煮時間短、 藥品消耗少、紙漿得率高、聚合度高等優(yōu)點(diǎn)，拓寬了制漿造紙纖維原料的種類，避免了作為 固體廢棄物引起的環(huán)境問題。
[0005] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0006] 該方法首先需要對葵花籽殼的纖維形態(tài)、結(jié)構(gòu)尺寸和化學(xué)組成進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn) 葵花籽殼纖維素含量40.87%，聚戊糖17.86%，木素17.64%，灰分1.51%，苯醇抽出物 1.85%，冷水抽出物1.33%，熱水抽出物6.42%。也就是說，葵花籽殼具有低于絕大多數(shù)造 紙植物原料的木素含量；和傳統(tǒng)禾草類原料如小麥桿、龍須草，甚至楊木相當(dāng)?shù)睦w維素含 量;適度的聚戊糖含量;較低的灰分和抽出物含量等特點(diǎn)。葵花籽殼纖維呈紡錘狀，纖維表 面紋孔較多，挺硬，內(nèi)壁邊緣呈不規(guī)則鋸齒狀;纖維較短，平均長度僅〇.67mm，但細(xì)胞壁較 薄，壁腔比< 1，且長度、寬度的分布頻率較均一;雜細(xì)胞含量12.27%，較其它禾本科原料雜 細(xì)胞含量低。由此可見，葵花籽殼是一種優(yōu)良的造紙?jiān)?，用其制漿可以獲得較高的制漿得 率，且獲得的本色漿和漂白漿可以單獨(dú)或和其它纖維配抄多種紙張?？ㄗ褮ぎa(chǎn)量豐富，脫 殼過程機(jī)械化程度高，利于收集和運(yùn)輸，將其作為制漿造紙?jiān)喜粌H可以緩解造紙?jiān)隙?缺的問題，還可以解決其作為農(nóng)業(yè)固廢或低值燃燒引起的環(huán)境問題。同時，結(jié)合上述化學(xué)組 成及纖維特點(diǎn)，葵花籽殼原料存在不同于傳統(tǒng)禾草類原料的制漿條件和方法。
[0007] -種以葵花籽殼制備本色漿的方法，該方法包括以下步驟：
[0008] (1)預(yù)處理(備料）
[0009] 將市購生葵花籽剝殼，將生葵花籽殼用40-50°C的清水浸泡1-2h，揉搓，清水漂洗， 去除生瓜籽殼表面黑色物質(zhì)和內(nèi)層薄膜，同時去除部分水溶性物質(zhì)；用濾網(wǎng)擠出多余水分、 晾曬，控制水分在8%-15%，得到生葵花籽殼料片。
[0010] (2)裝料、預(yù)浸漬
[0011] 將預(yù)處理后的料片分4層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入 量從下到上逐層增加，分別為總蒸煮藥液體積量的1/10，1/5,3/10,2/5,密封，搖勻后置于 溫水池20-90min，震蕩頻率次/15min，水溫60-70°C，實(shí)現(xiàn)纖維軟化及藥液向料片內(nèi)部的擴(kuò) 散。
[0012] 所述蒸煮藥液為NaOH和Na2S的水溶液，其中，NaOH(以Na20計(jì))加入量為生葵花籽殼 的16%-22%(按絕干質(zhì)量計(jì)），Na 2S(以Na20計(jì))加入量為生葵花籽殼的18%-24% (按絕干質(zhì) 量計(jì)），液體的體積比為1:3.5。所述的絕干質(zhì)量是指水分質(zhì)量含量為0%。
[0013]該裝料方式可最大程度實(shí)現(xiàn)料片和藥液的接觸，在一定時間下藥液較大程度進(jìn)入 纖維細(xì)胞壁和細(xì)胞腔，實(shí)現(xiàn)纖維軟化，從而克服了由于瓜籽殼較其它造紙?jiān)侠w維挺硬，為 獲得合格的漿料性能蒸煮時間長、蒸煮溫度高、藥品用量大的缺點(diǎn)，或若采用傳統(tǒng)的制漿方 法，渣漿率高的缺點(diǎn)。
[0014] (3)蒸煮
[0015]將裝有軟化料片的小罐直接裝入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升溫，在60-90min內(nèi)升 溫至115-125°(：，保溫3〇11^11，再在3〇1^11時間升溫至155-175°(：，保溫3〇-9〇1^11，放氣，放鍋。 [0016] 4)洗滌
[0017]通過油壓機(jī)將漿料和濃黑液分離，操作壓力為3_5MPa，將漿料放入濾網(wǎng)，清水洗滌 至中性，洗滌過程中不斷揉搓，分散纖維。
[0018] 5)篩選，分散
[0019] 將洗后漿料放入調(diào)頻振動式篩漿機(jī)中，以〇·5%-1 ·2%的篩漿濃度(?纖/V綱懈只） 篩除渣漿，擠壓脫水，用漿料打散器分散纖維，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %-40 %的瓜籽殼本色化 學(xué)漿。篩漿機(jī)篩縫〇. 25mm，震動頻率400-3000次/分鐘，可根據(jù)需要手動調(diào)節(jié)。
[0020] 6)漿料性質(zhì)
[0021] 經(jīng)過上述步驟，得到的漿料性能：細(xì)漿得率35.17%-41.43 %，聚合度1074-1531， 高錳酸鉀值16 · 95-24 · 34，白度21 · 6-29 · 8 % IS0，打漿度 10° SR-15° SR，殘堿2 · 4g/L-10 · 2g/ L;纖維平均長度Lc(l)0.6997mm，主要集中在0.3mm-0.94mm，平均寬度18.36μπι，主要集中在 8μπι-Μμπι，平均粗度0 · 1170mg/m，主要集中在0 · 04μπι-0 · 21μπι〇
[0022] 本發(fā)明的積極效果體現(xiàn)在：
[0023] ( -）、利用葵花籽殼生產(chǎn)硫酸鹽本色化學(xué)漿，實(shí)現(xiàn)了葵花籽殼的高值化利用，不僅 拓寬了制漿造紙?jiān)戏N類，一定程度上緩解制漿造紙行業(yè)原料壓力，而且解決了葵花籽殼 作為固體廢棄物或低值燃燒引起的環(huán)境問題。
[0024] (二）、采用溫?zé)崴?、揉搓、漂洗瓜籽殼、浮選雜質(zhì)，可提高成漿質(zhì)量，減少相應(yīng) 紙張紙病。
[0025](三）、采用油壓機(jī)分離黑液，可提高黑液提取率，降低洗漿用水量。
[0026](四）、采用漿料打散器分散纖維，獲得的紙漿勻度好，省時省力。
[0027](五）、采用該制漿方法制備的本色化學(xué)漿，細(xì)漿得率高，化學(xué)藥品用量少，聚合度 高，強(qiáng)度好，可單獨(dú)抄造或和其它纖維配抄本色紙張，或進(jìn)行后續(xù)漂白，生產(chǎn)對白度有要求 的紙張。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對 本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實(shí)施 例。
[0029] 絕干原料是指原料中水的質(zhì)量含量為0%計(jì)，篩楽:濃度是后的濃 度，以下實(shí)施例中均同。
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] 市場上購買生葵花籽，人工剝殼，將生葵花籽殼用40-50 °C的清水浸泡60min，揉 搓，清水漂洗，用濾網(wǎng)擠出多余水分、晾曬，控制水分在8%-15%，得到生葵花籽殼料片。 NaOH(以Na20計(jì)）的加入量為17%(占絕干原料的wt%)，Na2S(以Na20計(jì)）的加入量為20% (占 絕干原料的wt% )，按NaOH液體與似設(shè)液體的體積比為1:3.5配置蒸煮藥液。將10(^料片（以 絕干質(zhì)量計(jì))分4層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入量從下到上逐 層增加，分別為總蒸煮藥液體積量的1/10，1/5,3/10,2/5，密封，搖勻后置于溫度為60-70 1€ 的水池中浸漬60min，震蕩頻率次/15min。將蒸煮小罐直接裝入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升 溫，在90min內(nèi)升溫至120°C，保溫30min，再在30min時間升溫至160°C，保溫30min，放氣，放 鍋。用油壓機(jī)將濃黑液和漿料分離，操作壓力為3MPa，將漿料放入濾網(wǎng)，清水洗滌至中性，洗 滌過程中不斷揉搓，分散纖維。將洗后漿料放入調(diào)頻振動式篩漿機(jī)中，以0.5 %的篩漿濃度 篩除渣漿，擠壓脫水。用漿料打散器分散纖維，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%-40%的瓜籽殼本色化 學(xué)漿。
[0032] 實(shí)施例2:
[0033] 市場上購買生葵花籽，人工剝殼，將生葵花籽殼用40-50 °C的清水浸泡60min，揉 搓，清水漂洗，用濾網(wǎng)擠出多余水分、晾曬，控制水分在8%-15%，得到生葵花籽殼料片。 NaOH(以Na20計(jì)）的加入量為18.6%(占絕干原料的wt%)，Na2S(以Na 20計(jì)）的加入量為20% (占絕干原料的wt % )，按NaOH液體與似設(shè)液體的體積比為1:3.5配置蒸煮藥液。將100g料片 (以絕干質(zhì)量計(jì))分層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入量逐層增加， 密封，搖勻后置于溫度為60-70°C的水池中浸漬60min，震蕩頻率次/15min。將蒸煮小罐直接 裝入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升溫，在90min內(nèi)升溫至120°C，保溫30min，再在30min時間升 溫至165°C，保溫90min，放氣，放鍋。用油壓機(jī)將濃黑液和漿料分離，操作壓力為4MPa，將漿 料放入濾網(wǎng)，清水洗滌至中性，洗滌過程中不斷揉搓，分散纖維。將洗后漿料放入調(diào)頻振動 式篩漿機(jī)中，以0.5%的篩漿濃度篩除渣漿，擠壓脫水。用漿料打散器分散纖維，得到質(zhì)量分 數(shù)為30 % -40 %的瓜籽殼本色化學(xué)漿。
[0034] 實(shí)施例3:
[0035] 市場上購買生葵花籽，人工剝殼，將生葵花籽殼用40-50 °C的清水浸泡60min，揉 搓，清水漂洗，用濾網(wǎng)擠出多余水分、晾曬，控制水分在8%-15%，得到生葵花籽殼料片。 NaOH(以Na20計(jì)）的加入量為20% (占絕干原料的wt% )，Na2S(以Na20計(jì)）的加入量為22% (占 絕干原料的wt% )，按NaOH液體與似設(shè)液體的體積比為1:3.5配置蒸煮藥液。將10(^料片（以 絕干質(zhì)量計(jì))分層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入量逐層增加，密 封，搖勻后置于溫度為60-70°C的水池中浸漬60min，震蕩頻率次/15min。將蒸煮小罐直接裝 入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升溫，在90min內(nèi)升溫至120°C，保溫30min，再在30min時間升溫 至160°C，保溫90min，放氣，放鍋。用油壓機(jī)將濃黑液和漿料分離，，將漿料放入濾網(wǎng)，清水洗 滌至中性，洗滌過程中不斷揉搓，分散纖維。將洗后漿料放入調(diào)頻振動式篩漿機(jī)中，以0.5% 的篩漿濃度篩除渣漿，擠壓脫水。用漿料打散器分散纖維，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%_40%的瓜 籽殼本色化學(xué)漿。
[0036] 實(shí)施例4:
[0037]市場上購買生葵花籽，人工剝殼，晾曬，得到風(fēng)干生葵花籽殼，7jCwt %為10 %左右。 與實(shí)施例3的區(qū)別在于:風(fēng)干生葵花籽未經(jīng)過預(yù)處理(備料）；原料裝罐后，蒸煮藥液一次性 淋入蒸煮小罐中。
[0038] 實(shí)施例：5:
[0039] 市場上購買生葵花籽，人工剝殼，晾曬，得到風(fēng)干生葵花籽殼，水分wt %在10 %左 右。與實(shí)施例3的區(qū)別在于:風(fēng)干生葵花籽未經(jīng)過預(yù)處理(備料）；原料裝罐后，蒸煮藥液一次 性淋入蒸煮小罐中；蒸煮藥液中NaOH(以Na 20計(jì)）加入量為16 % (對絕干原料），Na2S(以Na20 計(jì))加入量為18 % (對絕干原料），液比1:3.5。
[0040] 實(shí)施例：1至實(shí)施例5條件下葵花籽殼本色漿的主要指標(biāo)如下所示：
[0041]
[0042] 對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。 對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的 一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明 將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一 致的最寬的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種以葵花籽殼制備本色漿的方法，其特征在于包括以下步驟： 1) 預(yù)處理 將市購生葵花籽剝殼，將生葵花籽殼用40-50 °C的清水浸泡1-2h，揉搓，清水漂洗，去除 生葵花籽殼表面黑色物質(zhì)和內(nèi)層薄膜，同時去除部分水溶性物質(zhì)；用濾網(wǎng)擠出多余水分、晾 曬，控制水分在8 % -15 %，得到生葵花籽殼料片； 2) 裝料、預(yù)浸漬 將預(yù)處理后的料片分層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入量從 下到上逐層增加，密封，搖勻后置于溫水池20-90min，震蕩頻率次/15min，水溫60-70°C，進(jìn) 行軟化； 3) 蒸煮 將裝有軟化料片的小罐直接裝入回轉(zhuǎn)式電熱蒸煮鍋，密閉，升溫，在60-90min內(nèi)升溫至 115-125°C，保溫30min，再在30min時間升溫至155-175°C，保溫30-90min，放氣，放鍋;4)洗 滌 通過油壓機(jī)將漿料和濃黑液分離，操作壓力為3-5MPa，將漿料放入濾網(wǎng)，清水洗滌至中 性，洗滌過程中不斷揉搓，分散纖維； 5)篩選，分散 將洗后漿料放入調(diào)頻振動式篩漿機(jī)中，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇 . 5%-1.2%的篩漿濃度篩除渣 漿，擠壓脫水，用漿料打散器分散纖維，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30 %-40 %的瓜籽殼本色化學(xué)漿。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以葵花籽殼制備本色漿的方法，其特征在于:步驟2)中所述的蒸 煮藥液為NaOH和Na2S的混合水溶液，其中，NaOH以Na 20計(jì)，其加入量為絕干瓜籽殼質(zhì)量的 16%-22%，Na2S以Na20計(jì)，加入量為絕干瓜籽殼質(zhì)量的18%-24%，液比為1:3.5。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以葵花籽殼制備本色漿的方法，其特征在于:步驟5)中所述篩漿 機(jī)的篩縫為〇. 25mm，震動頻率400-3000次/分鐘。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述以葵花籽殼制備本色漿的方法，其特征在于:將預(yù)處理后的料片 分4層裝入蒸煮小罐，層與層之間淋入配制好的蒸煮藥液，淋入量從下到上逐層增加，分別 為總蒸煮藥液量體積的1/10，1/5，3/10，2/5。5. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述以葵花籽殼制備本色漿的方法，其特征 在于采用該方法制備得到的瓜籽殼本色化學(xué)漿的漿料性能:細(xì)漿得率35.17%-41.43%，聚 合度 1074-1531，高錳酸鉀值 16.95-24.34,白度21.6-29.8% ISO,打漿度 10° SR-15°SR，殘堿 2.48/1-10.28/1;纖維平均長度1^(1)0.6997111111，主要集中在0.3111111-0.94111111，平均寬度 18.36111，主要集中在8111-24111，平均粗度0.117011^/111，主要集中在0.04111-0.21111。
【文檔編號】D21C3/02GK105862494SQ201610362717
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年5月26日
【發(fā)明人】劉春 , 管秀瓊, 高洪霞, 田儆毅, 謝嬌, 王鵬, 劉麗娟
【申請人】四川理工學(xué)院