一种利用玉米秸秆原料制备本色包装纸板配抄用浆的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用玉米秸秆原料制备本色包装纸板配抄用浆的方法，对玉米秸秆原料进行预处理，分离玉米秸秆中大部分的叶和髓芯，然后再对去秸秆物料进行化学机械法制浆，制得纸浆可以替代废纸浆用于瓦楞原纸或箱板纸等本色包装纸板的抄造。该方法的特点是充分了利用玉米秸秆原料中叶片、髓芯和秸秆皮等不同组分的结构特性，在预处理过程中将纤维含量较少的叶片和髓芯变成粉末或颗粒状，而纤维含量较高的秸秆皮则变成致密的片状，再通过筛选使挤碎的粉末或颗粒状叶片和髓芯分离用于饲料或生物有机肥的制备；去除叶片和髓芯的秸秆皮原料再采用化学机械法进行制浆，备料和制浆过程产生的有机废弃物可用于制备饲料或生物有机肥。

【技术实现步骤摘要】
一种利用玉米秸秆原料制备本色包装纸板配抄用浆的方法
本专利技术属于农业秸秆高效利用领域，具体涉及一种利用玉米秸秆原料制备本色包装纸板配抄用浆的方法。
技术介绍
我国是玉米种植大国，每年都产生有大量的玉米秸秆。2016年我国的玉米产量为2.196亿吨，按一株玉米的玉米籽实与玉米秸秆的产量比1:1.6计算，产生的玉米秸秆达3.5亿吨以上。目前，如此巨量的玉米秸秆仅有少量用作饲料、生物质燃料或直接还田，绝大部分还没有得到有效利用，为此农民不得不在田间地头对秸秆进行焚烧处理，这不仅造成了资源浪费，而且产生的大量浓重烟雾，既污染环境，又容易引发火灾和交通事故，严重威胁着民众的生命财产安全。另一方面，我国的造纸纤维原料严重短缺，每年仅从国外进口的废纸都达2500万吨以上。纤维原料的严重短缺已成为制约我国造纸工业可持续发展的主要瓶颈。随着2017年4月中央发布《关于禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》，规定从2017年底起我国将禁止进口未经分选的废纸，由此将导致我国造纸工业纤维原料短缺的状况进一步加剧，并对部分以进口废纸为主要原料制浆造纸企业生产带来较大的冲击。因此，开发有效利用玉米秸秆废弃物的清洁制浆技术，对缓解我国造纸工业纤维原料短缺状况，提高农民收益和改善生态环境具有重要的现实意义。玉米秸秆原料中含有叶片、秸秆皮和秸秆髓(髓)等三种组分，其中秸秆皮在玉米秸秆中比例约占55％，玉米叶和髓的比例分别占15％和30％，三种组分中除了秸秆皮含有较多的纤维，可以用于制浆，而叶和髓中含有的纤维较少，其非纤维组分含量较多，并不适于用作制浆原料。因此，想要利用玉米秸秆原料制浆，必需开发出适宜的备料工艺，有效去除玉米秸秆中的髓和叶组分，然后，根据终端纸产品纸浆质量要求，采用适宜的制浆工艺技术进行制浆。长期以来，国内不少研究机构或企业对玉米秸秆的备料和制浆工艺技术进行了大量的研究，但相关成果均存在不同的缺陷，不能进行大规模产业化应用。如申请号为CN201510203856.3的公开的“以玉米秸秆为原料制浆抄造本色生活用纸的方法”，采用干法备料，人工去除玉米秸秆去穗、叶，保留其外皮及髓，然后挑选较好的玉米秸秆经切草机切片，在没有进行皮禳分离情况下进行化学法蒸煮制浆。该方法采用人工去叶片和穗，不利于大规模应用，且对没有进行皮禳分离的秸秆原料进行化学法制浆，原料的利用率较低，产生的废液无法处理，因此难以进行大规模产业化应用；专利CN201710160032.1中公开的一种玉米秸秆常压制备高得率瓦楞原纸用浆的方法，先将玉米秸秆送入粉碎机，粉碎至粒度为1～2cm，再利用离心风机将粉碎的秸秆送入高速振动筛，使物料处于悬浮或半悬浮状态，再借助旋风分离机将皮与髓分离，该方法虽然考虑了皮禳分离，但是将玉米秸秆切至得过碎(1～2cm)，生产效率较低且也不利于皮禳分离，因而并不适合大规模应用；专利号为CN00113771.9的专利公公开了一种禾本植物(麦草、玉米秆、稻草、芒秆)机械制浆工艺，原料分别进过切草、池浸泡、浓缩、预热、磨浆、离心筛分离等工序制备纸浆。该方法由于没有经过除髓和除尘处理，纸浆质量较差，且仅适于中小型造纸厂使用，不能用于大规模生产；公开号为CN105386350A的专利介绍了一种玉米秸秆生物制浆的方法，将玉米秸秆分别进行自然晾晒，粉碎过筛获得30～40目颗粒物，然后再对颗粒物依次进行微波、发酵、过滤、灭菌、离心浓缩和磨浆处理，最后在进行木聚糖酶处理。该方法需要对物料反复进行低浓和高浓处理，不仅工艺过程复杂，生产成本高，而且用水量大，并不适于大规模生产应用。可见，上述已有的玉米秸秆备料和制浆技术均存在较大的缺陷，无法实现玉米秸秆在制浆造纸上的大规模综合高效利用。
技术实现思路
本专利技术为了克服当前存在的技术缺陷，公开了一种利用玉米秸秆原料制备本色包装纸板配抄用浆的方法，充分利用了玉米秸秆中叶片、髓芯与秸秆皮等不同组分的结构特性，通过采用合理的预处理方式使玉米秸秆中大部分的叶和髓得到有效分离，然后再对经过预处理后的秸秆物料进行化学机械法制浆，提高了成浆质量、制得纸浆可以替代废纸浆用于瓦楞原纸或箱板纸等本色包装纸板的抄造，同时备料和制浆过程有机废弃物可以用于制备饲料或生物有机肥，实现了玉米秸秆原料的大规模清洁高效综合利用。本专利技术的技术方案为一种利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆，以玉米秸秆为原料，玉米秸秆经过预处理、预气蒸、挤压浸渍、第一段磨浆、高浓洗浆、第二段磨浆，磨后浆料消潜、筛选和浓缩，成浆，最终成浆用于瓦楞原纸或箱板纸的抄造。以玉米秸秆为原料，玉米秸秆经过预处理、预气蒸、挤压浸渍、第一段磨浆、高浓洗浆、第二段磨浆，磨后浆料消潜、筛选和浓缩，成浆，最终成浆用于瓦楞原纸或箱板纸的抄造；具体步骤为：第一步，预处理：原料玉米秸秆进行预处理；第二步，预气蒸：经过预处理的物料再进行预气蒸；第三步，挤压浸渍：物料采用双螺杆挤压浓缩，并在双螺杆挤压机后部加入浸渍化学品，混合均匀后送入反应仓进行化学浸渍；第四步，第一段磨浆：挤压浸渍处理后的物料由螺旋输送机送入高浓盘磨进行第一段磨浆；第五步，高浓洗浆：经第六步处理的物料由稀释螺旋收集，加入洗浆水后送入双螺旋挤压机进行浓缩，洗涤废液用废液罐单独收集，进行蒸发浓缩处理；第六步，第二段磨浆：高浓洗浆处理后的浆料由螺旋输送机送入第二段盘磨进行精磨，磨至适于后续包装纸板抄造所需加拿大标准游离度；第七步，精磨后浆料再经过消潜、筛选，净化后送入储浆塔，用于包装纸板的抄造。所述的利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆的制备方法，所述的预处理的步骤为：第一步，水洗：经过破碎的玉米秸秆原料水洗去除泥、沙杂质，避免后续处理产生粉尘污染；第二步，双螺旋挤压：水洗后的物料直接送入双螺旋挤压机进行挤压，利用双螺旋挤压机的挤压揉搓作用，使玉米秸秆皮压缩变成致密的片状，同时使玉米叶片和髓芯挤碎成粉末或颗粒状；第三步，筛选：挤压后的物料进行筛选，去除粉末或颗粒状的叶片和髓芯组分，收集的叶片和髓芯组分用于制备饲料或生物有机肥；筛上的秸秆皮物料待用。所述的利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆的制备方法，第一步所述的水洗时洗草水温度为20～60℃。第二步所述的双螺旋挤压机挤压压缩比为3～6:1。第三步所述的筛选采用双层筛板摇摆筛，筛板筛孔直径为Φ3～6mm。所述的预汽蒸段加入NaOH，汽蒸条件为：NaOH用量为秸秆皮物料质量的0～2％，质量百分比浓度为30-35％，温度70-98℃，时间10-20min。所述的挤压浸渍中所用化学品仅为NaOH，浸渍条件为：NaOH用量为3.0～6.0％，浓度25-35％，温度70-95℃，时间30-60min。所述的高浓洗浆的进浆质量百分比浓度为15～18％；第一段磨浆的磨浆浓度为28～35％；高浓洗浆步骤中，双螺旋挤压机出料浓度为30～35％。挤压浸渍和高浓洗浆中产生的高浓废液单独收集进行蒸发浓缩处理，浓缩至固含达到50～60％后与原料预处理步骤中分离出来的叶和髓备料废弃物混合用于制备饲料或生物有机肥。本专利技术的原理如下：由于玉米秸秆原料组成中的秸秆皮、髓和玉米叶等三部分的结构和化学组成各异。其中秸秆皮结构较为致密，且富含纤维素，纤维形态优良，是制浆的优良原料，而秸秆髓和玉米叶本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆，其特征在于，以玉米秸秆为原料，玉米秸秆经过预处理、预气蒸、挤压浸渍、第一段磨浆、高浓洗浆、第二段磨浆，磨后浆料消潜、筛选和浓缩，成浆，最终成浆用于瓦楞原纸或箱板纸的抄造。

【技术特征摘要】
1.一种利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆，其特征在于，以玉米秸秆为原料，玉米秸秆经过预处理、预气蒸、挤压浸渍、第一段磨浆、高浓洗浆、第二段磨浆，磨后浆料消潜、筛选和浓缩，成浆，最终成浆用于瓦楞原纸或箱板纸的抄造。2.权利要求1所述的利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆的制备方法，其特征在于，以玉米秸秆为原料，玉米秸秆经过预处理、预气蒸、挤压浸渍、第一段磨浆、高浓洗浆、第二段磨浆，磨后浆料消潜、筛选和浓缩，成浆，最终成浆用于瓦楞原纸或箱板纸的抄造；具体步骤为：第一步，预处理：原料玉米秸秆进行预处理；第二步，预气蒸：经过预处理的物料再进行预气蒸；第三步，挤压浸渍：物料采用双螺杆挤压浓缩，并在双螺杆挤压机后部加入浸渍化学品，混合均匀后送入反应仓进行化学浸渍；第四步，第一段磨浆：挤压浸渍处理后的物料由螺旋输送机送入高浓盘磨进行第一段磨浆；第五步，高浓洗浆：经第六步处理的物料由稀释螺旋收集，加入洗浆水后送入双螺旋挤压机进行浓缩，洗涤废液用废液罐单独收集，进行蒸发浓缩处理；第六步，第二段磨浆：高浓洗浆处理后的浆料由螺旋输送机送入第二段盘磨进行精磨，磨至适于后续包装纸板抄造所需加拿大标准游离度；第七步，精磨后浆料再经过消潜、筛选，净化后送入储浆塔，用于包装纸板的抄造。3.如权利要求2所述的利用玉米秸秆原料的本色包装纸板配抄用浆的制备方法，其特征在于，所述的预处理的步骤为：第一步，水洗：经过破碎的玉米秸秆原料水洗去除泥、沙杂质，避免后续处理产生粉尘污染；第二步，双螺旋挤压：水洗后的物料直接送入双螺旋挤压机进行挤压，利用双螺旋挤压机的挤压揉搓作用，使玉米秸秆皮压缩变成致密的片状，同时使玉米叶片和髓芯挤碎成粉末或颗粒状；第三步，筛选：挤压后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：房桂干，邓拥军，韩善明，盘爱享，焦健，李红斌，梁芳敏，丁来保，梁龙，田庆文，林艳，朱北平，沈葵忠，施英乔，庒国俊，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院林产化学工业研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32