一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法技术

本发明专利技术属于制浆造纸技术领域，公开了一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法。所述方法具体步骤为：将竹材原料切片备料后装进蒸煮锅中，控制液比1:2～1:3，蒸煮药品亚硫酸盐用量15～20％，升温时间2～3h，最高温度155～175℃，保温时间3～5h，保温结束之后即可得到竹浆，收集浆料，并收集蒸煮及洗浆废液(红液)、提取木素磺酸盐。该蒸煮方法所需的液比低，耗水量小，操作简单，蒸煮所得浆料得率较好，从蒸煮废液(红液)中提取的木素磺酸盐磺化度较高，是既经济又环保的蒸煮方法。

【技术实现步骤摘要】
一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法
本专利技术属于制浆造纸
，具体涉及一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法。
技术介绍
当今世界造纸工业都是以木材作为主要原料，但是由于我国是一个森林资源相对短缺的国家，所以长期以来造纸用木浆严重供应不足，每年不得不进口大量的商品木浆。世界竹林总面积约1400万hm2，而我国竹林面积达500万hm2以上，占世界竹林面积的1/3以上，产量位居世界第一。充分利用竹材资源，合理地应用于制浆造纸工业，有利于缓解我国造纸用木材纤维原料不足的紧张局势，进而降低我国制浆造纸原料对外的依赖度。木素磺酸盐是亚硫酸法制浆的主要副产品，属于可再生资源，开发利用这一丰富而廉价的资源具有重要的现实意义。木素磺酸盐是由苯丙烷衍生物疏水骨架和磺酸根及其他亲水性基团组成的一种复杂的相对分子质量范围很宽的高分子聚合物。木素磺酸盐分子含有酚羟基、醇羟基、羧基、羰基、磺酸基等官能团，具有吸附分散性、粘结性、流变性和胶体性质等表面物化特性，因而被广泛应用于农业、工业设备保养、建筑业、石油工业、水处理等领域。其中羟基和磺酸基是絮凝官能团，能使木素磺酸盐大分子吸附在金属表面保护金属，起到缓蚀的作用。同时羟基和磺酸基又作为亲水基团使得木素磺酸盐大分子同时具有亲油和亲水的特性，可以作为染料分散剂，通过静电排斥和空间位阻作用阻止染料颗粒凝聚，而起到分散稳定的作用。因此，深入研究竹材原料亚硫酸盐法制浆工艺，提高红液中木素磺酸盐的磺化度，具有十分重要的意义。
技术实现思路
为解决现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，以促进对我国丰富的竹材资源的充分利用，弥补我国造纸用木材原料的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，包括以下步骤：将竹材原料切成竹片，筛选除杂后得到竹片原料备用；将蒸煮药品亚硫酸盐溶于水中配成化合酸为2.0～5.0％的蒸煮液；将竹片原料和蒸煮液装进蒸煮器中，搅拌或者旋转15～30min，使竹片原料和蒸煮液混合均匀，之后于90～120min内升温到155～175℃，保温120～180min；蒸煮完毕后收集浆料，并收集蒸煮及洗浆废液(即红液)，提取木素磺酸盐。所述竹材原料为慈竹、毛竹等常用竹材造纸原料中一种或几种，竹材干度范围为90％～95％。所述竹材原料切成长度为10～25mm、厚度为2.5～7mm的竹片。所述蒸煮液的初始pH值为9.0～9.5。所述亚硫酸盐为亚硫酸钠。所述亚硫酸盐用量为竹片原料绝干量质量的15～20％，液比为1:2～1:3(kg：L)。所述液比是指竹片原料绝干量与蒸煮总液量的比值，蒸煮总液量包括蒸煮液体积和竹片原料中所含的水分。所述蒸煮器为包括蒸球、立式蒸煮锅及水平式旋转蒸煮锅在内中的一种。所述提取木素磺酸盐的具体步骤包括蒸发、浓缩、过滤、干燥和粉碎。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果：(1)本专利技术方法能充分利用我国丰富的竹材资源，弥补我国造纸用木材资源的不足提供了参考。(2)本专利技术方法还能从蒸煮废液(红液)中提取具有较高磺化度的木素磺酸盐，以改善木素磺酸盐的使用性能，扩大其应用范围，减少亚硫酸盐法制浆废液的排放，保护环境。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。本专利技术中对木素磺酸盐磺化度检测方法为：离子交换-电导率滴定法，具体步骤为：对洗浆后所得红液进行蒸发浓缩到适当浓度，然后过阳离子树脂柱将木素磺酸盐转化为木质素磺酸，再通过标准氢氧化钠溶液进行电导滴定，通过电导率-氢氧化钠用量曲线图计算得出木素磺酸盐的磺化度。实施例1一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，包括以下步骤：取300g长度10～25mm、厚度2.5～7mm以及干度90％～95％的竹片(绝干计)，放入4L的水平式旋转蒸煮锅内；称取亚硫酸钠45g，并充分溶解于适量的水中，得到蒸煮液，再将蒸煮液加入到水平式旋转蒸煮锅中；液比为1:2；蒸煮设备安装完毕之后，首先在常温下运行15min，通过旋转使原料混合均匀，升温90min到155℃，保温180min；蒸煮完毕后收集浆料，同时收集一定量的红液，提取木素磺酸盐。经检测，本实施例竹浆得率50.2％，卡伯值41，提取的木素磺酸盐的磺化度为2.2mmol/g。实施例2一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，包括以下步骤：取300g长度10～25mm、厚度2.5～7mm以及干度90％～95％的竹片(绝干计)，放入4L的水平式旋转蒸煮锅内；称取亚硫酸钠48g，并充分溶解于适量的水中，得到蒸煮液，再将蒸煮液加入到水平式旋转蒸煮锅中；液比为1:3；蒸煮设备安装完毕之后，首先在常温下运行20min，通过旋转使原料混合均匀，升温120min到165℃，保温120min；蒸煮完毕后收集浆料，同时收集一定量的红液，提取木素磺酸盐。经检测，本实施例竹浆得率51.4％，卡伯值43，提取的木素磺酸盐的磺化度为2.9mmol/g。实施例3一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，包括以下步骤：取300g长度10～25mm、厚度2.5～7mm以及干度90％～95％的竹片(绝干计)，放入4L的水平式旋转蒸煮锅内；称取亚硫酸钠60g，并充分溶解于适量的水中，得到蒸煮液，再将蒸煮液加入到水平式旋转蒸煮锅中；液比为1:3；蒸煮设备安装完毕之后，首先在常温下运行30min，通过旋转使原料混合均匀，升温120min到175℃，保温180min；蒸煮完毕后收集浆料，同时收集一定量的红液，提取木素磺酸盐。经检测，本实施例竹浆得率48.9％，卡伯值38，提取的木素磺酸盐的磺化度为2.4mmol/g。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，其特征在于，包括以下步骤：将竹材原料切成竹片，筛选除杂后得到竹片原料备用；将蒸煮药品亚硫酸盐溶于水中配成化合酸为2.0～5.0％的蒸煮液；将竹片原料和蒸煮液装进蒸煮器中，搅拌或者旋转15～30min，使竹片原料和蒸煮液混合均匀，之后于90～120min内升温到155～175℃，保温120～180min；蒸煮完毕后收集浆料，并收集蒸煮及洗浆废液，提取木素磺酸盐。

【技术特征摘要】
1.一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，其特征在于，包括以下步骤：将竹材原料切成竹片，筛选除杂后得到竹片原料备用；将蒸煮药品亚硫酸盐溶于水中配成化合酸为2.0～5.0％的蒸煮液；所述蒸煮液的初始pH值为9.0～9.5；所述亚硫酸盐用量为竹片原料绝干量质量的15～20％，液比为1:2～1:3kg/L；将竹片原料和蒸煮液装进蒸煮器中，搅拌或者旋转15～30min，使竹片原料和蒸煮液混合均匀，之后于90～120min内升温到155～175℃，保温120～180min；蒸煮完毕后收集浆料，并收集蒸煮及洗浆废液，提取木素磺酸盐。2.根据权利要求1所述的一种低液比的竹材原料中性亚硫酸盐蒸煮方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仁党，华飞果，杨飞，王斌，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44