一种采用姜秸秆的环保制浆工艺制造技术

本发明专利技术提供一种采用姜秸秆的环保制浆工艺，属于造纸用浆领域。所述采用姜秸秆的环保制浆工艺，包括以下步骤：原料预处理、低温水洗、挤压、搓丝、低温汽蒸、高浓磨浆、后处理。本发明专利技术的采用姜秸秆的环保制浆工艺，有效克服现有利用废弃农作物秧杆作为原料进行制浆的工艺中，废弃农作物秧杆中的木质素、纤维素、半纤维素等成分溶出量大的问题，能够有效提高制浆原料利用率及得率，降低原料消耗量，降低制浆废弃物产量，提高浆料洁净度及稳定性；以及降低制得的浆料打浆度，降低蒸汽消耗，缩短干燥时间。时间。

【技术实现步骤摘要】
一种采用姜秸秆的环保制浆工艺


[0001]本专利技术涉及造纸用浆领域，尤其是涉及一种采用姜秸秆的环保制浆工艺。

技术介绍

[0002]纸浆是以植物纤维为原料，经不同加工方法制得的纤维状物质，可根据加工方法分为机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆，也可根据所用纤维原料分为木浆、草浆、麻浆、苇浆、蔗浆、竹浆、破布浆等，又可根据不同纯度分为精制纸浆、漂白纸浆、未漂白纸浆、高得率纸浆、半化学浆等，一般多用于制造纸张和纸板，精制纸浆除用于制造特种纸外，也常常作为制造纤维素酯、纤维素醚等纤维素衍生物的原料，还用于人造纤维、塑料、涂料、胶片、火药等领域。
[0003]近年来，由于林木资源匮乏，草本植物资源储量大，因此利用草本植物制浆造纸成为热门研究领域。同时，随着环保的重视，废弃农作物秧杆不能随意丢弃或就地焚烧，利用废弃农作物秧杆作为原料进行制浆造纸，能够有效利用废弃物变废为宝，经济效益、环保意义突出。现有利用废弃农作物秧杆作为制浆原料的生产工艺，通常采用化学制浆法或生物制浆法进行，即在制浆过程中需要添加化学成分、酶剂、菌剂等成分辅助制浆。但是，化学制浆法在处理农作物秧杆过程中，会产生大量的造纸黑液，造纸黑液中复杂的化学成分会导致严重的环境污染，对造纸黑液的处理工艺复杂，处理成本高；并且化学成分的添加也进一步导致制浆成本的升高。同时，生物制浆法对制浆装置、工艺条件的要求较高，制浆时间较长，综合生产成本高，生产效率较低。
[0004]进一步的，专利技术人经研究发现，现有利用废弃农作物秧杆作为原料进行制浆的工艺中，废弃农作物秧杆中的木质素、纤维素、半纤维素等成分溶出量大，制浆原料利用率低，得率低，原料消耗量大，其不但导致制得的浆料的环压指数、抗张指数无法达到预定指标，还会影响浆料洁净度，导致浆料稳定性差。进一步的，专利技术人还发现，现有制浆方法制得的浆料还存在有打浆度高，滤水困难，蒸汽消耗量大，干燥时间长的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种采用姜秸秆的环保制浆工艺，有效克服现有利用废弃农作物秧杆作为原料进行制浆的工艺中，废弃农作物秧杆中的木质素、纤维素、半纤维素等成分溶出量大的问题，能够有效提高制浆原料利用率及得率，降低原料消耗量，降低制浆废弃物产量，提高浆料洁净度及稳定性；以及降低制得的浆料打浆度，降低蒸汽消耗，缩短干燥时间。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种采用姜秸秆的环保制浆工艺，包括以下步骤：原料预处理、低温水洗、挤压、搓丝、低温汽蒸、高浓磨浆、后处理。
[0007]所述原料预处理，姜秸秆经干燥后，切断碎解成预定长度，制得预处理料。
[0008]所述低温水洗，将预处理料投入至40
‑
45℃的水中，控制洗涤浓度为3.5
‑
4wt%，保
温水洗一定时间，制得水洗料。
[0009]所述挤压，对水洗料精细一段螺旋重力脱水、二段螺旋挤压，制得挤压料。
[0010]优选的，所述一段螺旋重力脱水，螺旋转速为70
‑
83r/min，螺旋片与滤板间隙为2.0
‑
2.5mm，控制一段螺旋重力脱水后的物料浓度至6
‑
9wt%，pH为8
‑
8.5。
[0011]优选的，所述二段螺旋挤压，二段螺旋挤压的压缩比为1:3.5
‑
3.9，物料温度为45
‑
50℃，控制二段螺旋重力脱水后的物料浓度至25
‑
26wt%，制得挤压料。
[0012]所述搓丝，对挤压料进行搓丝，制得搓丝料。
[0013]优选的，所述搓丝，对挤压料进行搓丝，至物料浓度为30
‑
32wt%，单根姜秸秆丝的直径为0.5
‑
1.5mm，制得搓丝料。
[0014]所述低温汽蒸，控制低温汽蒸温度为80
‑
85℃，对搓丝料进行低温汽蒸处理，制得汽蒸软化料。
[0015]优选的，所述低温汽蒸，汽蒸液比为1:4
‑
4.5，低温汽蒸时间为35
‑
45min。
[0016]优选的，所述低温汽蒸，每吨搓丝料的蒸气用量为0.3
‑
0.35t。
[0017]优选的，所述低温汽蒸，控制低温汽蒸后物料pH为7.5
‑
8.0，浓度为23
‑
25wt%，制得汽蒸软化料。
[0018]所述汽蒸软化料经高浓磨浆、后处理，制得成品浆料。
[0019]进一步的，所述高浓磨浆，汽蒸软化料以18
‑
20t/h的进料速率，进料至高浓磨浆机，控制吨浆料的磨浆比能耗为130
‑
150KW
·
h，制得的高浓浆料的浓度为18
‑
20wt%。
[0020]进一步的，所述后处理，高浓浆料经螺旋挤压至浓度为25
‑
28wt%后稀释，控制消潜温度为50
‑
55℃，消潜时间为25
‑
30min，进行消潜处理，制得pH值为7.0
‑
7.5的消潜浆；消潜浆经筛选、浓缩，制得成品浆料。
[0021]所述成品浆料，定量为80g/m2时，打浆度为50
‑
55
°
SR，环压指数7.7
‑
8.3N
·
m/g；抗张指数48
‑
52N
·
m/g。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术的采用姜秸秆的环保制浆工艺，采用姜秸秆作为制浆原料，无需添加化工或生物辅料，通过在搓丝处理前，设置特定工艺方法及工艺参数的低温水洗、挤压处理；通过对搓丝料的低温汽蒸处理，有效降低姜秸秆中的木质素、纤维素、半纤维素等成分溶出量，有效提高纸浆原料利用率，制浆得率为80
‑
86%，降低原料消耗量，降低制浆废弃物的产生量，提高浆料洁净度及稳定性；同时，有效降低制得的浆料打浆度，降低蒸汽消耗，缩短干燥时间。
[0023]（2）本专利技术的采用姜秸秆的环保制浆工艺，无需添加化工或生物辅料，不会产生环境污染，有效降低生产成本及生产废物处理成本，有效提高生产效率，且制得的成品浆料品质好，定量为80g/m2时，打浆度为50
‑
55
°
SR，环压指数7.7
‑
8.3N
·
m/g；抗张指数48
‑
52N
·
m/g。
[0024]（3）本专利技术的采用姜秸秆的环保制浆工艺，制得的浆料用于抄纸过程中，代替15%国废废纸浆，添加至配浆池，制得的纸张相比于相同克重纸种，环压指数从6.5提升至7.4N
·
m/g，裂断长从3.5km提高至5.2km，层间结合强度从83J/m2提升至100J/m2。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采用姜秸秆的环保制浆工艺，其特征在于，包括以下步骤：原料预处理、低温水洗、挤压、搓丝、低温汽蒸、高浓磨浆、后处理；所述原料预处理，姜秸秆经干燥后，切断碎解成预定长度，制得预处理料；所述低温水洗，将预处理料投入至40
‑
45℃的水中，控制洗涤浓度为3.5
‑
4wt%，保温水洗一定时间，制得水洗料；所述挤压，对水洗料精细一段螺旋重力脱水、二段螺旋挤压，制得挤压料；所述搓丝，对挤压料进行搓丝，制得搓丝料；所述低温汽蒸，控制低温汽蒸温度为80
‑
85℃，对搓丝料进行低温汽蒸处理，制得汽蒸软化料；所述汽蒸软化料经高浓磨浆、后处理，制得成品浆料。2.根据权利要求1所述的采用姜秸秆的环保制浆工艺，其特征在于，所述一段螺旋重力脱水，螺旋转速为70
‑
83r/min，螺旋片与滤板间隙为2.0
‑
2.5mm，控制一段螺旋重力脱水后的物料浓度至6
‑
9wt%，pH为8
‑
8.5。3.根据权利要求1所述的采用姜秸秆的环保制浆工艺，其特征在于，所述二段螺旋挤压，二段螺旋挤压的压缩比为1:3.5
‑
3.9，物料温度为45
‑
50℃，控制二段螺旋重力脱水后的物料浓度至25
‑
26wt%，制得挤压料。4.根据权利要求1所述的采用姜秸秆的环保制浆工艺，其特征在于，所述低温汽蒸，汽蒸液比为1:4
‑
4.5，低温汽蒸时间为35
‑
45min。5.根据权利要求1所述的采用姜秸秆的环保制浆工艺，其特征在于，所述低温汽蒸，每吨搓丝料的蒸气用量为0.3

【专利技术属性】
技术研发人员：慈晓雷，王东兴，智伟欣，刘春兰，韩陈晓，许慧敏，田宝农，
申请(专利权)人：山东科迈生物制浆有限公司，
类型：发明
国别省市：