【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制浆，尤其是涉及一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型。
技术介绍
1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
2、制浆主要是指采用一定的手段，如化学试剂，造纸机械，或者将两种手段联合起来，打破木材或者其他植物纤维原料，使纤维离解，变成未漂白的本色浆或漂白浆的生产过程。但是使用化学试剂的制浆法在制浆过程中由于酸、碱化学物质的使用，会产生大量污染性造纸废水。
3、生物酶法是指直接添加酶制剂，利用酶制剂对制浆原料进行处理，反应过程简单可控，温度和ph值的变化不会对纤维素聚合度产生太大的影响，与其他传统的制浆工艺相比，生物制浆不仅能降低能耗、改善纸张的性能、提高设备的生产能力，而且能减少造纸过程对环境的不利影响。
4、传统的制浆流程中，对于纸浆监测只能在制浆结束后检测，对其最终打浆度等结果无法精准预测。因此，建立一套以麦草为原料的生物化学机械制浆体系，并对其制浆结束后打浆度结果进行预测，对制浆造纸工业有重大意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型，以实现在制浆前对麦草制浆结束后打浆度结果进行准确预测。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型，拟合方程组为：
3、f(x)＝85.5219-13.
4、x＝14.98-0.76×a-1.40×b-0.90×c+0.41×ab+0.13×ac-0.66×bc+0.45×a2-0.12×b2+0.11×c2，，其中f(x)为制浆打浆度，单位为°sr、x为可溶性固形物的含量，单位为mg/g、a为木聚糖酶用量，单位为％、b为纤维素酶用量，单位为％、c为果胶酶用量，单位为％。
5、一种如上所述的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，步骤如下：
6、s1、选取制浆工艺流程中的生物酶用量为考察因素，以打浆度、可溶性固形物含量为评价指标进行优化筛选；
7、s2、将步骤s1获得的优化筛选数据输入design-expert 8.0软件进行box-behnkendesign-response surface methodology试验设计，将打浆度、可溶性固形物含量作为响应值对其进行拟合；
8、s3、对得到的可溶性固形物含量与生物酶用量关联模型进行方差分析；
9、s4、对有意义的可溶性固形物含量与生物酶用量关联模型的拟合数据进行拟合统计分析，利用matlab r2023a软件得出以编码因子表示的不同打浆度与可溶性固形物含量之间关系的拟合方程。
10、优选的，所述步骤s1中生物酶用量包括3个考察因素，分别为木聚糖酶用量、纤维素酶用量、果胶酶用量，每个因素再分别设置2个水平：木聚糖酶用量为0.2％和0.4％，纤维素酶用量为0.1％和0.3％，果胶酶用量为0.2％和0.4％。
11、优选的，所述步骤s1中的优化筛选采用box-behnken响应面法；步骤s4中对拟合数据进行拟合统计分析通过matlab r2023a软件实现。
12、优选的，打浆度的获取方法为：
13、s1-1、对麦草进行水洗以去除泥沙和其他非纤维杂质；
14、s1-2、将水洗后的麦草进行热水浸渍，使秸秆充分润胀；
15、s1-3、采用对热水浸渍后的麦草进行搓丝，磨齿间距为1mm，搓丝两次；
16、s1-4、取搓丝后的麦草置于耐高温桶中，加入一定量的100℃碱性热水，充分揉搓混匀后，100℃蒸煮40min；
17、s1-5、对碱性热水浸渍后的麦草进行两段磨浆，磨齿间距分别为0.5mm和0.15mm；
18、s1-6、将磨浆后的浆料置于60℃温水中消潜10min；
19、s1-7、消潜后的浆料冷却至室温后，调ph至生物酶的最适ph后添加相对于小麦秸秆质量0.2％的生物酶，保温4h；
20、s1-8、将生物酶处理过的浆料用筛浆机筛选粗浆得到良浆，用打浆度测定仪读取°sr值。
21、优选的，可溶性固形物含量的获取方法为：取绝干浆称重记为m1，溶解后抽滤得滤液，将滤液干燥至绝干即获得可溶性固形物，称重得m2，计算m2/m1的比值即得可溶性固形物含量值。
22、一种如上所述的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型在麦草制浆打浆度结果预测中的应用。
23、因此，本专利技术提供的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型，其具体技术效果如下：
24、(1)本专利技术提供的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的p＜0.05，达到显著程度，拟合情况良好，可以进行响应值检测；
25、(2)本专利技术提供的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的r2为0.9946，标准误差为0.15，变异系数为1.01％，信噪比50.044＞4，预测结果可信，可以用于麦草制浆结束后打浆度结果的预测；
26、(3)本专利技术提供的麦草制浆工艺流程是适于麦草制浆的最佳参数，可以获得较高的打浆度，通过使用最适比的生物酶，可以大幅降低碱液的用量，从而有效减少造纸黑液流出，减轻造纸废水治理压力；
27、(4)基于多因素的小麦秸秆制浆打浆度拟合方程的建立方法简单有效，通过使用design-expert 8.0软件、matlab r2023a软件，以制浆后测得的可溶性固形物含量为指标进行方程设计，预测结果全面精准。
28、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型，其特征在于，拟合方程组为：
2.一种如权利要求1所述的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于，所述步骤S1中生物酶用量包括3个考察因素，分别为木聚糖酶用量、纤维素酶用量、果胶酶用量，每个因素再分别设置2个水平：木聚糖酶用量为0.2％和0.4％，纤维素酶用量为0.1％和0.3％，果胶酶用量为0.2％和0.4％。
4.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于：所述步骤S1中的优化筛选采用Box-Behnken响应面法；步骤S4中对拟合数据进行拟合统计分析通过MATLAB R2023a软件实现。
5.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于，打浆度的获取方法为：
6.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方
7.一种如权利要求1所述的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型在麦草制浆打浆度结果预测中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型，其特征在于，拟合方程组为：
2.一种如权利要求1所述的以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于，所述步骤s1中生物酶用量包括3个考察因素，分别为木聚糖酶用量、纤维素酶用量、果胶酶用量，每个因素再分别设置2个水平：木聚糖酶用量为0.2％和0.4％，纤维素酶用量为0.1％和0.3％，果胶酶用量为0.2％和0.4％。
4.根据权利要求2所述的一种以可溶性固形物含量为参数的制浆过程动力学模型的建立方法，其特征在于：所述步骤s1...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘开泉，王瑞明，梁晓丽，吉兴香，徐衍鹏，李丕武，汪俊卿，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：
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