一种纸浆氧气漂白过程中保护碳水化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种纸浆氧气漂白过程中保护碳水化合物的方法。该方法包括在纸浆氧气漂白时加入壳聚糖或壳寡糖之一或组合，用量为0.3-5.0kg/吨浆，还加入氢氧化钠20-60kg/吨浆，镁盐0-6.0kg/吨浆，纸浆浓度10-30%质量比，漂白温度80-130℃，漂白时间20-80min，氧气压力0.2-1.0MPa。本发明专利技术添加壳聚糖、壳寡糖保护剂可显著提高氧气漂白纸浆的粘度和纸浆漂白得率，且不降低纸浆氧气漂白效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及。该方法包括在纸浆氧气漂白时加入壳聚糖或壳寡糖之一或组合，用量为0.3-5.0kg/吨浆，还加入氢氧化钠20-60kg/吨浆，镁盐0-6.0kg/吨浆，纸浆浓度10-30%质量比，漂白温度80-130℃，漂白时间20-80min，氧气压力0.2-1.0MPa。本专利技术添加壳聚糖、壳寡糖保护剂可显著提高氧气漂白纸浆的粘度和纸浆漂白得率，且不降低纸浆氧气漂白效果。【专利说明】
本专利技术涉及，属于纸浆漂白
。
技术介绍
在化学纸浆漂白过程中，氧气漂白是一种常用的方法。氧气漂白可以显著降低纸浆中的残余木素。但是由于纸浆中过渡金属离子如铜离子、锰离子和铁离子的存在，在氧气漂白过程中产生大量的羟基自由基，羟基自由基的存在导致在氧气漂白过程中，在木素脱除的同时，碳水化合物会发生降解，表现为纸浆的粘度下降。碳水化合物的降解导致纸浆的物理强度的降低，影响纸浆的质量。所以在氧气漂白中要控制羟基自由基的产生，减少漂白过程中碳水化合物的降解。在氧气漂白过程中，控制羟基自由基的浓度就要控制过渡金属离子的浓度；二是加入自由基清除剂。控制过渡金属离子的方法主要有三种：一是酸处理，如在氧脱木素前采用硫酸处理，可以减少过渡金属离子的浓度；二是螯合处理，采用螯合剂如EDTA和DTPA在酸性条件下处理纸浆，也能够减少过渡金属离子的浓度。但是不管是酸处理还是螯合处理都要增加一段单独处理，使漂白流程复杂化；三是氧脱木素过程中加入镁离子及其各种盐，这也是目前氧脱木素过程中应用最广泛的保护碳水化合物的方法。康本等人在氧气漂白中加入甲醇，结果表明可以保护碳水化合物的降解；参见康本等，氧气漂白过程中过氧类离子(游离基）的作用：1.影响碳水化合物和木素模型物的反应选择性的因素，木材化学与技术，16 (I) :95，1996 (Yasumoto M, MatsumotoY,Ishizu A.The role of peroxide species in the carbohydrate degradationduring oxygen bleaching. I. Factors influencing the reaction selectivitybetween carbohydrate and lignin model compounds. Journal of Wood Chemistry andTechnology, 16(1) :95, 1996)。甲醇在氧脱木素过程中作为氢氧自由基的可能的清除剂,减少了氢氧自由基的浓度，提高了氧脱木素的选择性。中国专利文件CN102444047A公开了一种氧碱蒸煮漂白制备高黏度蔗渣纸浆的方法，将除髓后的蔗渣送入蒸煮器，加入NaOH、硫酸镁、蒽醌、Na2SO3、表面活性剂等蒸煮剂和水并混合均匀，密闭蒸煮设备后通入氧气至一定压力，然后加热升温，对蔗渣进行氧碱蒸煮得到氧碱浆；再加入低分子有机酸和/或醇保护助剂，在一定温度下对氧碱浆进行臭氧漂白，获得臭氧漂白浆；通过进一步使用过氧化氢进行P漂白或Eop漂白，即可获得高粘度、高白度的蔗渣纸浆。本专利技术引入环保型氧碱制浆替代传统的碱法制浆，具有所得纸浆粘度和白度高、漂白流程短、高效节能、低污染等优点，对臭氧漂白的工业应用具有重要意义。目前氧气漂白被广泛用于化学浆的漂白过程中，在氧气漂白过程中由于过渡金属离子的存在会产生大量的羟基自由基，导致碳水化合物的降解。一般采用在在纸浆氧气漂白过程中加入镁盐的方法来减少氢氧自由基的产生，保护碳水化合物。但是即使在镁盐存在时，还是会发生较多的碳水化合物的降解，尤其是当纸浆中过渡金属离子浓度较高时情况会更加严重。
技术实现思路
本专利技术针对纸浆在氧气漂白过程中，过渡金属离子催化产生的羟基自由基导致碳水化合物的降解，造成纸浆粘度下降的问题，提供。术语说明：化学浆，包括木材或非木材纤维原料采用硫酸盐法、烧碱法、烧碱-蒽醌法或亚硫酸盐法经过蒸煮获得的纸浆。木材包括阔叶木和针叶木，非木材包括麦草、稻草、竹子、芦苇、蔗渣等。kappa值，是用来表征经蒸煮后残留在纸浆中木素和其他还原性物质的含量，间接的表示纸浆脱木素程度的大小，kappa值越高，纸浆中的残留木素浓度越高。本专利技术的技术方案如下：一种纸浆氧气漂白过程中碳水化合物的保护方法，包括将纸浆在反应釜中通入氧气、加热进行氧气漂白，其中：在纸浆氧气漂白时加入壳聚糖或壳寡糖之一或组合，用量为O. 3-5. Okg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；还加入氢氧化钠20_60kg/吨浆，镁盐0-6. Okg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；纸浆浓度10-3 0%质量比，漂白温度80-130°C，漂白时间20_80min，氧气压力O. 2_1? OMPa0根据本专利技术优选的，所述镁盐选自硫酸镁或碳酸镁；根据本专利技术优选的，所述的纸浆为化学浆；根据本专利技术优选的，所述壳聚糖或壳寡糖的脱乙酰度> 75%，壳聚糖平均粒度(250 μ m，壳寡糖的分子量在500-6000kDa之间。进一步优选，所述壳聚糖或壳寡糖脱乙酰度80-95% ;壳寡糖分子量在1000-5000kDa之间；壳聚糖的平均粒度≤150 μ m。根据本专利技术优选的，壳聚糖用量是O. 5-5. Okg/吨浆，壳寡糖用量为O. 3-3. Okg/吨浆。根据本专利技术优选的，壳聚糖与壳寡糖两者组合时质量比为I~2:1为佳。进一步优选壳聚糖与壳寡糖按I: I质量比的组合，壳聚糖与壳寡糖混合物用量为O. 3-5. Okg/吨浆。根据本专利技术优选的，加入氢氧化钠20_40kg/吨浆；镁盐0-3. Okg/吨浆；根据本专利技术优选的，纸浆浓度20-30%质量比，漂白温度90°C _120°C，氧气压力为O.4-0. 8MPa，漂白时间 30_60min。根据本专利技术，一个优选的实施方案如下：一种纸浆氧气漂白过程中碳水化合物的保护方法，在纸浆氧气漂白时加入平均粒度70-120 μ m壳聚糖或分子量2000-5000kDa的壳寡糖之一或组合，用量为I. 0-3. Okg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；还加入氢氧化钠20-40kg/吨浆，镁盐0-3. Okg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；纸浆浓度10-30%质量比，漂白温度90°C _120°C，漂白时间30_60min，氧气压力 O. 4-0. 8MPa。本专利技术的要旨在于用壳聚糖、壳寡糖对现有镁盐保护剂的不足给予弥补、增效，或者完全替代镁盐作为碳水化合物保护剂；根据研究发现壳聚糖的分子量在本专利技术中影响很小，因此壳聚糖的分子量不做特别限定，5-70万高中低不同分子量的壳聚糖均可。而壳聚糖的粒度是影响技术效果的一个重要因素，因此本专利技术限定壳聚糖平均粒度< 250 μ m。本专利技术的技术特点及优良效果如下：在化学浆氧气漂白过程中，为了减少过渡金属离子催化产生的羟基自由基造成碳水化合物的降解，现有技术中广泛采用的是在氧气漂白过程中加入硫酸镁等镁盐的方法来钝化过渡金属离子，但是氧气漂白后纸浆的粘度还是有较多的降低。本专利技术是在纸浆氧气漂白过程中加入壳聚糖或壳寡糖或两者的混合物作为碳水化合物的保护剂，也可同时加入硫酸镁等镁盐，能明显减少纸浆中碳水化合物的降解，保护纸浆的粘度。壳聚糖和壳寡糖分子链中存在的大量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆氧气漂白过程中碳水化合物的保护方法，包括将纸浆在反应釜中通入氧气、加热进行氧气漂白，其中：在纸浆氧气漂白时加入壳聚糖或壳寡糖之一或组合，用量为0.3?5.0kg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；还加入氢氧化钠20?60kg/吨浆，镁盐0?6.0kg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；纸浆浓度10?30%质量比，漂白温度80?130℃，漂白时间20?80min，氧气压力0.2?1.0MPa。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗全，王超，徐清华，秦梦华，傅英娟，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：