申请/专利权人：齐鲁工业大学

申请日：2017-12-22

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN108149504B

主分类号：D21C3/00(20060101)

分类号：D21C3/00(20060101);D21C5/00(20060101);D21D5/02(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2018.08.07#实质审查的生效;2018.06.12#公开

摘要：本发明公开了玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，首先进行玉米秸秆的切断、除髓，然后与切后麦草混合；预处理是采用混合生物酶辅助超声波进行预处理；所述预浸渍和热处理是采用化学催化剂及加热自催化处理；所述挤压疏解是采用挤压疏解机进行原料的撕裂处理；所述磨浆是采用盘磨进行磨解同时辅助电解氧化技术；所述的浓缩过程是采用浓缩机进行真空浓缩处理；浓缩处理后短时间内得到浆料,不产生黑液,同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。本发明的有益效果是相比传统的草浆制浆工艺，该工艺可用于玉米秸秆和麦草混合原料半化学浆制备，制浆过程污染小，成品质量高。

主权项：1.玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，其特征在于：使用玉米秸秆和麦草作为原材料，首先将玉米秸秆与麦草混合，然后用切断除髓机进行切断，在每吨混合料中加入木聚糖酶40克，纤维素酶20克，酶解和超声波同时处理，超声频率50kHz,超声强度0.2Wcm2，酶解温度40℃，酶解时间10min；超声酶解后采用醌基制浆催化剂中温催化4小时，在挤压疏解机中预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至70℃，与草快速反应使木素降解，经两小时后，采用盘磨进行磨浆同时将电解槽产生的电解液进行加入，加入量0.5吨吨浆，加入总质量0.5％的双氧水，并通入氧气、臭氧作为氧化剂进行氧化反应2.0小时，得粗浆料；采用浓缩机进行真空浓缩处理；浓缩处理后短时间内得到浆料,不产生黑液,同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放，经挤压疏解后的浆料稀释成1％浓度，用泵送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序；从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回磨浆机进行二次处理。

全文数据：玉米稻秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺技术领域[0001]本发明属于制衆技术领域，涉及玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺。背景技术[0002]制衆就是由植物纤维原料分离出纤维而得纸浆的过程。制浆方法主要可分为机械法、化学法和化学机械法，分别制得机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆。传统的制浆工艺造纸原料中草衆相对密度大，杂细胞多，尘埃多，黏度大，难洗洚，制浆造成的污染大。这些杂质游积于楽内，会严重影响纸页抄造和成品质量。半化学法制浆是对植物纤维原料进行化学预处理然后再进行机械处理，从而使纤维彼此分离成浆的过程。但原有的半化学法制衆的化学预处理过程和工艺均针对的是特定的一种均一的纤维原料而进行的，当用于不同植物纤维原料混合原料的制浆时，会出现纤维原料预处理差异化，导致浆料性质不均一，成菜质量差，不能用于正常生产等。对于不同性质的纤维原料的混合原料的半化学法预处理和机械处理技术较为少见。对于玉米秸秆和麦草混合原料的半化学法制浆工艺技术至今未见相关报道。发明内容[0003]本发明的目的在于提供玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，解决了传统的草浆制浆工艺不能用于玉米秸秆和麦草混合原料制备半化学浆的问题，同时利用清洁处理和节能处理技术，解决传统草浆制浆工艺过程中的污染大，成品质量差的问题。[0004]本发明所采用的技术方案是按照以下步骤进行：[0005]步骤1:首先进行玉米秸杆和麦草稻秆的混合切断、除髓；[0006]步骤2:依次进行预处理，预浸渍和热处理，挤压疏解，磨浆，浓缩。[0007]进一步，玉米秸秆的切断、除髓采用切断除髓机一次进行，所述玉米秸杆和麦草的混合切断是将玉米秸秆和麦草混合后一起进行切断处理。[0008]进一步，预处理是采用混合生物酶辅助超声波进行预处理;所述预浸渍和热处理是采用化学催化剂及加热自催化处理;所述挤压疏解是采用挤压疏解机或和揉搓机进行原料的撕裂处理;所述磨浆是采用盘磨进行磨解同时辅助电解氧化技术;所述的浓缩过程是采用浓缩机进行真空浓缩处理;浓缩处理后短时间内得到浆料，不产生黑液，同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。[0009]进一步，在所述挤压疏解机中或和揉搓机，预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至75。：，与玉米秸杆和麦草的混合原料进行快速反应使木素降解。[0010]进一步，所述磨浆是在磨浆过程中进行辅助电化学氧化技术，磨浆过程中添加由钛基钌涂层阳电极和不锈钢阴极组成的电解槽产生的电解液，利用磨盘的温度使电解液中的氧化物质与浆料发生反应，磨后浆料同时进行氧漂白，经两小时左右即可制成粗浆。[0011]进一步，经挤压疏解后的浆料稀释成1%-1.5%浓度，用栗送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序;从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回磨浆机进行二次处理。[0012]进一步，在磨浆机中加入由阳极和阴极组成的电解槽电解产生的电解液，加入量为原料质量的1.〇%-70%之间；磨浆后浆料不洗涤直接进行氧化处理。[0013]进一步，电解槽由钛基涂层阳极和阴极组成；电解液成分为:NaOH、NaCl、NaS04、K0H、KC1、K2S04中的一种或几种，各种成分的含量在〇.5%-30%之间；阴极为多孔材料，且在电解过程中通入气体，气体为氧气、空气、氮气中一种或几种。[0014]本发明的有益效果是相比传统的草浆制浆工艺，该工艺能有效用于玉米秸秆和麦草的混合原料制浆，所得浆料质量均一，制浆过程污染小，成品质量高。具体实施方式[0015]下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。[0016]实施例1:使用玉米秸秆和麦草作为原材料，首先将玉米秸秆与麦草混合，然后用切断除髓机进行切断，在每吨混合料中加入木聚糖酶40克，纤维素酶20,酶解和超声波同时处理，超声频率50kHz，超声强度0•2Wcm2，酶解温度40°C，酶解时间lOmin;超声酶解后采用醌基制浆催化剂中温催化4小时，在挤压疏解机中预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至70°C，与草快速反应使木素降解，经两小时后，采用盘磨进行磨浆同时将电解槽产生的电解液进行加入，加入量0.5吨吨浆，加入总质量〇.5%的双氧水，并通入氧气、臭氧作为氧化剂进行氧化反应2.0小时，得粗浆料;采用浓缩机进行真空浓缩处理;浓缩处理后短时间内得到浆料，不产生黑液，同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。经挤压疏解后的浆料稀释成1%浓度，用栗送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序;从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回磨浆机进行二次处理。[0017]矣施例2:使用玉米稻杆和麦草作为原材料，首先用切断除髓机将玉米稻杆与麦草混合原料进行切断，在每吨混合料中加入木聚糖酶60克，纤维素酶30克，酶解和超声波同时处理，超声频率70kHz，超声强度0.3Wcm2，酶解温度45°C，酶解时间15min;超声酶解后采用醌基制浆催化剂中温催化4.5小时，在挤压疏解机中预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至75°C，与草快速反应使木素降解，反应1.5小时候，采用盘磨进行磨浆，同时将电解后的药液加入到盘磨中，加入总质量的2.5%，磨后浆料加入0•7%的双氧水，并通入氧气作为氧化剂进行氧化反应1.5小时，浆浓5.0%，温度80°C，反应后制得粗浆;采用浓缩机进行真空浓缩处理;浓缩处理后短时间内得到浆料，不产生黑液，同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。经挤压疏解后的浆料稀释成1.2%浓度，用泵送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序;从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回磨浆机进行二次处理。[0018]实施例3:使用玉米秸秆和麦草作为原材料，首先用切断除髓机将玉米秸秆切断除髓后与切断的麦草混合，在每吨混合料中加入木聚糖酶80克，纤维素酶40克，酶解和超声波同时处理，超声频率80kHz，超声强度0.5Wcm2，酶解温度5TC，酶解时间20min;超声酶解后采用醌基制浆催化剂中温催化5小时，在挤压疏解机中预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至7rC，浓度控制在25%，与草快速反应使木素降解，1小时后采用盘磨进行磨浆同时通电进行电化学电解，磨浆后加入总质量1%的双氧水，并通入臭氧作为氧化剂进行氧化反应〇•5小时，浆浓5.5%，温度70X：;然后，采用浓缩机进行真空浓缩处理;浓缩处理后短时间内得到浆料，不产生黑液，同时将制浆工艺中产生的废水经过絮凝沉降法和膜分离法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。经挤压疏解后的浆料稀释成1•5%浓度，用泵送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序;从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回磨浆机进行二次处理。[0019]本发明是一种化学和物理相结合的制浆生产工艺，生产过程中主要采用氧化剂以最大限度地与原料中的木质素充分接触、快速渗透进行氧化反应，把木质素氧化成无色的羧酸，发生解聚作用从胞层间内溶出，使原料快速成浆。沉淀物经浓缩和干燥处理后得到白色固形有机物，可直接做复合板材使用。整个制浆过程不产生令人作呕的恶臭气味，纸浆白度可达73%以上。本工艺产品质量稳定，特别是在低温、短时间内，一次得到浆料，省去了漂白工序，减少了污染。[0020]以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

权利要求：一1•玉雜秆艘鞠合原料醉鮮雜洁織工2,難酿于擬以下步骤进1J•步骤1:首先进f玉米秸杆与麦草的混合，然后进行切断、除髓；步骤2:依次进行预处理，预浸渍和热处理，挤压疏解，磨浆，浓缩。2.根据权利要求1所述玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，其于:所述玉米稻杆的切断、除髓米用切断除髓机一次进行，所述玉米結秆和麦草的混八县将玉米秸秆和麦草进行混合切断。n3.根据权利要求i所述玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，其特征在于:所述预处理是采用混合生物酶辅助超声波进行预处理;所述预浸渍和热处理^采用化学催化剂及加热自催_化处理;所述挤压疏解是采用挤压疏解机或和揉搓机进行原料的撕裂处理;述磨浆是米用盘磨进行磨解同时辅助电解氧化技术;所述的浓缩过程是采用浓缩机进行真空浓缩处理;浓缩处理后短时间内得到浆料，不产生黑液，同时将制浆工艺中产生的废水经过絮规?几降法和lii分尚法二者相结合的方法处理后回用，无废水排放。4.根据权利要求3所述玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，其特征在于:在所述挤压疏解机中，预先加入水和过氧化氢为主的复合制剂、渗透剂、稳定剂复配而成的疏解剂并升温至75°C，与草快速反应使木素降解。5.根据权利要求3所述的磨浆同时辅助电化学氧化技术，其特征在于:在磨浆机中加入由阳极和阴极组成的电解槽电解产生的电解液，加入量为原料质量的1.0%—70%之间；磨浆后浆料不洗涤直接进行氧化处理。6.根据权利要求5所述的电化学氧化技术，其特征在于：电解槽由钛基涂层阳极和阴极组成；电解液成分为：NaOH、NaCl、NaS04、K0H、KC1、K2S04中的一种或几种，各种成分的含量在0_5%-30%之间；阴极为多孔材料，且在电解过程中通入气体，气体为氧气、空气、氮气中一种或几种。7.根据权利要求1所述玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺，其特征在于:经挤压疏解后的浆料稀释成1%〜1.5%浓度，用栗送至除砂器进行处理，尾渣在重力作用下进入排渣池，送至制复合板工序;从除砂器出来的良浆进入压力筛，较粗大不能通过筛缝的粗大纤维由排渣口排出，返回挤压疏解机进行二次处理。

百度查询： 齐鲁工业大学 玉米秸秆和麦草混合原料的半化学浆清洁制浆工艺

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