[发明专利]一种沙柳硫酸盐浆漂白工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及纸浆漂白工艺技术领域，特别涉及一种沙柳硫酸盐浆生物酶辅助漂白工艺。

背景技术

我国木材资源严重匮乏，利用草类纤维制浆造纸占了很大比重。与木浆相比，草浆滤水性差、成纸脆性大、易透明、强度差，故草浆只能用于生产中低档纸种，生产中高档纸种时必须配用部分木浆或全部采用木浆，而木浆主要依赖进口。为解决造纸工业存在的资源与环境等问题，我国造纸业正在将纤维原料结构逐步调整到以木为主。一方面通过实施林纸一体化工程，加速造纸林基地的发展，另一方面造纸工作者积极开发新的造纸原料。沙柳是我国防风固沙的优质沙生灌木，它具有耐旱、耐寒、耐高温、耐沙埋、抗风蚀、易繁殖、速生等特性，2~3 年可生长3~5 m，每3~4年必须平茬一次，否则会自然衰败而枯死。三北防护林工程延绵2000多公里，资源丰富，易于集中开采。过去，平茬下来的沙柳枝条除了挑选少部分用作饲料和编织外，主要作为薪材被烧掉，造成资源严重浪费。近年来，沙柳作为一种新型造纸原材料开始进行研究。研究证明，沙柳是较好的造纸原料，可用来生产箱板纸等低档产品。但沙柳硫酸盐浆存在漂白性能差和强度性能指标低的弊端，严重影响了沙柳硫酸盐浆在高档产品中的应用。

生物漂白和无氯漂白是目前减少和防止纸浆漂白过程对环境污染的有效方法。木聚糖酶是一种作用明显、生产成本低、适应性强的半纤维素酶，它对木聚糖的催化降解具有高效性和专一性。研究表明，在纸浆漂白过程中用木聚糖酶进行处理，可有效提高纸浆白度，改善纸浆性能，降低漂白工段的有效氯用量，降低漂白废液中有害成分的含量，能有效减轻造纸工业对环境的污染。纤维素酶可与纸浆纤维相互作用，改善纤维的表面性能，提高纤维的柔韧性，避免纤维在制浆过程造纸过程中因机械作用而造成纤维的过度切断和碎解，从以提高纸浆的强度性能。况且纸浆的漂白工艺技术在制浆造纸生产过程中占有重要地位，与纸浆和成纸的质量、物料和能量消耗及对环境的影响有密切的关系。因此研究探索高白度、高强度、低污染的纸浆漂白工艺，可以提高沙柳硫酸盐浆的质量，扩大沙柳硫酸盐浆的应用范围，提高沙柳的利用率，降低对环境的污染，这对于合理有效利用农林废物，解决我国造纸工业原料短缺问题，推进林纸一体化工程和我国造纸工业的可持续发展具有重要意义。

发明内容

为了改善沙柳硫酸盐浆的漂白性能、提高纸浆强度和降低漂白污染负荷，本发明采用酶预处理技术，通过酶与纤维之间的相互作用，使纤维结构疏松，漂白药剂易于浸渍渗透，有利于木素的降解溶出，提高漂白效率，提高纸浆的白度；同时酶处理可以改善浆料纤维的表面性能，增加纤维的柔韧性，避免后续打浆或磨浆过程中纤维的过度切断，以提高纸浆的强度性能，从而达到改善沙柳硫酸盐浆漂白性能、提高纸浆强度和降低漂白污染负荷的清洁生产目的。

本技术在漂白过程中采用木聚糖酶和纤维素酶处理技术、以二氧化氯和过氧化氢为漂白药剂进行沙柳无元素氯（ECF）漂白浆的生产，从而改善沙柳硫酸盐浆的漂白性能，提高纸浆的白度和强度性能，扩大沙柳硫酸盐浆的应用范围，降低漂白过程中的污染负荷。

本发明是通过以下措施实现的：

一种沙柳硫酸盐浆漂白工艺，采用以下步骤：

（1）将经过硫酸盐法蒸煮洗涤后的沙柳浆料，在48-50℃、pH值为6.5-7的条件下进行AU系列木聚糖酶预处理；

（2）洗涤浆料，进行二氧化氯漂白；

（3）洗涤浆料，在50-55℃、pH值为5.5-6.5的条件下进行纤维素酶处理；

（4）洗涤浆料，进行过氧化氢漂白，洗涤，得最终漂白浆料。

步骤（1）中木聚糖酶预处理时优选浆浓为10wt %，优选酶用量10-12IU/g绝干浆，处理时间优选为60min。

步骤（3）中纤维素酶处理优选浆浓为10wt%，优选酶用量4-6IU/g绝干浆，处理时间优选为60min。

步骤（2）中二氧化氯漂白时优选浆浓为8 wt %，二氧化氯用量占绝干浆的0.8-1.2 wt %，初始pH值3-5，温度70-80℃，漂白时间150 min，终点pH值5-6。

步骤（4）中过氧化氢漂白段优选浆浓10wt%，过氧化氢用量占绝干浆的2.0-3.0 wt %，MgSO₄用量占绝干浆的0.5 wt %，NaSiO₃用量占绝干浆的1.5 wt %，乙二胺四乙酸用量占绝干浆的0.5 wt %，初始pH值10-11，温度70-80℃，漂白时间为120 min。