[发明专利]一种利用禾本科秸秆制备本色纸浆的方法

说明书

技术领域

本发明属于秸秆制浆领域，具体涉及一种利用禾本科秸秆制备本色纸浆的方法。

背景技术

随着造纸行业的不断扩大，纸浆应用的不断拓广，原来作为主要的造纸原料的木材逐渐供不应求，导致森林过度砍伐，影响生态环境，另一方面，农作物秸秆作为取之不尽的资源却由于得不到有效科学的利用导致大量浪费。

现有的秸秆制浆多数为白浆，生产工艺皆为化学法，其原理是将秸秆中的木素等成分通过化学药剂降解掉，存留纤维，降解掉的木素等成分随制浆废水流失，常用的化学药剂如火碱、蒽醌类助剂和次氯酸盐等，由于用量非常大，所以成为造纸污水的主要污染来源，同时在降解过程中不仅仅降解木素等成分，也有相当一部分纤维同时会分解掉，降低了收率，造成原料的浪费；另外，化学降解过程需要高温高压，因此能耗比较高。目前出现了一些秸秆本色制浆的工艺，其实质还是化学法蒸煮，降解掉木素，只是在漂白阶段改变了原有工艺，比如用氧脱木素代替了三段漂白，使得成浆的白度大大降低，但是漂白过程对纤维损伤比较严重，导致打浆度偏高，影响模塑的使用效果。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用禾本科秸秆制备本色纸浆的方法，将经过以乙二醇、氢氧化钠、甘油为原料组成的润张剂预浸过的禾本科秸秆采用高浓磨浆机一次研磨成浆，再经过洗涤、筛选、净化处理浓缩成浆。本发明工艺简单，所得纸浆得率高、滤水性好、强度大、成本低，制浆过程不需要额外加热，能耗低，污水排量少且所排污水易于处理，所制备的纸浆能够适用于纸浆模塑制造、生活用纸制造的本色纸浆。

本发明具体的技术方案是：

一种利用禾本科秸秆制备本色纸浆的方法，具体步骤如下：

（1）将水加温到50-80℃，加入润张剂，配制成预浸液，备用；

（2）将秸秆切断为2-5cm，输送至预浸液中进行浸泡，脱水；

（3）将步骤（2）脱水所得到的秸秆进行研磨，得粗浆；

（4）将步骤（3）所得粗浆进行水洗、筛选，压滤得滤饼，即本色纸浆。

步骤（1）所述润张剂由氢氧化钠溶液、乙二醇和甘油组成。

所述氢氧化钠溶液的质量百分数为10%-35%。

由于氢氧化钠能够与秸秆中的木素反应，从降低成本考虑，采用氢氧化钠溶液能够脱去部分木素，有助于秸秆软化；所述甘油是一种比较适合秸秆纤维润张的材料，且能够充分自然降解，有助于预浸废水的自然处；所述乙二醇作为甘油的溶剂，能够使甘油充分的在预浸液中分散，使处理均匀，且乙二醇也是属于多羟基物质，也有一定的润张作用。

所述氢氧化钠溶液的加入量占绝干秸秆的重量百分数为1%-5%，所述乙二醇的加入量占绝干秸秆的重量百分数为0.1%-0.4%，所述甘油的加入量占绝干秸秆的重量百分数为0.05%-0.3%。这样组成的润张剂才能使得秸秆纤维完全润张蓬松，才能保证纸浆的得率和质量。

步骤（2）所述秸秆为禾本科秸秆，优选为麦草秸秆或芦苇秸秆或稻草秸秆中的一种或几种。

为了加料方便、浸泡均匀、节省能耗，将秸秆切断为2-5cm输送至浸泡液中进行浸泡，其目的是使得秸秆纤维润张蓬松。

步骤（2）所述秸秆重量与预浸液体积t/m³之比为1：5-10。这样能够使得秸秆完全浸泡润张蓬松，有助于后续研磨。若秸秆过多，则秸秆浸泡不完全，将影响后续研磨，甚至影响纸浆得率和质量；若浸泡液过多，则造成原料的浪费。

步骤（1）所述水的加入量首先根据润涨剂中各组分占绝干秸秆的重量百分数分别计算出润涨剂中各组分的加入量，然后由预浸液的重量减去润涨剂中各组分的加入量，即为水的加入量。

步骤（2）所述浸泡温度为50℃-80℃。在这样的温度下浸泡，才能使得秸秆纤维完全润张蓬松。若温度过高，则造成能耗浪费，若温度过低，则达不到浸泡的效果。

步骤（2）所述浸泡时间为50min-70min，优选60min。若浸泡时间过长，则增加生产周期，增加能耗，若浸泡时间过短，则不能使得秸秆纤维润张蓬松，影响纸浆得率和质量。

步骤（2）所述脱水采用的设备是斜螺旋脱水机，为现有设备，这里所说的脱水为自然脱水，进设备的物料浓度为2%-5%，脱水后的物料浓度为16%-23%。

步骤（3）中所述研磨采用的设备是高浓磨浆机，为现有设备，其型号为YC-600。

步骤（4）中所述水洗是为了洗掉残留的润张剂，所述水洗后得到的水洗液输送至配液工序，能够用来配制预浸液，补充减少的预浸液。