专利名称：一种生产造纸纤维原料的方法
技术领域：
本发明涉及一种生产造纸纤维原料，尤其是生产造纸竹纤维原料的方法。
背景技术：
过去，造纸制浆法通常以碱法或亚硫酸盐法等化学制浆法为主，但这种单纯的化学制浆法，在制作初期要投放大量的化学物，还需消耗大量水资源，并造成大量污水排放，已不能适应现代环保要求，现已基本淘汰。目前，一般采用两种方法，一种是生物降解与物理破解相结合的生态方法，其工艺方法包括切碎筛选、机械破解、膨化、浸菌种、再膨化、磨浆等，这种方法比较适应密度不高的生物质纤维，如木材、草类等，且要通过膨化，能源消耗大，成本较高，同时制成的浆硬度大，需要较长的生物降解时间；而对于竹子，由于其纤维形态密度大，纵向和横向的硬度很高，有韧性，纤维结构相当牢固，利用单纯的生态方法，制作造纸竹浆，需要很长的生物降解时间，限制了产量，对基础设施有较高要求，因此，采用生态制浆法存在着许多弊端。另一种是采用半化学与物理破解相结合的方法，其主要在化学制浆法的基础上，通过加入相对中等偏高含量的化学物，并在高强度的机械撕解下进行制浆，这种方法对机械的要求相当高，同时还存在一定程度的环境污染问题。而竹子具有生长周期短，可再生性等优点，其纤维长度介于阔叶木和针叶木之间，是制浆造纸的优质原料，如能充分利用，将解决造纸用木材短缺的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述缺陷，提供一种符合环保要求的，无污染排放的，生产造纸纤维原料，尤其是生产造纸竹纤维原料的方法。
本发明采取的技术方案是主要采用低化学润胀、生物降解、物理破解三者相结合的方法，其特征在于将生物质切碎筛选，进行低化学润胀，加菌浸泡，进行机械破解后，再干蒸，又机械破解，制成造纸纤维原料。
采用本发明制作的造纸纤维原料，由于只进行低化学润胀，其产生的化学反应物，经实践检验，一部分在液体过滤过程中沉积固化下来，并通过生物真菌自然降解作用，使之自然中和，形成含有有机肥的原料，同时，过滤后的液体无需排放，在生物真菌的作用下，其本质已基本中性，又可重新利用；另一部分，在干蒸高温杀菌过程中沉积固化下来，这些少量的沉积固化物因含有大量的燃料成分，还可用于低温加热、干蒸高温，节省能源，并在燃烧自然处理后回收利用；同时，在干蒸过程中，产生新的蒸馏清水，进一步提供生产用水，重新循环利用，因此可以节约水资源，不会造成水污染，有利于环境保护。另外，如采用竹子生产，可包括竹杆、竹梢、竹枝、竹制品加工下角料等，可以提高竹材的利用率。
具体实施例例如，采用低碱化学润胀、生物降解、物理破解三者相结合的方法，制作造纸竹纤维原料，其过程如下首先，将竹材(包括竹杆、竹梢、竹枝、竹制品加工下角料等)切碎成呈条丝或块状的竹料，长度规格一般保持在0.5-25cm之间，最好为3-10cm，进行筛选，去除粉末颗粒，然后，准备好蓄水池，在该池中加入不高于6％含量的低碱类化学物，如CaO、NaOH、硫化钠等，保持常温，将竹料在该池中进行低化学润胀30-60小时；或加温，温度一般保持在35℃-60℃，将竹料在该池中进行低化学润胀20-40小时。之后，沥干竹料，并将该池中的液体与加过真菌的液体混合后，逐渐过滤，使之进行生物自然降解。过滤后的液体，因采用低含量的化学物，可生物降解后，回用到下次，重复使用。此时，竹料的含水量为50％-60％，其PH值在9-11之间。
其次，在另一蓄水池中，加入一定量的真菌，如黄孢原毛平革菌等，并将经低碱化学润胀，沥干后的上述竹料置入该池中，进行浸泡，一般时间为30-60小时，保持常温，使真菌大量繁殖，进行生物降解，然后过滤液体，重新沥干竹料。此时，竹料的含水量在60％-70％之间，PH值在7-9之间。另外，过滤后的一部分液体可与上一过程的蓄水池中液体相混合后，过滤的沉积物中含有大量的真菌，可与第一次过滤的沉积物混合一段时间，进行沉积物自然生化，形成有机肥原料。
第三，将经过加菌浸泡、沥干后的竹料进行机械破解，使之呈丝状粗纤维，之后，进行干蒸，先低温，温度保持在35℃-65℃，时间一般以10-30小时为宜，以进一步加快生物降解；或保持常温，时间一般在30-60小时，以便生物充分降解。然后，将温度提高到65℃-120℃，一般保持80℃-100℃之间为宜，进行高温杀菌，当然，也可以采用更高的温度进行。在上述干蒸过程中，即采用经过过滤的液体进行加热，通过蒸汽、蒸馏水对丝状粗纤维竹料一边进行汽洗(如同蒸汽浴)，一边加快生物降解，一边进行杀菌，同时，由于水份蒸发，将液体中残存的生化物固化下来。干蒸后形成新的蒸馏清水，重新进行利用，使生产用水循环使用，因此可节约水资源，不会造成水污染，有利于环境保护。此时，竹料的含水量在60％-70％之间，PH值已基本低于7或保持在7左右。另外，残存的生化物进行固化后，因含有大量的燃料成分，可用于干蒸加热，节约能源。
第四，将经过干蒸后的丝状粗纤维竹料加入少量清水，使之含水量保持在70％以上，再次进行机械破解后挤干，使之呈丝状细纤维，含水量保持在55％-65％之间，即制成造纸竹纤维原料。挤出的液体也可用于回用。
很显然，如果以木材类或草类等生物质为原材料，重复上述过程，同样能实现本发明。
另外，在上述过程中，如采用低酸化学润胀，加入不高于6％含量的低酸类化学物，如亚硫酸铵、亚硫酸钠、亚硫酸钙等，同样能实现本发明。
权利要求
1.一种生产造纸纤维原料的方法，主要采用低化学润胀、生物降解、物理破解三者相结合的办法，其特征在于将生物质切碎筛选，进行低化学润胀，加菌浸泡，进行机械破解后，再干蒸，又机械破解，制成造纸纤维原料。
2.根据权利要求1所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于进行低化学润胀时，加入低碱或低酸类化学品的含量不高于6％。
3.根据权利要求1所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于干蒸过程是，先低温加热或保持常温，然后进行高温杀菌；
4.根据权利要求1所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于将生物质切碎筛选时，切碎成呈条丝或块状的竹料，长度规格一般保持在0.5-25cm之间，最好为3-10cm，进行筛选，去除粉末颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于加菌浸泡时，保持常温，一般时间为30-60小时。
6.根据权利要求2所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于保持常温，将切碎筛选后的生物质材料，进行低化学润胀30-60小时；或加低温，温度一般保持在35℃-60℃，将竹料在该池中进行低化学润胀20-40小时。
7.根据权利要求3所述的一种生产造纸纤维原料的方法，其特征在于低温的温度保持在温度保持在35℃-65℃，时间一般以10-30小时为宜；常温下，时间一般在30-60小时为宜；高温的温度为65℃-120℃，一般保持80℃-100℃之间为宜。
全文摘要
本发明涉及一种生产造纸纤维原料，尤其是生产造纸竹纤维原料的方法。本发明主要采用低化学润胀、生物降解、物理破解三者相结合的办法，将生物质切碎筛选，进行低化学润胀，加菌浸泡，进行机械破解后，再干蒸，又机械破解，制成造纸纤维原料。本发明符合环保要求的，无污染排放，且节约水资源，不会造成水污染，有利于环境保护，并能节能降耗。另外，对于机械设备的要求并不是很高，能适应中小企业发展。
文档编号D21B1/00GK101092798SQ200610092000
公开日2007年12月26日 申请日期2006年6月23日 优先权日2006年6月23日
发明者陈延林 申请人:陈延林