专利名称：采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法
技术领域：
本发明涉及浆粕制浆技术领域，尤其是涉及一种采用玉米杆为原料制备漂白溶解浆的方法。
背景技术：
目前纤维素粘胶纤维是人们应用非常广泛的一种纤维，而用来生产纤维素粘胶纤维的浆原料，多以针叶木、阔叶木或棉绒为主要原料，但是随着森林资源的日益减少和纺织用棉量的日益增加，生产粘胶纤维的原料来源异常紧张，为了解决这一问题，人们开始寻找新的纤维素粘胶纤维原料如甘蔗渣、芦苇、麻材等来生产粘胶纤维。
玉米是当前人们农业生产中一种主要的农作物，而作为玉米种植的副产品玉米杆的产量是很可观的，玉米杆中的纤维平均长度为1.94mm，平均直径11.1μm；而经调查，如果亩种玉米5000～5500株，则亩产玉米杆就有两吨多。而我国作为一个玉米种植大国，所以玉米杆的产量相当可观。而当前人们对玉米收割以后的玉米秆多用作燃柴、青贮饲料、肥料或放火饶掉，这造成了极大的浪费。如果将玉米杆开发应用作生产纤维素粘胶纤维的制浆原料，不仅可以大大缓解当前粘胶纤维生产原料的紧张问题，也可以大大提高玉米杆的利用价值和经济价值。但是当前人们尚无完善的利用玉米杆来生产纤维素粘胶纤维的浆粕原料的方法，存在的一些利用玉米杆制浆的工艺大多较为复杂，不宜操控，蒸煮制浆不易漂白，尤其是生产制浆后产生的制浆废液等废弃物对环境造成了极大的污染，这给人们对利用玉米杆来缓解生产粘胶纤维的原料来源紧张问题带来了一定的困难。
发明内容
本发明提供了一种采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，采用该方法可以将玉米杆生产为制备粘胶纤维的优质浆料，蒸煮制浆易漂白，并且该方法工艺简单，操作方便，大大降低了制浆后产生的制浆废液等废弃物对环境造成极大的污染。
本方法为采用玉米杆为原料采用一次蒸煮的方式碱法制浆，其可包括生产步骤原料备料、浸渍、投料、蒸煮、洗料、打浆、前精选、氯碱化、漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆等步骤，在实际生产需要中，可以根据生产的需要和生产中的状况对该生产步骤进行适当的调整，这对本领域内技术人员来说，是公知的常识。
由于玉米杆直接蒸煮时碱液不易渗透，所以对原料最好进行备料处理，将玉米杆在使用前去除根部，并进行压溃或破碎处理，有利于提高碱液的渗透能力，使蒸煮更加均匀，也大大减少了粗渣或纤维束，并且碱液浸渍效果好，用碱率也低，并在压溃或破碎处理后，可以进一步将杆与髓分离，而采用将杆进行制浆生产。
由于玉米杆内的纤维平均长度为1.94mm，平均直径11.1μm并且玉米杆内含果胶质较多，生产中果胶质降解物大量存在于浆料中，因此，玉米杆使用前最好储存半年以上，以利于自然发酵，节约蒸煮用碱。
在蒸煮之前对玉米杆原料进行碱浸渍处理，即将经备料处理后的玉米杆用浸渍碱液浸渍，液比1∶4～5.5，在常压下于温度80℃以上，保温10min以上，浸渍处理时优选温度85～95℃，并保温10～40min，固形物浓度14～20％。
而对玉米杆原料进行碱浸渍处理的浸渍液可以采用浸渍液中碱以NaOH计含量为25～35g/L，液比为1∶4～5.5。
浸渍液也可以采用是碱与黑液的混合液，浸渍液的温度可控制80～95℃，浸渍液以NaOH计为25～35g/L，并且黑液可直接采用制备玉米秆浆的蒸煮过程中产生的废液，这样在大液比的条件下(液比达到1∶4～5.5)重复使用制备草浆中产生的黑液，提高黑液的提取浓度，减少黑液的排放量，从而达到集中治理、减轻环境污染和节水的目的，同时也保证了液相蒸煮，球内循环、置换和热洗涤的实现。
经过碱浸渍后的玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为60％～70％，总木素重量百分含量为12％～20％，聚戊糖重量百分含量为20％～25％，得率为86％～92％(得率为按100克纤维原料浸渍处理后，再烘干称重与100克原料的比值)。
本方法中蒸煮制备粗浆为将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为65～90g/L，用碱量以NaOH计为20～40％，采用三次升温法蒸煮制浆，为将玉米杆原料投入蒸球内空运转20±5min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温30±5min，蒸球内的压力达到0.30±0.05MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温40±5min，蒸球内的压力达到0.5±0.05MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.3±0.05Mpa；之后再次通入蒸汽，三次升温30±5min，蒸球内的压力达到0.7±0.05MPa，保温100～150min后排液，并且蒸煮后黑液残碱以NaOH计15～20g/L，蒸煮后半浆灰份1～2.6g/L，铁份230～260mg/kg，粘度12～14mpa.s。
将蒸煮后的粗浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化后进行漂白，在对玉米杆浆进行漂白时，采用氯化通氯量为10～15kg/吨浆，漂前浆浓为4.5～5.0％，漂液浓度可为35g/L，漂液加入量400～1000L/池，漂白时间40～90min，漂白池白度78～80％，漂后残氯0.17～0.31g/L，最终白度为79～81％，当然可以根据生产的需要和生产中的状况进行适当的调整，这对本领域内技术人员来说，是公知的常识。将漂白后的将经过酸处理、水洗、后精选、抄浆以及烘干等步骤后制得成品浆。
本发明采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，该方法的蒸煮工艺在蒸球内一次完成，方法工艺简单，操作方便，不仅可以将玉米杆生产为制备粘胶纤维的优质浆料，而且还可以将蒸煮工序中产生的黑液进行利用，达到降低生产成本的目的，同时也大大降低了了制浆后产生的制浆废液等废弃物对环境造成了极大的污染，有效的缓解当前粘胶纤维的生产原料紧张问题，大大提高玉米杆的利用价值和经济价值。
具体实施例方式
实施例一备料为取玉米杆原料去除根部，进行压溃或破碎处理并将杆与髓分离以进行备料；浸渍为将经过备料处理过的料在以NaOH计含量为25g/L，液比为1∶4，温度85℃常压下进行浸渍并保温40min，浸渍固形物浓度14％；浸渍后玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为60％，总木素重量百分含量为13％，聚戊糖重量百分含量为21％，得率为90％。
蒸煮为将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为90g/L，用碱量以NaOH计为20％，先空运转17min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温25min，蒸球内的压力达到0.25MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温45min，蒸球内的压力达到0.55MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.25Mpa；之后再次通入蒸汽，三次升温25min，蒸球内的压力达到0.65MPa，保温150min后排液，黑液残碱以NaOH计17g/L，蒸煮后半浆灰份2.3g/L，铁份249mg/kg，粘度13.8mpa.s。
之后对蒸煮后得粗浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆。
实施例二备料为取玉米杆原料去除根部，进行压溃或破碎处理并将杆与髓分离以进行备料；浸渍为将经过备料处理过的料在以NaOH计含量为28g/L，液比为1∶4.8，温度95℃常压下进行浸渍并保温20min，浸渍固形物浓度16％；浸渍后玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为65％，总木素重量百分含量为12％，聚戊糖重量百分含量为20％，得率为88％。
蒸煮将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为80g/L，用碱量为30％，先空运转20min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温30min，蒸球内的压力达到0.3MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温40min，蒸球内的压力达到0.5MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.3Mpa；之后再次通入蒸汽三次升温30min，蒸球内的压力达到0.7MPa，保温120min后排液，黑液残碱以NaOH计20g/L，蒸煮后半浆灰份2.1g/L，铁份256mg/kg，粘度13.5mpa.s。
之后对蒸煮后得粗浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆。
实施例三备料为取玉米杆原料去除根部，进行压溃或破碎处理并将杆与髓分离以进行备料；浸渍为将经过备料处理过的料在以NaOH计含量为32g/L，液比为1∶5.2的碱与黑液的混合液中在温度80℃常压下进行浸渍并保温30min，浸渍固形物浓度16％；浸渍后玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为63％，总木素重量百分含量为14％，聚戊糖重量百分含量为21％，得率为86％。
蒸煮将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为70g/L，用碱量以NaOH计为35％，先空运转20min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温35min，蒸球内的压力达到0.35MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温45min，蒸球内的压力达到0.5MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.3Mpa；之后再次通入蒸汽三次升温30min，蒸球内的压力达到0.7MPa，保温120min后排液，黑液残碱以NaOH计20g/L，蒸煮后半浆灰份2.1g/L，铁份256mg/kg，粘度13.5mpa.s。
之后对蒸煮后得粗浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆。
实施例四备料为取玉米杆原料去除根部，进行压溃或破碎处理并将杆与髓分离以进行备料；浸渍为将经过备料处理过的料在以NaOH计含量为35g/L，液比为1∶5.5的碱与黑液的混合液中在温度90℃常压下进行浸渍并保温20min，浸渍固形物浓度20％；浸渍后玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为61％，总木素重量百分含量为13％，聚戊糖重量百分含量为24％，得率为89％。
蒸煮将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为65g/L，用碱量以NaOH计为20％，先空运转25min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温30min，蒸球内的压力达到0.3MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温35min，蒸球内的压力达到0.45MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.35Mpa；之后再次通入蒸汽三次升温35min，蒸球内的压力达到0.75MPa，保温100min后排液，黑液残碱以NaOH计15g/L，蒸煮后半浆灰份2.4g/L，铁份245mg/kg，粘度12.8mpa.s。
之后对蒸煮后得粗浆进行洗料、打浆、前精选、氯碱化，漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆。
实施例五采用本发明蒸煮后制备的粗浆进行漂白，可以得到白度较高的浆，实验例如下
由于漂后浆料尘埃较高，因此，在漂白时需提高漂白程度，通氯处理后，其最终白度可达到81％以上，并且漂白处理较易。
权利要求
1.采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于以玉米杆为原料采用一次式碱法蒸煮制浆，其蒸煮为将玉米杆原料投入蒸球内，配碱以NaOH计浓度为65～90g/L，用碱率为20～40％，采用三次升温法蒸煮制浆，蒸煮后黑液残碱以NaOH计15～20g/L，蒸煮后半浆灰份1～2.6g/L，铁份230～260mg/kg，粘度12～14mpa.s。
2.如权利要求1所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于所述三次升温法蒸煮制浆为将玉米杆原料投入蒸球内空运转20±5min后，向蒸球内通入蒸汽，一次升温30±5min，蒸球内的压力达到0.30±0.05MPa，小放气至蒸球内的压力为0MPa；再次通入蒸汽，二次升温40±5min，蒸球内的压力达到0.5±0.05MPa，小放汽至蒸球内的压力为0.3±0.05Mpa；之后再次通入蒸汽，三次升温30±5min，蒸球内的压力达到0.7±0.05MPa，保温100～150min后排液。
3.如权利要求1所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于蒸煮之前对玉米杆原料进行碱浸渍处理，为将经备料处理后的玉米杆用浸渍碱液浸渍，液比1∶4～5.5，在常压下于温度80℃以上，保温10min以上。
4.如权利要求3所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于浸渍处理时温度85～95℃，保温10～40min，固形物浓度14～20％。
5.如权利要求3所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于所述的浸渍液中碱以NaOH计含量为25～35g/L，液比为1∶4～5.5。
6.如权利要求3所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于所述浸渍液为是碱与黑液的混合液，浸渍液的温度80～95℃，浸渍液以NaOH计为25～35g/L。
7.如专利要求4所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于所述经过浸渍的玉米杆原料中综纤维素重量百分含量为60％～70％，总木素重量百分含量为12％～20％，聚戊糖重量百分含量为20％～25％，得率为86％～92％。
8.如权利要求1至7中任一项所述的采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，其特征在于本玉米杆制备漂白溶解浆的方法包括步骤原料备料、浸渍、蒸煮、洗料、打浆、前精选、氯碱化、漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆。
全文摘要
本发明公开了一种采用玉米杆制备漂白溶解浆的方法，为将玉米杆碱液浸渍处理后采用一次蒸煮、三次升温的方式碱法制浆，其包括生产步骤原料备料、浸渍、投料、蒸煮、洗料、打浆、前精选、氯碱化、漂白、酸处理、水洗、后精选、抄浆后制得成品浆等。采用该方法可以将玉米杆生产为制备粘胶纤维的优质浆料，蒸煮制浆易漂白，并且该方法工艺简单，操作方便，大大降低了制浆后产生的制浆废液等废弃物对环境造成的极大污染。
文档编号D21C3/00GK101058953SQ200710014649
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者刘建华, 王东, 桑洪波, 黄鲁 申请人:山东海龙股份有限公司