专利名称：利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的方法
技术领域：
本发明涉及一种造纸过程使用的纸张加填填料，特别涉及一种利用甘蔗糖纸厂的滤泥和蔗髓作纸张加填填料的方法。
背景技术：
加填是在造纸的调料过程中加入填料，其目的一是提高纸张的光学性能和表观性质提高纸张的不透明度和亮度，改进纸面的平滑和均匀状态，增加纸张的柔软性，而且使纸张的吸墨性、适印性更好；另一相当重要的目的是节约纤维，降低原料的消耗；以及节约干燥的能量，最终提高纸的质量，降低造纸的成本。目前常用的造纸填料有钛白粉、碳酸钙、滑石粉等，钛白粉价格昂贵，碳酸钙价格低廉，性能优于滑石粉，故碳酸钙广泛用于造纸的加填填料，其中，轻质碳酸钙粒度小，比重轻，是优良的造纸填料。但轻质碳酸钙的制作过程需要粉碎、煅烧等复杂加工工艺，且有的地方原料来源不多。
滤泥是在制糖过程的蔗汁澄清工序中产生的废弃物，碳酸法制糖工艺中滤泥的主要成分为粒度很小的Ca(CO)3，从比重和粒度来看有些类似轻质碳酸钙，其余为粗纤维，粗蛋白，粗脂肪和糖分，目前仅有部分用作水泥的配料和肥料；许多碳酸法糖厂因为滤泥无法处理而污染了周围的农田或河流，给生态造成了极大的影响。虽然一些文献报道滤泥可以提取蛋白质和蔗蜡，也可以生产叶绿素和各种医药原料，但其提取工艺较复杂，目前仍然未见有厂家实施。而蔗髓是甘蔗糖纸厂中用蔗渣造纸的废弃物，主要由短纤维、木素和少量糖分、果胶、淀粉等组成，除了少部分用于与油共燃作为动力锅炉的燃料外，其余大部分丢弃；二者占地面积大，因含糖分易发霉，同样是甘蔗糖厂的主要污染源之一。
发明内容
本发明提供一种利用甘蔗糖厂碳酸法制糖过程的废料滤泥，蔗髓作纸张加填填料的方法。我国是纸资源相对缺乏的国家，尤其木浆纸更为缺乏。该方法充分利用碳酸法糖厂的滤泥、蔗髓经一定工序的加工处理后作为纸张加填的填料使用，不仅可节约有限的造纸资源，而且可以减少滤泥和蔗髓糖造成的环境污染。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作纸张加填填料的方法，包括以下工艺步骤1、粉碎原料将从甘蔗糖厂取来的碳酸法制糖的废料滤泥研磨，蔗髓在粉碎机中粉碎，均过80-100目筛；2、蔗髓酸煮将用量为蔗髓体积2-3倍的2％-4％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，将混合的悬浮液煮沸40-60分钟，过滤，并用水洗至pH＝7；3、滤泥水煮滤泥加入体积1-1.5倍的水搅拌均匀后加热至沸腾40-60分钟，冷却至室温后，过滤；4、混合碱煮用3％-5％的NaOH水溶液或10％石灰乳水溶液，用量均为过滤后滤泥、蔗髓混合物体积的1.8-3倍，滤泥和蔗髓的重量比为3∶1-1∶1，煮沸60-120分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝75、滤泥蔗髓混合物的漂白将过滤洗涤后的滤泥、蔗髓混合物用次氯酸钠进行漂白，干燥后在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛，过筛后得到用于造纸加填的混合填料。
6、纸张加填及抄造根据不同纸张的性能要求，将漂白干燥后的混合填料按纸浆纤维重量的15％-60％加入，然后按需要加入增强剂、助留剂、絮凝剂等再抄造成各种用途的纸张。
以上所述的滤泥蔗髓混合物的漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的4％-9％，其中次氯酸钠溶液有效氯的含量大于7.5％；漂白温度为35℃-40℃；漂白时间为90-120分钟；漂白填料浆浓度为4％-10％；漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，漂白过程可以加入NaOH来控制pH值，以保持有较快的漂白速度。
滤泥蔗髓混合物的漂白过程可根据需要进行二次漂白。
关于本发明的进一步说明粉碎滤泥和蔗髓是为了使填料颗粒细腻且均匀，以便能较多地留存于纸页中；将蔗髓酸煮的目的是除去蔗髓中的糖分、果胶、淀粉等有机物质，滤泥不能酸煮，二者会反应消耗其中的Ca(CO)3，故将其水煮以去掉部分的糖分、脂肪等有机物质；将滤泥蔗髓混合碱煮进一步去掉滤泥和蔗髓中的蛋白质，半纤维素，脂肪和木素。
本发明的优点是利用甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥、蔗髓作造纸加填的填料，原料来源广泛，因滤泥中含有大部分类似轻质碳酸钙的细小颗粒，蔗髓中含有短纤维，经加工处理后制成的混合填料既具有一般填料能改善纸张性能的优点，又可使加填向高填化发展，更有效地节约造纸纤维，同时部分解决糖纸厂滤泥和蔗髓对环境造成的污染，变废为宝。
具体实施例方式
实施例1将甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥和蔗髓分别研磨和粉碎过80-100目筛；将用量为蔗髓体积2倍的3％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，煮沸60分钟，过滤后用水洗至pH＝7；滤泥加入体积1.2倍的水搅拌均匀后加热至沸腾50分钟，过滤；按1∶1的重量比混合过滤后的滤泥和蔗髓，用1.8倍于滤泥蔗髓混合物体积的3％的NaOH水溶液，煮沸120分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；漂白滤泥和蔗髓混合物，采用漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的4％，漂白温度为35℃-40℃，漂白时间为90分钟，漂白填料浆浓度为4％，漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，测得白度为80％，同样条件下二漂，测得白度为85％，漂后混合物干燥并在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛制成混合填料；按混合填料重量的15％加入木浆纤维，然后加入增强剂羧乙基纤维素、助留剂阳离子淀粉强烈搅拌混合，后制成定量为40g/m2的手抄纸片，该手抄纸片掉毛少，测得其性能为白度85.0％，不透明度84.6％，断裂长度3500米，灰分13.8％，尘埃度32个/米2。
实施例2将甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥和蔗髓分别研磨和粉碎过80-100目筛；用用量为蔗髓体积3倍的2％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，煮沸40分钟，过滤后用水洗至pH＝7；滤泥加入体积1倍的水搅拌均匀后加热至沸腾60分钟，过滤；按2∶1的重量比混合过滤后的滤泥和蔗髓，用2倍于滤泥蔗髓混合物体积的4％的NaOH水溶液，煮沸60分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；漂白滤泥和蔗髓混合物，采用漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的7.8％，漂白温度为35℃-40℃，漂白时间为100分钟，漂白填料浆浓度为6％，漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，测得白度为81％，同样条件下二漂，测得白度为86％，漂后混合物干燥并在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛制成混合填料；按混合填料重量的45％加入木浆纤维，然后加入增强剂羧乙基纤维素、助留剂阳离子淀粉强烈搅拌混合，后制成定量为40g/m2的手抄纸片，该手抄纸片掉毛少，测得其性能为白度86.5％，不透明度84％，断裂长度3500米，灰分13.5％，尘埃度31个/米2。
实施例3将甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥和蔗髓分别研磨和粉碎过80-100目筛；用用量为蔗髓体积2倍的4％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，煮沸45分钟，过滤后用水洗至pH＝7滤泥加入体积1.5倍的水搅拌均匀后加热至沸腾55分钟，过滤；按3∶1的重量比混合过滤后的滤泥和蔗髓，用3倍于滤泥蔗髓混合物体积的5％的NaOH水溶液，煮沸70分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；漂白滤泥和蔗髓混合物，采用漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的9％，漂白温度为35℃-40℃，漂白时间为120分钟，漂白填料浆浓度为10％，漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，测得白度为85％，漂后混合物干燥并在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛制成混合填料；按混合填料重量的60％加入木浆纤维，然后加入增强剂羧乙基纤维素、助留剂阳离子淀粉强烈搅拌混合，后制成定量为40g/m2的手抄纸片，该手抄纸片掉毛少，按测得其性能为白度88.1％，不透明度85.2％，断裂长度3600米，灰分12.8％，尘埃度30个/米2。
实施例4将甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥和蔗髓分别研磨和粉碎过80-100目筛；用用量为蔗髓体积2倍的3％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，煮沸50分钟，过滤后用水洗至pH＝7；滤泥加入体积1.2倍的水搅拌均匀后加热至沸腾40分钟，过滤；按2∶1的重量比混合过滤后的滤泥和蔗髓，用2倍于滤泥蔗髓混合物体积的5％的NaOH水溶液，煮沸100分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；漂白滤泥和蔗髓混合物，采用漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的7.5％，漂白温度为35℃-40℃，漂白时间为110分钟，漂白填料浆浓度为4％，漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，测得白度为80％，同样条件下二漂，测得白度为85％，漂后混合物干燥并在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛制成混合填料；按混合填料重量的45％加入木浆纤维，然后加入增强剂羧乙基纤维素、助留剂阳离子淀粉强烈搅拌混合，后制成定量为40g/m2的手抄纸片，该手抄纸片掉毛少，按测得其性能为白度87.0％，不透明度84.7％，断裂长度3500米，灰分15.0％，尘埃度29个/米2。
实施例5将甘蔗糖厂碳酸法制糖的废料滤泥和蔗髓分别研磨和粉碎过80-100目筛；用用量为蔗髓体积3倍的3％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，煮沸60分钟，过滤后用水洗至pH＝7；滤泥加入体积1.2倍的水搅拌均匀后加热至沸腾55分钟，过滤；按2∶1的重量比混合过滤后的滤泥和蔗髓，用2倍于滤泥蔗髓混合物体积的3.5％的10％石灰乳水溶液，煮沸65分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；漂白滤泥和蔗髓混合物，采用漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的8.6％，漂白温度为35℃-40℃，漂白时间为100分钟，漂白填料浆浓度为6％，漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，测得白度为84％，漂后混合物干燥并在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛制成混合填料；按混合填料重量的50％加入木浆纤维，然后加入增强剂羧乙基纤维素、助留剂阳离子淀粉强烈搅拌混合，后制成定量为40g/m2的手抄纸片，该手抄纸片掉毛少，按测得其性能为白度86.5％，不透明度85.0％，断裂长度3500米，灰分14.2％，尘埃度30个/米2。
权利要求
1.一种利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的方法，其特征在于加工过程包括以下工艺步骤(1)粉碎原料将从甘蔗糖厂取来的滤泥研磨，将蔗髓在粉碎机中粉碎，均过80-100目筛；(2)蔗髓酸煮将用量为蔗髓体积2-3倍的2％-4％硫酸水溶液与蔗髓充分混合，将混合的悬浮液煮沸40-60分钟，过滤，并水洗至pH＝7；(3)滤泥水煮滤泥加入体积1-1.5倍的水搅拌均匀后加热至沸腾40-60分钟，冷却至室温后，过滤；(4)混合碱煮用3％-5％的NaOH水溶液或10％石灰乳水溶液，用量均为过滤后滤泥蔗髓混合物体积的1.8-3倍，滤泥和蔗髓的重量比为3∶1-1∶1，煮沸60-120分钟后用80℃以上的热水洗至pH＝7；(5)滤泥蔗髓混合物的漂白将过滤洗涤后的滤泥蔗髓混合物用次氯酸钠进行漂白，干燥后在粉碎机上超微粉碎并过180-200目筛，过筛后得到用于造纸加填的混合填料。
2.根据权利要求1所述的利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的方法，其特征在于滤泥采用碳酸法澄清蔗汁后的沉淀物。
3.根据权利要求1所述的利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的方法，其特征在于所述的滤泥、蔗髓混合物的漂白的工艺条件为次氯酸钠用量为对绝干滤泥和蔗髓填料重量的4％-9％，其中次氯酸钠溶液有效氯的含量大于7.5％；漂白温度为35℃-40℃；漂白时间为90-120分钟；漂白填料浆浓度为4％-10％；漂白过程中控制pH＝8.5-10之间，漂白过程采用NaOH来控制pH值。
4.根据权利要求1所述的利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的方法，其特征在于所述的滤泥、蔗髓混合物的漂白过程根据需要进行二漂。
5.一种如权利要求1所述的利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作为造纸填料的用途，其特征在于纸张加填及抄造是根据不同纸张的性能要求，将漂白干燥后的混合填料按纸浆纤维重量的15％-60％加入，然后按需要加入增强剂、助留剂、絮凝剂及其它助剂，再抄造成各种用途的纸张。
全文摘要
本发明公开了一种利用甘蔗糖厂的滤泥、蔗髓作纸张加填填料的方法，它是将碳酸法糖厂的滤泥、蔗髓分别研磨和粉碎，过80－100目筛后，分别将滤泥水煮，蔗髓酸煮40－60分钟，二者混合用3－5％的NaOH溶液或石灰乳碱煮60－120分钟，然后漂白滤泥、蔗髓混合物干燥，粉碎并过180－200目筛，即制得可用于造纸加填的混合填料，再将制成的填料按一定比例加入纸浆纤维中，按需加入助留剂等添加剂抄造成不同用途的纸张。
文档编号D21H17/02GK1587510SQ2004100783
公开日2005年3月2日 申请日期2004年9月27日 优先权日2004年9月27日
发明者王琳琳, 陈小鹏, 童张法, 韦小杰, 祝远姣 申请人:广西大学