一种以废弃茶梗为原料的造纸方法与流程

文档序号:12030854阅读:1305来源:国知局

本发明涉及造纸技术领域,具体涉及一种以废弃茶梗为原料的造纸方法。



背景技术:

我国是茶叶生产大国,我们的茶叶总产量、种植面积以及总产值都居于世界之首,而且每年正以10%的比例上涨。除饮用茶叶外,茶类饮料、茶保健品、茶食品等也逐渐形成规模并产生了可观的经济效益,我国茶叶的快速发展也促使着我国经济的快速发展。2014年我国茶叶总产量达到209万吨其生产总量相较于十年前翻了一翻。而在茶叶加工生产过程中茶梗作为废弃物被挑拣出来,据统计每年茶叶生产加工过程中生产茶梗废弃物要占茶叶总比重的20%以上。

而我国造纸纤维资源相对缺乏,供给能力已不能满足扩张需要,纤维原料成为制约我国造纸行业发展的瓶颈。目前,我国所用造纸原料以废纸浆为主,然而废纸浆存在纤维长短不一、化学组分不稳定、纤维角质化、油墨残余量高等缺点,这给废纸浆的应用带来了许多的限制,如使用100%废纸浆难以生产高档用纸及高附加值特种纸等纸品。且废纸资源并不是取之不尽用之不竭的,特别是废纸回收利用已接近极限。为此,急需新的造纸原料来缓解造纸纤维原料的短缺问题。



技术实现要素:

本发明的目的是为了解决现有造纸纤维原料,质量不高且短缺的问题,提供一种以废弃茶梗为原料的造纸方法,具体步骤如下:

步骤一、预处理

选择茶梗进行清洗、烘干、切碎并除尘;

步骤二、蒸煮压榨

将步骤一中的茶梗通过水溶剂浸提出其中的茶多酚,待用;在浸提后的茶梗中加入药液,充分搅拌混合均匀后进行蒸煮,再通过脱水压榨分离掉蒸煮废液,得到粗浆;

步骤三、制备浆料

经步骤二压榨后的粗浆先进入高浓度盘磨机进行磨浆处理,再进入筛浆机进行筛浆处理,筛渣再次进行磨浆处理;

步骤四、打浆造纸

将步骤三中得到的浆料进行打浆,打浆度控制为30~40肖氏叩解度(osr),再加入化学助剂和填料,并调节酸碱度,混合稀释后经旋翼筛进入高位箱,再送入造纸机流浆箱,最后上网形成纸页,加入步骤二提取出的茶多酚,经压榨脱水和烘干后成为纸张。

所述步骤二中,所述步骤二中,所述浸提温度80℃、液料比40:1、浸提时间35min。

所述步骤二中,所述药液为naoh和蒽醌,naoh用量为20%,蒽醌用量为3‰,液比1:3~1:5。

所述步骤三中,磨浆处理时浆料浓度为10%,磨浆间隙依次为0.5mm、0.3mm、0.15mm。

所述步骤三中,筛浆处理时,所用筛浆板尺寸为0.4mm,筛出的良浆可直接用于下道工艺。

所述步骤三中,对纸浆进行漂白处理,方法为氯化-碱处理-h2o2法三段漂白工艺,经漂白后的纸浆送步骤四的工序中。

本发明提出以茶梗作为制浆造纸新原料,并提出相应的生产方法,即使得茶梗废弃物得到合理的应用,又为造纸工业提供新的原料来源。茶梗的木质素含量高于普通草类原料,纤维形态长宽比可达到74~90之间,纤维分布细密,纤维之间相互交织性能好,其成纸强度高,可以作为造纸的理想原料。

具体实施方式

下面结合具体实施例进行说明:

实施例1

本发明以废弃茶梗为原料的造纸方法,具体步骤如下:

步骤一、预处理

选择茶梗进行清洗、烘干、切碎并除尘;

步骤二、蒸煮压榨

将步骤一中的茶梗通过水溶剂(液料质量比40:1),在温度80℃下浸提35min得到其中的茶多酚,待用;再在茶梗中加入naoh和蒽醌,naoh用量为20%,蒽醌用量为3‰,液比1:3。(氢氧化钠、蒽醌用量是相对于绝干茶梗的质量,液比是绝干茶梗质量:水的质量)充分搅拌混合均匀后进行蒸煮,再通过脱水压榨分离掉蒸煮废液,得到粗浆(经过本步骤,可以将绝大部分的废液提取出来。一般提取率为90%左右,保存10%左右的废液,用于下道工艺);

步骤三、制备浆料

经步骤二压榨后的粗浆先进入高浓度盘磨机进行磨浆处理,磨浆处理时浆料浓度为10%,磨浆间隙依次为0.5mm、0.3mm、0.15mm。

再进入筛浆机进行筛浆处理,筛浆处理时,所用筛浆板尺寸为0.4mm,筛出的良浆可直接用于下道工艺;筛渣再次进行磨浆处理。

步骤四、打浆造纸

步骤三中得到的浆料,本步骤的打浆度控制为30~40肖氏叩解度(°sr),一般根据不同纸种的要求所有不同。打浆后再加入化学助剂和填料,并调节酸碱度,混合稀释后经旋翼筛进入高位箱,再送入造纸机流浆箱,最后上网形成纸页,加入步骤二提取出的茶多酚后进行打浆。经压榨脱水和烘干后成为纸张。

步骤三中填料的目的:

1、改善纸页的光学性质和印刷适性。

2、满足纸张某些特殊性能的要求;譬如卷烟纸加用碳酸钙;导电纸加用炭黑等。

3、节省纤维的原料降低生产成本。因此,生产某种纸是否需要填料,选用何种填料,用量多少,根据纸张的质量要求与用途而定。常见填料有碳酸钙、硫酸钡、硅铝等。

所用化学助剂常见有三类:助留剂、助滤剂和分散剂。助留剂是提高填料和细小纤维的留着;助滤剂是改善滤水性能,提高脱水速率;分散剂是减少纤维絮凝,改进纸料成型。

调节酸碱度的为了造纸化学品的使用。比如松香胶料需要ph4~5的酸性情况下使用。此外,一些碱性染料ph6~6.5。这里的酸碱度是根据产品的要求而定。

步骤四中,添加茶多酚的原因:

茶多酚耐热耐酸,还有很强的抗氧化作用,无潜在毒副作用。加入茶多酚后,可使纸张的纤维素在较长时间性能稳定,纸张保持原有色泽并具有抗菌抑菌的性能,可广泛应用在多种类型的纸品中。纸张自带清香,即使长时间存放也没有异味产生。

打浆目的是使得茶梗纤维进一步疏解、分丝帚化和切断,以满足不同纸种生产要求。

上述方法生产得到是本色纸。如果需要生产白纸,还需对纸浆进行漂白处理。漂白采用常见氯化-碱处理-h2o2法三段漂白工艺,经漂白后的纸浆送往打浆、造纸工序。

本发明使用的设备与常见制浆造纸设备相同。

对茶梗的化学组分进行分析

其组分含量为:热水、naoh、苯醇抽出物分别为20.64%、43.96%、4.99%;木质素28%;纤维素46.86%。可见,其化学成分与普通草类原料接近,木质素含量高于普通草类原料,纤维形态长宽比可达到74~90之间,纤维分布细密,纤维之间相互交织性能好,说明其成纸强度高,可以作为造纸的理想原料。

由本发明制造的纸张具有良好的性能,成品的主要技术指标见表1。

表1茶梗与其他原料的纸张性能比较(打浆度:45°sr)

常用于造纸的玉米秸秆成分中,纤维素、木质素和半纤维素等组分含量分别为:30.18%、40.53%和20.55%;灰分含量为5.87%,苯-醇抽出物2.87%,热水抽出物5.41%(文献所得)。茶梗中纤维素含量高于玉米秸秆,木质素含量低于玉米秸秆。针对于造纸工业来说,纤维素含量高、木质素含量低更有益于制浆造纸。

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