本发明涉及纸浆生产技术领域，具体涉及一种纸浆生产工艺。
背景技术：
熊猫“青团”是熊猫粪便的别称。大熊猫吃完竹子后，大概4小时后就会排出。大熊猫主要吸收竹子里面的多糖等营养成分，竹纤维都通过粪便的形式排泄了出来。一只成年大熊猫，每天食用12～15公斤竹子，经过熊猫消化后，这些食物会变成超过10公斤的“青团”，稍微干燥后，就会看到青团的成分是细碎的竹节。同时，投食的竹子并不会被完全食用，甚至绝大部分成为残渣，每只大熊猫每天会产生50公斤左右的竹子残渣。
目前，对这些竹子残渣和熊猫青团的处理手段是：将其清扫并当成垃圾丢弃，或者少量用于堆肥。采用这样的处理方式，不仅会造成一定程度的环境污染，而且人工处理起来也繁琐，如果直接将熊猫制造的大量的竹子残渣当垃圾丢弃处理，还会造成资源的浪费。因此，将熊猫青团和竹子残渣回收利用的工艺技术，不仅能节约能源和保护环境，积极相应国家绿色环保的要求，还能为企业减少经济成本支出和带来巨大的经济效益。
技术实现要素：
本发明的目的在于：提供一种纸浆生产工艺，将熊猫青团和竹子残渣回收利用，并将其生产为纸浆，便于后续进一步生产为生活用纸，以解决目前将熊猫青团和竹子残渣当做垃圾清扫丢弃，造成环境污染和资源浪费的技术问题。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：
一种纸浆生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)青团原料的准备：将熊猫青团堆存发酵后用清水搅拌溶解，以3～5％的质量浓度泵送到细格栅机过滤洗涤，将洗涤后的青团纤维束及碎竹渣回收，得到青团原料；
(2)青团原料的蒸煮：将步骤(1)中得到的青团原料以绝干竹片量计按质量比为0.8～2％的添加量与筛洗后的竹片和竹渣混合后，经皮带输送机送入蒸煮锅进行蒸煮，得到含纤维蒸煮浆料；
(3)净化洗涤与氧脱：将步骤(2)中得到的含纤维蒸煮浆料进行净化洗涤与氧脱，制备得到含纤维中间浆料；
(4)中间浆料的备浆：将步骤(3)中得到的含纤维中间浆料进行高浓疏解后，得到疏解后浆料，然后对所述疏解后浆料进行低浓切断与细纤维化处理，得到叩后浆料，对叩后浆料进行静置消潜和杀菌后，将所述叩后浆料与回收纸浆和损纸浆在配浆池中进行配浆，最后送至低浓贮浆塔静置消潜及细纤维的润涨，制备得到纸浆浆料。
进一步地，步骤(2)中所述青团原料的蒸煮具体包括以下步骤：
步骤2a：冷黑液的预浸：向蒸煮锅中的青团原料中加入冷黑液进行初步欲浸。所述黑液是指用含硫碱法蒸煮后的废液，是蒸煮液中的naoh、na2s等化学成分与植物纤维原料中的纤维素、半纤维素和木质素发生反应并溶于水后的产物；其中包含naoh、hs-等无机物成分和硫化木素、经降解后纤维素与半纤维素等有机物成分；黑液中残余的naoh和hs-等无机物增强蒸煮药液对料片的渗透作用，经浸透后的料片更容易蒸煮，从而可以降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。
步骤2b：温黑液的初始升温：向经步骤a处理后的蒸煮锅中加入温黑液置换冷黑液，对青团原料进行初始升温，同时补加一定量的蒸煮白液，将反应体系的ph值控制在13以上。所述蒸煮白液的成分主要是naoh+na2s，还包含少量的na2so4、na2so3、na2co3和na2s2o3；加入的蒸煮白液将反应环境的ph控制在13以上，因为在快速升温蒸煮中，ph小于13时，蒸煮药液在纤维纵横向的渗透作用差距太大，容易出现蒸煮不均匀的现象，只有当ph大于13时，纵横向的渗透作用才比较接近，蒸煮更均匀。
步骤2c：热黑液的升温升压：向经步骤b处理后的蒸煮锅中加入热黑液置换温黑液，同时加入蒸煮白液、蒸煮助剂和中压蒸汽，将体系的ph值维持在13以上，温度维持在160～165℃，压力维持在0.6mpa,使青团原料在高温、高碱、高压的环境下反应30～70分钟。所述蒸煮助剂使用的是中性表面分散剂(表面活性剂)，作用是保护碳水化合物和加速脱木素。纤维素和半纤维素得到保护可以增加纸浆的得率，加速脱木素可降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。另外，在满液相蒸煮锅中，药液的温度与锅内的压力是相匹配的，最高温度165℃所对应的压力即为0.6mpa；通入蒸汽对蒸煮锅内的液体进行加热，使其温度保持在160-165℃，料片外部液体的静压力能使药液的渗透速率增大，有利于脱木素的进行。
步骤2d：剩余热能的回收：向经步骤c处理后的蒸煮锅中加入冷黑液置换热黑液，将热黑液回收到专用贮槽中暂存并将浆料降温到沸点以下，得到含纤维蒸煮浆料；
步骤2e：蒸煮后纤维原料的机械疏解：用冷黑液将步骤d得到的含纤维蒸煮浆料的浓度稀释到4～8％后，通过高速离心泵泵送到蒸煮喷放锅贮存，润涨待用；
步骤2f：黑液的处理：将步骤b置换出的冷黑液泵送到封闭带压的黑液过滤机，过滤回收黑液中的纤维后送蒸发系统处理。
进一步地，步骤(3)所述净化洗涤与氧脱具体包括以下步骤：
步骤3a：初级净化：将所述含纤维蒸煮浆料以2.5～3.5％的质量浓度泵送到高浓度除砂系统除去浆料中的比重较大的渣质；
步骤3b：除节筛选：将经步骤g处理后的含纤维蒸煮浆料送入带压的除节机处理，除去浆中的大块未蒸解物；
步骤3c：除渣筛选：将经步骤h处理后的含纤维蒸煮浆料送入带压的压力筛处理，除去浆中的较大的纤维束及非纤维类杂质；
步骤3d：浆液分离：对经步骤h处理后的含纤维蒸煮浆料，采用4级串联逆流洗涤的黑液提取工艺,提取分离含纤维蒸煮浆料中的黑液，得到洗净后的含纤维浆料；
步骤3e：氧脱处理：采用双段氧脱+双氧水杀菌处理工艺，将步骤j得到的含纤维浆料以10～12％的质量浓度依次泵送到蒸汽加热器(一段)和药品混合器(二段)进行升温和加药后，送入高温带压反应塔反应，然后以闪蒸喷放的方式送入卸料塔内，再经真空洗浆机串联洗涤后送入中间浆塔中浓贮存，得到含纤维中间浆料。蒸汽加热器(一段)的温度控制在80～85℃，药品混合器(二段)的温度控制在95～105℃，提高温度可以加速脱木素过程，在其他条件相同的情况下温度越高，纸浆卡伯值越低。但是过高的温度会导致碳水化合物严重降解，纸浆得率低。药品混合器主要起到充分混合naoh、h2o2和o2的作用。另外，在氧脱处理工艺中，行业的传统技术手段是在氧脱中加入硫酸镁做保护剂，且不添加双氧水；本工艺则不添加硫酸镁，但要添加双氧水，主要目的是在碱性条件下与氧气共同作用纸浆，起到杀菌的作用。
步骤3f：黑液的处理：采用逆流洗涤全封闭工艺对步骤j中提取分离出来的黑液处理，产生的不凝气体由送风机送入碱炉燃烧处理。
进一步地，步骤(4)中所述的高浓疏解，具体包括以下步骤：
步骤4a：将步骤(3)中得到的含纤维中间浆料稀释到2.5～3.5％的质量浓度并泵送到洗浆机处理后，泵送高浓贮浆塔再次静置润涨；
步骤4b：将经步骤m处理后的含纤维中间浆料稀释到3.5～4.5％的质量浓度后泵送带式压滤机洗涤增浓到18～25％的质量浓度，同时加入碱液将体系ph值维持在8～8.5，然后泵入高浓磨机系统进行纤维揉搓，使含纤维中间浆料中的纤维分丝帚化，溶出纤维内部的杂质，得到帚化后浆料；
步骤4c：将经步骤n处理得到的帚化后浆料通过路浆塔稀释到3.5～4.5％的质量浓度，然后泵送到消潜浆塔进行消泡、润涨以及无效杂质溶出，得到疏解后浆料。
进一步地，步骤(4)中所述的低浓切断与细纤维化，具体是采用一级一段或一及二段打浆工艺，将所述疏解后浆料稀释到2～4％的质量浓度并泵送到低浓磨系统进行纤维的切断及细纤维化，使细小纤维束及长纤维再次分丝切断帚化改性后得到叩后浆料。
进一步地，步骤(4)中所用杀菌剂为双氧水,所述杀菌剂用量按0.1～0.2kg/adt纸添加，所述叩后浆料与回收纸浆和损纸浆总量的配比为9:1。
进一步地，步骤(2)中所述竹片与竹渣和青团原料的总量之比为85:15。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.采用本方案的纸浆生产工艺，将熊猫青团和竹子残渣回收利用，并将其生产为纸浆，便于后续进一步生产为生活用纸，以解决目前将熊猫青团和竹子残渣当做垃圾清扫丢弃，造成环境污染和资源浪费的技术问题，不仅能节约能源和保护环境，积极相应国家绿色环保的要求，还能为企业减少经济成本支出和带来巨大的经济效益。
2.本工艺将蒸煮过程中产生的黑液循环利用，黑液中残余的naoh和hs-等无机物增强蒸煮药液对料片的渗透作用，经浸透后的料片更容易蒸煮，从而可以降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。另外，蒸煮后剩余的黑液残液以及置换的冷黑液经蒸发系统处理、浆液分离后的黑液经逆流洗涤处理后排放，减少环境污染。
3.工艺中采用蒸煮白液维持体系ph，蒸煮白液的成分主要是naoh+na2s，还包含少量的na2so4、na2so3、na2co3和na2s2o3，体系中的oh-、hs-、s2o32-等离子加强了对原料的渗透作用，缩短蒸煮时间，同时将反应环境的ph控制在13以上，因为在快速升温蒸煮中，ph小于13时，蒸煮药液在纤维纵横向的渗透作用差距太大，容易出现蒸煮不均匀的现象，只有当ph大于13时，纵横向的渗透作用才比较接近，蒸煮更均匀。
4.工艺中通入饱和水蒸气升温升压，使其温度保持在160-165℃，料片外部液体的静压力能使药液的渗透速率增大，有利于脱木素的进行；同时加入蒸煮助剂保护碳水化合物和加速脱木素，进一步增加纸浆的得率，降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。
5.采用双段氧脱+双氧水杀菌处理工艺对纤维浆料进行氧脱处理，和行业的传统技术手段相比：传统技术手段是在氧脱中加入硫酸镁做保护剂，且不添加双氧水，而本工艺则不添加硫酸镁，但要添加双氧水，主要目的是在碱性条件下与氧气共同作用纸浆，起到杀菌的作用；此外，采用双段氧脱技术，严格控制双端温度，加速脱木素过程，减缓碳水化合物被降解速度，最终纸浆收得率高。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
一种纸浆生产工艺，包括以下步骤：
1.青团原料的准备:将熊猫青团堆存发酵5～15天，使其中的有机糖类、脂肪类的物质降解溶出，再通清水拌溶解后，以3～5％的浓度泵送到细格栅机过滤洗涤，将洗涤后的青团纤维束及碎竹渣回收，得到青团原料，洗后废液送污水处理段处理。
2.含青团原料的蒸煮:将步骤1中的青团原料按质量比为0.8％的添加量(以绝干竹片量计)与筛洗后的竹片和竹渣混合，其中竹片与竹渣和青团原料的总量之比为85:15，然后经皮带输送机送入蒸煮锅进行蒸煮，得到含纤维蒸煮浆料。具体的蒸煮流程包括以下几个步骤：
步骤2a：冷黑液的预浸：进入蒸煮锅的青团纤维原料加入冷黑液进行初步的预浸。所述黑液是指用含硫碱法蒸煮后的废液，是蒸煮液中的naoh、na2s等化学成分与植物纤维原料中的纤维素、半纤维素和木质素发生反应并溶于水后的产物；其中包含naoh、hs-等无机物成分和硫化木素、经降解后纤维素与半纤维素等有机物成分；黑液中残余的naoh和hs-等无机物增强蒸煮药液对料片的渗透作用，经浸透后的料片更容易蒸煮，从而可以降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。
步骤2b：温黑液的初始升温：加入温黑液置换冷黑液的同时补加一定量的蒸煮白液，使青团纤维原料初始升温及加强反应环境的ph值。所述蒸煮白液的成分主要是naoh+na2s，还包含少量的na2so4、na2so3、na2co3和na2s2o3；加入的蒸煮白液将反应环境的ph控制在13以上，因为在快速升温蒸煮中，ph小于13时，蒸煮药液在纤维纵横向的渗透作用差距太大，容易出现蒸煮不均匀的现象，只有当ph大于13时，纵横向的渗透作用才比较接近，蒸煮更均匀。
步骤2c：热黑液的升温升压：向经步骤b处理后的蒸煮锅中加入热黑液置换温黑液，同时加入蒸煮白液、蒸煮助剂和中压蒸汽，将体系的ph值维持在13以上，温度维持在160～165℃，压力维持在0.6mpa,使青团原料在高温、高碱、高压的环境下反应30～70分钟。所述蒸煮助剂使用的是中性表面分散剂(表面活性剂)，作用是保护碳水化合物和加速脱木素。纤维素和半纤维素得到保护可以增加纸浆的得率，加速脱木素可降低蒸煮用碱量、缩短蒸煮时间、降低蒸煮温度或者增加脱木素速率而使纸浆硬度更低。另外，在满液相蒸煮锅中，药液的温度与锅内的压力是相匹配的，最高温度165℃所对应的压力即为0.6mpa；通入蒸汽对蒸煮锅内的液体进行加热，使其温度保持在160-165℃，料片外部液体的静压力能使药液的渗透速率增大，有利于脱木素的进行。
步骤2d：剩余热能的回收：加入冷黑液置换热黑液，使高温高压的热情滤液回收到专用贮槽中暂存，浆料经降温到沸点(约95℃)以下，得到含纤维蒸煮浆料。
步骤2e：蒸煮后纤维原料的机械疏解：将达到沸点以下的得到含纤维蒸煮浆料加入一定的冷黑液稀释，以4～8％的质量浓度通过高速离心泵泵送到蒸煮喷放锅贮存润涨待用。
步骤2f：黑液的处理：将步骤(2)置换出的冷黑液经泵送到封闭带压的黑液过滤机处理回收黑液中的纤维后送蒸发系统处理。
3.对步骤2中得到的得到含纤维蒸煮浆料进行净化洗涤及氧脱，制备得到含纤维中间浆料，具体包括以下步骤：
步骤3a：初级净化：喷放锅中的蒸煮放锅浆料以2.5～3.5％的质量浓度泵送到高浓度除砂系统除去浆料中的比重较大的渣质。
步骤3b：除节筛选：经过初级净化的浆料送入带压的除节机处理，除去浆中的大块未蒸解物，采用一级二段处理工艺，由安德里茨公司提供。
步骤3c：除渣筛选：经过除节筛选的浆料送入带压的压力筛处理，除去浆中的较大的纤维束及非纤维类杂质，采用一级四段+轻质除砂处理工艺，由安德里茨公司提供。
步骤3d：浆液分离：采用4级串联逆流洗涤的黑液提取工艺，使用国内知名品牌厂家(山东玟瑞公司)生产的第四代80m2真空洗浆机，黑液提取效率高，纸浆洗净度好,得到洗涤后残碱较低的浆料。
步骤3e：氧脱处理：采用双段氧脱+双氧水杀菌处理工艺，经过黑液提取后的浆料以10～12％的浓度经中浓泵依次泵送到蒸汽加热器(一段)、药品混合器(二段)升温加药后送入反应塔内高温(约100℃)带压(0.32mpa)反应后，以闪蒸喷放的方式送入卸料塔内，再经两台80m2真空洗浆机串联洗涤后送入中间浆塔中浓贮存。蒸汽加热器(一段)的温度控制在80～85℃，药品混合器(二段)的温度控制在95～105℃，提高温度可以加速脱木素过程，在其他条件相同的情况下温度越高，纸浆卡伯值越低。但是过高的温度会导致碳水化合物严重降解，纸浆得率低。药品混合器主要起到充分混合naoh、h2o2和o2的作用。另外，在氧脱处理工艺中，行业的传统技术手段是在氧脱中加入硫酸镁做保护剂，且不添加双氧水；本工艺则不添加硫酸镁，但要添加双氧水，主要目的是在碱性条件下与氧气共同作用纸浆，起到杀菌的作用。
步骤3f：黑液的处理：采用逆流洗涤全封闭工艺对步骤(4)中分离提取的黑液进行洗涤，臭气经收集冷却后，不凝气体由输送风机送碱炉燃烧处理。
4.将含纤维中间浆料与回收纸浆和损纸浆在配浆池中进行配浆，制备得到纸浆浆料，具体包括以下步骤：
(1)高浓疏解：中间浆塔内浆经稀释到2.5～3.5％的质量浓度泵送到洗浆机后送高浓贮浆塔再次静置润涨，再稀释到3.5～4.5％的质量浓度泵送带式压滤机洗涤增浓到18～25％的质量浓度，同时加入一定量的碱液(碱浓度约30％)以稳定浆料ph值在8～8.5，进入高浓磨机系统进行纤维的揉搓，使浆中的纤维束、单根纤维的细胞壁破裂达到纤维的分丝帚化，进一步溶出纤维内部的杂质，磨后的浆料经过路浆塔稀释到3.5～4.5％的质量浓度，然后泵送到消潜浆塔进入消泡、润涨、无效杂质溶出。
(2)低浓切断及细纤维化：采用一级一段或一及二段打浆工艺，根据最终纤维湿重及叩解度确定打浆方式。消潜浆塔内纸浆稀释到2～4％的质量浓度泵送到低浓磨系统进行纤维的切断及细纤维化，使细小纤维束及长纤维再次分丝切断帚化改性，从而达到原纸抄造的基本要求，叩后浆料送叩后浆池。
(3)纸浆的配料及杀菌：通过叩后浆料送叩后浆池静置消潜及杀菌后，泵送到配浆池，与回收纸浆及损纸浆按一定比例(9：1)配浆后送低浓贮浆塔静置消潜及细纤维的润涨，叩后浆池杀菌剂用量按0.1～0.2kg/adt纸添加。
实施例2
一种纸浆生产工艺，包括以下步骤：
1.青团原料的准备:具体方法同实施例1。
2.含青团原料的蒸煮:将步骤1中的青团原料按质量比为1.0％的添加量(以绝干竹片量计)与筛洗后的竹片和竹渣混合，其中竹片与竹渣和青团原料的总量之比为85:15，然后经皮带输送机送入蒸煮锅进行蒸煮，得到含纤维蒸煮浆料，具体的蒸煮流程同实施例1。
3.对步骤2中得到的得到含纤维蒸煮浆料进行净化洗涤及氧脱，制备得到含纤维中间浆料，具体步骤同实施例1。
4.将含纤维中间浆料与回收纸浆和损纸浆在配浆池中进行配浆，制备得到纸浆浆料，具体步骤同实施例1。
实施例3
一种纸浆生产工艺，包括以下步骤：
1.青团原料的准备:具体方法同实施例1。
2.含青团原料的蒸煮:将步骤1中的青团原料按质量比为1.5％的添加量(以绝干竹片量计)与筛洗后的竹片和竹渣混合，其中竹片与竹渣和青团原料的总量之比为85:15，然后经皮带输送机送入蒸煮锅进行蒸煮，得到含纤维蒸煮浆料，具体的蒸煮流程同实施例1。
3.对步骤2中得到的得到含纤维蒸煮浆料进行净化洗涤及氧脱，制备得到含纤维中间浆料，具体步骤同实施例1。
4.将含纤维中间浆料与回收纸浆和损纸浆在配浆池中进行配浆，制备得到纸浆浆料，具体步骤同实施例1。
实施例4
一种纸浆生产工艺，包括以下步骤：
1.青团原料的准备:具体方法同实施例1。
2.含青团原料的蒸煮:将步骤1中的青团原料按质量比为2.0％的添加量(以绝干竹片量计)与筛洗后的竹片和竹渣混合，其中竹片与竹渣和青团原料的总量之比为85:15，然后经皮带输送机送入蒸煮锅进行蒸煮，得到含纤维蒸煮浆料，具体的蒸煮流程同实施例1。
3.对步骤2中得到的得到含纤维蒸煮浆料进行净化洗涤及氧脱，制备得到含纤维中间浆料，具体步骤同实施例1。
4.将含纤维中间浆料与回收纸浆和损纸浆在配浆池中进行配浆，制备得到纸浆浆料，具体步骤同实施例1。
上述虽然对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。