麦草制浆工艺
麦草化学机械浆湿部化学特性及造纸滤水性差、干燥能耗高原因分析
摘要：麦草化学机械浆不仅得率高、强度性能好，而且纸浆生产成本低。
但在造纸过程中存在纸浆水化程度高、滤水性差及纸干燥能耗大等突出问题。
研究结果表明：在草片磨成浆进行消潜-筛选净化-浓缩-贮浆过程中，由于制浆残碱和温度的作用，纸浆中的半纤维素一直在持续溶出，表现在水相中阴离子物质的阳离子需要量增大、纸浆纤维表面的羧基含量增加，导致水化程度上升；溶解进入水相的半纤维素分子片段通过高价金属离子能重新回吸到纤维表面，进一步增大了纸浆的水化程度。
采用羧甲基淀粉模拟半纤维素，在钙离子环境下重现了半纤维素的回吸现象验证实验。
因此，在麦草化学机械浆生产过程中，半纤维素溶出与回吸不仅导致纸浆的水化程度加重，而且导致了纸成形时滤水性变差、干燥能耗高的重要原因。
关键词：麦草；化学机械浆；保水值高；原因分析Abstract: Wheat straw chemical mechanical pulp not only has high yield and good strength performance, but also has low production costs. However, there are prominent problems in the papermaking process, such as high degree of pulp hydration, poor water filtration, and high energy consumption during paper drying. The results showed that hemicellulose in the pulp had been continuously dissolved due to the residual alkali and temperature during the process of straw chip pulping, which included the increase of cation demand of anionic substances in麦草化学机械浆湿部化学特性及造纸滤水性差、干燥能耗高原因分析⊙ 高峻毅 董茂林 徐婷婷 卞辉洋 戴红旗 王淑梅*（南京林业大学 江苏省林业资源高效加工利用协同创新中心，南京 210037)Analysis of the Wet End Chemical Characteristics of Wheat Straw Chemi-Mechanical Pulp and the Causes on Poor Drainage and High Drying Energy in Papermaking⊙ Gao Junyi, Dong Maolin, Xu Tingting, Bian Huiyang, Dai Hongqi, Wang Shumei* (Nanjing Forestry University, Jiangsu Co-Innovation Center of Efficient Processing and Utilization of Forest Resources, Nanjing, Jiangsu 210037, China )□ 基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目（2019YFC19059003）。
麦草化学机械制浆预处理方法研究
麦草化学机械制浆预处理方法研究李红斌;房桂干;邓拥军;李萍【期刊名称】《林产化学与工业》【年(卷),期】2009(29)2【摘要】使用麦草原料制取漂白化学机械浆,为了后续多段漂白能够获得高白度的纸浆,研究了3种不同的化学药品用于预浸渍阶段对未漂白浆的光学和物理性能的影响,包括成浆白度、成浆强度指标、纤维筛分级分,并比较了磨浆的比能耗和废水污染负荷.研究结果表明,与碱性过氧化氢(2.0%NaOH、1.5%H2O2、0.4%DTPA)处理(P工艺)磨浆相比亚硫酸钠(2.0%Na2SO3、2.0%Na2CO3、0.4%DTPA)预处理(S工艺)磨浆比能耗降低了33%,果胶酶(10IU/g以绝干浆计)/碱性过氧化氢(2.0%NaOH、1.5%H2O2、0.4%DTPA)预处理(Pe/P工艺)也可以降低磨浆比能耗10%,P工艺预处理与S工艺预处理均能提高成浆白度,Pe/P工艺预处理成浆呈现暗红色;P工艺预处理成浆物理强度高于其他两种浆;S工艺预处理磨浆段废水化学耗氧量(COD)发生量较高,达到84.09kg/t(以绝干浆计).【总页数】4页(P81-84)【作者】李红斌;房桂干;邓拥军;李萍【作者单位】中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏,南京,210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏,南京,210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏,南京,210042;中国林业科学研究院林产化学工业研究所,生物质化学利用国家工程实验室;国家林业局林产化学工程重点开放性实验室,江苏,南京,210042【正文语种】中文【中图分类】TQ351.0【相关文献】1.预处理对菌株X4、青霉ZCF57麦草生物化学制浆的影响 [J], 李春鸣;李莉;赵建;陈嘉川2.麦草在木聚糖酶-碱法机械制浆过程中化学成分与化学元素的变化 [J], 葛培锦;赵建;许静;曲音波;尤纪雪3.KOH与NaOH浸渍麦草化学机械法制浆性能比较 [J], 葛银凯;吉兴香;田中建;陈嘉川;马浩;王东兴;邵学军4.预处理对麦草酶——化学制浆的影响 [J], 姚光裕5.麦草化学机械浆制浆造纸性能研究 [J], 常洽;覃德山;吴守耀;谢芳芳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
麦草湿法备料连续蒸煮工艺剖析
出口草片, 除髓机出口草片, 以及螺旋喂料器后、蒸
1 湿法备料前后麦草外观形态的变化
煮管前的草片。将这四种草片风干后检测长度, 结果 见表2。从检测情况看: 干草片经洗涤机洗涤 (即草片
原料是经草片加工站干法备料 (切断、除尘) 后 经带勾爪的搅拌辊反复搅动) 后, 草片长度已有了变
打捆成包的麦草片, 在厂内进行湿法备料。湿法备料 化, 长草被折断, 大于4cm 的草片下降711% , 小于
从螺旋喂料器出口的草片外观来看, 保留草片 形状的不足8% , 其余全是细草丝和碎片、碎末, 长度 几乎全部小于2cm , 甚至1cm 以下。
美国 Peadco 公司的撕丝除髓技术处理竹子已 取得成功经验, 但用于麦草备料还值得商榷。由于麦 草原料本身强度比竹子低得多, 结构疏松, 经不起高 速飞锤和螺旋挤压等强烈的机械作用。在麦草被分 丝除髓的同时, 麦草纤维受到了机械伤害, 这对生产 化学浆是不利的, 影响了纸浆强度。
采用同样的间歇蒸煮方法制得的浆料除抄片裂断长 有明显差别外, 其余技术指标和得率相差不大。从三 次试验的平均值可得到以下看法。(1) 经洗涤、除髓 处理后草片蒸煮所得的浆 (以下简称 B 和 C )、螺旋 喂料器出口草片蒸煮所得的浆 (简称 D ) 比干草片蒸 煮所得的浆 (简称 A ) 的粗渣量约增加1%。说明草片 湿备料后确实增加了蒸煮原料的不均匀性, 和前面 草片外观分析推论是一致的。(2)A、B、C 样的细浆得 率差不多, 但 D 样明显比 A 样低1%。而黑液的固含 量上升了019% 。说明进连蒸的草片由于受到过较严 重的机械损伤, 容易过煮。(3)A 样、B 样和 C 样的 K 值和未漂浆白度均相差不大。但 D 样与 A 样有明显 的变化, K 值平均上升111, 白度平均下降113度。(4) C 样虽然在得率、K 值、未漂浆白度等方面和 A 样差 不多, 但纸浆抄片强度下降了1117% , D 样比 A 样下 降了2017% 。
清洁制浆（麦草浆）新工艺中洗草水的混凝处理
清洁制浆（麦草浆）新工艺中洗草水的混凝处理张克贤;魏秀珍【摘要】混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。
采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。
【期刊名称】《天津造纸》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P15-17)【关键词】混凝法;麦草浆;洗草水;色度;混凝剂【作者】张克贤;魏秀珍【作者单位】天津现代职业技术学院;天津市慧珍科技有限公司【正文语种】中文【中图分类】X793.03混凝法处理清洁制浆（麦草浆）新工艺中能有效地降低洗草水的色度，处理后的洗草水能循环使用。
采用有机和无机混凝剂分段处理新工艺效果良好，各项指标满足工业水污染物排放标准要求，工艺投资少，操作简便，原料成本低，易于推广。
植物纤维（麦草或稻草）投入疏解反应罐进行制浆之前，必须先进行清洗除尘和除砂等。
清洗过程中会产生30 t/h的废水。
为保护环境，节约用水，本项目洗草工艺中设计将洗草水循环利用5次。
但多次利用之后的洗草废水，化学需氧量（COD）为1500 mg/l，pH在7左右，颜色呈棕黄色，色度极高，不能达到国家排放标准或回用，必须经过处理才能排放或回用。
根据项目要求，循环利用或回用洗草水，重点是解决色度过高的问题，即分离去除洗草水中的富集发色物质或破坏发色基团。
目前，废水脱色领域，主要处理技术包括生物法、物理法以及化学法三类。
生物法的典型代表为膜生物反应器（MBR）。
采用此项技术可以脱除废水的色度，达到国家相关标准。
但生物法受废水的水质水量变化影响很大，处理效果不稳定，大多情况需要为微生物补充营养物质，前期设备投资比较大，所以，此项目不宜选用生物法。
物理法的典型代表为反渗透。
采用反渗透技术，脱色效果明显，出水能够达到国家标准，并且能连续化操作，机械化程度高，易于管理。
但采用反渗透技术之前，需要大量的预处理，污染物容易造成膜污染，使膜失效，反渗透操作压力高、能耗高、成本高，反渗透浓缩液的处理是最大的困难，浓缩液的污染物浓度很高，是更危险的废物。
制浆方法综述
制浆方法综述制浆造纸工业是国民经济发展中的重要产业，已经历了数时代的发展，在国民经济领域中仍占据着重要的地位。
纵观制浆工艺的发展，我们看到，用于制浆的手段多种多样，方法层出不穷，但归纳起来主要以碱法制浆为主。
传统的碱法制浆包括石灰法、烧碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法和预水解碱法。
其中以烧碱法和硫酸盐法为主，这两种方法可广泛用于多种原料的蒸煮，也可用于生产半化学浆和化学机械浆。
近年来为了加速木质素的脱出，保护纤维素和半纤维素少受降解，从而提高纸浆得率，改善成浆的质量，或者为了减轻环境的污染，添加各种添加剂的碱法制浆发展也十分迅速。
目前国内外木浆的生产以硫酸盐法为主，草浆的生产仍以碱法(包括硫酸盐法)为主，而烧碱蒽醌法和碱性硫酸盐蒽醌法等均有很大的发展，其制浆得率高，白度好，纸浆强度大。
易洗、易漂、易抄和泡沫少等方面均占有明显的优势，发展前景乐观。
现就目前应用的主要制浆方法做一个简单的介绍。
1 硫酸盐法不同的制浆方法所采用的蒸煮液组成不尽相同，现时用来进行硫酸盐蒸煮的蒸煮液，都是以氢氧化钠和硫化钠为主的常规蒸煮液。
个别厂也有用以氢氧化钠和多硫化钠为主的蒸煮液。
硫酸盐法蒸煮的主要目的是在使碳水化合物尽可能少受降解的条件下，尽量和尽快的脱除木素。
脱除木素的过程是一个非常复杂的过程，它包括脱木素的化学反应、反应顺序、反应历程和反应速率，也包括反应生成物的性质及影响等，在此就不做详细的介绍。
1.1 添加助剂的硫酸盐法蒸煮化学为了加速脱木素速率或保护碳水化合物使之少受降解，或者同时达到这两个目的，近20年来，都在添加助剂方面做了不少工作，特别是在保护碳水化合物方面做了较多的工作。
现将添加助剂的硫酸盐法蒸煮化学介绍于下。
1.1.1添加无机氧化性助剂的蒸煮化学(一) 添加多硫化钠(铵)的蒸煮化学用多硫比钠蒸煮，可以提高蒸煮得率，主要是由于多硫化钠的氧化作用，它能使碳水化合物醛末端基形成各种碱稳定的糖酸末端基，从而停止剥皮反应[1]。
制浆车间操作规程
制浆车间操作规程连蒸工段工艺操作规程一、生产目的将湿法备料工序来的草片，送入连续蒸煮系统，加入NaOH+AQ药液在高温高压下进行蒸煮，除去草片中木素等物质，制成符合标准的碱法草浆。
二、产品特征）1、粗浆硬度：11.5-14.5（KmnO42、黑液残碱：9-11g/L3、粗浆渣率：5-8%4、第1、2项指标合格率>80%三、工艺参数连蒸工段工艺参数：（1）用碱量：12-14%（以NaOH计）（2）蒸煮液浓度：105±5g/L（3）蒸煮液温度：≥80℃（4）蒸汽总压力：≥0.8MPa（5）比值通：0.4-0.6（6）蒸煮时间：25-30min（7）蒸煮管压力：0.60-0.7MPa（8）1#蒸煮管温度：160-170℃（9）2#蒸煮管温度：160-170℃（10）3#蒸煮管温度：160-170℃（11）喂料负荷：170-210A（12）销鼓转数>35%（13）1#蒸煮管转速：28-32%（14）2#蒸煮管转速：26-30%（15）3#蒸煮管转速：24-28%（16）粗浆硬度：11.5-14.5K（17）喷放残碱：8-11g/L（18）冷喷黑液流量：50-80m3/h（19）冷喷黑液温度：≤60℃（20）粗浆得率：≥45%白液：1、白液浓度：80g/L（以NaOH计）2、温度：>80℃3、浊度：<0.1%蒸汽:1、压力:≥0.6Mpa2、温度:160-170℃压缩空气:1、压力:≥0.8Mpa2、要求比较干燥,不含水和油.清水：1、压力:≥0.4Mpa2、温度:≤30℃四、工艺流程图1、连蒸工段工艺流程图经过干湿法备料已除去12-15%灰尘、杂物的合格草片，经过回料螺旋以15-20%的干度落入销鼓计量器，由一对相对旋转的辊子将草片粗略计量后，连续均匀送入预蒸螺旋输送机，接着落入螺旋喂料器。
回料螺旋草片回流量控制在10%以内。
螺旋喂料器是进料的关键设备。
喂料螺旋始端有两片螺距约为470mm的圆柱形螺旋，可将草片定量推入机内，位于机壳内的一段有三、四片螺距和螺径递减的圆锥形螺旋，螺距分别为420mm,370mm,320mm,用于将草片逐步压缩脱水.当草片干度达42-48%后,挤入密封料塞管,在螺旋轴及其延长的一段与料塞管之间形成环形密实的料塞,料塞的紧度为400-450kg/m3,构成压力密封,料塞长度约为400mm,压缩比(2.5-3):1。
农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料[发明专利]
![农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/6b0d0517cdbff121dd36a32d7375a417866fc18e.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810338110.7(22)申请日 2018.04.16(71)申请人 福建祥业环保科技股份有限公司地址 362000 福建省泉州市永春县南环路生物医药产业园(72)发明人 陈丽春 (74)专利代理机构 北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙) 11371代理人 齐云(51)Int.Cl.D21C 5/00(2006.01)(54)发明名称农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料(57)摘要本发明提供了一种农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料，涉及制浆技术领域，所述生物制浆方法包括将农作物秸秆依次进行切段、生物酶一次处理、研磨、微生物菌剂二次处理和漂白，且进行生物酶一次处理时采用复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2-4)：(1-2)：(1-2)：(1-2)：(1-2)，缓解了传统制浆方法给环境造成巨大压力的技术问题，本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸秆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
权利要求书1页 说明书9页CN 108442162 A 2018.08.24C N 108442162A1.一种农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，包括如下步骤：(a)将农作物秸秆进行切段，将切段后的农作物秸秆进行生物酶一次处理，得到农作物秸秆粗浆；(b)将农作物秸秆粗浆进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆研磨浆；(c)将农作物秸秆研磨浆进行微生物菌剂二次处理，得到农作物秸秆细浆；(d)将农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料；在步骤(a)中，采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2-4)：(1-2)：(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为2:1:1:1:1；优选地，在步骤(a)中，所述复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％，优选为0.15wt％。
生物制浆技术(1万吨)
零排放无污染免切草免加热生物纸浆可行性报告第一章项目概况1.1项目研究单位柏华国际农业发展（北京）有限公司植物纤维制品研究所1.2 项目产品和规模日加工龙须草、稻草、麦草、芦苇、麻类等原料45吨，日生产纸浆30吨，年产1万吨生物纸浆。
1.3 项目收益（按售价最低的稻麦草纸浆计算）年产值4000万元税后利润1760万元（达产年平均值）税金787万元（达产年平均值）销售利润率（达产年）为44%销售利税率（达产年）为63.7%全部投资内部收益率（税后）为88%本项目的静态投资回收期（税后）为2.63年，静态投资回收期（税前）为1.95年。
1.4 项目内容造纸行业的污染主要是在制浆生产过程中产生的，目前传统的都是应用化学制浆法，产生大量的污水，据“中国造纸工业2004年度报告”显示：2003年造纸行业废水排放量为31.8亿吨，占全国重点统计企业废水排放量的18.4%，化学需氧量COD排放量152.6万吨，占全国工业废水污染物排放量的30%左右，但无论应用多么先进的治污工艺技术和设备，花费多高的治污费用，还是或多或少总要排放含有COD、BOD的具有污染性的污水。
要想彻底解决造纸行业的污染，惟有改变传统的化学制浆法。
生物制浆法是应用柏华国际农业发展（北京）有限公司专家经多年研究成功的“生物分解（HYH7黑腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物漂白及漂白用水零排放的纸浆漂白生产工艺技术、生物分解（FYR6软腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物分解（LYH9褐腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术、生物分解（ZYB5厌氧白腐菌）与机械加工结合的纸浆生产工艺技术可实现零排放，整个制浆工艺过程中的水是循环使用，不存在COD、BOD和悬浮物SS，因为在生物分解过程中，真菌把植物秸秆中纸浆不用的木素、淀粉、果胶、果糖等物质分解生成H2O和CO2，H2O和CO2又生成碳酸，碳酸进一步软化植物木素利于真菌分解木素，没有废物排出。
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制浆工艺
切草工艺
1 切草长度：20-40㎜
2切草合格率：≥85％
蒸煮工艺
（一）原料配比
（1）装球量2800㎏/25m3,4500㎏/40m3球
（2）亚氨用量 11-12.5％
（3）烧碱用量2.5％
（4）蒸煮助剂2㎏/25m3,3㎏/40m3球
（5）液比1：3
（6）氨水温度85℃以上
（二）蒸煮曲线与操作时间
（1）装球1：20/25m3,1:40/40M3球
（2）空运转0：30
（3）升温：40M3 0-0.4mpa 1:00
25M3 0-0.3mpa 0:30
(4) 小放汽40M3 0.4-0mpa 0:10
25M3 0.3-0mpa 0:10
（5）二次升温 40M3 0-0.8mpa 1:00
25M3 0-0.8mpa 1：00 （6）保温 0.6 mpa 1：30
（7）喷放 0.6 mpa—0 40M3 0：20
25M3 0：10
（7）粗浆硬度：14—16K
（8）残铵：6—9g/l
（9）蒸后浓度：12±1％
（10） PH值 : ＞7
筛选洗涤工艺
（一）振框式平筛工艺
1 进浆浓度12±1％
2 出浆浓度3-4％
（二）水平带式真空洗浆机工艺
1 进浆浓度3-5％
2 出浆浓度10-12％
3真空度0.025 MPa
4 热水用量10m3/t
（三）CX筛工艺
1 进浆浓度2-3％
2 出浆浓度0.6-1.0％
（四）606锥形除渣器工艺
1 进浆浓度0.6-0.8％
2 进浆压力0.28-0.35MPa
（五）重力式圆网浓缩机
1 进浆浓度0.5-0.8％
2出浆浓度4-6％
（六）侧压浓缩机
1 进浆浓度2-4％
2 出浆浓度＞10％
漂白工艺
1漂白浓度：4.5-5.5％
2漂白温度：36-40℃
3漂前洗净度：残氨＜0.03g/l
4漂前洗净度：残氨＜0.02g/l
5漂率：9.5％
6原浆白度：72±1％
7 终点残氯：0.4g/l
8 漂白合格后要立即洗涤，同时要向池内注入清水降温，避免高温下长时在池
内存浆。
施胶加填
1 松香用量：有光纸1.3 ，书写纸0.8
2硫酸铝用量：有光纸7 ，书写纸10
3 滑石粉用量：有光纸40g/㎡以下15％,40g/㎡以上18％。
书写纸70g/㎡以下25％，70 g/㎡以上30％。
4 增白剂用量：有光纸2㎏/T，书写纸2.5㎏/T
5木浆用量：
6 显白剂用量：有光纸300g/T,书写纸300g/T
7品蓝用量：10g/T
增白剂→显白剂→松香→硫酸铝→滑石粉
打浆工艺
1 450双盘磨：电流110-150A
2 380双盘磨：电流40-70A
3大锥度精浆机：电流70-100A
4 浆料浓度：3.5-4.0％
5 PH值：5.5-6.0
6 增白剂、显白剂必须用60-80℃水溶解。
7草浆；先测草浆原浆叩解度，成浆叩解度提高4-5SR
8 木浆叩解度40-45SR，湿重8-10g。