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甘蔗渣氧碱制浆清洁化技术的研究

张学金  
【摘要】: 近年来,我国对纸和纸板的需求量逐年增加,造纸原料问题始终在困扰着我国造纸业的发展。甘蔗渣是一种优良的造纸纤维原料,在云南及我国的南部地区有巨大的产量,但云南省的甘蔗渣制浆却迟迟没有引起足够的重视。究其原因,主要是因为云南省交通不便,能源短缺,甘蔗渣多用来低效率燃烧。现行采用的甘蔗渣的制浆工艺能耗较大,对于我省不少缺乏能源的制糖企业的甘蔗渣利用有一定的难度,将环保、低温型的氧碱制浆方法应用于甘蔗渣制浆,在保证节能清洁化生产的同时,可以充分发挥甘蔗渣造纸的潜力,缓解目前造纸原料方面的压力。针对云南省甘蔗渣造纸存在的问题,甘蔗渣氧碱制浆清洁化技术的研究作为云南省自然基金项目,旨在探求出一条可行、节能、清洁化甘蔗渣氧碱制浆的工艺技术路,推动甘蔗渣氧碱制浆的工业化发展。 鉴于甘蔗渣氧碱制浆的研究的现状,论文采用正交试验的方法对甘蔗渣单一氧碱制浆工艺参数作了系统的研究,并在正交试验的基础上,进一步优化,得到的甘蔗渣单一氧碱制浆工艺条件及最佳的氧碱制浆效果如下:用碱量22%;蒸煮最高温度135℃;氧压0.8MPa;转速400r/min;升温时间65min~70min;取消保温段;液比1:8;保护剂MgSO_4添加量2.0%。细浆得率51.25%;Kappa值15.18;粘度944.7mL/g;白度51.1%(SBD);pH值10.35;残碱3.31g/L。 论文对NaOH预处理氧碱制浆作了系统地探讨,将NaOH预处理和氧碱制浆有机结合在一起,获得的最佳工艺条件及最佳氧碱制浆效果如下:预处理NaOH用量10%(对绝干原料),预处理液比1:10,预处理最高温度90℃,预处理时间10min;氧碱制浆过程中补加用碱量15%,浆浓11%(液比1:8),蒸煮最高温度130℃,氧压0.6MPa,升温时间70min,保温时间40min,保护剂MgSO_4添加量2.0%(对绝干原料)。细浆得率51.11%;Kappa值11.35;粘度1057.25mL/g;白度45.4%(SBD);pH值9.67;残碱2.55g/L。 论文借助红外光谱、~1H-NMR、~(13)C-NMR光谱对甘蔗渣原料木素、NaOH预处理甘蔗渣木素和氧碱反应纸浆残余木素三者作了定性和定量的分析,从理论上解释了NaOH预处理有利于氧碱制浆的依据,为以后甘蔗渣氧碱制浆的工艺技术路线的设计提供了理论支持。


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