[发明专利]改善竹材化学法制浆蒸煮均匀性的一种预处理方法

说明书

技术领域

本发明属于制浆造纸技术领域，特别涉及改善竹材化学法制浆蒸煮均匀性的一种预处理方法。

背景技术

我国是世界上拥有竹材资源最多的国家。据统计，全国竹类植物约39属，500余种，竹林面积达500多万公顷，竹子种类和竹林面积约占世界的1／4，产量约占世界的1／3，素有“竹子王国”之称。发展竹业已成为高效林业建设的重要内容。竹类纤维细长，呈纺锤状，两端尖锐，其平均长度一般在1.5－2.1毫米之间，平均宽度一般在15微米左右，其长宽比约在120－200之间。作为造纸原料，其制浆性能仅次于针叶木，优于阔叶木，明显优于禾草浆。多年的生产实践表明：竹浆可以替代或部分替代木浆生产包装纸、卫生纸、打印纸、铜板原纸、牛皮箱板纸、复印纸、无碳复写纸、装饰原纸、卷烟纸、描图纸等各种中高档的纸制品。因此，在当前我国纸业市场需求潜力巨大、原料和产品供应严重不足的形势下，利用竹材制浆造纸具有其它草类纤维无法比拟的资源、技术和效益优势，发展竹材制浆造纸，有利于缓解我国木材供需矛盾，减少纸和纸浆的进口，同时，可以推动竹区经济发展，增加竹农收入，保护森林资源和生态环境。

竹材结构主要由竹青、竹肉及竹黄三部分组成。竹青位于竹壁外层，组织致密、质地坚韧、表面光滑，并附有一层蜡质，因此对水和胶粘剂的润湿性较差；竹壁内层为竹黄，其组织疏松、脆弱；竹青、竹黄之间部分为竹肉，是竹材纤维主要集中的部位，也是竹材加工利用的主要部分。目前，竹材制浆主要采用的是烧碱-蒽醌法、硫酸盐法或亚硫酸盐法等方式，制浆工艺较为成熟。但是，目前竹浆生产工艺基本上都是按照木材制浆工艺路线进行，即竹材经过削片、筛选后，直接进行蒸煮，并没有根据竹类纤维原料的特性来设计制浆流程和工艺方法；由于，竹材的结构不均匀，竹壁外层组织致密、质地坚韧，竹黄部分非纤维杂细胞含量高，尤其是竹节部位石细胞较多，灰分含量高。竹材的这些结构特点，造成了竹材制浆存在蒸煮药液渗透困难、均匀性差，化学品消耗高，制得竹浆非纤维杂细胞含量高、虑水性差，黑液中硅含量高、碱回收过程中易发生硅干扰等诸多问题。因此，针对上述存在的问题，国内外研究机构也做了一些相关预处理研究。因此，针对竹材的结构特点，发明一种破坏竹材致密结构、并将竹材中的非纤维组分有效去除的预处理方法，对改善竹材化学蒸煮均匀性、降低化学品消耗、提高竹浆的质量性能，实现竹材资源的高效利用均有重大的现实意义。

发明内容

本发明的目的是：针对竹材的结构特点，提供一种改善竹材化学法制浆蒸煮均匀性的预处理方法，破坏竹材致密结构、减少竹材中非纤维组分的预处理方法，提高竹材化学蒸煮的药液渗透性能，改善蒸煮的均匀性、降低化学品消耗。

本发明的技术方案是：一种改善竹材化学法制浆蒸煮均匀性的预处理方法，首先将竹材切成竹片，然后采用双螺旋挤压机对竹片进行挤压，使竹材原料均匀受压变形，并使竹节及竹黄中的非纤维组分压溃成颗粒状，直至与维管束分离后，过筛将颗粒状非纤维组分与纤维组分分离，筛上的纤维组分直接进入下一步进行化学蒸煮。

双螺旋挤压机对竹片进行挤压采用的压缩比为2.8~4:1。

过筛是采用的摇摆孔筛，筛孔直径为4~5mm。

所述的竹片长度为3 cm~5cm。

过筛时筛下的颗粒状非纤维组分用于燃料锅炉燃烧产生蒸汽，或进行水解发酵生产糠醛或戊糖醇。

本发明的原理如下：针对竹材的结构特点，本发明从工艺过程及设备的配置上，对原料依次进行切片、双螺旋挤压、筛选等步骤处理，使得竹材在进入化学蒸煮工段前，致密结构得以破坏，结构均匀，并尽可能去除原料中大部分的非纤维组分，从而提高竹材化学蒸煮的药液渗透性能，改善蒸煮的均匀性、降低化学品消耗及减少纸浆中的灰分含量。

有益效果：

1.       处理流程简单，设备紧凑，且均采用国产成熟设备，投资省；

2.       对切片后的竹片采用双螺旋挤压，从长度方向和宽度方向全方位的挤压，使得竹材的致密结构得以破坏，并能够尽可能的去除其中的非纤维组分，所以预处理后的竹材结构均匀，蒸煮药液渗透性好，蒸煮时间短； 

3.       煮后纸浆筛渣率低，吨浆化学品消耗少；

4.       竹材不同组分分别利用，提高了竹材利用的附加值。

具体实施方式

一种改善竹材化学法制浆蒸煮均匀性的一种预处理方法：

（1）原料准备：将竹材切成竹片，长度规格为3 cm~5cm；