[发明专利]玉米秸秆超声波制浆方法

说明书

本发明提供了一种玉米秸秆超声波制浆方法，属于制浆造纸技术领域。该技术方案通过超声波和机械加工的方法，在玉秸秆皮瓤不分离的情况下提取玉米秸秆纤维作原料，在控制秸秆粒度、常温水浸泡时间、纤维提取机工作转数等条件的基础上，利用超声波空化作用和机械作用共同作用于纤维，进行润张和帚化。本发明有别于传统制浆方法对纤维的切断，能够克服细小纤维留着率差等缺陷。此外，本发明的黑液产生量少，基本能达到零排放的标准，洗涤用水可以循环使用，充分达到了环保的要求。本发明扩展了玉米秸秆的资源化利用方法，所制得的纸浆品质高，而且黑液产生量少，对环境友好无污染。

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种玉米秸秆超声波制浆方法。

背景技术

我国农作物秸秆资源非常丰富，许多被作为废弃物焚烧，既浪费了资源也污染了环境。2018年开始，我国政府下令严禁在田间地头焚烧秸秆等农作物，在这种形势下，如果能针对农作物秸秆开发资源化的利用方法，则有望降低农民生产生活负担，并提供额外的经济附加值。

玉米秸秆，是玉米植株在收获果穗后剩余的部分，主要包括茎、叶片、叶鞘、雄穗等，含有大量的纤维素和碳水化合物以及少量的蛋白质和脂肪。目前，除焚烧之外，玉米秸秆还可用于堆沤还田、作为饲料或栽培基质、制备纤维素乙醇等；利用玉米秸秆进行造纸是一种有潜力的资源化利用方法，尽管玉米秸秆的纤维含量较高，从成分上看可以作为制浆造纸的原材料，但由于其节点较多、含有过多的灰份，且表皮较硬、化学蒸煮不利于药液的浸透，因此制出的纸浆质量普遍不理想，成纸很难达到标准。

此外，传统化学制浆、半化学制浆、机械制浆等制浆方法，会产生大量黑液，不仅具有污染性而且处理难度较大。因此，在利用玉米秸秆进行制浆造纸的过程中，如何减少黑液的产生，也是有待解决的技术问题。

发明内容

本发明旨在针对现有技术的技术缺陷，提供一种玉米秸秆超声波制浆方法，以解决玉米秸秆的资源化利用途径有待扩展的技术问题。

本发明要解决的另一技术问题是，利用玉米秸秆进行制浆造纸，所得纸浆及成纸的品质有待提升。

本发明要解决的再一技术问题是，在利用玉米秸秆进行制浆造纸的过程中，如何减少黑液的产生和排放。

为实现以上技术目的，本发明采用以下技术方案：

玉米秸秆超声波制浆方法，玉米秸秆经浸泡和预处理后，依次经喂料器、高浓磨、喂料器、超声波反应器、循环泵处理，而后再浓缩、洗涤制成成品。

作为优选，所述浸泡的时长为24h。

作为优选，工作温度为30～35℃。

作为优选，所述超声波反应器包括发生器、换能器、反应器。

作为优选，该方法包括以下步骤：将秸秆用机械进行分段处理至长度4～5cm，加入至浸泡器，浸泡器里加生石灰，再加水至和原料一平，浸泡时间24小时；然后用喂料器送入高浓磨中进行粗磨浆，浆料再由喂料器送至超声波反应器，超声处理；而后循环泵送到圆网浓缩机进行缩水使浆的浓度达到2.5％以上，再由泵送到洗浆器中进行洗涤，至白度38。

作为优选，在所述超声处理的过程中，利用循环泵驱动浆料反复进出超声波反应器。

在以上技术方案中，超声波把集中的声场能量，在极短的时间和极小的空间释放出来，使介质的局部形成几百到几千K的高温和超过几百个大气压的高压环境，并产生很大的冲击力，起到激烈的搅拌作用。使纤维润张帚化，纤维保持原有的强度，性能良好，增加抗张指数3.4N·M/G。