麦草制浆工艺

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。

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。

(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％。

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。

1.制浆洗漂知识制浆造纸分为制浆和造纸两大生产过程制浆是指利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法，使植物纤维原料离解成为本色浆或漂白浆的生产过程。

化学法制浆:是借助化学作用,通过除去植物纤维原料中某些成分使原料离解成浆,是一种应用广泛的制浆方法。

机械制浆:是借助机械的摩擦作用使植物纤维原料离解成浆,制浆过程中原料基本上没有化学成分的损失,浆料得率高,但纤维较细小,耐久性较差。

化学机械法制浆：是用轻程度的化学处理再加以机械磨浆的方法所得纸浆的性能介乎于化学浆与机械浆之间。

纤维细胞：指两端尖锐，细长程纺锤状的一类细胞，纤维细胞简称为纤维。

植物纤维原料细胞分类杂细胞：一类非纤维状细胞的总称，其形态特征是壁薄、腔大、长度短。

纤维素植物纤维原料主要的化学组成半纤维素对制浆来讲希望尽量保留的木素————对制浆来讲需要去除的其他组分：①树脂、②果胶、淀粉③单宁、色素④灰分纤维素：是碳水化合物，是不溶于水的均一聚糖，它是由β—D葡萄糖基构成的链状高分子化合物。

天然的纤维素聚合度10000半纤维素：是除纤维素和果胶、淀粉以外的碳水化合物，它也是聚糖与纤维素的不同之处是①是不均一聚糖②聚合度低、大约在200-500③链状分子上有支链④其存在位置不同（细胞壁和胞间层）⑤是一群物质的总称。

木素：是芳香族高分子化合物，是苯基丙烷结构单元通过碳—碳和醚键连接而成的具有三维空间结构分子聚合物●木素一词不是代表单一物质，而是代表植物中具有某些共同性质的一群物质●木素是存在于胞间层中的最主要的物质，它使细胞相互粘合而固结●分离纤维细胞，就必须溶解木素。

这是化学制浆的实质●按照被保留在纸浆中木素的含量，可将浆区分为软浆和硬浆。

软浆残余木素含量较低在2%左右，硬浆残余木素含量较高，在8%左右，半化学浆木素含量高达15%左右。

2.纤维原料选用纤维原料的一般原则1. 纤维原料的化学组成：一般来说，含纤维素愈多的原料质量愈好。

因为纤维素是细胞壁的主要组成，纤维素含量愈高，制浆得率愈高，一般认为纤维素含量在40%以上，否则不经济。