專利名稱：一種生產造紙纖維原料的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產造紙纖維原料，尤其是生產造紙竹纖維原料的方法。
背景技術：
過去，造紙制漿法通常以堿法或亞硫酸鹽法等化學制漿法為主，但這種單純的化學制漿法，在制作初期要投放大量的化學物，還需消耗大量水資源，并造成大量污水排放，已不能適應現代環保要求，現已基本淘汰。目前，一般采用兩種方法，一種是生物降解與物理破解相結合的生態方法，其工藝方法包括切碎篩選、機械破解、膨化、浸菌種、再膨化、磨漿等，這種方法比較適應密度不高的生物質纖維，如木材、草類等，且要通過膨化，能源消耗大，成本較高，同時制成的漿硬度大，需要較長的生物降解時間；而對于竹子，由于其纖維形態密度大，縱向和橫向的硬度很高，有韌性，纖維結構相當牢固，利用單純的生態方法，制作造紙竹漿，需要很長的生物降解時間，限制了產量，對基礎設施有較高要求，因此，采用生態制漿法存在著許多弊端。另一種是采用半化學與物理破解相結合的方法，其主要在化學制漿法的基礎上，通過加入相對中等偏高含量的化學物，并在高強度的機械撕解下進行制漿，這種方法對機械的要求相當高，同時還存在一定程度的環境污染問題。而竹子具有生長周期短，可再生性等優點，其纖維長度介于闊葉木和針葉木之間，是制漿造紙的優質原料，如能充分利用，將解決造紙用木材短缺的問題。
發明內容
本發明的目的是針對上述缺陷，提供一種符合環保要求的，無污染排放的，生產造紙纖維原料，尤其是生產造紙竹纖維原料的方法。
本發明采取的技術方案是主要采用低化學潤脹、生物降解、物理破解三者相結合的方法，其特征在于將生物質切碎篩選，進行低化學潤脹，加菌浸泡，進行機械破解后，再干蒸，又機械破解，制成造紙纖維原料。
采用本發明制作的造紙纖維原料，由于只進行低化學潤脹，其產生的化學反應物，經實踐檢驗，一部分在液體過濾過程中沉積固化下來，并通過生物真菌自然降解作用，使之自然中和，形成含有有機肥的原料，同時，過濾后的液體無需排放，在生物真菌的作用下，其本質已基本中性，又可重新利用；另一部分，在干蒸高溫殺菌過程中沉積固化下來，這些少量的沉積固化物因含有大量的燃料成分，還可用于低溫加熱、干蒸高溫，節省能源，并在燃燒自然處理后回收利用；同時，在干蒸過程中，產生新的蒸餾清水，進一步提供生產用水，重新循環利用，因此可以節約水資源，不會造成水污染，有利于環境保護。另外，如采用竹子生產，可包括竹桿、竹梢、竹枝、竹制品加工下角料等，可以提高竹材的利用率。
具體實施例例如，采用低堿化學潤脹、生物降解、物理破解三者相結合的方法，制作造紙竹纖維原料，其過程如下首先，將竹材(包括竹桿、竹梢、竹枝、竹制品加工下角料等)切碎成呈條絲或塊狀的竹料，長度規格一般保持在0.5-25cm之間，最好為3-10cm，進行篩選，去除粉末顆粒，然后，準備好蓄水池，在該池中加入不高于6％含量的低堿類化學物，如CaO、NaOH、硫化鈉等，保持常溫，將竹料在該池中進行低化學潤脹30-60小時；或加溫，溫度一般保持在35℃-60℃，將竹料在該池中進行低化學潤脹20-40小時。之后，瀝干竹料，并將該池中的液體與加過真菌的液體混合后，逐漸過濾，使之進行生物自然降解。過濾后的液體，因采用低含量的化學物，可生物降解后，回用到下次，重復使用。此時，竹料的含水量為50％-60％，其PH值在9-11之間。
其次，在另一蓄水池中，加入一定量的真菌，如黃孢原毛平革菌等，并將經低堿化學潤脹，瀝干后的上述竹料置入該池中，進行浸泡，一般時間為30-60小時，保持常溫，使真菌大量繁殖，進行生物降解，然后過濾液體，重新瀝干竹料。此時，竹料的含水量在60％-70％之間，PH值在7-9之間。另外，過濾后的一部分液體可與上一過程的蓄水池中液體相混合后，過濾的沉積物中含有大量的真菌，可與第一次過濾的沉積物混合一段時間，進行沉積物自然生化，形成有機肥原料。
第三，將經過加菌浸泡、瀝干后的竹料進行機械破解，使之呈絲狀粗纖維，之后，進行干蒸，先低溫，溫度保持在35℃-65℃，時間一般以10-30小時為宜，以進一步加快生物降解；或保持常溫，時間一般在30-60小時，以便生物充分降解。然后，將溫度提高到65℃-120℃，一般保持80℃-100℃之間為宜，進行高溫殺菌，當然，也可以采用更高的溫度進行。在上述干蒸過程中，即采用經過過濾的液體進行加熱，通過蒸汽、蒸餾水對絲狀粗纖維竹料一邊進行汽洗(如同蒸汽浴)，一邊加快生物降解，一邊進行殺菌，同時，由于水份蒸發，將液體中殘存的生化物固化下來。干蒸后形成新的蒸餾清水，重新進行利用，使生產用水循環使用，因此可節約水資源，不會造成水污染，有利于環境保護。此時，竹料的含水量在60％-70％之間，PH值已基本低于7或保持在7左右。另外，殘存的生化物進行固化后，因含有大量的燃料成分，可用于干蒸加熱，節約能源。
第四，將經過干蒸后的絲狀粗纖維竹料加入少量清水，使之含水量保持在70％以上，再次進行機械破解后擠干，使之呈絲狀細纖維，含水量保持在55％-65％之間，即制成造紙竹纖維原料。擠出的液體也可用于回用。
很顯然，如果以木材類或草類等生物質為原材料，重復上述過程，同樣能實現本發明。
另外，在上述過程中，如采用低酸化學潤脹，加入不高于6％含量的低酸類化學物，如亞硫酸銨、亞硫酸鈉、亞硫酸鈣等，同樣能實現本發明。
權利要求
1.一種生產造紙纖維原料的方法，主要采用低化學潤脹、生物降解、物理破解三者相結合的辦法，其特征在于將生物質切碎篩選，進行低化學潤脹，加菌浸泡，進行機械破解后，再干蒸，又機械破解，制成造紙纖維原料。
2.根據權利要求1所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于進行低化學潤脹時，加入低堿或低酸類化學品的含量不高于6％。
3.根據權利要求1所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于干蒸過程是，先低溫加熱或保持常溫，然后進行高溫殺菌；
4.根據權利要求1所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于將生物質切碎篩選時，切碎成呈條絲或塊狀的竹料，長度規格一般保持在0.5-25cm之間，最好為3-10cm，進行篩選，去除粉末顆粒。
5.根據權利要求1所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于加菌浸泡時，保持常溫，一般時間為30-60小時。
6.根據權利要求2所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于保持常溫，將切碎篩選后的生物質材料，進行低化學潤脹30-60小時；或加低溫，溫度一般保持在35℃-60℃，將竹料在該池中進行低化學潤脹20-40小時。
7.根據權利要求3所述的一種生產造紙纖維原料的方法，其特征在于低溫的溫度保持在溫度保持在35℃-65℃，時間一般以10-30小時為宜；常溫下，時間一般在30-60小時為宜；高溫的溫度為65℃-120℃，一般保持80℃-100℃之間為宜。
全文摘要
本發明涉及一種生產造紙纖維原料，尤其是生產造紙竹纖維原料的方法。本發明主要采用低化學潤脹、生物降解、物理破解三者相結合的辦法，將生物質切碎篩選，進行低化學潤脹，加菌浸泡，進行機械破解后，再干蒸，又機械破解，制成造紙纖維原料。本發明符合環保要求的，無污染排放，且節約水資源，不會造成水污染，有利于環境保護，并能節能降耗。另外，對于機械設備的要求并不是很高，能適應中小企業發展。
文檔編號D21B1/00GK101092798SQ200610092000
公開日2007年12月26日 申請日期2006年6月23日 優先權日2006年6月23日
發明者陳延林 申請人:陳延林