楊木BCTMP制漿過程中溶解與膠體物質(zhì)的溶出及其控制.pdf

1、目前，我國紙和紙板的產(chǎn)量和消費量已位居世界第一，每年需要從國外進口1500多萬噸木漿。為了提高木漿的比重，我國大力發(fā)展林紙一體化，培育人工速生林。由于在生產(chǎn)化學(xué)機械漿上具有眾多優(yōu)點，楊木被認為是有發(fā)展前景的速生、豐產(chǎn)闊葉樹種。在機械漿制漿和漂白過程中產(chǎn)生大約30-70kg/t漿的溶解與膠體物質(zhì)（Dissolved and colloidal substances，簡稱DCS），DCS會釋放到漿水體系中，并且隨著白水的高度封閉循環(huán)而不斷富

2、集，從而惡化整個制漿抄造系統(tǒng)，引起紙張性能下降。本論文主要研究楊木在化學(xué)預(yù)浸漬、磨漿和漂白過程中DCS的溶出規(guī)律及其生物酶控制。
　　論文以歐美楊107為原料，研究了楊木CTMP化學(xué)預(yù)浸漬過程中DCS溶出規(guī)律。采用GC-MS分析DCS碳水化合物和MTBE抽出物的組成，利用ESCA分析預(yù)浸漬前后粗纖維表面抽出物和表面木素的變化。結(jié)果表明，楊木CTMP堿性H2O2預(yù)浸漬工藝條件的變化會引起溶出 DCS物理特性的變化以及溶出木素含量變化

3、。研究表明，楊木CTMP化學(xué)預(yù)浸漬優(yōu)化工藝條件為：3％ NaOH用量，3% H2O2用量，70℃，60min；在此工藝條件下 DCS的指標為：濁度59.8NTU，陽離子需求量1.19meq/L，木素含量0.30mg/L?；瘜W(xué)預(yù)浸漬溶出的 DCS碳水化合物主要由木糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、甘露糖以及半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸構(gòu)成；DCS中 MTBE抽出物主要成份為木素降解產(chǎn)物苯甲酸，第二大成份為脂肪酸，主要由丁二酸、二十四烷酸、十六烷酸、

4、二十烷酸、二十二烷酸等組成；經(jīng)過化學(xué)預(yù)浸漬后，粗纖維表面木素含量增加，表面抽出物含量下降。
　　論文研究了第三段 PFI磨漿濃度和磨漿間隙對DCS溶出和漿料性能的影響。采用GC-MS分析了磨漿前后溶出的DCS碳水化合物和MTBE抽出物，利用ESCA分析了磨漿前后漿料纖維表面抽出物和表面木素的變化。研究表明，提高磨漿濃度和縮小磨漿間隙，DCS溶出量增加，主要表現(xiàn)在固含量、陽離子需求量和木素含量的增加，同時手抄片的抗張指數(shù)也增加；經(jīng)過

5、三段磨漿后，DCS平均粒徑從626.6nm降為333.6nm；磨漿過程促進了碳水化合物的溶出，而且半乳糖醛酸的溶出量較葡萄糖醛酸多，磨漿前后半乳糖醛酸對糖醛酸的貢獻最大；木素降解產(chǎn)物是磨漿后MTBE抽出物的主要成分；磨漿后，脂肪酸、甾醇酯、甘油單酯的含量均有不同程度的增加，磨后還檢測到了香樹脂醇，但未檢測到樹脂酸；三段磨漿后漿料纖維表面抽出物含量增加，表面木素含量則下降。論文研究了楊木CTMP漿在堿處理和堿性H2O2漂白過程中DCS的溶

6、出和漿料性能的變化規(guī)律，分析了CTMP、ACTMP和BCTMP漿中DCS碳水化合物和MTBE抽出物及漂白前后漿料纖維表面抽出物和表面木素的變化規(guī)律。研究表明，楊木CTMP漿堿性H2O2漂白優(yōu)化工藝條件為：NaOH用量3%，H2O2用量3%，75℃，90min；在此工藝條件下的漿料，其手抄片白度為79.1% ISO，抗張指數(shù)為33.7 N·m/g；DCS的指標為：濁度60.2NTU，陽離子需求量1.64meq/L，木素含量0.23mg/L

7、。漂白過程會促進 DCS的溶出，體現(xiàn)在DCS固含量、陽離子需求量和木素含量的增加，同時還改善紙張性能；NaOH對DCS溶出的影響比H2O2大；楊木CTMP漿經(jīng)過堿處理后，其DCS平均粒徑從580.7nm降至159.6nm，經(jīng)過堿性H2O2漂白后，平均粒徑進一步下降至97.03nm；楊木CTMP漿經(jīng)過堿處理后，碳水化合物的溶出加劇，糖醛酸的含量增加，半乳糖醛酸的溶出較葡萄糖醛酸多，當(dāng)其經(jīng)過堿性 H2O2漂白后，碳水化合物進一步溶出，半乳糖

8、醛酸溶出仍較葡萄糖醛酸多；NaOH對糖醛酸溶出的影響較H2O2大；楊木CTMP漿經(jīng)堿和堿性H2O2處理后，DCS中MTBE抽出物含量大量增加，主要是木素降解產(chǎn)物苯甲酸的增加，同時脂肪酸和甘油酯也有少量增加，而甾醇酯則減少，其中甘油酯為1,3-雙棕櫚酸甘油酯，甾醇酯為膽甾醇酯和β谷甾醇酯；楊木CTMP漿經(jīng)過堿性H2O2處理后，漿料纖維表面抽出物含量增加，而表面木素含量則減少。
　　論文優(yōu)化了脂肪酶和果膠酶控制 DCS的處理工藝，研究

9、酶處理第三段PFI磨后漿料、CTMP和BCTMP漿的效果。研究表明，脂肪酶處理優(yōu)化工藝條件為：pH8.0，溫度60℃，酶用量150u/g漿，反應(yīng)時間120min；果膠酶處理優(yōu)化工藝條件為：pH4.0，溫度50℃，酶用量120u/g漿，反應(yīng)時間150min；脂肪酶處理BCTMP漿和第三段PFI磨后漿料殘留的DCS，其甘油含量分別增加7.86%和9.73%；果膠酶處理BCTMP、第三段PFI磨后漿料和CTMP漿，其陽離子需求量分別下降71.