熱水預(yù)抽提對(duì)麥草堿法制漿性能的影響研究.pdf

1、我國(guó)森林資源匱乏,非木材纖維原料,尤其是稻麥草等草類纖維長(zhǎng)期以來(lái)一直是我國(guó)重要的制漿造紙?jiān)现?。但?草類纖維原料用于制漿造紙存在規(guī)模小、質(zhì)量低以及環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)力度的加強(qiáng),草漿制漿造紙企業(yè),尤其是中小型企業(yè)面臨著嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
　　 近年來(lái),面對(duì)全球的資源短缺與能源危機(jī),生物質(zhì)能源以其可再生性和環(huán)保性而越來(lái)越受到研究者的重視,生物質(zhì)精煉技術(shù)也有了長(zhǎng)足發(fā)展。生物質(zhì)精煉技術(shù)應(yīng)用于制漿造紙為制漿造紙企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)

2、提供了新的契機(jī)。
　　 制漿造紙行業(yè)作為木質(zhì)生物質(zhì)資源的主要利用途徑之一,通過(guò)發(fā)展生物質(zhì)精煉可以將傳統(tǒng)的化學(xué)漿廠轉(zhuǎn)變?yōu)椤傲譂{紙-生物質(zhì)精煉聯(lián)合加工廠"(Integrated Forest Products Biorefinery,IFBR企業(yè)),這樣除了生產(chǎn)紙漿以外,還可以利用從制漿廢液或者預(yù)抽提液中提取的半纖維素、木素等生物質(zhì)成分,通過(guò)進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,用來(lái)生產(chǎn)高附加值的生物質(zhì)產(chǎn)品。這對(duì)于植物纖維資源的高效利用、環(huán)境保護(hù)以及提高制漿

3、造紙產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益都具有現(xiàn)實(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義。
　　 本課題研究了麥草堿法制漿前的熱水預(yù)抽提反應(yīng)過(guò)程,探討了抽提溫度、反應(yīng)時(shí)間、液比等因素對(duì)熱水預(yù)抽提的影響。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)極差分析,得出對(duì)預(yù)抽提后麥草得率影響最大的因素依次為:抽提溫度、反應(yīng)時(shí)間和液比。隨著抽提溫度升高,反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng),麥草得率下降明顯。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明抽提溫度不宜超過(guò)150℃,如果抽提溫度過(guò)高,會(huì)造成麥草得率的嚴(yán)重?fù)p失。對(duì)抽提液中固形物含量和酸溶木素含量影響最大的因素依次為

4、:抽提溫度、液比和反應(yīng)時(shí)間。當(dāng)液比增大時(shí),固形物含量和酸溶木素含量均有所降低。但是,液比過(guò)大時(shí),會(huì)降低抽提液的pH值,這不僅影響半纖維素等的溶出,也增加了用水成本。
　　 研究了熱水預(yù)抽提對(duì)麥草燒堿.葸醌法(NaOH-AQ)制漿的影響。將熱水預(yù)抽提后的麥草與未抽提的原料麥草在相同的反應(yīng)條件下進(jìn)行了NaOH-AQ法制漿,探討了熱水預(yù)抽提對(duì)制漿后漿料性能的影響。熱水預(yù)抽提后麥草的NaOH-AQ法制漿結(jié)果表明:預(yù)抽提后麥草的蒸煮脫木素

5、率提高,卡伯值下降,粘度略有降低,漿料得率有不同程度的下降。通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)極差分析,得出對(duì)蒸煮后紙漿卡伯值和紙漿得率影響最大的因素依次為:抽提最高溫度、用堿量和保溫時(shí)間。在本實(shí)驗(yàn)條件下,較佳的熱水預(yù)抽提工藝條件為:抽提最高溫度140℃,升溫時(shí)間30min,保溫時(shí)間60min,液比1:10;后續(xù)NaOH-AQ法蒸煮的較佳工藝條件為:用堿量12%(以NaOH計(jì)),蒸煮最高溫度155℃,升溫時(shí)間90min,保溫時(shí)間30min,液比1:5。

6、>　　 研究了熱水預(yù)抽提對(duì)麥草堿性化學(xué)機(jī)械法制漿的影響。在不同溫度條件下,對(duì)麥草進(jìn)行熱水預(yù)抽提處理,預(yù)抽提后的麥草與未抽提的原料麥草在相同條件下制備堿性化學(xué)機(jī)械漿(CMP)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)熱水預(yù)抽提后,麥草CMP的抗張強(qiáng)度、撕裂度和耐破度均有一定程度的提高,堿浸漬段的用堿量降低,打漿能耗降低。但是,紙漿得率均有不同程度的下降。
　　 簡(jiǎn)要分析了熱水預(yù)抽提工藝的原理;通過(guò)傅里葉紅外光譜(FT-IR)和熱重分析(TGA)等對(duì)熱