阅读说明：本技术 一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺及其生产设备 (Pollution-free production process and production equipment of plant fiber paper pulp ) 是由 吴袖福 于 2020-06-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺及其生产设备,生产工艺包括以下步骤。本发明根据植物纤维纸浆的无污染生产工艺分别设置一体结构的预处理机构与深处理机构；在预处理机构中利用旋转的粉碎刀对原木进行深度剪切；再利用主粉碎碾与辅粉碎碾对酸浸的原木渣料与浆液实现分离区分；在深处理机构中利用蒸煮箱对位于制浆箱内的桨叶进行预热；通过在冷却状态下增添浆内添加剂与烘缸涂赋剂,以提升浆液的柔软性与平滑性,同时提升纸浆的光亮洁净程度；通过添加与浆液高度混合的蛋白酶水溶液,以便于高温蒸煮作用下对植物纤维浆液中的木素、树脂、色素、果胶与灰分等进行分离清理,从而获取高度精分出来的精浆。(The invention discloses a pollution-free production process of plant fiber paper pulp and production equipment thereof. The invention respectively arranges a pretreatment mechanism and a deep treatment mechanism which are integrated into a whole according to the pollution-free production process of the plant fiber paper pulp; deep shearing is carried out on the log by utilizing a rotary crushing knife in a pretreatment mechanism; separating and distinguishing the acid-leached log slag material and the slurry by using a main crushing roller and an auxiliary crushing roller; preheating the blades in the pulping box by using a cooking box in the deep processing mechanism; adding the additive in the pulp and coating the excipient on the drying cylinder in a cooling state to improve the softness and smoothness of the pulp and improve the brightness and cleanness degree of the pulp; by adding the protease aqueous solution highly mixed with the pulp, lignin, resin, pigment, pectin, ash and the like in the plant fiber pulp are conveniently separated and cleaned under the high-temperature cooking action, so that the highly refined pulp is obtained.)

一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺及其生产设备

技术领域

本发明涉及纤维纸浆技术领域，尤其涉及一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺及其生产设备。

背景技术

我国作为造纸术的起源国，对于造纸技术一直处于孜孜不倦的探索中，在任何年代因为文化发展的需要，使得作为文化载体的纸张制造能够成为永不衰败的行业，也是我国国民经济的支柱产业，但不得不承认的是，因为造纸所需的材料种类及数量甚广，尤其是造纸必备的纸浆来源是各类植物，使得造纸行业又是造成环境污染的一个重要方面。

因为传统的技术对植物多采取直接粉碎压榨的方式，但植物纤维自身结构坚韧，利用单一的粉碎结构从原木中完全获取浆液，使得植物原木的利用率极其有限，但为了获取足够的浆液，也就需要更多的植物原木资源；虽然燃烧法碱回收是目前解决蒸煮黑液的有效方法，但一次性投资巨大，运行费用高；而且，传统碱回收技术不仅烧掉了黑液中可利用的有机质，同时还产生大量有害气体而造成二次污染；另外，从原木纤维中获得的浆液内夹杂有大量物质，包括纤维素与半纤维素，同时也包括有木素、树脂、色素、果胶与灰分，前者是纸浆制备的必需物分，而后者是非必需的，必须要予以剔除，在现有技术下，不仅清除难度大，且清除效果有限，对造纸质量具有极大的负面影响。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中难以利用植物纤维制备高质纸浆的问题，而提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺及其生产设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺，包括以下步骤：

步骤S1，将去皮、除节并洗净的原木送至设备中实现粉碎，每隔5-10min向设备中的原木喷灌1-3分量纯净水；

步骤S2，对粉碎后的原木进行1-1.5h的压榨操作，每隔25-30min向设备中的原木喷灌1.5-2分量的碱溶液；

步骤S3，筛分榨干后的原木固体残渣与浆液，剔除浆液中肉眼可视的固体杂质后，向浆液中加入2-4分量蒸馏水进行稀释；

步骤S4，将稀释后的浆液送至生产设备中，并添加2-3分量浓度为2％-3.5％的氢氧化钠溶液，实现混合后，对其进行2-4h温度为80-95℃的持续恒温蒸煮；

步骤S5，静置冷却0.5-1.5h后至常温，捞取清理浆液液面上的漂浮物后向浆液中添加3-5分量浓度为10-20％的增光剥离剂，再进行混合；

步骤S6，向浆液中添加分量3-5分量浓度为12％-18％的氢氧化钠与硫化钠混合溶液，100-125℃恒温持续蒸煮3-4.5h，静置冷却至60-80℃后每隔30-40min向浆液中添加3-5分量纯度为15％-22％的是蛋白酶水溶液；

步骤S7，90-120℃恒温条件下持续蒸煮2-4h，每隔30-40min捞取浆液中的漂浮物5-7次，静置冷却至常温后获得精浆。

优选地，所述步骤S2中碱溶液为2％-4％浓度的常温过氧化氢溶液。

优选地，所述步骤S5中漂浮物包括树脂、果胶与灰分，且增光剥离剂采用浆内添加剂与烘缸涂赋剂。

优选地，所述步骤S6中蛋白酶水溶液质量比为3％-12％。

优选地，所述步骤S7中漂浮物包括木素与色素。

一种植物纤维纸浆的无污染生产共工艺所应用的生产设备，包括预处理机构与深处理机构；

所述预处理机构包括相连通的开设有出料口的下筒体与开设有进料口的上筒体，且上筒体上固定安装有一级电机，所述上筒体内转动安装有与一级电机输出端相连接的粉碎刀，所述下筒体两侧分别固定安装有二级电机与三级电机，且二级电机与三级电机输出端上分别连接有啮合连接的主粉碎碾与辅粉碎碾，所述下筒体两侧内均焊接有导向杆，且导向杆上分别套设有弹簧与筛网；

所述深处理机构包括相连接的蒸煮箱与盖体，且蒸煮箱一侧下端固定安装有四级电机，所述蒸煮箱下端内转动设置有与四级电机输出端相连接的滚珠丝杠，且滚珠丝杠上连接有螺母，所述螺母上螺栓连接有制浆箱，所述蒸煮箱两侧内均转动设置有转轴与搅拌轴，且滚珠丝杠与转轴上分别套设有相啮合的一级齿轮与二级齿轮，所述转轴与搅拌轴上分别套设有相啮合的三级齿轮与四级齿轮，所述盖体上端固定设置有液压控制器，且盖体两端均设置有与液压控制器相连接的活塞管，所述活塞管中滑动套设有活塞，且活塞自由端上销轴连接有净化滤板。

优选地，所述步骤S1-步骤S3在预处理机构中进行，且步骤S4-步骤S7在深处理机构中进行。

优选地，所述主粉碎碾与辅粉碎碾水平对应地位于下筒体内，所述弹簧固定套设于导向杆下端，且两端滑动套设于导向杆上端的筛网位于主粉碎碾与辅粉碎碾正下方。

优选地，所述蒸煮箱两侧内水平焊接有限位套，且制浆箱两侧外水平焊接有滑动套设于限位套内的限位栓。

优选地，所述转轴垂直设置于蒸煮箱两侧内，且搅拌轴垂直位于制浆箱两侧内。

与现有技术相比，本发明具备以下优点：

1、本发明在预处理机构中设置由一级电机驱动旋转的粉碎刀对洁净柔韧的原木进行粉碎，通过喷灌碱溶液以对原木进行酸浸处理，以中和原木的酸碱性；再利用水平对应的主粉碎碾与辅粉碎碾对原木进行深度压榨，实现浆液与原木的分离；并利用可上下移动的筛网对原木渣料与浆液实现过滤筛分。

2、本发明设置一体结构的深处理机构，在深处理机构中利用蒸煮箱对位于制浆箱内的桨叶进行预热，并通过添加氢氧化钠溶液以对稀释后的浆液进行酸碱性调节；通过在冷却状态下增添浆内添加剂与烘缸涂赋剂，以提升浆液的柔软性与平滑性，同时提升纸浆的光亮洁净程度。

3、本发明利用深处理机构对浆液进行多次持续的加热冷区，并通过添加与浆液高度混合的蛋白酶水溶液，以便于高温蒸煮作用下对植物纤维浆液中的木素、树脂、色素、果胶与灰分等进行分离清理，从而获取高度精分出来的精浆。

综上所述，本发明根据植物纤维纸浆的无污染生产工艺分别设置一体结构的预处理机构与深处理机构；在预处理机构中利用旋转的粉碎刀对原木进行深度剪切；再利用主粉碎碾与辅粉碎碾对酸浸的原木渣料与浆液实现分离区分，以实现对浆液的初步除杂；在深处理机构中利用蒸煮箱对位于制浆箱内的桨叶进行预热，并通过添加氢氧化钠溶液以对稀释后的浆液进行酸碱性调节；通过在冷却状态下增添浆内添加剂与烘缸涂赋剂，以提升浆液的柔软性与平滑性，同时提升纸浆的光亮洁净程度；通过添加与浆液高度混合的蛋白酶水溶液，以便于高温蒸煮作用下对植物纤维浆液中的木素、树脂、色素、果胶与灰分等进行分离清理，从而获取高度精分出来的精浆。

附图说明

图1为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的预处理机构结构示意图；

图2为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的预处理机构中主粉碎碾与辅粉碎碾分布示意图；

图3为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的预处理机构中筛网结构示意图；

图4为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的深处理机构结构示意图；

图5为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的深处理机构A部分结构放大示意图

图6为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的深处理机构中制浆箱结构示意图；

图7为本发明提出的一种植物纤维纸浆的无污染生产设备的深处理机构中蒸煮箱结构示意图。

图中：1预处理机构、2深处理机构、3下筒体、4上筒体、5进料口、6一级电机、7粉碎刀、8二级电机、9三级电机、10主粉碎碾、11辅粉碎碾、12导向杆、13弹簧、14筛网、15出料口、16蒸煮箱、17盖体、18四级电机、19滚珠丝杠、20螺母、21制浆箱、22限位栓、23限位套、24转轴、25搅拌轴、26一级齿轮、27二级齿轮、28三级齿轮、29四级齿轮、30液压控制器、31活塞管、32活塞、33净化滤板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种植物纤维纸浆的无污染生产工艺，包括以下步骤：

步骤S1，在上筒体4内，将去皮、除节并洗净的原木送至设备中实现粉碎，每隔5-10min向设备中的原木喷灌1-3分量纯净水，通过提升原木的湿度，以确保原木能够被切碎的结构硬度；

步骤S2，被切碎的原木在重力作用下移动至下筒体3内，对粉碎后的原木进行1-1.5h的压榨操作，每隔25-30min向设备中的原木喷灌1.5-2分量的碱溶液；

步骤S3，筛分榨干后的原木固体残渣与浆液，剔除浆液中肉眼可视的固体杂质后，原木在被碾压榨干后被筛网14筛选分离，向浆液中加入2-4分量蒸馏水进行稀释，需要说明的是，蒸馏水可以在对浆液进行稀释的同时维持其自身属性不变；

步骤S4，将稀释后的浆液送至生产设备中，在制浆箱21中，并添加2-3分量浓度为2％-3.5％的氢氧化钠溶液，实现混合后，对其进行2-4h温度为80-95℃的持续恒温蒸煮，通过蒸煮可使浆液与过氧化氢溶液充分融合；

步骤S5，静置冷却0.5-1.5h后至常温，捞取清理浆液液面上的漂浮物后向浆液中添加3-5分量浓度为10-20％的增光剥离剂，再进行混合；

步骤S6，向浆液中添加分量3-5分量浓度为12％-18％的氢氧化钠与硫化钠混合溶液，100-125℃恒温持续蒸煮3-4.5h，静置冷却至60-80℃后每隔30-40min向浆液中添加3-5分量纯度为15％-22％的是蛋白酶水溶液；

步骤S7，90-120℃恒温条件下持续蒸煮2-4h，每隔30-40min捞取浆液中的漂浮物5-7次，静置冷却至常温后获得精浆。

需要说明的是：

第一，在深处理机构2通过控制液压控制器30，使得活塞32在活塞管31中进行伸缩，从而带动净化滤板3在制浆箱21中上下移动，以对浆液中的杂物进行过滤清理；

第二，通过控制四级电机18运行，使得滚珠丝杠19旋转，螺母20带动制浆箱21以限位套23为导向进行水平方向上的往返运动，以带动浆液流动；

第三，滚珠丝杠19通过啮合连接的一级齿轮26与二级齿轮27带动转轴24旋转，转轴24通过啮合连接的三级齿轮28与四级齿轮29带动搅拌轴25在制浆箱21两侧内旋转，以对制浆箱21内的浆液进行搅拌；

步骤S2中碱溶液为2％-4％浓度的常温过氧化氢溶液，可对原木进行酸浸。

步骤S5中漂浮物包括树脂、果胶与灰分，且增光剥离剂采用浆内添加剂与烘缸涂赋剂，其可以解决浆液粘粘和掉粉的缺点，使得植物纤维提升柔软性与平滑性，减少浆液与制浆箱21内壁的摩擦，从而保证光泽度。

步骤S6中蛋白酶水溶液质量比为3％-12％。

步骤S7中漂浮物包括木素与色素。

一种植物纤维纸浆的无污染生产设备，包括预处理机构1与深处理机构2，预处理机构1中的下筒体3出料口15与深处理机构2中的制浆箱21相连接；

预处理机构1包括相连通的开设有出料口15的下筒体3与开设有进料口5的上筒体4，且上筒体4上固定安装有一级电机6，一级电机6型号为HC-SFS301B，上筒体4内转动安装有与一级电机6输出端相连接的粉碎刀7，下筒体3两侧分别固定安装有二级电机8与三级电机9，二级电机8与三级电机9型号均为HC-KFE13，二者带动主粉碎碾10与辅粉碎碾11进行相向的旋转运动，以对原木纤维进行碾压榨干，且二级电机8与三级电机9输出端上分别连接有啮合连接的主粉碎碾10与辅粉碎碾11，下筒体3两侧内均焊接有导向杆12，且导向杆12上分别套设有弹簧13与筛网14，在弹簧13的张力作用下，可使筛网14上下移动过程中对原木纤维与浆液进行过滤筛分；

深处理机构2包括相连接的蒸煮箱16与盖体17，且蒸煮箱16一侧下端固定安装有四级电机18，四级电机18采用型号为HC-SFS202B的伺服电机，蒸煮箱16下端内转动设置有与四级电机18输出端相连接的滚珠丝杠19，且滚珠丝杠19上连接有螺母20，螺母20上螺栓连接有制浆箱21，蒸煮箱16两侧内均转动设置有转轴24与搅拌轴25，且滚珠丝杠19与转轴24上分别套设有相啮合的一级齿轮26与二级齿轮27，转轴24与搅拌轴25上分别套设有相啮合的三级齿轮28与四级齿轮29，盖体17上端固定设置有液压控制器30，液控制器30的型号为CPC6000，且盖体17两端均设置有与液压控制器30相连接的活塞管31，活塞管31中滑动套设有活塞32，且活塞32自由端上销轴连接有净化滤板33，伸缩的活塞32可带动净化滤板33上下移动，以对浆液中的杂质进行清理。

步骤S1-步骤S3在预处理机构1中进行，且步骤S4-步骤S7在深处理机构2中进行。

主粉碎碾10与辅粉碎碾11水平对应地位于下筒体3内，弹簧13固定套设于导向杆12下端，且两端滑动套设于导向杆12上端的筛网14位于主粉碎碾10与辅粉碎碾11正下方，利用啮合连接的主粉碎碾10与辅粉碎碾11可对原木纤维进行碾压压榨。

蒸煮箱16两侧内水平焊接有限位套23，且制浆箱21两侧外水平焊接有滑动套设于限位套23内的限位栓22，可对水平移动的制浆箱21进行导向限位，以确保制浆箱21的稳定性。

转轴24垂直设置于蒸煮箱16两侧内，且搅拌轴25垂直位于制浆箱21两侧内，制浆箱21在水平移动的过程中，搅拌轴25不会与制浆箱21内壁接触。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。