阅读说明：本技术 一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法 (Production method for preparing chemi-mechanical pulp by synergy of biological enzyme and alkali ) 是由 吉兴香 陈洪国 孙炳伟 王鲁燕 张革仓 于 2019-09-10 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法,该生产方法具体包括原料预处理、生物酶处理、一次挤压疏解、二次挤压疏解、药液浸渍、漂白步骤。本发明利用本工艺产生的废水对木片进行预处理,结合生物酶的处理,既充分利用残余化学品,又减少了废水排放,后续漂白过程氢氧化钠及过氧化物的用量也大大减少,具有环保与现实的双重意义。采用本发明的生产工艺制备的化机浆,成浆质量好,浆料ISO白度达到82.97-85.36,同时浆料撕裂指数达到4.24-4.35N?mm<Sup>2</Sup>/g,抗张强度达到27.8-29.1 N?m/g,纸浆纤维结合牢固。(The invention provides a production method for preparing chemi-mechanical pulp by combining biological enzyme and alkali. The invention utilizes the original workersThe wood chips are pretreated by the waste water generated in the process, and the treatment of biological enzyme is combined, so that residual chemicals are fully utilized, the waste water discharge is reduced, the consumption of sodium hydroxide and peroxide in the subsequent bleaching process is greatly reduced, and the method has double meanings of environmental protection and reality. The chemi-mechanical pulp prepared by the production process has good pulp forming quality, the ISO whiteness of the pulp reaches 82.97-85.36, and the tearing index of the pulp reaches 4.24-4.35N as much as mm 2 G, the tensile strength reaches 27.8-29.1N, and the pulp fibers are firmly bonded.)

一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法

技术领域

本发明属于制浆造纸领域，具体涉及一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法。

背景技术

随着我国造纸工业的快速发展，纸张总产量的迅速增长，造纸原料的供给不足已成为制约我国造纸工业发展的重要因素。随着我国经济进一步增长，人们生活水平不断提高，人们对纸品的需求也不断增长，仅靠优质木材原料已远远不能满足市场的需求。

化机浆具有高松厚度、挺度好等优点，同时较高的纤维含量使其具有独特性能，使得化机浆在造纸领域应用越来越广。近年来，生物酶技术在造纸工业中得到广泛应用，使用生物酶处理可以减少制浆造纸过程对环境的污染，改进产品性能，具有环保与现实的双重价值。

CN108374292A提供一种利用特效复合生物酶制剂制备化机浆的生产工艺，其特制的生物酶制剂是由谷氨酸脱氢酶、柠檬酸合成酶、枯草芽孢杆菌冻干粉、醋酸杆菌冻干粉、有机酸营养液和水组成，在木片搓丝时分两次加入生物酶，但是该酶解反应温度达到80℃左右，化机浆制浆系统温度较高，且伴随着搅拌剪切过程，生物酶利用效率并不高，制浆阻力大能耗高。

CN105155322A提供一种以生物酶预处理+碱法稻草制浆生产本色生活用纸的方法，其通过对稻草原料先进行生物酶预处理，再加入低于普通蒸煮的碱量制浆，但是针对具体的生物酶成分并未公开，在50℃下的酶处理时间长达50h，蒸煮用碱量为8%，但是该浆是为了专门制造本色生活用纸，无需脱除木素等成分亦不经过漂白处理，必然会减少用碱量，但其制得的浆料强度低，纸质脆。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，对现有工艺进行进一步优化，本发明提供一种一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，以实现以下发明目的：

（1）提高纸浆强度、提高纸浆白度

（2）降低化机浆制浆能耗

（3）降低化学品用量

为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，包括原料预处理、生物酶处理、预蒸、一次挤压疏解、一次药液浸渍、二次挤压疏解、二次药液浸渍、高浓磨浆、旋风分离、漂白、压榨脱水、消潜处理、低浓研磨；

所述原料预处理，是采用洗浆水软化处理，处理温度为50-70℃，处理时间为30-35min；后加水洗涤后进入调浓槽经斜螺旋脱水，控制木片水分为40-42％；

所述洗浆水，为该工艺压榨脱水步骤得到的废水，pH为9-10，其中过氧化氢的含量为0.8-0.9%；

所述生物酶处理，碱性生物复合酶的组成包括木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶，木聚糖酶、纤维素酶和果胶酶质量比为4:3.5-4:2-2.5；处理温度为35-40℃，处理时间为60-70min；

所述预蒸，预蒸温度控制在85-87℃，预蒸时间15min，NaOH溶液的加入量为对绝干木片重量的0.5-0.6％；

所述一次挤压疏解，加入一次疏解剂，温度控制在70-75℃，反应3min；

所述一次疏解剂，由促进剂、MgO、H₂O₂、NaOH、DTPA、Na₂SiO₃、MgSO₄组成；

所述促进剂，由十二烷基硫酸钠、聚乙二醇与二溴化铜组成，三者混合质量比为8:1.5-2:0.2-0.3；

所述促进剂用量为对绝干木片重量的0.1-0.15％；MgO用量为对绝干木片重量的0.1-0.12%；H₂O₂用量为对绝干木片重的1.5-1.8％；NaOH用量为对绝干木片重量的3.8-4.0％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.2-0.25％；Na₂SiO₃用量为对绝干木片重量的4-4.5％；MgSO₄用量为对绝干木片重量的0.08-0.1％；

所述一次药液浸渍，室温下浸渍10-30min；药液的组成包括亚硫酸铵与焦硫酸钾，两者混合比例1:1，药液质量浓度为6-9%；

所述二次挤压疏解，加入二次疏解剂，疏解温度控制在70-72℃，反应3min；

所述二次疏解剂，由稳定剂、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述稳定剂，由三羟甲基丙烷与单十二烷基磷酸酯钾组成,两者混合比例为1：0.5-0.7；

所述稳定剂用量为对绝干木片重量的0.13-0.15％；H₂O₂用量为对绝干木片重量的3.0-3.5％；NaOH用量为对绝干木片重量的3.0-3.5％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.25-0.28％；

所述高浓磨浆，温度控制在110-120℃，磨浆压力控制在1.0-1.1kg/cm2，磨浆浓度控制在35-40％，浆料游离度控制在150-180CSF；

所述旋风分离，旋风分离完成后，加水稀释至浆料浓度20-25％；

所述漂白，漂白塔中加入漂白剂，漂白温度为90-100℃，漂白50-60min；

所述漂白剂，由二氧化硫脲、三聚氰胺、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述二氧化硫脲用量为对绝干浆料重量0.3-0.35％；三聚氰胺用量为对绝干浆料重量0.12-0.15％；H₂O₂用量为对绝干浆料重量的1.5-1.8％；NaOH用量为对绝干浆料重量的0.8-1.1％；DTPA用量为对绝干浆料重量的0.15-0.2％；

所述压榨脱水，将漂白后的浆料加水进行稀释，浆料浓度控制在10-12％，稀释后进行压榨脱水，浆料浓度控制在3-5％；

所述消潜处理，温度控制在60℃，消潜60-70min；

所述低浓磨浆，磨浆浓度3-5％，成浆游离度80-90CSF，低浓磨浆完成后，加水稀释，浆料浓度为1.5-2％。

本发明利用洗浆水对木片进行预处理，并在化机浆制浆系统前端进行生物酶处理，通过这种方式使木质结构疏松，木素、果胶等更多的暴露出来，提高漂白剂与木素接触面积，结合后续疏解挤压、药液浸渍、漂白、压榨脱水、研磨等过程工艺控制参数的调整，不仅有利于漂白，降低了漂白剂的用量，降低了磨浆能耗，而且还使纸浆强度更高，纤维结合牢固，具有重要的使用价值。

采用上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法制备的化机浆，成浆质量好，浆料ISO白度达到82.97-85.36，同时，浆料撕裂指数达到4.24-4.35N▪mm²/g，抗张强度达到27.8-29.1 N▪m/g；

2、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法制备的化机浆，耐折度达到43-46次，纸浆强韧且纤维结合牢固；

3、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，有效溶出木素、果胶等成分，可降低磨浆能耗到650-700kwh，相比现有技术吨浆能耗降低100kwh以上；

4、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，可降低酶解反应温度至35-40℃，缩短酶处理时间至60-70min，反应条件温和；

5、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，可降低H₂0₂、NaOH等化学品的用量，减少系统中阴离子垃圾，减少了含碱废水量，进一步节约生产成本。

6、采用本发明生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法，可回收利用工艺本身产生的洗浆水，废物回收利用，变废为宝。

具体实施方式

：

下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。

实施例1 一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法

（1）原料预处理：将杨木片加入洗浆水进行浸泡软化，将在木片在上料槽中通过喷淋的方式加入洗浆水润湿，温度为50-70℃，处理时间为30min；

所述洗浆水，为该工艺压榨脱水步骤得到的废水，pH为9-10，其中过氧化氢的含量为0.8-0.9%；

（2）生物酶处理：将预处理后的木片进入碱性生物酶储存槽中处理，处理温度为40℃，处理时间为60min，加水洗涤后进入调浓槽经斜螺旋脱水，将木片水分控制在40％；

所述碱性生物复合酶，按重量配比计，组成包括：木聚糖酶40％、纤维素酶40%、果胶酶20%；

（3）预蒸：预蒸仓中，加入浓度为30％、以对绝干木片重量为0.5％的NaOH，混合均匀，温度控制在85℃，预蒸15min；

（4）一次挤压疏解：将预蒸后的木片加入清水，液比为1∶2.5，混合均匀后，再分别加入：磨浆促进剂，用量为以对绝干木片重量0.2％；H₂O₂，用量为以对绝干木片重量1.5％；NaOH，用量为以对绝干木片重量4％；DTPA，用量为以对绝干木片重量0.2％；Na₂SiO₃，用量为以对绝干木片重量4％；MgSO₄，用量为以对绝干木片重量0.08％；温度控制在70℃，反应3min；

（5）一次药液浸渍：将一次挤压疏解后的木片转入1#反应仓，浸渍10min；

（6）二次挤压疏解：将一次药液浸渍后的木片，分别加入磨浆促进剂，用量：对绝干木片重量0.2％；H₂O₂，用量：对绝干木片重量3.5％；NaOH，用量：对绝干木片重量3.5％；DTPA，用量：对绝干木片重量0.25％；Na₂SiO₃，用量：对绝干木片重量2.5％；MgSO₄，用量：对绝干木片重量0.1％；温度控制在70℃，反应3min；

（7）二次药液浸渍：将二次挤压疏解后的木片转入2#反应仓，浸渍10min；

（8）高浓磨浆：将二次药液浸渍后的木片转入高浓磨浆机，加入H₂O₂，其用量：对绝干木片重量1％，温度控制在110℃，进行高浓磨浆，磨浆压力控制在1.0kg/cm2，磨浆浓度控制在35％，浆料游离度控制在150CSF；

（9）旋风分离：将高浓磨后的浆料转入旋风分离器，分别加入：H₂O₂，用量为对绝干浆料重量2％；NaOH，用量为对绝干浆料重量1.0％；DTPA，用量为对绝干浆料重量0.15％；Na₂SiO₃，用量为对绝干浆料重量0.2％；MgSO₄，用量为对绝干木片重量0.05％，旋风分离完成后，加水进行稀释，浆料浓度在20％，稀释后，转入漂白塔；

（10）漂白：漂白塔中，温度控制在99℃，漂白50min；

（11）压榨脱水：将漂白后的浆料，加水进行稀释，浆料浓度控制在10％，稀释后，进行压榨脱水，再加水稀释，浆料浓度控制在5％；

（12）消潜处理：将压榨脱水后的浆料，转入消潜池，浆料浓度控制在3％，温度控制在60℃，消潜60min；

（13）低浓磨浆：将消潜处理后的浆料，转入低浓磨浆机后，磨浆浓度控制在3％，成浆游离度控制在80CSF，低浓磨浆完成后，进入过渡浆池，加水稀释，浆料浓度控制在2％；

（14）筛选：将低浓磨浆后的浆料，经压力筛，筛选；

（15）过滤浓缩：将筛选后的浆料，转入圆盘过滤机，进行过滤浓缩，浆料浓度控制在8％；

（16）挤浆浓缩：将过滤浓缩后的浆料，转入双辊挤浆机，进行挤浆浓缩，浆料浓度浓缩至20％，制得成品浆料。

采用实施例1的工艺制备的化机浆，其指标如下表：

实施例2一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法

（1）原料预处理：将杨木片加入洗浆水进行浸泡软化，将在木片在上料槽中通过喷淋的方式加入洗浆水润湿，温度为55℃，处理时间为35min；

所述洗浆水，为该工艺压榨脱水步骤得到的废水，pH为9.2，其中过氧化氢的含量为0.85%；

（2）生物酶处理：预处理后的木片进入碱性生物酶储存槽中处理，处理温度为35℃，处理时间为70min，加水洗涤后进入调浓槽经斜螺旋脱水，控制木片水分40％；

所述碱性生物复合酶，按重量配比计，组成包括：木聚糖酶40％、纤维素酶40%、果胶酶20%；

（3）预蒸：预蒸仓中，加入质量浓度30%的NaOH溶液进行预蒸，预蒸温度控制在85℃，预蒸时间15min；

所述NaOH溶液的加入量为对绝干木片重量的0.5％；

（4）一次挤压疏解：将预蒸后的木片加水溶解，固液比为1∶3，搅拌混合均匀后，加入一次疏解剂，温度控制在70℃，反应3min；

所述一次疏解剂，由促进剂、MgO、H₂O₂、NaOH、DTPA、Na₂SiO₃、MgSO₄组成；

所述促进剂，由十二烷基硫酸钠、聚乙二醇与二溴化铜组成，三者混合质量比为8:1.5:0.2；

所述促进剂用量为对绝干木片重量的0.1％；MgO用量为对绝干木片重量的0.1%；H₂O₂用量为对绝干木片重的1.5％；NaOH用量为对绝干木片重量的4.0％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.2％；Na₂SiO₃用量为对绝干木片重量的4％；MgSO₄用量为对绝干木片重量的0.08％；

（5）一次药液浸渍：将一次挤压疏解后的木片转入1#反应仓，室温下浸渍10min；

所述药液的组成包括亚硫酸铵与焦硫酸钾，两者混合比例1:1，药液质量浓度为6%；

（6）二次挤压疏解：将一次药液浸渍后的木片，再次投入挤压疏解机，加入二次疏解剂，疏解温度控制在70℃，反应3min；

所述二次疏解剂，由稳定剂、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述稳定剂，由三羟甲基丙烷与单十二烷基磷酸酯钾组成,两者混合比例为1：0.5；

所述稳定剂用量为对绝干木片重量的0.13％；H₂O₂用量为对绝干木片重量的3.5％；NaOH用量为对绝干木片重量的3.5％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.25％；

（7）二次药液浸渍：将二次挤压疏解后的木片转入2#反应仓，室温下再次浸渍10min；

（8）高浓磨浆：将二次药液浸渍后的木片转入高浓磨浆机进行高浓磨浆，温度控制在110-120℃，磨浆压力控制在1.0-1.1kg/cm2，磨浆浓度控制在25-30％，浆料游离度控制在150CSF；

（9）旋风分离：将高浓磨后的浆料转入旋风分离器，旋风分离完成后，加水稀释至浆料浓度20-25％，后转入漂白塔；

（10）漂白：漂白塔中加入漂白剂，温度控制在90℃，漂白50min；

所述漂白剂，由二氧化硫脲、三聚氰胺、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述二氧化硫脲用量为对绝干浆料重量0.3％；三聚氰胺用量为对绝干浆料重量0.12％；H₂O₂用量为对绝干浆料重量的1.5％；NaOH用量为对绝干浆料重量的0.8％；DTPA用量为对绝干浆料重量的0.15％；

（11）压榨脱水：将漂白后的浆料加水进行稀释，浆料浓度控制在10％，稀释后进行压榨脱水，浆料浓度控制在3％；

（12）消潜处理：将压榨脱水后的浆料，转入消潜池，浆料浓度控制在3％，温度控制在60℃，消潜60min；

（13）低浓磨浆：将消潜处理后的浆料，转入低浓磨浆机后，磨浆浓度控制在3％，成浆游离度控制在80CSF，低浓磨浆完成后，进入过渡浆池，加水稀释，浆料浓度控制在2％；

（14）筛选：将低浓磨浆后的浆料，经压力筛，筛选；

（15）过滤浓缩：将筛选后的浆料，转入圆盘过滤机，进行过滤浓缩，浆料浓度控制在8％；

（16）挤浆浓缩：将过滤浓缩后的浆料，转入双辊挤浆机进行挤浆浓缩，制得成品浆料。

采用实施例2的工艺制备的化机浆，其指标如下表：

实施例3一种生物酶与碱协同制备化机浆的生产方法

（1）原料预处理：将杨木片加入洗浆水进行浸泡软化，将在木片在上料槽中通过喷淋的方式加入洗浆水润湿，温度为70℃，处理时间为35min；

所述洗浆水，为该工艺压榨脱水步骤得到的废水，pH为9.9，其中过氧化氢的含量为0.9%；

（2）生物酶处理：预处理后的木片进入碱性生物酶储存槽中处理，处理温度为40℃，处理时间为60min，加水洗涤后进入调浓槽经斜螺旋脱水，控制木片水分为42％；

所述碱性生物复合酶，按重量配比计，组成包括：木聚糖酶40％、纤维素酶35%、果胶酶25%；

（3）预蒸：预蒸仓中，加入质量浓度30%的NaOH溶液进行预蒸，预蒸温度控制在87℃，预蒸时间15min；

所述NaOH溶液的加入量为对绝干木片重量的0.6％；

（4）一次挤压疏解：将预蒸后的木片加水溶解，固液比为1∶4，搅拌混合均匀后，加入一次疏解剂，温度控制在70℃，反应3min；

所述一次疏解剂，由促进剂、MgO、H₂O₂、NaOH、DTPA、Na₂SiO₃、MgSO₄组成；

所述促进剂，由十二烷基硫酸钠、聚乙二醇与二溴化铜组成，三者混合质量比为8:2:0.3；

所述促进剂用量为对绝干木片重量的0.15％；MgO用量为对绝干木片重量的0.12%；H₂O₂用量为对绝干木片重的1.8％；NaOH用量为对绝干木片重量的3.8％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.25％；Na₂SiO₃用量为对绝干木片重量的4.5％；MgSO₄用量为对绝干木片重量的0.1％；

（5）一次药液浸渍：将一次挤压疏解后的木片转入1#反应仓，室温下浸渍10min；

所述药液的组成包括亚硫酸铵与焦硫酸钾，两者混合比例1:1，药液质量浓度为8%；

（6）二次挤压疏解：将一次药液浸渍后的木片，再次投入挤压疏解机，加入二次疏解剂，疏解温度控制在70℃，反应3min；

所述二次疏解剂，由稳定剂、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述稳定剂，由三羟甲基丙烷与单十二烷基磷酸酯钾组成,两者混合比例为1： 0.7；

所述稳定剂用量为对绝干木片重量的0.15％；H₂O₂用量为对绝干木片重量的3.0％；NaOH用量为对绝干木片重量的3.0％；DTPA用量为对绝干木片重量的0.28％；

（7）二次药液浸渍：将二次挤压疏解后的木片转入2#反应仓，室温下再次浸渍10min；

（8）高浓磨浆：将二次药液浸渍后的木片转入高浓磨浆机进行高浓磨浆，温度控制在110℃，磨浆压力控制在1.1kg/cm²，磨浆浓度控制在39％，浆料游离度控制在180CSF；

（9）旋风分离：将高浓磨后的浆料转入旋风分离器，旋风分离完成后，加水稀释至浆料浓度25％，后转入漂白塔；

（10）漂白：漂白塔中加入漂白剂，温度控制在100℃，漂白50min；

所述漂白剂，由二氧化硫脲、三聚氰胺、H₂O₂、NaOH、DTPA组成；

所述二氧化硫脲用量为对绝干浆料重量0.35％；三聚氰胺用量为对绝干浆料重量0.12％；H₂O₂用量为对绝干浆料重量的1.8％；NaOH用量为对绝干浆料重量的0.8％；DTPA用量为对绝干浆料重量的0.2％；

（11）压榨脱水：将漂白后的浆料加水进行稀释，浆料浓度控制在12％，稀释后进行压榨脱水，浆料浓度控制在5％；

（12）消潜处理：将压榨脱水后的浆料，转入消潜池，浆料浓度控制在3％，温度控制在60℃，消潜60min；

（13）低浓磨浆：将消潜处理后的浆料，转入低浓磨浆机后，磨浆浓度控制在3％，成浆游离度控制在80CSF，低浓磨浆完成后，进入过渡浆池，加水稀释，浆料浓度控制在2％；

（14）筛选：将低浓磨浆后的浆料，经压力筛，筛选；

（15）过滤浓缩：将筛选后的浆料，转入圆盘过滤机，进行过滤浓缩，浆料浓度控制在8％；

（16）挤浆浓缩：将过滤浓缩后的浆料，转入双辊挤浆机进行挤浆浓缩，制得成品浆料。

采用实施例3的工艺制备的化机浆，其指标如下表：

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。