一种模塑制品用浆的制备方法
阅读说明：本技术 一种模塑制品用浆的制备方法 (Method for preparing pulp for molded product ) 是由 叶锦强 胡可一 周永锴 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种模塑制品用浆的制备方法,包括如下步骤：(1)将农林废弃物清洗备料后,加入生物酶进行预处理,得到酶解后的浆料A；(2)将步骤(1)中得到的浆料A进行臭氧浸渍处理,得到臭氧处理后的浆料B；(3)将步骤(2)中得到的浆料B进行高浓磨浆、低浓磨浆后,筛选净化得到所述模塑制品用浆。本发明以价格低廉的可降解农林废弃纤维资源为原料,将农林废弃纤维采用生物酶和臭氧浸渍处理结合,更好的润胀和软化纤维,极大程度的进行了木素的降解。(The invention discloses a preparation method of pulp for a molded product, which comprises the following steps: (1) cleaning and preparing agricultural and forestry waste, and adding biological enzyme for pretreatment to obtain slurry A after enzymolysis; (2) carrying out ozone dipping treatment on the slurry A obtained in the step (1) to obtain slurry B after ozone treatment; (3) and (3) carrying out high-concentration pulping and low-concentration pulping on the pulp B obtained in the step (2), and screening and purifying to obtain the pulp for the molded product. The invention takes the degradable agriculture and forestry waste fiber resource with low price as the raw material, combines the agriculture and forestry waste fiber by adopting biological enzyme and ozone impregnation treatment, better swells and softens the fiber, and greatly degrades the lignin.)
技术领域
本发明涉及制浆领域，尤其是一种模塑制品用浆的制备方法。
背景技术
“禁塑令”政策不断加码，塑料导致的环境污染日益严重，越来越多的人认识到塑料的危害，环保纸浆模塑制品取代塑料制品，是必然的趋势。2017年7月国家出台系列限制固废进口的政策，进口废纸量急剧下降，引发造纸原料，缺口高达2500万t/a以上。目前，农林废弃纤维每年超20亿吨，主要包括秸秆、芦苇、蔗渣、废木材、枯树枝、枝桠材和木屑等，资源转化利用率不足20％，主要的处理方式是焚烧，严重污染环境，且易引发火灾，危害生命财产安全。
目前，传统以废纸为原料制备纸浆模塑制品存在原材料供应严重不足问题，农林废弃纤维的预处理技术目前尚且不十分成熟，在纸浆模塑制品中的应用还没有得到推广。
发明内容
基于此，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种模塑制品用浆的制备方法。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种模塑制品用浆的制备方法，包括如下步骤：
(1)将农林废弃物清洗备料后，加入生物酶进行预处理，得到酶解后的浆料A；
(2)将步骤(1)中得到的浆料A进行臭氧浸渍处理，得到臭氧处理后的浆料B；
(3)将步骤(2)中得到的浆料B进行高浓磨浆、低浓磨浆后，筛选净化得到所述模塑制品用浆。
本发明以价格低廉的可降解农林废弃纤维资源为原料，将农林废弃纤维采用生物酶和臭氧浸渍处理结合，更好的润胀和软化纤维，极大程度的进行了木素的降解。经过处理后得到的浆料进行高浓磨浆后，高浓磨浆设备采用实用新型专利，申请号202022786736X的一种高效高浓度磨浆装置，磨浆打磨效果好，物料纤维分丝提高乐纸浆质量。本发明高浓磨浆后采用低浓磨浆，高浓+低浓两段磨浆的处理后，模塑制品用浆的性能能够满足要求。本发明高浓磨浆后得到浆料的打浆度为15-20°SR，低浓磨浆后得到浆料的打浆度为25-30°SR。
优选地，所述步骤(1)中，农林废弃物包括秸秆、芦苇、蔗渣、竹子中的至少一种。由于国家对进口废纸的限制，来源稳定、廉价的纸塑纤维原料得到很多人的关注，本发明采用农林废弃物作为原料，减少了我国纸浆模塑行业对进口废纸以及箱边角料依赖程度，有效地解决了纸浆模塑行业原料短缺造成的生产力不足问题，提高了环保纸浆模塑制品的市场竞争力。
优选地，所述步骤(1)中，生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶中的至少一种，所述生物酶的添加量为1-1.5kg/吨绝干浆；预处理的温度为40-50℃，预处理的时间为30-40min。本发明选用纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶分别水解纤维素、半纤维素、木素，促使纤维膨润疏松，加速纤维的润胀和软化。
优选地，所述纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶的重量比为：纤维素酶：半纤维素酶：木素降解酶＝4-6:1-2:2-3。本申请发明人经过大量创造性试验探究后发现，生物酶在上述重量份选择范围内，制备得到的浆料各方面性能更佳。
进一步优选地，所述纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶的重量比为：纤维素酶：半纤维素酶：木素降解酶＝6:1:2。本申请发明人经过大量创造性试验探究后发现，生物酶在上述重量份选择范围内，制备得到的浆料各方面性能达到最佳。
优选地，所述步骤(2)中，臭氧浸渍处理的具体过程为：调节浆料A的pH值和浆浓，加入反应釜中搅拌均匀，调节臭氧发生器，控制通入的臭氧浓度和用量，得到浆料B。进一步优选地，所述步骤(2)中，浆料A的pH值为2-4；浆料A的浆浓为10-15wt％；搅拌的温度为50-70℃，臭氧的浓度为100-150mg/L，臭氧的用量为绝干浆的0.5-1.0wt％。本发明采用发明专利，申请号201710940280.8提到的一种安全型臭氧漂白实验装置，进行臭氧浸渍处理，精确控制臭氧的产生量和加入量，保证反应的时效性，且操作方便灵活，安全可靠。
优选地，所述步骤(2)中，臭氧的浓度为120mg/L，臭氧的用量为绝干浆的0.8wt％。本申请发明人经过大量创造性试验探究后发现，生物酶在上述重量份选择范围内，制备得到的浆料各方面性能达到最佳。
此外，本发明提供了一种上述的模塑制品用浆的制备方法制备得到的模塑制品用浆。进一步地，本发明提供了所述的模塑制品用浆在制备环保纸浆模塑制品中的应用。本发明制备环保纸浆模塑制品的工艺如图2所示。
相对于现有技术，本发明的有益效果为：本发明创造性地通过纤维绿色环保生产技术和纸浆模塑成型加工技术联合生产环保纸浆模塑制品，该技术属于行业领先水平。
附图说明
图1为模塑制品用浆的制备工艺流程图；
图2为环保纸浆模塑制品的工艺流程图。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本发明一种模塑制品用浆的制备方法，包括如下步骤，本发明具体模塑制品用浆的制备工艺流程图如图1所示：
(1)将农林废弃物清洗备料后，加入生物酶进行预处理，得到酶解后的浆料A；农林废弃物包括秸秆、芦苇、蔗渣、竹子中的至少一种；生物酶包括纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶中的至少一种，所述生物酶的添加量为1-1.5kg/吨绝干浆；预处理的温度为40-50℃，预处理的时间为30-40min；
(2)将步骤(1)中得到的浆料A进行臭氧浸渍处理，得到臭氧处理后的浆料B；臭氧浸渍处理过程中，浆料A的pH值为2-4；浆料A的浆浓为10-15wt％；搅拌的温度为50-70℃，臭氧的浓度为100-150mg/L，臭氧的用量为绝干浆的0.5-1.0wt％；
(3)将步骤(2)中得到的浆料B进行高浓磨浆、低浓磨浆后，筛选净化得到所述模塑制品用浆；高浓磨浆后得到浆料的打浆度为15-20°SR，低浓磨浆后得到浆料的打浆度为25-30°SR。
本发明实施例1-6所述模塑制品用浆的制备方法中，各参数选择如表1所示：
表1实施例中各参数选择
同时，本发明设置对比例，本发明对比例1-6所述模塑制品用浆的制备方法中，各参数选择如表2所示，对比例1生物酶处理时，不含木素降解酶，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例2生物酶处理时，纤维素酶用量少于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例3生物酶处理时，纤维素酶用量多于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例4臭氧处理时，臭氧浓度少于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例5臭氧处理时，臭氧浓度大于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例6臭氧处理时，臭氧用量少于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；对比例7臭氧处理时，臭氧用量大于本发明提供的特定范围，其余组分、重量份、制备方法与实施例2完全相同；
表2对比例中各参数选择
试验例1浆料力学性能测试
试验标准：根据GB/T2677.2—2011，测定试样水分；定量的测定：GB/T22811—2008；抗张强度的测定：GB/T22364—2018；撕裂度的测定：GB/T 455—2008；取一定量实施例及对比例的浆料，抄纸80g定量进行纸张力学性能测试。
试验结果：如下表3、表4所示；
表3实施例力学性能测试结果
表4对比例力学性能测试结果
由上表可知，本发明实施例制备得到的浆料抗张指数及耐破指数明显高于本发明对比例制备得到的浆料。对比例1不含木素降解酶，在生物酶处理过程中，不能很好地脱除木塑，润胀纤维，最终抗张指数及耐破指数明显降低。对比例2纤维素酶用量少于本发明提供的特定范围，对比例3纤维素酶用量多于本发明提供的特定范围，抗张指数及耐破指数明显下降，表明本发明生物酶用量的选择是经过发明人大量测试后得到的，配比不在本发明保护范围内时，效果明显变差。对比例4-6是臭氧处理过程中，臭氧浓度或臭氧用量不在本发明保护范围内，抗张指数及耐破指数明显下降。
试验例2蛋托性能测试
试验过程：将实施例和对比例制备得到的模塑制品用浆，根据图2环保纸浆模塑制品的工艺流程图的制备工艺，制备得到环保纸浆模塑制品——蛋托，实施例和对比例仅模塑制品用浆不同，其制备蛋托的工艺完全相同。
试验标准：根据BB/T0015-1999纸浆模塑蛋托盘，对样品重量、水分、耐水性、耐压度、脆性进行检测；
试验结果：如下表5所示；其中，耐水性合格是指盛水48h不渗漏；耐压度合格是指受压830N时，变形量小于3mm；脆性合格是指4个拐角穴孔中分别承受0.5kg砝码保持1min，无折损，无裂缝；
表5实施例得到环保纸浆模塑制品——蛋托的性能测试结果
由表5可知，本发明实施例制备得到的模塑制品用浆，根据图2环保纸浆模塑制品的工艺流程图的制备工艺，制备得到环保纸浆模塑制品——蛋托均符合要求。本发明对比例制备得到的模塑制品用浆，申请人也进行了相关测试，由于纸浆本身强度性能不能很好地满足要求，制备得到的蛋托耐水性、耐压度、脆性等不合格，不能达到使用标准。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
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