專利名稱：采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法
技術領域：
本發明涉及一種紙漿的生產方法，特別涉及一種以韌皮纖維為原料采用酶-亞銨 法生產紙漿的方法。
背景技術：
長期以來，原料問題一直嚴重制約制漿造紙工業的發展。原料嚴重不足，且草類原 料多，木材原料少。木材供應的嚴重不足致使造紙工業在以草為主的道路上苦苦掙扎了幾 十年，處于十分被動的局面。開發新的原料一直是本領域技術人員正在探索的難題。棉稈 是正在研究開發的原料。我國棉花種植面積有8000多萬畝，其中棉稈皮年生物總量達400 萬噸左右，棉桿芯1200萬噸左右，來源豐富。棉稈皮含綜纖維素62. 78%，棉稈皮纖維一般 長度1. 40-3. 50mm，一般寬度0. 0157-0. 0229mm，長寬比113 1，是制造高強度紙漿的優良 原料。但棉桿的處理技術未獲得有效突破，未能實現工業化應用。中國專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備〃成功地解決了 棉稈皮芯分離難題，為現代工業提供了棉稈皮(韌皮纖維)和棉桿芯(木質纖維)兩種不 同的纖維材料。該專利利用機械輾壓、打擊和撥擊等物理手段在分離棉稈皮芯的同時，能有 效地清除大部分棉稈皮表面的角質層，角質層由蠟質、果膠和蛋白質組成的不含纖維素，具 有疏水性，除去角質層后能大大減輕后續處理的負擔。由于棉稈皮和棉桿芯的化學組分及其纖維形態差異大，棉稈皮含果膠在7%以上， 木質素18%左右，而棉桿芯幾乎不含果膠，二者不能采用同樣的方法處理。棉稈皮如果未先 進行脫膠處理就直接蒸煮制漿，在制漿時不僅消耗大量藥品，增大成本，加重污染，而且由 于果膠質多而產生大量泡沫，使洗滌困難。對于木質素而言，其在植物中的功能之一就是保 護植物細胞不被外界微生物所侵蝕，這種特性決定了木質素不能被大多數微生物分解，但 由白腐菌分泌的漆酶與木質素酶可以逐步分解木質素。中國專利申請CN101139804A公開 了一種利用生物酶制取環保紙漿的方法，它利用上述原理，將制漿原料經過切段或切片處 理后，在原料浸泡池中加入可降解木質素的漆酶和木質素酶，降低木質素分子質量，增加木 質素的溶出和被抽提的能力，實現木質素與纖維素和半纖維素的分離，并采取機械搓磨分 絲、磨漿、螺旋擠漿、纖維疏解、精漿調節、精細篩選等方法，其目的在于實現紙漿制取成本 低、良漿濃度高，無污染排放。但該專利只是考慮了植物原料中木質素的處理，未涉及果膠 的處理，對草料、木材、麻、棉稈等不同成份的植物原料采用同一技術方案處理，即均采用漆 酶與木質素酶降解其木質素，而未對其他成份進行處理，事實上，在實際生產處理不同植物 纖維的過程中，會因果膠等其他雜質的存在而無法達到其所描述的效果。申請人:在先申請了中國專利200910042847. 5，該專利申請公開了一種采用棉桿芯或羅布麻桿芯生產紙漿的方法。它以經皮芯分離后的棉桿芯或羅布麻桿芯為原料，采用 酶-亞銨法生產。酶-亞銨法生產包括發酵軟化步驟和制漿步驟。發酵軟化步驟是將棉 桿芯或羅布麻桿芯浸泡在催化分解劑溶液里，催化分解劑為復合生物酶，復合生物酶包括 漆酶和木質素酶。該發明可以直接將經過棉稈皮芯分離機分離的碎桿芯浸泡在催化分解劑溶液里，降解木質素，軟化纖維，無需設置原料粉碎工序。同理，該專利也只是考慮了植物原 料中木質素的處理，未涉及果膠的處理，同樣也無法直接應用于棉桿皮的制漿中。另一方面，現有技術中已公開了一些公知常識，如1、催化反應的專一性是酶最重 要的特性之一，即一種酶只能針對一種或一類結構相似的底物進行某種類型的催化反應， 如上述專利申請提到的用漆酶與木質素酶只能降解木質素，不能催化降解果膠。2、酶來自 生物體，一般酶的催化反應均為非極端條件，除個別酶種外，均需在常溫常壓條件下反應。 3、酶是大分子物質，其體積一般比水分子大上千倍。酶的活性部位是酶分子的很小部分，是 酶分子中與底物結合并催化反應的基礎。只有使酶分子的活性部位與底物充分接觸、契合， 才能起到催化反應?；谏鲜龉ＷR，中國專利申請CNlOl 139804A的技術方案存在以下問題1、僅靠直接連續長時間通蒸汽以控制生物酶發酵液的溫度為80-90°C，使生物酶 長時間處于80-90°C溶液中，難免會失活，而且這種直接通蒸汽的方式在實際工業化生產中 很難有效控制液溫，液比變化大，反應過程 不穩定。2、該技術方案是在敞口容器中發酵降解木質素，說明其降解過程是在充氧條件下 進行的，而在充氧條件下，即使添加了尿素等促進劑，其氨化反應也無法進行。3、未添加任何促進劑，在工業化生產中，無法達到與底物有效結合的效果。4、未公開生物酶發酵液的配制方法，而實際上生物酶發酵液的配制方法對降解效 果影響很大，通常也會因生物酶的不同而采用不同的方法配制，在工業化生產中不具有可 操作性。綜上所述，現有技術中的植物纖維制漿工藝無法直接應用于棉桿皮制漿中，需進 一步針對棉桿皮的特性進行研究。

發明內容
本發明的目的在于提供一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它能生產出符合 標準的紙漿，與傳統化學制漿法比，具有得漿率高，節約能源、降低成本、黑液可回收利用的 優點。本發明的技術方案是一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為 原料，所述的棉稈皮采用酶_亞銨法制成紙漿，所述的酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用脫膠 酶脫除果膠、降解其木質素后，再經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到 成品漿。作為對本發明的進一步改進，所述的脫膠酶脫膠步驟中的脫膠酶由果膠酶與漆 酶、木質素酶按重量比為1 1-3 1配制而成，脫膠酶溶液是由脫膠酶與尿素及水按 5:5: 1000-15 15 1000重量比例配制而成，水溫為20_30°C，所述的脫膠酶脫膠步 驟是將短片棉稈皮浸泡在密封和靜置狀態下的脫膠酶溶液中24-48小時。作為對本發明的進一步改進，所述的亞銨蒸煮處理步驟是將經脫膠酶脫膠后的 棉稈皮裝入蒸煮設備進行蒸煮，蒸煮液中亞硫酸銨對絕干棉稈皮的重量比為10-13%，蒸煮 液的PH值通過添加純堿調整為7-9。作為對本發明的進一步改進，所述的棉稈皮先用常規物理方法清除棉稈皮表面的 角質層，所述的棉稈皮先拉斷成長度為3-lOcm的短片，再采用酶-亞銨法進行后續制漿。
作為對本發明的進一步改進，所述的亞銨蒸煮處理步驟中經脫膠酶脫膠后的棉稈皮是先用80°C以上熱水浸洗后再裝入蒸煮設備進行蒸煮。作為對本發明的進一步改進，所述的亞銨蒸煮步驟中的蒸煮液添加有氧化鎂，所 述的氧化鎂與絕干棉稈皮的重量比為0. 5-2%。作為對本發明的進一步改進，所述的蒸煮壓力為0.90-1. 05MPa，蒸煮溫度為 170-180°C，蒸煮總時間為 15-20min。作為對本發明的進一步改進，所述的粗漿按常規生產方法加工得到成品漿的生產 步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化濃縮、疏解、勻整后，得 到成品漿。作為對本發明的進一步改進，所述的蒸煮為連續進行方式，所述的蒸煮設備為斜
管連續蒸煮器。作為對本發明的進一步改進，所述的棉稈皮被拉斷成短片棉稈皮的步驟由羅拉牽 切裝置完成。本發明采用酶脫膠的原理是本發明的脫膠酶包括果膠酶和漆酶、木質素酶，果膠酶是原果膠酶、脂酶、水解酶 和裂解酶的集合體，各種酶可發揮不同的作用原果膠酶可催化不溶性原果膠，分解出游離 水溶性果膠質；脂酶能去除水溶性果膠質中的甲脂基團生成果膠酸；果膠酸被水解酶水解 成半乳糖醛酸等產物；裂解酶可裂解果膠酸為不飽和半乳糖醛酸和寡聚半乳糖醛酸，因此 果膠酶可快速降解和溶除果膠質。漆酶和木質素酶作用相同，均是用于降解木質素，使木質素的Ca-C0鍵斷裂， C0-C;鍵斷裂，B-芳醚鍵斷裂，芳香環氧化開裂，C3-C5W脫甲氧基以及C4以上甲基化等反 應。木質素經過酶的催化而降解成低分子質量木質素，提高了木質素的溶出和抽取的能力， 從而實現木質素與纖維素和半纖維素的分離。本發明的有益效果在于1、本發明所采用的原料棉桿皮在皮芯分離過程中，經機械輾壓、打擊和撥擊等物 理手段處理后，已有效地清除掉棉稈皮表面由蠟質、果膠和蛋白質組成的不含纖維素、具有 疏水性的角質層，從而大大減輕了后續加工步驟中除雜的負擔，使污染物總量降低了 45% 以上。可省去原料切斷與風選工序，直接將機械分離出來的棉稈皮進行后續加工。皮芯分 離后的棉稈皮也可再由羅拉牽切裝置等機械采用物理方法拉斷，使已破損的棉稈皮角質化 表層得到進一步徹底的清除，同時將棉稈皮拉斷成短片，可有利于酶脫膠與亞銨蒸煮。2、本發明克服了現有技術生物發酵法中只采用了僅能降解木質素的漆酶與木質 素酶的局限性，增加了果膠酶，既能降解棉桿皮中的木質素，更能脫除果膠質，解決了因果 膠的存在而影響后續加工、無法實現工業化大生產的問題。本發明在脫膠酶溶液中添加了尿素作為促進劑，尿素是吸濕性強、水化能力大的 有機化合物，它可使溶液所濕潤和充滿的微纖間隙擴大，起到滲透和溶脹作用，幫助大分子 復合酶深入內部，促進酶與底物的接近、契合，加快果膠與木質素的生物降解，軟化、膨潤和 分散棉稈皮纖維。并在缺氧條件下進行生物酶脫膠步驟，為尿素與棉稈皮發生氨化反應、進 一步為促進果膠的溶解和木質素的降解創造條件，也為下一步蒸煮創造了良好的條件。脫 膠酶液可多次回收使用，基本做到無污染。
根據脫膠酶在常溫至60°C之間表現出較高的活力的特性，本發明確定脫膠酶液起 始溫度為20-30°C，考慮在脫膠過程中有自然升溫的因素，其最高溫度也不會使脫膠酶液超 過60°C而影響其活性。3、本發明所選用亞銨蒸煮法，由原料易得的中性亞硫酸銨配制成的蒸煮液，并控制蒸煮液的PH值為7-9，所產生的蒸煮廢液可作化肥，解決環境污染問題。如采用斜管連續蒸煮器為亞銨蒸煮設備進行連續蒸煮，在其蒸煮過程中，斜管下 部分充滿蒸煮液，上部為蒸汽，從下部喂入斜管的物料先進行液相蒸煮，然后進行汽相蒸 煮，實現了液相蒸煮和汽相蒸煮嚴格區分開，蒸煮的漿料均勻，質量好?？偟恼糁髸r間控制 在20分鐘內，其運行費用少，比蒸球蒸煮可降低蒸汽0. 5噸/噸，且生產中工藝參數穩定， 自動化程度高。4、本發明的脫膠液中不包括纖維素酶和半纖維素酶，在脫膠過程中，纖維素和半 纖維素基本上被保全，且在蒸煮液中添加氧化鎂作為緩沖劑，可以保護纖維素和半纖維素 在蒸煮過程中也能繼續被保全，保全了纖維素和半纖維素即可使紙漿得率進一步提高，還 可起到促進蒸煮效果的作用，本發明所生產的紙漿得率可達60%左右，比硫酸鹽法高10% 以上。5、連續蒸煮后經熱磨機磨成細漿再噴放，有利于纖維分散，可節省時間，洗滌后提 出的黑液可儲存在黑液槽，多余部分也直接用于農用施肥，有利于環境保護和節能。篩選排 出的白水經處理后，白水均可回用于生產。本發明實現了用棉稈皮生產高得率紙漿，完全能取代木漿造紙，即節省了能源又 降低了成本；黑液可回收利用或用于農田施肥，為造紙工業提供了新原料、新工藝，具有良 好的經濟效益、社會效益和生態環境效益。
具體實施例方式實施例1 一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國 專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。具體制漿生產步驟為1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先將商品果膠酶與商 品漆酶、木質素酶的混和物按重量比1 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 5:5: 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為20°C，然后灌入池中，池頂用塑料布 蓋好并封口，靜置48小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-600C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液，用80°C以上熱水浸洗棉稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。2.亞銨蒸煮將滅活酶菌后的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工 藝條件是亞硫酸銨重量百分比10% (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比0.5% (對絕 干棉稈皮)，純堿重量百分比以將蒸煮液的PH調整為7為準，蒸煮溫度170°C，蒸煮壓力 0. 90MPa，蒸煮時間 20min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉稈皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂 器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。
6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。實施例2 一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國 專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先把商品果膠酶與商 品漆酶、木質素酶的混合物按重量比2 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 10 10 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為26°C，然后灌入池中，池頂用塑料布 蓋好并封口，靜止36小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-60°C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液，用80°C以上熱水浸洗 棉稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。2.亞銨蒸煮將滅活酶菌的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工藝條 件是亞硫酸銨重量百分比11 % (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比0. 8 (對絕干棉稈 皮)，純堿重量百分比以蒸煮液的PH值調整為8為準，蒸煮溫度172°C，蒸煮壓力0. 93MPa, 蒸煮時間18min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉稈皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂 器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。
實施例3 一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先把商品果膠酶與 漆酶、木質素酶的混合物按重量比3 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 15 15 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為30°C，然后灌入池中，池頂用塑料布 蓋好并封口，靜止24小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-600C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液用80°C以上熱水浸洗棉 稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。2.亞銨蒸煮將滅活酶菌的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工藝條 件是亞硫酸銨重量百分比13% (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比2% (對絕干棉稈 皮)，純堿重量百分比以蒸煮液的PH值調整為9為準，蒸煮溫度180°C，蒸煮壓力1. 05MPa, 蒸煮時間15min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉桿皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂 器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。實施例4一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國 專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先把商品果膠酶與商 品漆酶、木質素酶的混合物按重量比1 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 5:5: 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為28°C，然后灌入池中，池頂用塑料布蓋好并封口，靜止48小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-600C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液用80°C以上熱水浸洗棉 稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。
2.亞銨蒸煮將滅活酶菌的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工藝條 件是亞硫酸銨重量百分比12% (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比1.7% (對絕干棉稈 皮)，純堿重量百分比以蒸煮液的PH值調整為9為準，蒸煮溫度178°C，蒸煮壓力1. 02MPa, 蒸煮時間17min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉桿皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂 器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。實施例5一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國 專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先把商品果膠酶與商 品漆酶、木質素酶的混合物按重量比2 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 10 10 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為24°C，然后灌入池中，池頂用塑料布 蓋好并封口，靜止36小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-600C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液，用80°C以上熱水浸洗 棉稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。2.亞銨蒸煮將滅活酶菌的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工藝條 件是亞硫酸銨重量百分比13% (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比1.4% (對絕干棉稈 皮)，純堿重量百分比以蒸煮液的PH值調整為9為準，蒸煮溫度176°C，蒸煮壓力0. 99MPa, 蒸煮時間18min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉桿皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。實施例6—種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用棉稈皮為原料，棉稈皮是由中國 專利200710034304. X"棉稈皮芯機械分離方法及專用設備"進行了棉稈皮芯分離所得，所 得棉稈皮在分離過程中已基本清除了表面的角質層，純凈度達90%左右，再由羅拉牽切裝 置拉斷成長度為3-lOcm的短片，在此過程中角質層得到了進一步的脫離，然后采用酶-亞 銨法進行后續制漿。酶_亞銨法的是先將棉稈皮采用生物酶脫除果膠、降解其木質素后，再 經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿，粗漿按常規生產方法加 工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、離心分離、擠漿、凈化 濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。1.酶脫膠將長度在3-lOcm的棉稈皮放置在脫膠池內，先把 商品果膠酶與商 品漆酶、木質素酶的混合物按重量比3 1配制成脫膠酶；再將脫膠酶與尿素及水按 15 15 1000重量比例配制成脫膠溶液，水的溫度為22°C，然后灌入池中，池頂用塑料布 蓋好并封口，靜止24小時。棉稈皮在脫膠液中與酶和尿素共用作用下自然發酵，溫度可達 40-600C，棉稈皮中的可溶物質與大部分果膠被破壞和溶解，木質素開始降解，部分易溶木 質素也被破壞和溶解。纖維膨潤軟化，并初步分離松散，排盡脫膠液用80°C以上熱水浸洗棉 稈皮，滅活酶菌。同時清洗掉已溶出但仍吸(粘)附在棉稈皮表面的膠質。2.亞銨蒸煮將滅活酶菌的棉稈皮裝入斜管連續蒸煮器進行蒸煮，其蒸煮工藝條 件是亞硫酸銨重量百分比10% (對絕干棉稈皮)，氧化鎂重量百分比1. 1% (對絕干棉稈 皮)，純堿重量百分比以蒸煮液的PH值調整為7為準，蒸煮溫度174°C，蒸煮壓力0. 96MPa, 蒸煮時間19min。3、熱磨噴放連續蒸煮后得到的棉桿皮粗漿經熱磨機粗磨成細漿，磨漿時保持較 高的溫度和壓力，磨漿后噴放進入噴放鍋。4.洗漿采用三段螺旋擠漿機洗滌漿料，黑液提出后儲放在黑液槽中。5.篩選一級用振動篩，二級用離心篩，二級篩排出的漿渣再通過振動篩和除砂 器，回收并凈化篩渣中的纖維，篩選排出的白水，經處理后，纖維和白水均回用于生產。6.濃縮打漿用重力式圓網濃縮機濃縮凈化了的漿料，經過精漿機疏解再經雙盤 磨勻整漿料，得成品漿，得率達60%左右。
權利要求
一種采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于它采用棉稈皮為原料，所述的棉稈皮采用酶-亞銨法制成紙漿，所述的酶-亞銨法是先將棉稈皮采用脫膠酶脫除果膠、降解其木質素后，再經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿。
2.根據權利要求1所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的脫 膠酶脫膠步驟中的脫膠酶由果膠酶與漆酶、木質素酶按重量比為1 1-3 1配制而成，脫 膠酶溶液是由脫膠酶與尿素及水按5 5 1000-15 15 1000重量比例配制而成，水 溫為20-30°C，所述的脫膠酶脫膠步驟是將短片棉稈皮浸泡在密封和靜置狀態下的脫膠酶 溶液中24-48小時。
3.根據權利要求2所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的亞 銨蒸煮處理步驟是將經脫膠酶脫膠后的棉稈皮裝入蒸煮設備進行蒸煮，蒸煮液中亞硫酸 銨對絕干棉稈皮的重量比為10-13%，蒸煮液的PH值通過添加純堿調整為7-9。
4.根據權利要求3所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的棉 稈皮先用常規物理方法清除棉稈皮表面的角質層，所述的棉稈皮先拉斷成長度為3-lOcm 的短片，再采用酶_亞銨法進行后續制漿。
5.根據權利要求3或4所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述 的亞銨蒸煮處理步驟中經脫膠酶脫膠后的棉稈皮是先用80°C以上熱水浸洗后再裝入蒸煮 設備進行蒸煮。
6.根據權利要求5所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的亞 銨蒸煮步驟中的蒸煮液添加有氧化鎂，所述的氧化鎂與絕干棉稈皮的重量比為0. 5-2%。
7.根據權利要求6所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的蒸 煮壓力為0. 90-1. 05MPa，蒸煮溫度為170_180°C，蒸煮總時間為15_20min。
8.根據權利要求7所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的粗 漿按常規生產方法加工得到成品漿的生產步驟是粗漿經熱磨成細漿，細漿經噴放、篩選、 離心分離、擠漿、凈化濃縮、疏解、勻整后，得到成品漿。
9.根據權利要求8所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的蒸 煮為連續進行方式，所述的蒸煮設備為斜管連續蒸煮器。
10.根據權利要求9所述的采用棉稈皮為原料生產紙漿的方法，其特征在于所述的棉 稈皮被拉斷成短片棉稈皮的步驟由羅拉牽切裝置完成。
全文摘要
一種以棉稈皮為原料生產紙漿的方法，它采用酶-亞銨法，即是先將棉稈皮采用脫膠酶脫除果膠、降解其木質素后，再經亞銨蒸煮步驟制成粗漿，粗漿按常規生產方法加工得到成品漿。脫膠酶由果膠酶與漆酶、木質素酶按重量比為1-3∶1∶1配制而成，脫膠酶溶液是由脫膠酶與尿素及水按5∶5∶1000-15∶15∶1000重量比例配制而成，水溫為20-30℃，棉稈皮浸泡在密封和靜置狀態下的脫膠酶溶液中24-48小時。蒸煮液中亞硫酸銨對絕干棉稈皮的重量比為10-13％，蒸煮液的pH值為7-9。本發明在脫膠酶中增加了果膠酶，有效脫除果膠質，解決了因果膠的存在而影響后續加工、無法實現工業化大生產的問題。能生產出符合標準的紙漿，與傳統化學制漿法比，具有得漿率高，節約能源、降低成本、黑液可回收利用的優點。
文檔編號D21C5/00GK101831822SQ20101017830
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月21日 優先權日2010年5月21日
發明者凌受明, 婁玉東, 左榮生, 陳長城 申請人:凌受明