利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法
2023-09-21 08:00:25 1
專利名稱：利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法
技術領域：
本發明涉及一種造紙過程使用的紙張加填填料，特別涉及一種利用甘蔗糖紙廠的濾泥和蔗髓作紙張加填填料的方法。
背景技術：
加填是在造紙的調料過程中加入填料，其目的一是提高紙張的光學性能和表觀性質提高紙張的不透明度和亮度，改進紙面的平滑和均勻狀態，增加紙張的柔軟性，而且使紙張的吸墨性、適印性更好；另一相當重要的目的是節約纖維，降低原料的消耗；以及節約乾燥的能量，最終提高紙的質量，降低造紙的成本。目前常用的造紙填料有鈦白粉、碳酸鈣、滑石粉等，鈦白粉價格昂貴，碳酸鈣價格低廉，性能優於滑石粉，故碳酸鈣廣泛用於造紙的加填填料，其中，輕質碳酸鈣粒度小，比重輕，是優良的造紙填料。但輕質碳酸鈣的製作過程需要粉碎、煅燒等複雜加工工藝，且有的地方原料來源不多。
濾泥是在製糖過程的蔗汁澄清工序中產生的廢棄物，碳酸法製糖工藝中濾泥的主要成分為粒度很小的Ca(CO)3，從比重和粒度來看有些類似輕質碳酸鈣，其餘為粗纖維，粗蛋白，粗脂肪和糖分，目前僅有部分用作水泥的配料和肥料；許多碳酸法糖廠因為濾泥無法處理而汙染了周圍的農田或河流，給生態造成了極大的影響。雖然一些文獻報導濾泥可以提取蛋白質和蔗蠟，也可以生產葉綠素和各種醫藥原料，但其提取工藝較複雜，目前仍然未見有廠家實施。而蔗髓是甘蔗糖紙廠中用蔗渣造紙的廢棄物，主要由短纖維、木素和少量糖分、果膠、澱粉等組成，除了少部分用於與油共燃作為動力鍋爐的燃料外，其餘大部分丟棄；二者佔地面積大，因含糖分易發黴，同樣是甘蔗糖廠的主要汙染源之一。
發明內容
本發明提供一種利用甘蔗糖廠碳酸法製糖過程的廢料濾泥，蔗髓作紙張加填填料的方法。我國是紙資源相對缺乏的國家，尤其木漿紙更為缺乏。該方法充分利用碳酸法糖廠的濾泥、蔗髓經一定工序的加工處理後作為紙張加填的填料使用，不僅可節約有限的造紙資源，而且可以減少濾泥和蔗髓糖造成的環境汙染。
本發明的目的是通過以下技術方案來實現的利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作紙張加填填料的方法，包括以下工藝步驟1、粉碎原料將從甘蔗糖廠取來的碳酸法製糖的廢料濾泥研磨，蔗髓在粉碎機中粉碎，均過80-100目篩；2、蔗髓酸煮將用量為蔗髓體積2-3倍的2％-4％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，將混合的懸浮液煮沸40-60分鐘，過濾，並用水洗至pH＝7；3、濾泥水煮濾泥加入體積1-1.5倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰40-60分鐘，冷卻至室溫後，過濾；4、混合鹼煮用3％-5％的NaOH水溶液或10％石灰乳水溶液，用量均為過濾後濾泥、蔗髓混合物體積的1.8-3倍，濾泥和蔗髓的重量比為3∶1-1∶1，煮沸60-120分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝75、濾泥蔗髓混合物的漂白將過濾洗滌後的濾泥、蔗髓混合物用次氯酸鈉進行漂白，乾燥後在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩，過篩後得到用於造紙加填的混合填料。
6、紙張加填及抄造根據不同紙張的性能要求，將漂白乾燥後的混合填料按紙漿纖維重量的15％-60％加入，然後按需要加入增強劑、助留劑、絮凝劑等再抄造成各種用途的紙張。
以上所述的濾泥蔗髓混合物的漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的4％-9％，其中次氯酸鈉溶液有效氯的含量大於7.5％；漂白溫度為35℃-40℃；漂白時間為90-120分鐘；漂白填料漿濃度為4％-10％；漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，漂白過程可以加入NaOH來控制pH值，以保持有較快的漂白速度。
濾泥蔗髓混合物的漂白過程可根據需要進行二次漂白。
關於本發明的進一步說明粉碎濾泥和蔗髓是為了使填料顆粒細膩且均勻，以便能較多地留存於紙頁中；將蔗髓酸煮的目的是除去蔗髓中的糖分、果膠、澱粉等有機物質，濾泥不能酸煮，二者會反應消耗其中的Ca(CO)3，故將其水煮以去掉部分的糖分、脂肪等有機物質；將濾泥蔗髓混合鹼煮進一步去掉濾泥和蔗髓中的蛋白質，半纖維素，脂肪和木素。
本發明的優點是利用甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥、蔗髓作造紙加填的填料，原料來源廣泛，因濾泥中含有大部分類似輕質碳酸鈣的細小顆粒，蔗髓中含有短纖維，經加工處理後製成的混合填料既具有一般填料能改善紙張性能的優點，又可使加填向高填化發展，更有效地節約造紙纖維，同時部分解決糖紙廠濾泥和蔗髓對環境造成的汙染，變廢為寶。
具體實施例方式
實施例1將甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥和蔗髓分別研磨和粉碎過80-100目篩；將用量為蔗髓體積2倍的3％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，煮沸60分鐘，過濾後用水洗至pH＝7；濾泥加入體積1.2倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰50分鐘，過濾；按1∶1的重量比混合過濾後的濾泥和蔗髓，用1.8倍於濾泥蔗髓混合物體積的3％的NaOH水溶液，煮沸120分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；漂白濾泥和蔗髓混合物，採用漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的4％，漂白溫度為35℃-40℃，漂白時間為90分鐘，漂白填料漿濃度為4％，漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，測得白度為80％，同樣條件下二漂，測得白度為85％，漂後混合物乾燥並在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩製成混合填料；按混合填料重量的15％加入木漿纖維，然後加入增強劑羧乙基纖維素、助留劑陽離子澱粉強烈攪拌混合，後製成定量為40g/m2的手抄紙片，該手抄紙片掉毛少，測得其性能為白度85.0％，不透明度84.6％，斷裂長度3500米，灰分13.8％，塵埃度32個/米2。
實施例2將甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥和蔗髓分別研磨和粉碎過80-100目篩；用用量為蔗髓體積3倍的2％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，煮沸40分鐘，過濾後用水洗至pH＝7；濾泥加入體積1倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰60分鐘，過濾；按2∶1的重量比混合過濾後的濾泥和蔗髓，用2倍於濾泥蔗髓混合物體積的4％的NaOH水溶液，煮沸60分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；漂白濾泥和蔗髓混合物，採用漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的7.8％，漂白溫度為35℃-40℃，漂白時間為100分鐘，漂白填料漿濃度為6％，漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，測得白度為81％，同樣條件下二漂，測得白度為86％，漂後混合物乾燥並在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩製成混合填料；按混合填料重量的45％加入木漿纖維，然後加入增強劑羧乙基纖維素、助留劑陽離子澱粉強烈攪拌混合，後製成定量為40g/m2的手抄紙片，該手抄紙片掉毛少，測得其性能為白度86.5％，不透明度84％，斷裂長度3500米，灰分13.5％，塵埃度31個/米2。
實施例3將甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥和蔗髓分別研磨和粉碎過80-100目篩；用用量為蔗髓體積2倍的4％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，煮沸45分鐘，過濾後用水洗至pH＝7濾泥加入體積1.5倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰55分鐘，過濾；按3∶1的重量比混合過濾後的濾泥和蔗髓，用3倍於濾泥蔗髓混合物體積的5％的NaOH水溶液，煮沸70分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；漂白濾泥和蔗髓混合物，採用漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的9％，漂白溫度為35℃-40℃，漂白時間為120分鐘，漂白填料漿濃度為10％，漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，測得白度為85％，漂後混合物乾燥並在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩製成混合填料；按混合填料重量的60％加入木漿纖維，然後加入增強劑羧乙基纖維素、助留劑陽離子澱粉強烈攪拌混合，後製成定量為40g/m2的手抄紙片，該手抄紙片掉毛少，按測得其性能為白度88.1％，不透明度85.2％，斷裂長度3600米，灰分12.8％，塵埃度30個/米2。
實施例4將甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥和蔗髓分別研磨和粉碎過80-100目篩；用用量為蔗髓體積2倍的3％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，煮沸50分鐘，過濾後用水洗至pH＝7；濾泥加入體積1.2倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰40分鐘，過濾；按2∶1的重量比混合過濾後的濾泥和蔗髓，用2倍於濾泥蔗髓混合物體積的5％的NaOH水溶液，煮沸100分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；漂白濾泥和蔗髓混合物，採用漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的7.5％，漂白溫度為35℃-40℃，漂白時間為110分鐘，漂白填料漿濃度為4％，漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，測得白度為80％，同樣條件下二漂，測得白度為85％，漂後混合物乾燥並在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩製成混合填料；按混合填料重量的45％加入木漿纖維，然後加入增強劑羧乙基纖維素、助留劑陽離子澱粉強烈攪拌混合，後製成定量為40g/m2的手抄紙片，該手抄紙片掉毛少，按測得其性能為白度87.0％，不透明度84.7％，斷裂長度3500米，灰分15.0％，塵埃度29個/米2。
實施例5將甘蔗糖廠碳酸法製糖的廢料濾泥和蔗髓分別研磨和粉碎過80-100目篩；用用量為蔗髓體積3倍的3％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，煮沸60分鐘，過濾後用水洗至pH＝7；濾泥加入體積1.2倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰55分鐘，過濾；按2∶1的重量比混合過濾後的濾泥和蔗髓，用2倍於濾泥蔗髓混合物體積的3.5％的10％石灰乳水溶液，煮沸65分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；漂白濾泥和蔗髓混合物，採用漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的8.6％，漂白溫度為35℃-40℃，漂白時間為100分鐘，漂白填料漿濃度為6％，漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，測得白度為84％，漂後混合物乾燥並在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩製成混合填料；按混合填料重量的50％加入木漿纖維，然後加入增強劑羧乙基纖維素、助留劑陽離子澱粉強烈攪拌混合，後製成定量為40g/m2的手抄紙片，該手抄紙片掉毛少，按測得其性能為白度86.5％，不透明度85.0％，斷裂長度3500米，灰分14.2％，塵埃度30個/米2。
權利要求
1.一種利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法，其特徵在於加工過程包括以下工藝步驟(1)粉碎原料將從甘蔗糖廠取來的濾泥研磨，將蔗髓在粉碎機中粉碎，均過80-100目篩；(2)蔗髓酸煮將用量為蔗髓體積2-3倍的2％-4％硫酸水溶液與蔗髓充分混合，將混合的懸浮液煮沸40-60分鐘，過濾，並水洗至pH＝7；(3)濾泥水煮濾泥加入體積1-1.5倍的水攪拌均勻後加熱至沸騰40-60分鐘，冷卻至室溫後，過濾；(4)混合鹼煮用3％-5％的NaOH水溶液或10％石灰乳水溶液，用量均為過濾後濾泥蔗髓混合物體積的1.8-3倍，濾泥和蔗髓的重量比為3∶1-1∶1，煮沸60-120分鐘後用80℃以上的熱水洗至pH＝7；(5)濾泥蔗髓混合物的漂白將過濾洗滌後的濾泥蔗髓混合物用次氯酸鈉進行漂白，乾燥後在粉碎機上超微粉碎並過180-200目篩，過篩後得到用於造紙加填的混合填料。
2.根據權利要求1所述的利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法，其特徵在於濾泥採用碳酸法澄清蔗汁後的沉澱物。
3.根據權利要求1所述的利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法，其特徵在於所述的濾泥、蔗髓混合物的漂白的工藝條件為次氯酸鈉用量為對絕幹濾泥和蔗髓填料重量的4％-9％，其中次氯酸鈉溶液有效氯的含量大於7.5％；漂白溫度為35℃-40℃；漂白時間為90-120分鐘；漂白填料漿濃度為4％-10％；漂白過程中控制pH＝8.5-10之間，漂白過程採用NaOH來控制pH值。
4.根據權利要求1所述的利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的方法，其特徵在於所述的濾泥、蔗髓混合物的漂白過程根據需要進行二漂。
5.一種如權利要求1所述的利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作為造紙填料的用途，其特徵在於紙張加填及抄造是根據不同紙張的性能要求，將漂白乾燥後的混合填料按紙漿纖維重量的15％-60％加入，然後按需要加入增強劑、助留劑、絮凝劑及其它助劑，再抄造成各種用途的紙張。
全文摘要
本發明公開了一種利用甘蔗糖廠的濾泥、蔗髓作紙張加填填料的方法，它是將碳酸法糖廠的濾泥、蔗髓分別研磨和粉碎，過80－100目篩後，分別將濾泥水煮，蔗髓酸煮40－60分鐘，二者混合用3－5％的NaOH溶液或石灰乳鹼煮60－120分鐘，然後漂白濾泥、蔗髓混合物乾燥，粉碎並過180－200目篩，即製得可用於造紙加填的混合填料，再將製成的填料按一定比例加入紙漿纖維中，按需加入助留劑等添加劑抄造成不同用途的紙張。
文檔編號D21H17/02GK1587510SQ2004100783
公開日2005年3月2日 申請日期2004年9月27日 優先權日2004年9月27日
發明者王琳琳, 陳小鵬, 童張法, 韋小傑, 祝遠姣 申請人:廣西大學