云香竹、刺竹与杂竹硫酸盐法混煮制浆生产实践

2011-01-06蒙衍强谢鸿武

天津造纸 2011年4期

关键词：硫酸盐制浆柳州

蒙衍强，谢鸿武

（1.柳州师范高等专科学校，广西柳州，545004；2.柳州两面针纸业有限公司，广西柳州，545011）

云香竹、刺竹与杂竹硫酸盐法混煮制浆生产实践

蒙衍强1，谢鸿武2

（1.柳州师范高等专科学校，广西柳州，545004；2.柳州两面针纸业有限公司，广西柳州，545011）

对杂竹、云香竹与刺竹的化学成分、纤维形态、蒸煮实验和成浆物理性能评价的研究表明，杂竹、云香竹与刺竹无论是理论上还是实际生产，按照1:1:1的混合比例，可生产出满足新闻纸等文化用纸抄造工艺要求的化学浆。

竹子混合蒸煮硫酸盐法制浆生产实践

竹子生长于我国热带、亚热带、温带的大部分地区，而我国是世界上最大的产竹国。其优点是繁殖快。竹材纤维长度一般为1.15～2.10mm,最长达5.10mm,介于针叶材和草类之间,比阔叶材长。宽度一般为 15～18μm,长宽比 110～200,基本属于长纤维范畴,是优良的造纸原料[1-2]。竹浆为中长纤维浆，撕裂强度、均匀性好，优于大多数阔叶木浆，与针叶木浆较低撕裂强度相似。

用于制浆造纸的竹林是二年生或三年生的原竹，品种多为黄竹、丹竹、苦竹、篙竹、金竹、吊丝竹、箭竹、毛竹尾、云香竹、刺竹等。由于资源的限制，加上以小杂竹为原料的制浆厂家日益增多，近年来,小杂竹（一般概指苦竹、篙竹、吊丝竹、箭竹、黄竹等总称，下同）原料收购出现一定困难,制浆厂家已不可能使用单一的竹种作为制浆原料，本文主要对云香竹、刺竹与杂竹按比例为1:1:1进行硫酸盐法混煮试生产进行了研究，并对其制浆及漂白浆的物理性能进行了考证。

1 实验

1.1 原料

（1）竹材：为广西某大型制浆生产企业提供，由鼓式削片机分别切成20～30mm长度的片状物。

（2）AQ蒸煮助剂：外观灰白色粉沫状固体。

1.2 仪器

（1）蒸煮设备：15L电热回转蒸煮锅。（2）筛浆设备：0.5mm筛缝筛浆机。

1.3 检测指标

检测指标有细浆得率、粗渣率、K值、黏度和蒸煮黑液残碱，检测方法均参照国家标准进行[3-4]。

1.4 化学分析

将待测料用水冷式大型Wiley磨将其磨碎后用电动筛进行分级,得到粒度50～83目的竹、木粉,用四分法取出200 g用于化学分析[5]。苯-醇混合液(1/2,v/v)抽提和1%NaOH抽提以及Klason木质素含量的测定均参照Tappi标准,综纤维素含量的测定采用亚氯酸钠法(即Wise法)。

2 结果与讨论

2.1 原料的化学组成分析

表1 杂竹、刺竹与云香竹的化学组成比较

一般认为[6]，在硫酸盐法蒸煮中造成用碱量和得率方面差别的原因,可能有以下几方面:

（1）木素含量及化学构造方面的差别。

（2）多酚类物质含量方面的差别。

（3）蒸煮药液在木片中的渗透性方面的差别。

（4）碳水化合物的含量方面的差别。

从表1可见，各竹原料中1%NaOH抽提物都在20%以上，表明可溶成分较多，它含有大量鞣花酸之类的多酚类物质,这些多酚类物质在硫酸盐法蒸煮时要消耗大量的碱，但除云香竹较低外，其余都差别不大。张达俊在对广西竹材进行硫酸盐法蒸煮小试时发现[7]，在相同的硬度（K值等于15）下，对这几种竹子进行比较，发现黄竹、金竹、丹竹、云香竹用碱量最低，苦竹、吊丝竹用碱量较高。这为混合蒸煮工艺条件的选择提供了依据。

表2 竹材原料纤维形态比较

2.2 原料纤维形态

从表2可见，杂竹与刺竹都具有良好的纤维形态，纤维长宽比在130以上，制浆纤维形态分级标准见表3，它们都属于优良级，具有优质造纸材料所要求的纤维形态，尽管云香竹稍低，但也接近良好级水平。

表3 制浆纤维形态分级

2.3 混合蒸煮制浆性能

蒸煮主要工艺技术参数为:用碱量(以Na2O计)14%～16%,硫化度14%～19%,AQ用量0.1%，液比1:3.5，蒸煮时间5.5小时,蒸煮最高温度167～170℃,蒸煮最高压力0.7MPa，采用立锅间歇蒸煮，装锅量每锅绝干量22.0～23.0吨，杂竹、刺竹和云香竹按比例为1:1:1进行混煮试生产。共进行了4锅试验，蒸煮结果见表4。

从表4可见，混合蒸煮效果比较理想，粗浆K值最高也只是16.8，与最低值15.2相比，没有显著差异，而且处于良好的状态。张达俊[7]在对广西竹材进行硫酸盐法蒸煮小试验时发现，在相同的用碱量（以15%NaOH计算）条件下，不同种类生产所得竹浆的K值差别较大，其中黄竹、丹竹硬度低，较易蒸煮，云香竹最低；蒿竹、吊丝竹、苦竹和毛竹较难蒸煮，尤其是篙竹、吊丝竹和毛竹的渣子率高达18～23%；金竹和箭竹居中。但在我们的混煮制浆所采用的工艺条件下，获得了满意的蒸煮效果。