草类原料机械法清洁制浆新工艺

詹永田

(黑龙江省萝北县机械浆研究协会，萝北县，154200)

草类纤维原料是宝贵的造纸原料。我国草类非木材纤维制浆有着悠久的历史，并且有丰富的造纸经验。草类纤维原料产量最高时曾占原生纸浆产量的84%，在总用浆量中占57%以上（1990年）。随着国家对环境保护的要求越来越严，草类原料制浆，特别是一些小草浆厂给环境造成的污染问题，一直没有有效措施来根本解决，国家只能采取将这些污染严重的草浆厂关停，因此，到2010年非木浆在总用浆量中已下降为5%。

能不能用好草类非木纤维原料？ 关键是要解决好草类非木纤维制浆给环境造成的污染问题。这不是草类原料本身的问题，而是我们在利用草类原料制浆的技术问题、管理问题。国家明确指出：要优化纤维原料结构，根据我国特点，要积极采取措施，科学合理地充分利用非木纤维各种原料资源，以缓解国内造纸工业原料资源短缺的矛盾，特别是要注重研究非木纤维清洁制浆的技术问题。国家在2011年本《产业结构调整指导目录》 中涉及造纸部分的“以非木纤维为原料，采用清洁生产”，建设纸浆项目列入在“鼓励类”中，已于2011年6月起正式执行。

2011年11月29日国家发改委、农业部、财政部联合发出《关于印发“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案》的通知，是为加快推进和更具体指导我国“十二五”实施利用农村秸秆综合利用的一份重要文件。是为加快农村经济和社会发展、改善农民生活条件、增加农民收入、保护农村生态环境和新农村建设的重要指示精神。文件中明确指出：“十二五”期间要不断提高农村秸秆的工业化利用水平，科学地利用秸秆进行制浆造纸……积极试点建设秸秆工程。因此，这将是我国造纸行业一项责任和任务。有待我们努力去实现。

我们从事造纸工业草浆生产已二十多年，积累了不少草类制浆的生产实际经验，也经受了不少的痛苦和教训。结合多年来我们的生产实践，一直不断地在探索和研究，现将我们解决草类原料机械法清洁制浆的一项新工艺介绍如下，供大家在今后的实际工作中参考。

核心技术之一：制浆工艺仍是使用以往的蒸球（25 立方米，采取轻度防腐措施），不加任何化学药剂。只加水通蒸汽加热至高温（140～160℃），保温90分钟，液比2.5，温度、时间、液比三个条件中液比是不变的，温度和时间成反比关系，根据草类原料情况的不同，可人为进行选择。据我们多年反复试验认为温度在155℃左右、时间为90 分钟最佳。秸秆装料3 吨（绝干量），蒸后纸浆得率80%。

核心技术之二：磨浆工序采用专用磨浆设备。磨浆是整个新技术的关键工序。我们自行设计和制造了新型磨浆机（2005年11月9日获国家发明专利。专利号：ZL03 1 59.1003，证书号第234839 号）。我们改进了磨片的齿型和进浆方式，不再发生气阻，进浆浓度可高达43%，直径800mm 磨浆机，配电机75 千瓦，运行电流90～107A，日产量50 吨纸浆。吨浆电耗30 度左右。只需一次磨浆，磨浆后得率75%左右。纸浆经黑龙江造纸研究所检测抄纸片（高强瓦楞纸）为A 级，裂断长4900 米，环压指数11.5N·m／g，漂白浆裂断长高达6500 米。2012年12月11日经国家轻工业纸张质量监督检测天津站检测结果，玉米秸浆在未经筛选、除渣，一次磨浆抄造瓦楞原纸检测结果，裂断长3170 米，环压指数11.7N·m／g。

整个制浆和磨浆工序的流程基本上和一般草浆厂是一样的——切草→蒸球蒸煮→球下浆池→泵送→磨浆机→浆池→筛浆机→洗浆机→成浆池→高强瓦楞纸机。

核心技术之三：废水处理工序是确保解决生产过程中污水排放的重要措施。纸浆经洗浆机洗涤后，其污水用斜板沉清设备将洗浆清水和造纸机白水回用于制浆过程，浊水残渣通过气浮后供养殖场制成饲料。经黑龙江省畜牧研究所检测，该饲料含蛋白在5%以上。喂养试验证明，残渣经发酵后偏酸性，是很好的绿色饲料。整个生产过程没有废气、废水和废渣排放，完全合乎国家对生态环境保护的要求。

这项新技术的制造工艺于1994年12月由原国家环保总局颁发给黑龙江省萝北造纸实验厂詹永田《环境保护科技成果完成者证书》（证书编号03428）。其核心设备磨浆机，经过多年的研究和不断改进，于2005年11月又获得国家知识产权局颁发的发明专利证书（发明证书号第234839 号）。2003年4月18日黑龙江省造纸产品质量监督检测站对该项《新型造纸方法》进行了调查。在调查报告中指出：“采用该项工艺制得麦草高得率浆抄造瓦楞原纸可达国家A 级标准（见黑龙江造纸产品质量监督检测站2002年12月31日质量检测报告）。尤其环压指数数据明显高于OCC 等废纸原料制造的瓦楞原纸”；“该项方法与常规造纸方法相比，实现了高得率、高强度、低污染负荷，并可综合利用。为以禾草类为原料的中小造纸企业实现清洁生产乃至生存，提供了有效途径”。

我们认为，植物纤维水解现象是一种化学变化。因此，在制浆过程我们不加任何化学药剂，只加水，是将植物纤维进行水解来达到制浆目的的。实践证明，植物纤维水解后变软，经磨浆、筛选、洗浆后，即能生产出得率高、质量好的本色浆。新技术生产出来的纸浆得率高、强度大，制造的瓦楞原纸质量好，不需再掺用废纸即可生产出品质高，并达到高标准的高强瓦楞原纸。工艺流程简单，工艺控制过程不复杂，对操作人员技术水平的要求不需太高，且设备投资省，各项消耗低，特别是能耗低、成本低，同时这种新工艺技术适用于各种禾草类纤维原料，如稻草、麦草、玉米秸等。纸厂的规模可因地制宜，既可大，也可小，工厂产品既能生产社会需求量较大的高品质瓦楞原纸，又能提供给农村养殖场做绿色饲料，是一项很好的“农、浆、纸、饲料”的农业资源产业化生产链。

我们认为，这项新技术很适用于原有小草浆厂的技术改造和我国新农村建设事业。这项新技术成果的推广应用，对推动我国农村的社会经济发展，将会做出很好的贡献。