油棕榈纤维生物质颗粒制浆性能研究

2015-11-22万周原野马乐凡罗云鹰

湖南造纸 2015年1期

万周原野马乐凡罗云鹰

1长沙理工大学化学与生物工程学院湖南长沙（410004）2国家生活用纸产品质量监督检验中心湖南常德（415000）

油棕榈原产地为非洲的西部及中部，是重要的经济作物，现在的最大产地为马来西亚、印尼和泰国。上世纪初，我国海南、广东、广西和云南等地大量种植，现在长江流域以南各地普遍栽培。油棕榈纤维主要包括复叶、空果壳和树干，据估算，每公顷年产油棕榈干纤维2000kg以上，目前主要用于生产生物质颗粒燃料。近年来，国内外对油棕榈的复叶、空果壳和树干纤维的化学组成、纤维形态和制浆造纸性能分别进行了较多的研究[1-4]。

本文通过与芦苇原料对比，研究了油棕榈纤维生物质颗粒的蒸煮工艺、可漂性能、打浆性能及纸浆物理性能，以探索其用作造纸原料的可行性。

1 实验

1.1 原料

油棕榈纤维原料来自马来西亚，已加工成直径6-8mm、长约10cm的风干生物质燃料，原料中含有较多的细末，测定其水分为9.2%，贮存于密封的塑料袋中备用。芦苇取自岳阳林纸公司干法备料后的皮带上，在实验室风干后，测定其水分为11.8%，贮存于密封的塑料袋中备用。

1.2 实验方法

1.2.1 蒸煮

油棕榈纤维生物质颗粒采用烧碱-AQ和KP法蒸煮，芦苇采用KP法蒸煮，蒸煮工艺条件见表1。蒸煮结束后，提取黑液，洗浆，筛浆，测定黑液残碱、粗浆得率、筛渣率、细浆得率和纸浆kappa值。

1.2.2 漂白

分别取2#、4#、5#浆样，采用CEpH漂白，漂白工艺条件见表2。

表1油棕榈纤维生物质颗粒和芦苇的蒸煮方法和工艺条件

表2油棕榈纤维生物质颗粒化学浆和苇浆漂白条件

1.2.3打浆、抄片和物理性能检测

取上述2#、4#、5#本色浆及其漂白浆样（分别对应编号6#、7#、8#），用PFI磨打浆，测定未叩及叩后浆料的叩解度、湿重。分别取上述浆样抄60g/m2手抄片，测定纸浆抗张指数、裂断长、耐破度指数和耐折度。

1.3 分析检测

实验研究中的原料分析、黑液分析和纸浆分析检测均按国家标准进行。

2 结果与讨论

2.1 油棕榈纤维生物质颗粒的蒸煮

油棕榈纤维生物质颗粒蒸煮结果见表3。

从表3可见，油棕榈纤维生物质颗粒采用烧碱-AQ法和KP法蒸煮，用碱量为15%时得到的1#和3#纸浆筛渣率高、硬度高，没有达到纤维分离点。油棕榈纤维生物质颗粒采用烧碱-AQ法和KP法蒸煮，用碱量为21%时，2#和4#纸浆硬度和苇浆比较接近，筛渣率比较合适，KP法蒸煮的残碱略微偏低。油棕榈纤维生物质颗粒蒸煮的用碱量、最高温度和保温时间均要求高于芦苇。油棕榈纤维生物质颗粒采用烧碱-AQ法或者KP法蒸煮的纸浆得率比较接近，比芦苇KP浆的得率约低11%-13%。和国内外油棕榈纤维蒸煮研究结果比较，该油棕榈纤维生物质颗粒蒸煮碱耗高、得率低的主要原因是生物质颗粒原料中的细末多，细末的碳水化合物在蒸煮过程中容易降解，且无效消耗碱。