云香竹、刺竹與雜竹硫酸鹽法混煮制漿生產(chǎn)實踐

蒙衍強，謝鴻武

（1.柳州師范高等?？茖W校，廣西柳州，545004；2.柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州，545011）

云香竹、刺竹與雜竹硫酸鹽法混煮制漿生產(chǎn)實踐

蒙衍強1，謝鴻武2

（1.柳州師范高等專科學校，廣西柳州，545004；2.柳州兩面針紙業(yè)有限公司，廣西柳州，545011）

對雜竹、云香竹與刺竹的化學成分、纖維形態(tài)、蒸煮實驗和成漿物理性能評價的研究表明，雜竹、云香竹與刺竹無論是理論上還是實際生產(chǎn)，按照1:1:1的混合比例，可生產(chǎn)出滿足新聞紙等文化用紙抄造工藝要求的化學漿。

竹子 混合蒸煮 硫酸鹽法制漿 生產(chǎn)實踐

竹子生長于我國熱帶、亞熱帶、溫帶的大部分地區(qū)，而我國是世界上最大的產(chǎn)竹國。其優(yōu)點是繁殖快。竹材纖維長度一般為1.15～2.10mm,最長達5.10mm,介于針葉材和草類之間,比闊葉材長。寬度一般為 15～18μm,長寬比 110～200,基本屬于長纖維范疇,是優(yōu)良的造紙原料[1-2]。竹漿為中長纖維漿，撕裂強度、均勻性好，優(yōu)于大多數(shù)闊葉木漿，與針葉木漿較低撕裂強度相似。

用于制漿造紙的竹林是二年生或三年生的原竹，品種多為黃竹、丹竹、苦竹、篙竹、金竹、吊絲竹、箭竹、毛竹尾、云香竹、刺竹等。由于資源的限制，加上以小雜竹為原料的制漿廠家日益增多，近年來,小雜竹（一般概指苦竹、篙竹、吊絲竹、箭竹、黃竹等總稱，下同）原料收購出現(xiàn)一定困難,制漿廠家已不可能使用單一的竹種作為制漿原料，本文主要對云香竹、刺竹與雜竹按比例為1:1:1進行硫酸鹽法混煮試生產(chǎn)進行了研究，并對其制漿及漂白漿的物理性能進行了考證。

1 實驗

1.1 原料

（1）竹材：為廣西某大型制漿生產(chǎn)企業(yè)提供，由鼓式削片機分別切成20～30mm長度的片狀物。

（2）AQ蒸煮助劑：外觀灰白色粉沫狀固體。

1.2 儀器

（1）蒸煮設備：15L電熱回轉蒸煮鍋。（2）篩漿設備：0.5mm篩縫篩漿機。

1.3 檢測指標

檢測指標有細漿得率、粗渣率、K值、黏度和蒸煮黑液殘堿，檢測方法均參照國家標準進行[3-4]。

1.4 化學分析

將待測料用水冷式大型Wiley磨將其磨碎后用電動篩進行分級,得到粒度50～83目的竹、木粉,用四分法取出200 g用于化學分析[5]。苯-醇混合液(1/2,v/v)抽提和1%NaOH抽提以及Klason木質(zhì)素含量的測定均參照Tappi標準,綜纖維素含量的測定采用亞氯酸鈉法(即Wise法)。

2 結果與討論

2.1 原料的化學組成分析

表1 雜竹、刺竹與云香竹的化學組成比較

一般認為[6]，在硫酸鹽法蒸煮中造成用堿量和得率方面差別的原因,可能有以下幾方面:

（1）木素含量及化學構造方面的差別。

（2）多酚類物質(zhì)含量方面的差別。

（3）蒸煮藥液在木片中的滲透性方面的差別。

（4）碳水化合物的含量方面的差別。

從表1可見，各竹原料中1%NaOH抽提物都在20%以上，表明可溶成分較多，它含有大量鞣花酸之類的多酚類物質(zhì),這些多酚類物質(zhì)在硫酸鹽法蒸煮時要消耗大量的堿，但除云香竹較低外，其余都差別不大。張達俊在對廣西竹材進行硫酸鹽法蒸煮小試時發(fā)現(xiàn)[7]，在相同的硬度（K值等于15）下，對這幾種竹子進行比較，發(fā)現(xiàn)黃竹、金竹、丹竹、云香竹用堿量最低，苦竹、吊絲竹用堿量較高。這為混合蒸煮工藝條件的選擇提供了依據(jù)。

表2 竹材原料纖維形態(tài)比較

2.2 原料纖維形態(tài)

從表2可見，雜竹與刺竹都具有良好的纖維形態(tài)，纖維長寬比在130以上，制漿纖維形態(tài)分級標準見表3，它們都屬于優(yōu)良級，具有優(yōu)質(zhì)造紙材料所要求的纖維形態(tài)，盡管云香竹稍低，但也接近良好級水平。

表3 制漿纖維形態(tài)分級

2.3 混合蒸煮制漿性能

蒸煮主要工藝技術參數(shù)為:用堿量(以Na2O計)14%～16%,硫化度14%～19%,AQ用量0.1%，液比1:3.5，蒸煮時間5.5小時,蒸煮最高溫度167～170℃,蒸煮最高壓力0.7MPa，采用立鍋間歇蒸煮，裝鍋量每鍋絕干量22.0～23.0噸，雜竹、刺竹和云香竹按比例為1:1:1進行混煮試生產(chǎn)。共進行了4鍋試驗，蒸煮結果見表4。

從表4可見，混合蒸煮效果比較理想，粗漿K值最高也只是16.8，與最低值15.2相比，沒有顯著差異，而且處于良好的狀態(tài)。張達俊[7]在對廣西竹材進行硫酸鹽法蒸煮小試驗時發(fā)現(xiàn)，在相同的用堿量（以15%NaOH計算）條件下，不同種類生產(chǎn)所得竹漿的K值差別較大，其中黃竹、丹竹硬度低，較易蒸煮，云香竹最低；蒿竹、吊絲竹、苦竹和毛竹較難蒸煮，尤其是篙竹、吊絲竹和毛竹的渣子率高達18～23%；金竹和箭竹居中。但在我們的混煮制漿所采用的工藝條件下，獲得了滿意的蒸煮效果。

表4 混合蒸煮制漿性能

2.4 漂白

采用CEHD順序四段漂白，漂白工藝條件如下。

C＋D 段：

氯氣用量2.6%(對漿液)，二氧化氯用量1.0%，漂漿濃度3%，漂白溫度為常溫，漂白時間50min。

E段：

用堿量2%（根據(jù)氯化后pH值控制），漂漿濃度10%，堿處理溫度50～70℃，堿處理時間120 min。

H段（次氯酸鈣）：

漂液用量1.0%，漂漿濃度10%±1%，漂白溫度35～37℃，漂白時間 180 min。

D段漂白：

二氧化氯用量 1.0%（對絕干漿）漂白漿濃10%，漂白溫度70℃，漂白時間210min，漂白漿pH值4.0。

漂白前后漿料質(zhì)量狀況對比表見表5。

從表5可見，漂后漿裂斷長偏低，這與雜竹在原料中所占比例比平時生產(chǎn)少了41.7%有關，但其他指標綜合來看，雜竹、云香竹與刺竹按1:1:1混煮漿的漂后漿綜合質(zhì)量還是比較理想的，完全能滿足新聞紙等文化用紙的抄造工藝要求。

表5 漂白前漿料的物理性能比較表

3 結語

3.1 對雜竹、云香竹與刺竹的化學成分、纖維形態(tài)、蒸煮實驗和成漿物理性能評價的研究表明，雜竹、云香竹與刺竹無論是理論上還是實際生產(chǎn)中，按照1:1:1的混合比例，可生產(chǎn)出滿足新聞紙等文化用紙的抄造工藝要求的化學漿。

3.2 蒸煮工藝條件：用堿量(以Na2O計)14%～16%,硫化度14%～19%,AQ用量0.1%，液比1:3.5，蒸煮時間5.5小時,蒸煮最高溫度167～170℃,蒸煮最高壓力0.7Mpa。

[1]楊仁黨,陳克復.竹子作為造紙原料的性能和潛力[J].林產(chǎn)工業(yè),2002,29(3):8-11

[2]閆冀豫.紙漿竹的豐產(chǎn)結構及主要竹種的造紙性能探討[J].竹類研究，1986,5(4):39

[3]石淑蘭,何福望.制漿造紙分析與檢測[M].北京:中國輕工業(yè)出版社,2006

[4]國家輕工業(yè)局質(zhì)量標準處編寫.中國輕工業(yè)標準匯編[M].北京:中國標準出版社,1999

[5]屈維鈞主編.制漿造紙實驗[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，1991

[6]謝益民，伍 紅等.桉木的化學組成及材性對KP制漿特性的影響[J].中華紙業(yè)，1998，（5）：7-11

[7]張達俊.廣西的竹子及制漿造紙 [J].西南造紙,2002，（4）：4-6,20

2011－10－18

蒙衍強（1969—），碩士，高級工程師，主要從事化工技術開發(fā)及造紙工藝研究。

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