竹材制浆的工艺方法与流程

1.本公开涉及造纸技术领域，特别涉及一种竹材制浆的工艺方法。


背景技术：

2.在竹材制浆造纸行业中，一般采用搓丝机对竹片进行处理，但搓丝机的能耗大，在当前减排节能的呼声日益高涨的情况下，搓丝机的超高能耗已成为行业难点。并且由于搓丝机采用的是挤压分丝其并不能有效的脱离木质素。


技术实现要素：

3.为了解决相关技术中存在的搓丝机能耗大且不能有效脱离木质素的问题，本公开提供了一种能够减小能耗且能有效脱离木质素的竹材制浆的工艺方法。
4.本公开提供一种竹材制浆的工艺方法，包括：
5.竹材汽爆工艺，竹材被切成小片湿润后进入汽爆机进行汽爆，初步分离出木质素、半纤维素和纤维素；
6.锤丝工艺，汽爆后的物料进入锤丝机，由所述锤丝机的活动刀对物料进行锤打，使木质素形成木质素碎片或脱落形成粉末；
7.筛粉工艺，对锤丝后的物料进行筛粉，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末；以及
8.高浓磨工艺，对筛粉后的物料进行打浆，使物料纵裂和帚化，并软化形成粗桨。
9.可选的，在锤丝工艺之后，所述工艺方法还包括：送风除尘工艺，通过负压风机产生负压加速锤丝工艺后的物料的出料速度并通过风力吸除物料上的粉尘。
10.可选的，在筛粉工艺之前，所述工艺方法还包括干燥工艺，对筛粉工艺前的物料进行干燥。
11.可选的，所述筛粉工艺采用多级振动筛对锤丝形成的纤维丝及粉类混合物进行分离，分离出木质素碎片、粉末及细小纤维。
12.可选的，所述筛粉工艺采用水洗水淋或气吹的方式筛除木质素碎片、粉末及细小纤维。
13.可选的，在高浓磨工艺之后，所述方法还包括高浓筛工艺，将高浓磨工艺后的物料通过高浓磨筛分装置进行筛分，分离出大块物料和小物料，分离出的大块物料返回上一道工序进行二道高浓磨工艺。
14.可选的，在高浓筛工艺之后，所述方法还包括低浓磨工艺，经高浓筛工艺筛分出的小物料进入低浓磨设备进行低浓磨打桨，形成精细桨。
15.可选的，所述高浓筛工艺包括：
16.稀释过程，将高浓磨后的物料进行稀释，稀释的浓度小于等于15％；
17.筛分过程，将稀释后的物料通过高浓磨筛分装置，所述高浓磨筛分装置具有网板，小物料通过网板的网孔落入到桨池中，大块物料被拦截在网板上，所述网板由驱动装置驱
动转动，所述网板转动时，大块物料落到所述网板侧下方的接料盘中。
18.可选的，在所述低浓磨工艺之后，所述方法还包括压滤工艺，对低浓磨工艺后的物料进行脱水，形成二级纤维板。
19.可选的，在所述高浓磨工艺之后，所述方法还包括压滤工艺，对高浓磨工艺后的物料进行脱水，形成一级纤维板。
20.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
21.本公开提供一种竹材制浆的工艺方法，包括：竹材汽爆工艺，竹材被切成小片湿润后进入汽爆机进行汽爆，初步分离出木质素、半纤维素和纤维素；锤丝工艺，汽爆后的物料进入锤丝机，由所述锤丝机的活动刀对物料进行锤打，使木质素形成木质素碎片或脱落形成粉末；筛粉工艺，对锤丝后的物料进行筛粉，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末；以及高浓磨工艺，对筛粉后的物料进行打浆，使物料纵裂和帚化，并软化形成粗桨。本发明的竹材制浆的工艺方法采用锤丝机替代传统的搓丝机，不仅节约了能耗，还能够有效脱落木质素，并且在锤丝工艺后，增加筛粉工艺，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末，通过去除损坏纸张质量的不利物质，提高纸浆的质量，使得其制得的纸张在柔韧性、强度、色泽、耐破度等方面的性能更佳。
22.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
23.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
24.图1是根据一示例性实施例示出的一种竹材制浆的工艺方法。
25.图2是根据一示例性实施例示出的一种物料筛分系统的结构示意图。
具体实施方式
26.为了进一步说明本公开的原理和结构，现结合附图对本公开的优选实施例进行详细说明。
27.本发明提供一种竹材制浆的工艺方法，该工艺方法相对于传统采用搓丝机的方法而言，可以节省10％-15％的能耗，并且可较好的处理汽爆材料的木质素及细小纤维，降低纸浆的细小纤维率，提升纸浆质量。具体的，如图1所示，本发明的竹材制浆的工艺方法包括以下步骤：
28.s110：竹材汽爆工艺，竹材被切成小片湿润后进入汽爆机进行汽爆，初步分离出木质素、半纤维素和纤维素；
29.s120：锤丝工艺，汽爆后的物料进入锤丝机，由所述锤丝机的活动刀对物料进行锤打，使木质素形成木质素碎片或脱落形成粉末；
30.s130：筛粉工艺，对锤丝后的物料进行筛粉，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末；以及
31.s140：高浓磨工艺，对筛粉后的物料进行打浆，使物料纵裂和帚化，并软化形成粗桨。
32.在步骤s110之前，还包括对竹材进行除尘、切断、分选、浸泡等步骤。
33.浸润后的竹块进入步骤s110，即进入汽爆设备中进行汽爆，在汽爆设备内通入0.2～2.5mpa的饱和水蒸汽并保压1～20min后，瞬时泄压使竹块在汽爆机中在5～20ms内完成爆破，并瞬间将物料降温至40～80℃。
34.竹块送入密封的汽爆机后，控制通入汽爆机内的水蒸汽压力在0.2～2.5mpa的范围内，保压1～20min，使竹块处于高温高压高湿状态下，迅速泄压使竹块在汽爆机中在5～20ms内完成爆破。在汽爆过程中，蒸汽进入纤维原料中，并渗入至纤维间的孔隙和细胞壁，与纤维素中部分羟基产生氢键作用，在水蒸汽和热的联合作用下，纤维素开始软化降解，低分子物质开始溶出，纤维间的连接作用开始减弱，在泄压后，竹细胞内部压力远大于外部压力，当这个过程在短时间内时间突发时，细胞内部蒸汽来不及从孔隙释放出来，蒸汽的巨大压力就会使得细胞内部产生爆炸，纤维细胞在高温高压作用下，纤维素、半纤维素和木质素结构遭到破坏，纤维素之间的氢键被打断，降低纤维间的连接作用，使得纤维素、半纤维素和木质素分离。
35.该汽爆过程中可以不添加任何化学制剂，属于纯物理工艺处理过程。
36.上述汽爆方式仅是一种示例，在实际生产中，水蒸汽压力值、保压时间以及汽爆时间经根据最终产品或竹材的质量、生长时长等因素进行调整。
37.汽爆工艺完成后，得到初步分离的纤维素、半纤维素和木质素，此时，纤维的长度还比较长，比较粗，还需进行下一步骤，即步骤s120锤丝工艺，进一步分离纤维素、半纤维素和木质素。
38.在步骤s120中，汽爆后的物料进入锤丝机，该锤丝机内部具有一封闭室，多个活动刀位于该封闭室内，且该些活动刀安装于转轮上，转轮转动时，锤打封闭室中的物料，纤维素被进一步被分丝，同时木质素被锤细成木质素碎片或脱落形成粉末。
39.在该步骤s120中，由于采用锤丝机进行分丝，且由于锤丝机本身是通过击打竹片的方式来实现分丝，相对于依靠刀片之间相互挤压进行分丝的搓丝机而言，锤丝机工作所需的能耗明显小了。采用锤丝机替代搓丝，在满足相同质量的前提下，大大节约能耗，同等产能的能耗仅相当搓丝机的10％-15％。
40.此外，由于锤丝机通过击打的方式处理物料，如此能够使已初步分离的木质素被锤碎而脱落，形成粉末，使木质素能够从纤维素中分离出来。
41.在锤丝工艺之后，该工艺方法还包括：送风除尘工艺，通过负压风机产生负压加速锤丝工艺后的物料的出料速度并通过风力吸除物料上的粉尘。在锤丝机的出料口附近安装有负压风机设备，锤丝机中的物料通过传输带等传输机构传输至负压风机的下方，由于负压风机在锤丝机的出料口附近产生负压，使得锤丝机出料口的物料透过筛板孔被负压吸出，如此加快锤丝机的出料速度，提高产能。
42.在进入筛粉工艺之前，上述工艺方法还包括干燥工艺，对筛粉前的物料进行干燥。例如可以通过烘干或吹热气的方式干燥物料，如此，便于后续工艺筛除粉末。
43.在该步骤s130中，对干燥后的物料进行筛粉。该筛粉的方式可以采用水洗水淋或气吹的方式筛除木质素碎片、粉末及细小纤维等小料。该筛粉工艺也可以采用多级振动筛对锤丝形成的纤维丝及粉类混合物进行分离。具体的，干燥后的物料流入该多级振动筛中，多级振动筛具有多层筛网，物料流入到该筛网上时，电机驱动该些筛网振动，物料中的粉末
和细小的木质素碎片、细小纤维透过该些筛网落到筛网的下方，而其他物质则阻挡在该筛网上，如此，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末。
44.其中，木质素分子中含有酚羟基，具有微酸性，易受氧化而发黄，它的酸性也能使纸张发黄变脆，因而木质素对纸张有着较强的破坏作用，纸浆中残留此种物质越多,纸张的品质越差，因此，通过筛粉可以去除大部分木质素，减少对纸张质量的影响。另外，细小纤维对纸张的强度也有一定的影响。因此，通过筛粉工艺，可以去除大部分对纸张质量有影响的物质，如此，可以提高纸浆的质量，进而提高纸张质量。
45.在通过步骤s130的筛粉之后，去除木质素碎片、粉末及细小纤维的物料通过保温输送管输送至高浓磨设备中，对筛粉后的物料进行打浆，使物料纵裂、切断和压溃，并软化形成粗桨。
46.高浓磨设备依靠磨盘间高浓度浆料的相互磨擦、挤压、揉搓、扭曲等作用，使物料纵裂和帚化，使纤维受到打浆。同时产生大量的磨擦热，使纤维软化。
47.经高浓打浆后的纤维出现帚化和纵向分裂，纤维柔软而富有润胀性，纤维呈扭曲状，具有良好的收缩性能，能够提高纸张的强韧性和耐破度。
48.作为可选的，高浓磨之后的物料可根据对纸张质量的要求，可选择高浓筛工艺，该工艺用于将高浓磨后的大块物料和小物料进行分离，分离后的大块物料再进行二道高浓磨，小物料则无需进行二道高浓磨，避免二道高浓磨对已磨好纤维的损伤，以及避免细小纤维的增加。
49.具体的，如图2所示，该高浓筛工艺对应设置有物料筛分系统，该物料筛分系统100包括桨池11、筛分装置12、浆槽13、驱动装置(未图示)和接料盘14。桨池11用于盛放稀释后的物料。筛分装置12位于桨池的下方，该筛分装置12具有网板121，网板121具有多个网孔。
50.可选的，该物料筛分系统100还设置有反冲装置15，利用流体反冲网板121，防止物料堵塞网孔。
51.桨池中的物料流向筛分装置12时，物料中的部分物料通过网孔，另一部分物料(即大块物料)被拦截在网板121上。通过网孔的部分物料流入浆槽13，浆槽13将部分物料引流至低浓磨工序。网板121在驱动装置的带动下发生转动，即按照图2中箭头所指方向移动，网板121转动时带动另一部分物料移动，并移动至边缘时，另一部分物料在重力的作用下落入至筛分装置的侧下方的接料盘14中。如此，将大块物料和小块物料进行分离，不仅可以避免二道高浓磨对已磨好纤维的损伤，同时大大减少进行两次高浓磨所需的电耗，减少后续工艺设备的压力。
52.具体的，该高浓筛工艺包括：
53.稀释过程，在桨池中将高浓磨后的物料进行稀释，稀释的浓度小于等于15％；
54.筛分过程，将稀释后的物料通过高浓磨筛分装置，小物料通过网板的网孔落入到桨池中，大块物料被拦截在网板上，网板由驱动装置驱动转动，网板转动时，大块物料落到网板侧下方的接料盘中。
55.作为可选工艺的，大块物料在进行二道高浓筛工艺之后，可再次进行稀释过程和筛分过程，透过网板的小物料进入浆槽中并引入至低浓磨工序中。被再次分离出来的大物料根据实际需求，确定是否再进行三道高浓磨工序。一般地，大部分物料进行二道高浓磨工序后，多数物料将透过筛分装置的网板进入到桨槽中。
56.经高浓筛工艺筛分出的小物料进行低浓磨打桨，形成精细桨。
57.低浓打浆的刀片的间隙较小，甚至达到单根纤维的厚度，使纤维受到打浆的作用，进而形成精细桨。
58.在低浓磨工艺之后，进行压滤工艺，即对低浓磨工艺后的物料进行脱水，形成二级纤维板。
59.作为可选工艺的，在高浓磨工艺之后，根据对纸张质量的要求，也可以不进行高浓筛工艺和低浓磨工艺，而直接进行压滤工艺，去除物料中的水分，并形成一级纤维板。
60.因此，综上所述，本发明的竹材制浆的工艺方法采用锤丝机替代传统的搓丝机，不仅节约了能耗，还能够有效脱落木质素，并且在锤丝工艺后，增加筛粉工艺，筛除细小的木质素碎片、细小纤维和木质素粉末，通过去除损坏纸张质量的不利物质，提高纸浆的质量，使得其制得的纸张在柔韧性、强度、色泽、耐破度等方面的性能更佳。
61.以上仅为本公开的较佳可行实施例，并非限制本公开的保护范围，凡运用本公开说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本公开的保护范围内。