本發(fā)明設(shè)計一種化學(xué)法去陳年構(gòu)樹黑皮的方法。
背景技術(shù)：
構(gòu)樹（學(xué)名Broussonetia papyrifera）是?？茦?gòu)樹屬落葉喬木（植物）：又名谷槳樹，古名楮。構(gòu)樹具有速生、適應(yīng)性強(qiáng)、分布廣、易繁殖、熱量高、輪伐期短、抗污染性強(qiáng)等特點(diǎn)，其根莖葉都有很高的利用價值。近年來，國內(nèi)外眾多科研學(xué)者對構(gòu)樹資源的開發(fā)利用進(jìn)行了相關(guān)研究，且取得了一定的成果， 但大多數(shù)學(xué)者都只是對構(gòu)樹脫膠和制漿漂白等領(lǐng)域進(jìn)行了研究，并沒有從根本上解決其影響因素，本發(fā)明就是從構(gòu)樹纖維原料入手，用化學(xué)方法去除構(gòu)樹原料韌皮纖維外表的黑皮。
構(gòu)樹原料利用率非常高，特別是構(gòu)樹皮中含有大量的優(yōu)質(zhì)長纖維，可以單獨(dú)分離出來用于抄造高級特種紙及其它特殊用途。然而在剝?nèi)?gòu)樹皮后進(jìn)行制漿工藝時，其構(gòu)樹皮表面的一層很薄的黑皮會對后續(xù)的制漿產(chǎn)生一定程度的影響，包括消耗藥劑、影響反應(yīng)、產(chǎn)生黑液等，所以本文就是對構(gòu)樹皮制漿前期進(jìn)行預(yù)處理研究，用化學(xué)法除去表面的黑皮以利于后續(xù)的工藝。
構(gòu)樹皮由韌性極強(qiáng)的長纖維組成，是優(yōu)質(zhì)的造紙纖維材料，常用于制造茶葉袋紙、書畫紙、鈔票紙等長纖維高級紙張。構(gòu)樹生長過程中，其樹皮表層會形成一層黑皮殼，在構(gòu)樹皮制漿利用的生產(chǎn)中，這層黑皮的去除是構(gòu)皮制漿和利用的難點(diǎn)和重點(diǎn)。因?yàn)闃?gòu)皮外部表層的黑皮是角質(zhì)層，纖維素含量很少，而含有大量木素、灰份和苯醇抽出物，其中的木素主要存在于木栓層細(xì)胞中，該部分木素的結(jié)構(gòu)比一般木素的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，蒸煮時難以脫除；黑皮中的灰份和苯醇抽提物在制漿時也很難除去，而這些物質(zhì)一旦混入構(gòu)皮漿料中，將會直接引起漿料質(zhì)量的下降，甚至引起后期漿料的漂白障礙問題。
傳統(tǒng)的構(gòu)樹皮制漿技術(shù)（例如中國發(fā)明專利“構(gòu)樹莖皮汽爆脫膠制備宣紙等紙漿的方法”專利號200910078225.8），為了確保黑皮殼的去除，蒸煮時采用高堿、高溫、高壓、長時間保溫的強(qiáng)煮工藝路線，依靠化學(xué)藥品的強(qiáng)作用溶解脫除黑皮，往往導(dǎo)致所得漿料得率較低，約為20％。后來出現(xiàn)的新技術(shù)采用了亞硫酸鈉- 助劑法和堿性過氧化氫草酸鹽(NPO)法，雖然提高了構(gòu)樹皮纖維得率，但還是需要對構(gòu)皮外部黑皮進(jìn)行人工去皮，或者直接采用從日本引進(jìn)的白構(gòu)樹皮原料。也就是說，目前構(gòu)樹皮加工廠所用的去皮方法主要是人工用刀去皮。這種方法有以下明顯 缺點(diǎn)：(1) 需要用大量的人工，勞動生產(chǎn)率低，需雇用大量削皮工作人員；(2) 原料損耗大，大量纖維與黑皮一起被剝?nèi)ァ?/p>
目前存在的這個構(gòu)樹皮外部黑皮去皮難的問題，極大地限制了構(gòu)樹皮的連續(xù)機(jī)械化生產(chǎn)的發(fā)展。目前多采用高溫的方法，一般在90℃以上處理樹皮，還要輔助機(jī)械法的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種更為環(huán)保、成本更低、工藝最簡單的化學(xué)法去陳年構(gòu)樹黑皮的方法。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下：
一種化學(xué)法去陳年構(gòu)樹黑皮的方法，其特征在于： 整個構(gòu)樹皮浸泡在一個脫皮池內(nèi)；池內(nèi)的碳酸鈉（Na2CO3）濃度為3%～18%，可以根據(jù)時間和溫度來調(diào)整；將池內(nèi)溫度控制在50℃～65℃，脫皮時間在2～8小時；在脫皮池內(nèi)浸泡一定時間過后，構(gòu)樹皮表皮的黑皮一部分會溶解到溶液中，另一部分會與構(gòu)樹皮纖維部分分離，用清水沖洗即可去掉。
如上所述的構(gòu)樹皮外部黑皮的去除方法，其特征在于：碳酸鈉濃度為5%，溫度65℃，將池水循環(huán)使用，補(bǔ)充碳酸鈉達(dá)到合適的處理濃度，循環(huán)水時，加篩或者加用錐形除砂器，將脫下的皮洗出。
本發(fā)明的化學(xué)法去構(gòu)樹黑皮的工藝,包括如下步驟:
（1）將整個構(gòu)樹皮浸泡在一個專用的脫皮池內(nèi)；
（2）池內(nèi)的碳酸鈉濃度在3%～18%，可以根據(jù)時間和溫度來調(diào)整；
（3）將池內(nèi)溫度控制在50℃～65℃，脫皮時間在2～8小時不等。低于50℃，需要更長的時間，如果時間允許可以采用更低的溫度。
（4）在脫皮池內(nèi)浸泡一定時間過后，構(gòu)樹皮表皮的黑皮一部分會溶解到溶液中，另一部分會與構(gòu)樹皮纖維部分分離，用清水沖洗去掉。
（5）可以將池水循環(huán)使用，補(bǔ)充碳酸鈉達(dá)到合適的處理濃度。
（6）循環(huán)水時，加篩或者加用錐形除砂器，將脫下的皮洗出。
（7）碳酸鈉用量5%，溫度65℃左右，較為理想。
本發(fā)明的工藝方法不用高溫、高壓，工作溫度僅為50℃～65℃，消耗能量少，同時也節(jié)省設(shè)備造價，而去除黑皮效果可以達(dá)到90%以上。便于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。
具體實(shí)施方式：
取一定量的整個構(gòu)樹皮浸泡在一個專用的脫皮池內(nèi)，池內(nèi)裝有適量碳酸鈉溶液，碳酸鈉濃度可以根據(jù)時間和溫度來調(diào)整；將池內(nèi)溫度調(diào)整控制在50℃～65℃保溫一定的時間，脫皮時間根據(jù)去黑皮的時間和碳酸鈉的濃度確定，一般在2～8小時不等，低于50℃，需要更長的時間，如果時間允許可以采用更低的溫度。碳酸鈉濃度在3%～18%，根據(jù)時間需要選擇。在脫皮池內(nèi)浸泡一定時間過后，構(gòu)樹皮表皮的黑皮一部分會溶解到溶液中，另一部分會與構(gòu)樹皮纖維部分分離，所以可以用清水沖洗即可去掉。從成本和環(huán)保角度考慮，通過測定脫皮后浸泡液中碳酸鈉的濃度等，可以將池水循環(huán)使用，也可補(bǔ)充碳酸鈉達(dá)到合適的所需處理濃度。在循環(huán)水利用的時候，應(yīng)加篩或者加用錐形除砂器，將脫下的皮洗出。碳酸鈉用量5%，溫度65℃左右，較為理想。
實(shí)施例1
用3%的碳酸鈉，60℃時，浸泡6.6小時，去除率可以達(dá)到94%。
實(shí)施例2
用18%的碳酸鈉，60℃時，浸泡3.5小時，去除率也可以達(dá)到94%。
實(shí)施例3
綜合工藝條件，我們選用5%的碳酸鈉用量，50℃時，浸泡8小時，也可以達(dá)到相同的處理效果。
因?yàn)闇囟仁呛荜P(guān)鍵的參數(shù)，大多技術(shù)均選擇了九十度以上的溫度，這在技術(shù)實(shí)施上，會增加設(shè)備和操作環(huán)境上的難度，經(jīng)濟(jì)上也不合理。因此，采用較合理的溫度，才是大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)可操作性的關(guān)鍵。