專利名稱：一種造紙制漿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙制漿方法，尤其是涉及一種利用冬季、寒冷氣候條件的造紙制漿方法。背景技術(shù)：
背景技術(shù)：
中，目前造紙制漿缺少一種廉價、少污染、溫和條件下適合大規(guī)模操作的方法。原因在于沒有找到一種廉價的破壞木質(zhì)素、纖維素和半纖維素共結(jié)晶的方法。酸堿處理后剩余酸堿難回收、研磨法成本高。木質(zhì)素自身在離開高溫高壓條件后有再次凝固現(xiàn)象，木質(zhì)素容易和纖維素二次結(jié)合。生物法至今尚不成熟。凍融技術(shù)廣泛應(yīng)用于細(xì)胞破壁，不需要高溫和有機(jī)溶劑，避免了木質(zhì)素二次和纖維素的再結(jié)合和自身重新凝聚，對預(yù)處理設(shè)備的耐酸耐堿要求低。但實(shí)現(xiàn)冰凍所需的人工制冷的能量消耗又增加了成本，限制了這一技術(shù)的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。我國東北、內(nèi)蒙等地的冬季低溫期長，對自然冰凍的工業(yè)利用一直不足。這些地區(qū)每年產(chǎn)生大量的造紙資源。在冬季，林木和秸稈類的常規(guī)堆放期間，由于生物質(zhì)表面的蠟層阻止雨水浸入，冰凍僅僅出現(xiàn)在木屑和秸稈的破損表面，深層處甚至還會釋放微生物發(fā)酵帶來的余熱。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種用凍融制漿的方法，其能減少成本和環(huán)境污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為 一種造紙制漿的方法，其特征在于包括以下步驟
(1)將生物質(zhì)清除異物，洗凈，切割成為l-2cm狀；
(2)加入清水，自然冰凍、碾壓或攪拌；
(3)解凍
(4)再攪拌、研磨。步驟(2)中，自然冰凍為氣溫條件，例如能夠降到-20°C以下的地區(qū)的冬季氣候條件。步驟(3)中，解凍為自然解凍或者人工解凍。制漿原料包括秸稈、木材或雜草。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下 1、本發(fā)明不需要高壓、高溫和人工制冷。2、本發(fā)明不產(chǎn)生造紙黑液。3、本發(fā)明可獲得原木質(zhì)素。4、本發(fā)明適合大規(guī)模生產(chǎn)。5、本發(fā)明成本低，使用簡單方便。具體實(shí)施例方式
本發(fā)明為一種生物質(zhì)預(yù)處理的方法，具體工藝是在冬季，在氣溫能夠降到-20°C以下的地區(qū)，利用自然冰凍對秸稈等生物質(zhì)進(jìn)行大規(guī)模冰凍。在氣溫回升、自然解凍和人工解凍之后，開始進(jìn)行后續(xù)的制漿過程。以小麥秸稈為例除去塵土、金屬、塑料等異物后，切割秸稈成為碎片促進(jìn)生物質(zhì)吸水。放入耐低溫的容器內(nèi)，少量、多次加入清水并不斷攪拌，直至秸稈不再吸水。在自然冰凍期間的初期，要繼續(xù)進(jìn)行適度攪拌。在春季到來后，冰凍的秸稈開始解凍，或者人工進(jìn)行融解。解凍后的秸稈進(jìn)入隨后制漿階段。本發(fā)明一種造紙制漿的方法的具體技術(shù)方案
(1)將秸稈、木材或者雜草等造紙?jiān)锨宄愇?，洗凈，切碎成為l-2cm大??；
(2)在0°C以上條件下加入清水緩慢吸漲、碾壓、自然冰凍；自然冰凍為氣溫條件，例如能夠降到-20°C以下的地區(qū)的冬季氣候條件。(3) 一邊解凍一邊攪拌和研磨，解凍為自然解凍或者人工解凍。凍融處理后溶出物可用于纖維素、半纖維素乙醇發(fā)酵生產(chǎn)。本發(fā)明的原理是等體積的水結(jié)冰后體積會增大，冰凍消融后體積回縮。因此可用來破壞細(xì)胞壁。吸水后的植物秸稈、莖葉細(xì)胞在吸水之后會因內(nèi)含物吸水出現(xiàn)吸脹，結(jié)冰之后因細(xì)胞內(nèi)和周邊的水結(jié)冰而體積的增大，冰凍融化后的體積會再次縮小，從而導(dǎo)致細(xì)胞壁和周邊結(jié)構(gòu)撕裂，木質(zhì)素、纖維素和半纖維素形成的有機(jī)質(zhì)的結(jié)晶結(jié)構(gòu)受到破壞。冷凍條件下的木質(zhì)素、纖維素和半纖維素脆性增加。在所有的晶體結(jié)構(gòu)中，水分子是公認(rèn)可以容易重新進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，但水分子進(jìn)入晶體不能很快破壞疏水有機(jī)物晶體結(jié)構(gòu)。只有在凍融狀態(tài)下施加外力方可破壞疏水有機(jī)物晶體結(jié)構(gòu)。干燥的造紙?jiān)系淖匀晃苈?，但在自然低溫下的這一過程不需要耗費(fèi)成本。適當(dāng)?shù)那懈罘鬯橐泊龠M(jìn)了吸水。對比之下，酸堿、研磨等制漿方法，為了達(dá)到快速吸水、節(jié)省時間的目的，采用了加溫加壓、反復(fù)進(jìn)行的方法。凍干技術(shù)則是利用了長期、反復(fù)的凍融排除含水量較大游離水。 干燥的秸稈等造紙?jiān)暇徛淖匀晃浅Ｒ姮F(xiàn)象。目前尚無充分證據(jù)證明木質(zhì)素、纖維素和半纖維素形成的共結(jié)晶有共價鍵存在， 公認(rèn)它們之間是以氫鍵相互作用的。實(shí)施例1
將小麥秸稈切割成為l_2cm大小，在水泥地面一邊加入清水一邊攪拌，直到秸稈不再吸水為止，覆蓋后在-20°C以下低溫保持12-100小時，然后在室溫下自然融化，同時用強(qiáng)力攪拌或研磨。之后進(jìn)入制漿后續(xù)過程。實(shí)施例2
將小麥木屑切割成為l-2cm狀，放入到水池中吸水12-100小時，排除多余的水后撈出攤平在水泥地面，在-20°C以下低溫保持12-100小時，期間用滾石或壓路機(jī)碾壓。待自然融化后進(jìn)行攪拌或研磨成漿，再進(jìn)入其后的制漿工序。
權(quán)利要求
1.一種造紙制漿的方法，其特征在于包括以下步驟(1)將生物質(zhì)清除異物，洗凈，切割成為l-2cm狀；(2)加入清水，自然冰凍、碾壓或攪拌；(3)解凍(4)再攪拌、研磨。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種造紙制漿的方法，其特征在于步驟(2)中，自然冰凍為能夠降到_20°C以下的地區(qū)的冬季氣候條件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種造紙制漿的方法，其特征在于步驟(3)中，解凍為自然解凍或者人工解凍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種造紙制漿的方法，其特征在于制漿原料包括秸稈、木材或雜草。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種造紙制漿的方法，其克服了目前造紙制漿缺少一種廉價、少污染、溫和條件下適合大規(guī)模操作的方法的不足，能減少成本和環(huán)境污染。本發(fā)明包括以下步驟(1)將秸稈、木材或者雜草等造紙?jiān)锨宄愇?，洗凈，切碎成?-2cm大??；(2)在0℃以上條件下加入清水緩慢吸漲、碾壓、自然冰凍；自然冰凍為氣溫條件，例如能夠降到-20℃以下的地區(qū)的冬季氣候條件。(3)一邊解凍一邊攪拌和研磨，解凍為自然解凍或者人工解凍。
文檔編號D21C3/22GK102493245SQ201110363019
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者王聯(lián)結(jié) 申請人:陜西科技大學(xué)