專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用秸稈制作環(huán)保紙膜的制漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及造紙工藝方法，特別是一種采用廢棄秸稈為原料制備面向生態(tài)農(nóng)業(yè)的環(huán)保紙膜的制漿工藝。
背景技術(shù)：
目前的造紙方法，以化學(xué)法為主，其過(guò)程是先將原料(草類(lèi)或木材)切成一定尺寸的小片(備料)，把原料蒸煮成紙漿。然后用大量的清水沖洗紙漿(洗滌)，通過(guò)篩選把漿中的粗片、“漿疙瘩”除去(篩選)。根據(jù)紙種的要求，用漂白劑把紙漿漂到一定白度(漂白)，接著利用打漿設(shè)備加以叩解(打漿)，最后送上造紙機(jī)經(jīng)過(guò)網(wǎng)部濾水、壓榨脫水、烘缸干燥、壓光、成卷。一般大、中、小型造紙廠，就其工藝流程來(lái)說(shuō)大體相同，即不外乎備料(切片)、蒸煮、洗滌、篩選、漂白、打漿、抄紙等步驟。但是，它們之間在生產(chǎn)方法、生態(tài)技術(shù)措施或者環(huán)保設(shè)備配置、操作技術(shù)和廢棄秸稈綜合利用方面卻存在明顯差別。
普通造紙廠主要包括制漿車(chē)間和抄紙車(chē)間兩大部分。我國(guó)的造紙?jiān)匣旧鲜遣捎媚静暮筒?秸稈)類(lèi)，也有利用商品紙漿、廢紙的。在制漿方法上，目前以化學(xué)法(堿法、酸法、中性鹽法)的應(yīng)用比例較多，因此，目前的大部分造紙廠均存在廢水污染環(huán)境的問(wèn)題，由于存在設(shè)備更新、環(huán)保投資等各個(gè)方面的問(wèn)題，許多造紙廠一直沒(méi)有從根本上得到解決。有的造紙廠在制漿工藝中采用機(jī)械法，有的造紙廠根本沒(méi)有制漿部分，而是直接用廢紙經(jīng)簡(jiǎn)單處理后即進(jìn)行抄紙工序；也有的造紙廠利用其它造紙廠已經(jīng)生產(chǎn)的原紙進(jìn)行二次加工(如銅版紙等)。因此，由各種類(lèi)型造紙廠以及制造造紙專(zhuān)用設(shè)備的工廠，組成了我國(guó)的造紙工業(yè)體系，為人們的生產(chǎn)、生活提供各種用途的紙張。但目前對(duì)面向生態(tài)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)、農(nóng)田抗旱、節(jié)水、保墑以及廢棄秸稈綜合利用的循環(huán)經(jīng)濟(jì)的造紙等方面幾乎為空缺。隨著我國(guó)改革開(kāi)放力度的加大和我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的不斷發(fā)展，各種紙張的需求量也隨之增加，毫無(wú)疑問(wèn)，各種新的造紙工藝將不斷涌現(xiàn)。
經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，每年大約產(chǎn)生6～7億噸作物秸稈和果樹(shù)廢枝，這些資源大部分被廢棄，其利用率不足30％，每年都可以看到大部分作物秸稈被拋棄或焚燒的場(chǎng)面。僅此一項(xiàng)每年就使得農(nóng)民和加工企業(yè)損失接近630億元人民幣(按最低標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算)。因此，充分利用秸稈、果樹(shù)廢枝，有利于遏制秸稈的焚燒現(xiàn)象和保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境。如果將秸稈、果樹(shù)廢枝應(yīng)用于制造抗旱節(jié)水紙膜，發(fā)揮抗旱節(jié)水紙膜的保墑增溫等功能，有益于秸稈還田，培肥地力，增加“三農(nóng)”收入，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，提高生態(tài)環(huán)保技術(shù)水平，已是科技工作者的當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種環(huán)?？购倒?jié)水紙膜的制漿工藝，采用該工藝的漿料能夠清潔生產(chǎn)出各種不同種類(lèi)的環(huán)保紙膜，而這些環(huán)保紙膜能夠廣泛應(yīng)用于生態(tài)農(nóng)業(yè)中。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案一種采用秸稈制作環(huán)保紙膜的制漿工藝，原料選用稻、麥、谷、玉米、高梁、棉花秸稈或其它農(nóng)業(yè)廢棄秸稈或果樹(shù)廢枝，其特征在于，具體包括下列步驟1)將原料風(fēng)干，然后用粉糠機(jī)粉碎至1mm～2mm的粉糠，粉碎過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行吸塵；1)將原料風(fēng)干，然后用粉糠機(jī)粉碎至1mm～2mm的粉糠，粉碎過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行吸塵；2)取粉碎后的粉糠，經(jīng)水洗后直接放入發(fā)酵池或發(fā)酵罐中，并按粉糠的重量，加入0.1％重量的酵母菌或白腐菌，充分?jǐn)嚢韬蠹由w，并使發(fā)酵溫度保持在40℃～50℃之間，每15～20小時(shí)攪動(dòng)一次，發(fā)酵48～72小時(shí)后從發(fā)酵池或發(fā)酵罐取出；3)發(fā)酵后的粉糠置入打漿池中，按常規(guī)的方法在打漿池中直接制漿，或?qū)l(fā)酵后的粉糠與造紙廠的漿渣按1∶1或1∶0.5的比例混合后再按常規(guī)的方法制漿，并在漿料中加入膠料，使施膠度達(dá)到1.75mm以上，再按漿料的1％重量加入滑石粉或碳酸鈣，即可制得環(huán)保紙膜的漿料。
采用本發(fā)明的制漿工藝可以制備各種秸稈環(huán)保防旱節(jié)水紙膜漿料，用于制備農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要的不同種類(lèi)的環(huán)保紙膜，經(jīng)實(shí)踐證明，采用該紙膜在干旱時(shí)每hm2在露地平埔150～200kg，20～30cm土層中含水量提高2％左右，每hm2節(jié)水900～1500m3，棉花等農(nóng)作物可增產(chǎn)5.8～45.0％，農(nóng)民每hm2增收2250～3000元。日產(chǎn)量10噸企業(yè)年可生產(chǎn)3000余噸，產(chǎn)值1500萬(wàn)元，節(jié)水180～300萬(wàn)m3，可安排農(nóng)村剩余勞力200～300人，農(nóng)民增收200～300萬(wàn)元，每年產(chǎn)品可覆蓋農(nóng)田2萬(wàn)hm2，增產(chǎn)增收750萬(wàn)元，因此具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。


圖1是秸稈原料干濕法備料工藝流程圖；圖2是秸稈生物制漿工藝流程圖。
以下結(jié)合附圖和發(fā)明人給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
一、原料選擇和處理原料選用稻、麥、谷、玉米、高梁、棉花等秸稈以及果樹(shù)廢枝，風(fēng)干，用粉糠機(jī)直接粉碎至1～2mm粉沫，經(jīng)水洗或按水糠比為1∶5，加0.1％酵母菌或白腐菌等充分?jǐn)嚢?，放入?zhuān)用(自動(dòng)控溫、攪拌的發(fā)酵罐或)發(fā)酵池，蓋上塑料蓋發(fā)酵，加溫40～50℃左右，每15～20小時(shí)攪動(dòng)一次，約發(fā)酵48～72小時(shí)放入打漿池，或與漿渣混合打漿備用。發(fā)酵腐熟的秸稈粉糠原料，可單獨(dú)制漿，亦可與造紙廠廢漿渣按1∶1或1∶0.5比例混合制漿。
由于制漿原料是一年生的麥草、稻草、蔗渣、蘆葦、芒稈等草木植物的莖桿或廢棄果樹(shù)枝，其中非木材纖維原料中含有大量的草葉、草節(jié)，加上草類(lèi)植物纖維本身表細(xì)胞與硅含量高等特點(diǎn)，使得非木材纖維制漿黑液的提取與漿料的洗滌比木材纖維原料困難，從而大大增加了其生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的污染及污染治理的難度。
紙漿的備料是生產(chǎn)第一環(huán)節(jié)，其工藝的優(yōu)劣直接關(guān)系到紙漿的質(zhì)量及后續(xù)各工段水環(huán)境污染的負(fù)荷。因此，嚴(yán)把原料質(zhì)量關(guān)，不僅對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有重要意義，而且對(duì)整個(gè)后續(xù)過(guò)程的排污水平更有舉足輕重的影響，清潔生產(chǎn)應(yīng)首先從清潔的原料開(kāi)始。備料過(guò)程的措施見(jiàn)表1。
表1 備料過(guò)程清潔生產(chǎn)的措施


備料過(guò)程對(duì)保證生產(chǎn)的意義最大、效果最顯著的為濕法備料工藝。濕法備料是指草類(lèi)纖維原料先經(jīng)過(guò)切草粉糠、除塵、除雜(干備料)后，再進(jìn)行水洗、疏解、脫水等，進(jìn)一步凈化的備料方法。采用干、濕法備料凈化，能有效地除去草類(lèi)原料中的雜質(zhì)及無(wú)用或有害成分，降低漂白和打漿時(shí)的化學(xué)藥品消耗，減輕環(huán)境污染，有利于廢液的提取與處理。
秸稈草漿干濕法備料主要具有以下特點(diǎn)(1)原料除雜率高，備料后草片含硅量大大降低。
(2)降濕備料使用了堿回收工段多余的污冷凝水，使備料工段粗漿耗水降至30t以下。
圖1是秸稈原料干濕法備料工藝流程，首先將干秸稈原料通過(guò)皮帶輸送機(jī)送進(jìn)刀輥切秸桿機(jī)或粉糠機(jī)中粉碎，粉碎后的干原料進(jìn)入干草料倉(cāng)，通過(guò)清水槽到水力碎糠機(jī)進(jìn)行二次粉碎，粉碎后的雜質(zhì)去除，通過(guò)秸稈糠泵、斜螺旋脫水機(jī)、螺旋輸送機(jī)后即可送連續(xù)蒸煮或發(fā)酵。
整個(gè)粉碎過(guò)程中輔助有吸塵設(shè)備和沉淀裝置，如吸塵風(fēng)機(jī)、袋式除塵機(jī)、輕塵室、重塵室、輥式除塵機(jī)、埋刮板輸送機(jī)、斗鏈提升機(jī)、1#棧橋、2#棧橋、三坡篩等。具有系統(tǒng)緊湊、操作方便、開(kāi)停車(chē)迅速、水力碎草機(jī)容量大、工作濃度波動(dòng)小、可連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是動(dòng)耗較高。設(shè)置干草料倉(cāng)對(duì)備料連續(xù)穩(wěn)定操作亦非常重要，它的作用是用于草片暫存和計(jì)量。
秸稈經(jīng)備料初步切短或粉糠、凈化后，輸送到干草料倉(cāng)，經(jīng)過(guò)暫存與計(jì)量后，通過(guò)清水槽到水力碎糠機(jī)中，清水槽內(nèi)的循環(huán)水，使水力碎糠機(jī)的草片的濃度保持在2％～4％。秸稈干原料在水力碎糠機(jī)的攪拌和飛刀的作用下，進(jìn)一步被打碎后隨脫水排出，秸稈被細(xì)化，長(zhǎng)草被剪斷。草片與水由草片泵送至斜螺旋脫水機(jī)，脫水后的秸桿干度為15％～18％，秸稈尺寸為20～40mm，糠料為1～2mm，合格率達(dá)85％以上。經(jīng)定量送至連續(xù)蒸煮系統(tǒng)蒸煮制漿，脫出來(lái)的洗草水則經(jīng)過(guò)料渣過(guò)濾篩、斜管澄清池分離出料渣與泥漿并綜合利用。
二、秸稈生物發(fā)酵及其制漿工藝取粉碎后的粉糠，經(jīng)水洗后直接放入發(fā)酵池，或發(fā)酵罐中，并按粉糠的重量，加入0.1％重量的酵母菌或白腐菌，充分?jǐn)嚢韬蠹由w，并使發(fā)酵溫度保持在40℃～50℃之間，每15～20小時(shí)攪動(dòng)一次，發(fā)酵48～72小時(shí)后從發(fā)酵池或發(fā)酵罐取出。
發(fā)酵后的粉糠置入打漿池中，按常規(guī)的方法在打漿池中直接制漿，它包括了圖2的基本過(guò)程發(fā)酵完成后，即可進(jìn)行磨漿或打漿、磨漿后經(jīng)洗滌、篩選后經(jīng)漂白工序后(或不漂白)進(jìn)行常規(guī)的抄紙即可得到紙膜產(chǎn)品。被篩選出來(lái)的漿渣可以再利用，其中一部分再次磨漿后篩選、另一部分經(jīng)蒸煮或浸漬發(fā)酵后篩選進(jìn)入漂白工序。
秸稈生物制漿的基本原理秸稈生物制漿除了制漿方法與傳統(tǒng)的化學(xué)漿、半化學(xué)漿、化學(xué)機(jī)械漿和磨石磨木漿和木片磨木漿不同以外，其制漿得率也有差異。實(shí)際上，紙漿的性質(zhì)有很大的不同。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，以木材和秸稈等為原料的化學(xué)漿、半化學(xué)漿、化學(xué)機(jī)械漿和磨木漿的得率范圍如下表2 各種紙漿得率范圍

秸稈生物制漿方法有以下特點(diǎn)a.原料的適應(yīng)性強(qiáng)。不管是針葉木還是闊葉木以及作物秸稈都可以使用，而且紙漿強(qiáng)度大，適合于高速紙機(jī)抄紙的需要。b.由于多段漂白技術(shù)的發(fā)展，使難漂的硫酸鹽秸稈木漿能漂至白度90度以上，工業(yè)包裝紙膜和農(nóng)田應(yīng)用紙膜一般不漂白，這就大大擴(kuò)大了紙漿的使用范圍。c.由于堿回收技術(shù)的完善，大大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)使黑液的污染大為減輕。
(1)秸稈生物制漿工藝技術(shù)原理在近20年的制漿工業(yè)中，高得率漿以其得率高、污染少得到了迅猛的發(fā)展，但也存在著磨漿能耗較高、紙漿強(qiáng)度低、易返黃等問(wèn)題，需要繼續(xù)研究改進(jìn)。生物化學(xué)方法以其低能耗、高強(qiáng)度、低污染性越來(lái)越成為重要的發(fā)展方向。秸稈生物制漿即利用微生物預(yù)處理粉糠以降解秸稈中的部分木質(zhì)素，再進(jìn)行制漿，從而達(dá)到降低磨漿能耗及提高紙漿強(qiáng)度的目的，同時(shí)減輕制漿過(guò)程所帶來(lái)的環(huán)境污染。
(2)降解木素的真菌體系與作用機(jī)制當(dāng)秸稈在自然界中腐爛時(shí)，木素和秸稈中其他主要成分即會(huì)發(fā)生分解，生成二氧化碳和水。這個(gè)腐爛過(guò)程主要是由生長(zhǎng)在農(nóng)田場(chǎng)地覆蓋物的擔(dān)子菌類(lèi)真菌導(dǎo)致的。該過(guò)程是地球上碳循環(huán)的中心。木素的降解在自然界碳循環(huán)過(guò)程中是非常重要的一個(gè)方面。木素降解后的分解物再被吸收進(jìn)入菌絲體內(nèi)，進(jìn)而得到氧化而生成二氧化碳和水。真菌分泌出來(lái)的胞外酶(木素過(guò)氧化物酶和錳過(guò)氧化物酶)，都需要過(guò)氧化氫才能起作用，而過(guò)氧化氫是由另一胞外酶(乙二醛氧化酶)提供的，也有可能由其他胞內(nèi)酶供給。真菌的次生代謝物藜蘆基醇也參與木素降解反應(yīng)，相互作用，導(dǎo)致木素的分解。
(3)秸稈生物制漿秸稈的真菌預(yù)處理其目的是解決環(huán)境污染的產(chǎn)生。除了考慮化學(xué)法和化學(xué)機(jī)械制漿所產(chǎn)生的污染問(wèn)題外，還涉及到另外兩方面的問(wèn)題①化學(xué)機(jī)械制漿所需的高能耗；②制漿后抄制的紙張強(qiáng)度較低。本發(fā)明主要致力于生物制漿的研究，就是在制漿前用真菌對(duì)秸桿進(jìn)行預(yù)處理。利用真菌預(yù)處理可節(jié)省25％～50％電能，并顯著提高成漿的強(qiáng)度。
①申請(qǐng)人在實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中曾用白腐菌Phlebia Vadiata I-5-6菌株(菌種由陜西三原酶制菌廠提供)對(duì)秸桿處理，經(jīng)10d、20d和30d后，其結(jié)果如下處理10d，秸稈的失重不多，聚戊糖、總木素和苯-醇抽出物的溶出也不高，但白度卻降低很多，說(shuō)明在這一階段，秸稈中各主要組分的化學(xué)結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了較大的變化，主要是產(chǎn)生了新的羰基等發(fā)色基團(tuán)。處理20d和30d，秸稈的失重大幅度增加，聚戊糖、總木素和苯-醇抽出物大量溶出，但白度繼續(xù)降低不多，說(shuō)明在這一階段秸桿中的主要組分受到較多的降解，但化學(xué)結(jié)構(gòu)方面發(fā)色基團(tuán)的變化較少。
②秸稈白腐菌預(yù)處理Bio-APMP制漿過(guò)程的脫木素局部化學(xué)研究表明，只進(jìn)行白腐菌處理而不進(jìn)行堿性過(guò)氧化氫等預(yù)處理的秸稈，總木素脫除率為21.94％，其中次生壁的木素脫除率最高，復(fù)合胞間層木素脫除率最低，這說(shuō)明白腐菌處理時(shí)，從次生壁先進(jìn)行脫木素反應(yīng)。未進(jìn)行白腐菌處理而只進(jìn)行堿性過(guò)氧化氫預(yù)處理的總木素脫除率為22.93％，其中也是以次生壁的木素脫除率最高，復(fù)合胞間層的木素脫除率最低，這也說(shuō)明了堿性過(guò)氧化氫處理也是從次生壁先進(jìn)行脫木素反應(yīng)的。先進(jìn)行白腐菌處理后再進(jìn)行堿性過(guò)氧化氫預(yù)處理的秸稈，總木素脫除率為29.44％。
③發(fā)酵時(shí)間。發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)生物機(jī)械漿能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)是重要的，不同菌種或酶液由于其對(duì)原料中木素、纖維素等主要組分降解特性的不同，處理時(shí)間也有較大差異。本發(fā)明采用發(fā)酵溫度40℃～50℃，時(shí)間48～72小時(shí)。這樣就基本能夠保證酵母菌或白腐菌對(duì)秸稈原料中的木素、纖維素等主要組分的降解，制得的漿料完全可以滿足環(huán)保紙膜的生產(chǎn)要求。
三、紙膜產(chǎn)品多功能效果按照本發(fā)明制備的漿料，可根據(jù)生產(chǎn)需要生產(chǎn)出不同功能效用的紙膜產(chǎn)品，申請(qǐng)人已經(jīng)成功的制備了包裝紙膜、果袋紙膜、降解紙膜、半透明紙膜以及多功能復(fù)合紙膜。
①包裝紙膜普通食品包裝紙膜是不需經(jīng)過(guò)涂蠟加工、可以直接包裝入口食品的一種包裝紙膜。這種包裝紙膜主要是供給食品商店及一些旅游食品供應(yīng)點(diǎn)作為零售食品的包裝。一般分為一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)等三種，系平板紙系列，可以制成各種規(guī)格。定量分成50、60克/米2。對(duì)紙的白度無(wú)明確規(guī)定，可以是原黃色、白色，也可以是別的顏色。通常是利用圓網(wǎng)造紙機(jī)制造。值得注意的是由于普通食品包裝紙膜對(duì)衛(wèi)生指標(biāo)有嚴(yán)格的要求鉛(Pb)含量少于5毫克/升，砷(As)含量小于1毫克/升，大腸菌、致病菌(沙門(mén)氏菌)以及熒光等都不得檢出，因此制備過(guò)程中不允許加入熒光增白劑等有害助劑。
②紙袋紙膜(或果袋紙膜)紙袋紙膜是專(zhuān)供制作工業(yè)紙袋和果樹(shù)套袋用的一種包裝紙膜。也可用于包裝水泥、化肥和農(nóng)藥等，也可用于果袋生產(chǎn)和育苗的紙缽。其定量為50、60、70、80克/米2，分為一號(hào)、二號(hào)、三號(hào)、四號(hào)等四種。紙袋紙膜為卷筒紙，寬度為1020毫米。其中的三號(hào)、四號(hào)紙袋紙膜則配用60％以上的漿料。漿料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)纖維游離狀打漿，不加填料和染料，不用漂白，重施膠(施膠度大于1.75毫米)，并在常規(guī)的長(zhǎng)網(wǎng)多缸造紙機(jī)或圓網(wǎng)多缸造紙機(jī)上抄造。紙袋紙膜的強(qiáng)度要求高，為了使其使用不易損破，其耐破度規(guī)定大于274千帕(2.8公斤/厘米2)。對(duì)紙的透氣度規(guī)定不得小于200毫升/分，否則裝袋時(shí)空氣不易排出，會(huì)引起“反噴”，造成塵土飛場(chǎng)。紙袋紙膜的伸長(zhǎng)率大，能經(jīng)受瞬間對(duì)其的沖擊力，不致于破袋。在農(nóng)田露地使用，因其強(qiáng)度高、伸長(zhǎng)率大而操作性好。
③可降解玻璃紙膜可降解玻璃紙膜又叫“膠膜”(Cellophane)，原稱(chēng)透明紙。它是一種裝飾性的包裝用紙，其用于醫(yī)藥、食品、糖果、化妝品、紡織品等外包裝，也可用來(lái)包裝精密儀器、機(jī)械零件等，亦可用作農(nóng)田代替地膜，它不污染土壤并可降解肥田。降解玻璃紙膜的制作方法與普通紙張完全不同，與粘膠纖維生產(chǎn)基本相同。按照上述方法制備的漿料放入堿液中浸漬，使之生成堿纖維素。然后擠去過(guò)剩的堿液，利用二硫化碳與堿纖維素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，變?yōu)橐环N橙黃色的粘液。將這種粘液從一條狹縫中噴出，經(jīng)過(guò)盛硫酸和硫酸鈉混合液的浴槽后便凝固成薄膜。接著進(jìn)行脫硫、水洗、軟化(或加色)、干燥，最后成為一種透明的玻璃紙膜。
可降解玻璃紙膜的特點(diǎn)是透明、有光澤、柔軟、有伸縮性，它不透氣、不透水、不透油、密封性較好。包裝物品后可防銹、防潮、防污染。玻璃紙膜的縱向強(qiáng)度大、橫向強(qiáng)度小，撕裂性較差，稍有裂口就會(huì)撕破，因此在農(nóng)田使用時(shí)適宜機(jī)械化作業(yè)工作效率更高。玻璃紙膜因?yàn)榻?jīng)過(guò)軟化處理(即在漿料中加入適量的甘油)，具有親水性，故能吸收水分，遇水后常能發(fā)生相互粘連，遇熱后紙膜之間會(huì)產(chǎn)生粘結(jié)，在農(nóng)田中使用可代替地膜，具有保溫、保墑、保水的功效。
④半透明保溫紙膜半透明保溫紙膜是一種具有半透明度的紙。主要是供包裝食品或其他貴重商品之用。在大田生產(chǎn)中可作為增溫保墑材料代替地膜，可降解肥田。半透明保溫紙膜的定量為31克/米2，分為特號(hào)和一號(hào)兩種，屬于平板紙系列。其寬度可以有各種毫米。半透明保溫紙膜在上述漿料中根據(jù)需要加入有色染料，并重施膠。在常規(guī)的長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上抄造，隨后再進(jìn)行潤(rùn)濕、超級(jí)壓光處理。該產(chǎn)品不僅可在露地平鋪保水、保溫、抗旱，可代替地膜，不污染土壤，還可加除草劑除草。半透明保溫紙的技術(shù)指標(biāo)是①緊度不小于1.0～1.1克/厘米3；②裂斷長(zhǎng)(縱橫向平均值)不小于4300～4600米；③透光度不小于70～74％；④耐折度平均值不小于60次；⑤耐破度不小于68～78千帕(0.7～0.8公斤/厘米2)；⑥塵埃度70.5～2.0毫米長(zhǎng)度的不多于48～80個(gè)/米2，大于1.5毫米的黑色塵埃和大于2.0毫米的塵埃不許有。制備供食品包裝用的半透明紙膜，應(yīng)符合國(guó)家的衛(wèi)生規(guī)定，不得向紙漿中加入增白劑。紙面要平滑、整齊，不許有折子、皺紋、泡泡紗等紙病。
⑤多功能復(fù)合紙膜多功能復(fù)合紙膜由幾層不同材料組合的紙膜，主要是用來(lái)進(jìn)行某些特殊商品、食品等的包裝。制作復(fù)合紙膜的原料，除了漿料制備的原紙，還需要鋁箔、膠粘劑、塑料樹(shù)脂等。尤其是膠粘劑，可根據(jù)其制備的產(chǎn)品不同選擇聚氨酯、聚酯系列，或選擇聚酰胺、丙烯酯系列，還可以選擇水溶性分散型系列?？傊埬?fù)合過(guò)程中膠粘劑是否合適，直接影響復(fù)合紙膜的質(zhì)量。在加工工藝方面，采用涂層壓法或干層貼合法，即將膠粘劑先施于原紙的一面，等溶劑干燥后，利用烘缸加熱壓在其他材料(如塑料、鋁箔)上使之合而為一。此外，還有薄膜多層化法，使性質(zhì)不同的樹(shù)脂分層壓出成膜，具有一定的熱封性和高的遮光性，它完全符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上可作為營(yíng)養(yǎng)缽育苗和包裝用紙膜，也可制作成果袋用膜或地膜。
總之，使用本發(fā)明的漿料能夠用于農(nóng)業(yè)的各種環(huán)保防旱節(jié)水紙膜的生產(chǎn)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，用于地膜的紙張?jiān)谵r(nóng)田鋪設(shè)時(shí)，在干旱時(shí)每hm2在露地平埔15～18kg，20～30cm土層中含水量提高2％左右，每hm2節(jié)水900～1500m3，棉花等農(nóng)作物可增產(chǎn)5.8～45.0％，農(nóng)民每hm2增收2250～3000元。日產(chǎn)量10噸企業(yè)年可生產(chǎn)3000余噸，產(chǎn)值1500萬(wàn)元，節(jié)水180～300萬(wàn)m3，可安排農(nóng)村剩余勞力200～300人，農(nóng)民增收200～300萬(wàn)元，每年產(chǎn)品可覆蓋農(nóng)田2萬(wàn)hm2，增產(chǎn)增收750萬(wàn)元，因此具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
以下是發(fā)明人給出的一個(gè)具體的實(shí)施例。
(1)紙膜生產(chǎn)制漿過(guò)程全部采用機(jī)械化作業(yè)，其流程是棉稈、果樹(shù)廢枝等原料經(jīng)過(guò)沖洗、剝皮、切斷之后，先由削片機(jī)切成一定規(guī)格的木片(20～30mm)，長(zhǎng)度的合格率至少要求85％以上，然后使用原料粉糠設(shè)備一次性粉碎至(1～2mm)，整個(gè)粉碎過(guò)程中輔助有吸塵設(shè)備和沉淀裝置除去灰塵及皮屑等雜質(zhì)。當(dāng)然在粉糠和在削片過(guò)程中還會(huì)有少量(約1.5～5％)的粗大片、木節(jié)和木屑。如果把它們連同合格的木片糠料一起送到發(fā)酵池或自動(dòng)發(fā)酵罐中，會(huì)給發(fā)酵工序帶來(lái)困難。為保證秸桿的均勻和干凈程度，可以在秸桿在粉糠設(shè)備粉碎過(guò)程增加篩選流程，截留不合格的部分。
將合格后的木片糠料送到發(fā)酵池或自動(dòng)發(fā)酵罐中，按粉糠的重量，加入0.1％重量的酵母菌或白腐菌，充分?jǐn)嚢韬蠹由w，并使發(fā)酵溫度保持在45℃之間，每16小時(shí)攪動(dòng)一次，發(fā)酵72小時(shí)后從發(fā)酵池或發(fā)酵罐取出；發(fā)酵后的粉糠置入打漿池中，按常規(guī)的方法在打漿池中直接制漿，采用機(jī)械法制漿實(shí)質(zhì)上是磨漿，即利用機(jī)械力量把原料等送入在急速旋轉(zhuǎn)的磨盤(pán)里，使纖維離解出來(lái)，即得到機(jī)械漿。如果把棉稈、樹(shù)枝去皮、去節(jié)、截成一定長(zhǎng)度的木段或粉成糠料(1～2mm)，再放入磨木機(jī)內(nèi)，通過(guò)刻有紋道的磨石表面，使木段與轉(zhuǎn)動(dòng)的磨石磨擦生熱，把纖維剝離下來(lái)，則獲得的稱(chēng)為磨木漿、普通磨木漿或磨石磨木漿。
常規(guī)的打漿方法分為游離打漿和粘狀打漿兩種，主要是通過(guò)調(diào)節(jié)打漿刀片縫隙距離和控制打漿時(shí)間來(lái)完成的。游離狀打漿的漿料濃度較低(2.5～4.0％)，纖維受到橫向聯(lián)合向切斷的作用，打漿時(shí)間也比較短，所得到的漿料纖維較短而均勻，打出來(lái)的紙漿濾水快，適于抄造質(zhì)地松軟、強(qiáng)度不高的紙張。粘狀打漿的漿料濃度較大(5～7％)，纖維受到縱向分裂的作用，打漿時(shí)間比較長(zhǎng)，所得到的漿料纖維比較好，打出來(lái)的紙漿濾水慢，適于抄造強(qiáng)度較高、組織緊密的紙張。實(shí)際上，一般紙張的打漿，根據(jù)漿料的性質(zhì)和成紙質(zhì)量要求去掌握，常介乎于游離狀打漿和粘狀打漿之間，因此又有半游離狀打漿、高粘狀打漿等方法。具體還要控制好打漿度或游離度、纖維長(zhǎng)度等指標(biāo)，使之符合抄紙的要求。
在打漿結(jié)束前，還必須進(jìn)行調(diào)料工作。就是向漿料中加入松香或硫酸鋁作為膠料(施膠1.75mm以上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照常規(guī)的方法計(jì)算后加入)，投入一些滑石粉或碳酸鈣(加填1％左右)，或者放入少許的染料、或熒光增白劑(染色或顯色，但用于食品包裝的紙膜品種不能加)。如果是生產(chǎn)用于地膜的紙張，還要加入粘合劑或高分子膜(0.1％左右)，以確保成紙膜的生產(chǎn)性能。
調(diào)成的漿料還要加以攪拌、稀釋、除砂、篩選等準(zhǔn)備工作，然后送往流漿箱，逕直流向造紙機(jī)抄紙。攪拌的目的是使?jié){料均勻，不至于使所加入的膠料沉淀下去。打漿時(shí)的漿料濃度約為3～5％，但是抄紙時(shí)的漿料濃度應(yīng)為0.3％～1.2％，必須加清水沖稀。打漿后漿料中一些砂粒、鐵屑、纖維束等雜質(zhì)可以通過(guò)錐形除砂器除去，再經(jīng)過(guò)圓篩篩去纖維束等雜質(zhì)。經(jīng)精選、打漿、調(diào)成、再精選后的漿料被稱(chēng)為紙料，就可以流送到造紙機(jī)上抄紙。
(2)田間試驗(yàn)結(jié)果秸稈環(huán)?？购当劶埬ぎa(chǎn)品經(jīng)大田三年試驗(yàn)研究，一般比不應(yīng)用紙膜的(CK)增產(chǎn)5.8～45％，棉花纖維物理性狀提高1～2個(gè)百分點(diǎn)；節(jié)約灌水次數(shù)1～2次，節(jié)水600～1000m3/hm2，節(jié)約1500元/hm2；土壤含水量增加1～2％，土壤有機(jī)質(zhì)增10～20％(三年)。一般大田每hm2增產(chǎn)10～30％，增收2250～3000元。每hm2用紙膜150kg，投資750元，投入產(chǎn)出比1∶6以上。其增產(chǎn)機(jī)理是在干旱、高溫天氣下覆蓋紙膜，減少土壤水分無(wú)效蒸發(fā)，增加了土壤含水量，降低了土壤溫度，改善了田間小氣候，調(diào)節(jié)了土壤-植物-大氣水勢(shì)，有利于植物生長(zhǎng)及經(jīng)濟(jì)性狀改善。
表4 不同紙膜品種在各種農(nóng)作物中應(yīng)用效果

權(quán)利要求
1.一種采用秸稈制作環(huán)保紙膜的制漿工藝，原料選用稻、麥、谷、玉米、高梁、棉花秸稈或其它農(nóng)業(yè)廢棄秸稈或果樹(shù)廢枝，其特征在于，具體包括下列步驟1)將原料風(fēng)干，然后用粉糠機(jī)粉碎至1mm～2mm的粉糠，粉碎過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行吸塵；2)取粉碎后的粉糠，經(jīng)水洗后直接放入發(fā)酵池或發(fā)酵罐中，并按粉糠的重量，加入0.1％重量的酵母菌或白腐菌，充分?jǐn)嚢韬蠹由w，并使發(fā)酵溫度保持在40℃～50℃之間，每15～20小時(shí)攪動(dòng)一次，發(fā)酵48～72小時(shí)后從發(fā)酵池或發(fā)酵罐取出；3)發(fā)酵后的粉糠置入打漿池中，按常規(guī)的方法在打漿池中直接制漿，或?qū)l(fā)酵后的粉糠與造紙廠的漿渣按1∶1或1∶0.5的比例混合后再按常規(guī)的方法制漿，并在漿料中加入膠料，使得施膠度達(dá)到1.75mm以上，再按漿料的1％重量加入滑石粉或碳酸鈣，即可制得環(huán)保紙膜的漿料。
2.如權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述的膠料為松香或硫酸鋁。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用秸稈制作環(huán)保紙膜的制漿工藝，原料選用稻、麥、谷、玉米、高粱、棉花秸稈或其它農(nóng)業(yè)廢棄秸稈或果樹(shù)廢枝，用粉糠機(jī)粉碎至1mm～2mm的粉糠，粉碎過(guò)程中同時(shí)進(jìn)行吸塵；經(jīng)水洗后直接放入發(fā)酵池或發(fā)酵罐中，并按粉糠的重量，加入0.1％重量的酵母菌或白腐菌，充分?jǐn)嚢韬蟊匕l(fā)酵，發(fā)酵后從發(fā)酵池或發(fā)酵罐取出置入打漿池中，按常規(guī)的方法在打漿池中直接制漿，并在漿料中加入膠料，使得施膠度達(dá)到1.75mm以上，再按漿料的1％重量加入滑石粉或碳酸鈣，即可制得環(huán)保紙膜的漿料。采用本發(fā)明的制漿工藝可以制備各種秸稈環(huán)保防旱節(jié)水紙膜漿料，用于制備農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需要的不同種類(lèi)的環(huán)保紙膜，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益。
文檔編號(hào)D21H11/12GK1827910SQ200610041980
公開(kāi)日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2006年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者杜健, 洪曉強(qiáng), 張永科, 邢宏宜, 夏志明, 海江波, 趙俊興, 李胄, 田志誠(chéng), 王成, 常宗堂, 劉漫道, 楊安民, 王俊峰, 孫茂全 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)