本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)溶解漿的活化劑及其制備方法，屬于利用木材及非木材植物纖維原料生產(chǎn)溶解漿的
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：溶解漿是以棉/棉短絨、木材、竹子等纖維原料經(jīng)酸法或堿法制漿而獲得的高純度纖維素載體，其纖維含量高達(dá)90-99％，只含有少量半纖維素以及微量的木素、抽提物和礦物質(zhì)，是制造黏膠纖維、玻璃紙、醋酸纖維、硝化纖維、羧甲基纖維素、微晶纖維素等的主要原料。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對于溶解漿的需求也在不斷增加。全球溶解漿產(chǎn)能也快速增長。與此同時，激烈的市場競爭促使生產(chǎn)者不斷加強(qiáng)對溶解漿品質(zhì)的重視，除了盡可能獲得終端產(chǎn)品所要求的纖維素純度外，下游產(chǎn)業(yè)對溶解漿的品質(zhì)要求逐步提高，其中最重要的就是溶解漿的反應(yīng)性能。溶解漿的反應(yīng)性能可以理解為漿與一切反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的能力，主要取決于纖維素的可及度。由于全球大部分的溶解漿都采用基于磺化反應(yīng)的黏膠工藝生產(chǎn)黏膠纖維，因此溶解漿的反應(yīng)性能通常特指溶解漿對黏膠工藝中的主要纖維溶劑——二硫化碳的反應(yīng)能力，具體而言，是指纖維素分子鏈的每個葡萄糖單元上的3個羥基被二硫化碳磺化，形成纖維素黃酸酯的能力。天然植物纖維中的纖維素分子處于有限可接觸的狀態(tài)，在磺化條件固定的情況下，溶解漿的反應(yīng)性能主要取決于纖維素自身的可及度。影響纖維素可及度的影響因素有漿粕化學(xué)組分、纖維形態(tài)、空隙結(jié)構(gòu)以及纖維素的分子結(jié)構(gòu)等。經(jīng)驗證明，反應(yīng)性能優(yōu)良的溶解漿必須是分子量分布均勻、聚合度小于200和大于1200的纖維組分應(yīng)當(dāng)盡量減少，a-纖維素含量高、半纖維素含量少。目前，利用木材或廢木材植物纖維生產(chǎn)溶解漿主要有兩種方法：預(yù)水解-硫酸鹽法和酸性亞硫酸鹽法。由于預(yù)水解-硫酸鹽法所生產(chǎn)的溶解漿種，甲種纖維素含量高，其綜合了硫酸鹽法和酸性亞硫酸鹽法制漿的優(yōu)點，因此，目前主要采用與預(yù)水解-硫酸鹽法生產(chǎn)溶解漿。預(yù)水解-硫酸鹽法蒸煮包括預(yù)水解和硫酸鹽蒸煮兩個環(huán)節(jié)，預(yù)水解有酸預(yù)水解法、水預(yù)水解法和蒸汽水解法三種方式。預(yù)水解的主要作用是降低原料中半纖維素的含量，改變其結(jié)構(gòu)，提高漿料中a-纖維素含量，提高漿料的反應(yīng)性能，在酸性條件下，破壞纖維的初生壁，并使初生壁在制漿過程中脫落下來，富含纖維素的次生壁暴露出來，從而提高漿料的反應(yīng)能力，控制漿料的聚合度。在實際生產(chǎn)中，為了改善溶解漿的可及度和提高反應(yīng)性能，在預(yù)水解過程中常常需要盡量降低半纖維素的含量，但這會造成漿粕的粘度降低，漿得率下降，耗堿量增加，反過來又影響了溶解漿的反應(yīng)性能，同時增加了成本。為了保證漿粕粘度指標(biāo)，同時反應(yīng)性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，很多公司采用一些常規(guī)表面活性劑，苯酚類的表面活性劑就有提高溶解漿可及度特性，被用來當(dāng)做漿粕活化劑使用，但苯酚類表面活性劑有毒，對人體呼吸系統(tǒng)及肝、腎均有不良影響，且難以降解，長期使用會污染水體和土壤。而且從技術(shù)角度看，此類表面活性劑的使用，并不能使再次絮聚在纖維周圍的半纖維素溶出，增加纖維雜質(zhì)。技術(shù)實現(xiàn)要素：生產(chǎn)溶解漿時，不使用活化劑，會造成漿粕的粘度降低，漿得率下降，耗堿量增加，成本較高等問題；傳統(tǒng)的活化劑毒性較大，且會產(chǎn)生環(huán)境污染；本發(fā)明針對上述技術(shù)問題，提供一種新的用于生產(chǎn)溶解漿的活化劑，無毒環(huán)保，可以漿得率，降低用堿量，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明的技術(shù)方案是，提供一種用于生產(chǎn)溶解漿的活化劑，按重量份，包括以下的原料：烷基多糖苷200-400份、木聚糖酶100-200份、堿0-20份，甘油30-60份，氯化鈉10-30、蔗糖10-30、水260-650份。這些組分協(xié)同作用，首先烷基多糖苷提高纖維可及度，木聚糖酶分解再次絮聚在纖維周圍的木質(zhì)素和半纖維素，蔗糖、甘油增加木聚糖酶的穩(wěn)定性，堿調(diào)節(jié)本活化劑產(chǎn)品的PH值，氯化鈉調(diào)整本產(chǎn)品在水溶液中的穩(wěn)定性，增加本產(chǎn)品的有效期和存放期。優(yōu)選地，所述烷基多糖苷為APG0810、APG0814、APG1214中的一種或幾種組合，優(yōu)選APG1214。優(yōu)選地，所述木聚糖酶為食品級固體木聚糖酶、食品級液體木聚糖酶中的一種或兩種組合嗎，優(yōu)選食品級固體木聚糖酶。優(yōu)選地，所述堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或兩種組合，優(yōu)選氫氧化鈉。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種制備上述活化劑的方法，包括以下步驟：1)按活化劑的原料的重量份，將水、甘油、氯化鈉和蔗糖混合，攪拌至全部溶解；這樣先形成穩(wěn)定的母液，以保證下一步加入的木聚糖酶的生物活性。2)再加入木聚糖酶，攪拌至全部溶解，木聚糖酶均勻與母液混合，保證其性能不受影響，然后加入堿，調(diào)節(jié)其pH值至7.5-9，即保證木聚糖酶活性，又保證本產(chǎn)品各組分最佳協(xié)同作用，同時在使用時保證客戶添加設(shè)備不受影響。3)最后加入烷基多糖苷，攪拌至全部溶解，出料，得到活化劑，烷基多糖苷的加入提高溶液的可及度，而最后階段加入保證組分之間最佳協(xié)同作用，而不是互相抵消其功能。本發(fā)明的技術(shù)原理是：預(yù)水解和蒸煮過程中，很多半纖維素、木質(zhì)素小分子會重新絮聚在漿粕纖維周圍，影響纖維的可及度，使得藥液無法與纖維接觸，漿粕反應(yīng)性能大幅下降并失去反應(yīng)性能。本發(fā)明的活化劑首先是降低藥液的表面張力，使藥液快速達(dá)到纖維暴露的表面，而木聚糖酶迅速溶出絮聚在纖維表面的半纖維素和木質(zhì)素小分子和其他雜質(zhì)，從而增加漿粕中纖維的純度，使纖維完全暴露在反應(yīng)藥液中，增加纖維的反應(yīng)性能。本發(fā)明的有益效果是：在預(yù)水解過程中添加本發(fā)明活化劑，首先烷基多糖苷的加入，降低了固-液界面的表面張力，增加藥液在固體表面的鋪展性，加強(qiáng)藥液在木片中的滲透作用，也有利于木聚糖酶接觸到纖維分子鏈，其次在木聚糖酶和藥液的協(xié)同作用下，可增加對漿粕中半纖維去除能力，同時也增加預(yù)水解后再次絮聚在纖維周圍的半纖維素和木質(zhì)素碎片，從而在達(dá)到同樣半纖維素和木質(zhì)素脫除要求的前提下，溶解漿的粘度增加、漿得率提高、耗堿量下降，最終既提高了溶解漿的反應(yīng)性能，又降低了生產(chǎn)成本。同時本發(fā)明的活化劑無毒、無害，是一種綠色環(huán)保的產(chǎn)品，符合制漿企業(yè)清潔生產(chǎn)的要求。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，應(yīng)該理解的是，這些實施例僅用于例證的目的，決不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實施例1活化劑1的制備在反應(yīng)釜中加入300kg水、40kg甘油、15kg氯化鈉和15kg蔗糖，攪拌至全部溶解；然后再向反應(yīng)釜中加入120kg固體木聚糖酶，攪拌至全部溶解，然后加入10kg氫氧化鈉；最后加入250kg烷基多糖苷APG0810，攪拌至全部溶解，出料。實施例2活化劑2的制備在反應(yīng)釜中加入350kg水、50kg甘油、20kg氯化鈉和20kg蔗糖，攪拌至全部溶解；然后再向反應(yīng)釜中加入130kg固體木聚糖酶，攪拌至全部溶解，然后加入10kg氫氧化鉀；最后加入300kg烷基多糖苷APG0814，攪拌至全部溶解，出料。實施例3活化劑3的制備在反應(yīng)釜中加入400kg水、55kg甘油、23kg氯化鈉和24kg蔗糖，攪拌至全部溶解；然后再向反應(yīng)釜中加入150kg液體木聚糖酶，攪拌至全部溶解，然后加入15kg氫氧化鈉；最后加入320kg烷基多糖苷APG1214，攪拌至全部溶解，出料。實施例4活化劑4的制備在反應(yīng)釜中加入600kg水、58kg甘油、26kg氯化鈉和29kg蔗糖，攪拌至全部溶解；然后再向反應(yīng)釜中加入180kg液體木聚糖酶，攪拌至全部溶解，然后加入17kg氫氧化鉀；最后加入380kg烷基多糖苷APG1214，攪拌至全部溶解，出料。應(yīng)用例在旋轉(zhuǎn)預(yù)水解器中加入楊木片1500kg，加入3480kg預(yù)水解藥液，分別添加0.2％(針對木片重量)的上述實施例1-4活化劑，預(yù)水解升溫90分鐘，在165度保溫90分鐘，預(yù)水解后放汽倒出木片，預(yù)水解后濕木片放入旋轉(zhuǎn)蒸煮器內(nèi)進(jìn)行硫酸鹽蒸煮。濕木片1500kg，加入濃度8mol/L的NaOH水溶液390kg，濃度為1mol/L的Na2S水溶液152kg，水970kg，蒽醌1.2kg。蒸煮升溫90分鐘，在160度保溫90分鐘，蒸煮后放汽倒出、沖洗、疏解和篩選，得到未漂漿。對照例1在旋轉(zhuǎn)預(yù)水解器中加入楊木片1500kg，加入3480kg預(yù)水解藥液，預(yù)水解升溫90分鐘，在165度保溫90分鐘，預(yù)水解后放汽倒出木片，預(yù)水解后濕木片放入旋轉(zhuǎn)蒸煮器內(nèi)進(jìn)行硫酸鹽蒸煮。濕木片1500kg，加入濃度8mol/L的NaOH水溶液400kg，濃度為1mol/L的Na2S水溶液152kg，水970kg，蒽醌1.2kg。蒸煮升溫90分鐘，在160度保溫90分鐘，蒸煮后放汽倒出、沖洗、疏解和篩選，得到未漂漿。對照例2在旋轉(zhuǎn)預(yù)水解器中加入楊木片1500kg，加入3480kg預(yù)水解藥液，添加0.2％(針對木片重量)的苯酚聚氧乙烯醚，預(yù)水解升溫90分鐘，在165度保溫90分鐘，預(yù)水解后放汽倒出木片，預(yù)水解后濕木片放入旋轉(zhuǎn)蒸煮器內(nèi)進(jìn)行硫酸鹽蒸煮。濕木片1500kg，加入濃度8mol/L的NaOH水溶液390kg，濃度為1mol/L的Na2S水溶液152kg，水970kg，蒽醌1.2kg。蒸煮升溫90分鐘，在160度保溫90分鐘，蒸煮后放汽倒出、沖洗、疏解和篩選，得到未漂漿。檢測結(jié)果見表1：編號用堿量，％卡伯值戊糖含量，％未漂漿粘度，cp漿得率，％對照例121.316.982.6849536.51對照例220.817.252.6352036.87實施例120.816.862.5853537.05實施例220.816.522.5856337.13實施例320.815.832.4358737.34實施例420.815.972.5157237.22由表1中可以看出，加入0.2％本發(fā)明活化劑與未加入活化劑的相比，脫木素和半纖維水平基本相當(dāng)，未漂漿粘度從495cp增加到535cp-587cp，但用堿量從21.3％下降到20.8％，減少了0.5％，同時漿得率從36.51％增加到37.05％-37.34％，增加幅度0.54-0.83％。成本核算結(jié)果表明，每噸漿可節(jié)省29-38元。加入0.2％本發(fā)明活化劑與加入苯酚聚氧乙烯醚相比，用堿量一樣的情況下(都是20.8％)，脫木素要好，卡伯值從17.25下降到15.97-16.86，脫半纖維水平基本相當(dāng)，但未漂漿粘度從520cp增加到535cp-587cp，同時漿得率從36.87％增加到37.05％-37.34％，增加幅度0.18-0.47％。成本核算結(jié)果表明，每噸漿可節(jié)省10-25元。以上這些實施例僅是范例性的，并不對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍下可以對本發(fā)明技術(shù)方案的細(xì)節(jié)和形式進(jìn)行修改或替換，但這些修改和替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3