淀粉在造纸工业中的应用及淀粉蒸汽喷射蒸煮工艺与设备的进展_黄鸿

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1、22造纸化学品与应用2013年第1期淀粉在造纸工业中的应用及淀粉蒸汽喷射蒸煮工艺与设备的进展黄鸿湖南省造纸研究所湖南湘潭(411104）戴拓长沙水泽加热设备制造有限公司湖南长沙(410100）摘要：介绍了淀粉在造纸工业中的应用及淀粉蒸汽喷射蒸煮工艺及设备；介绍了水热器的结构、原理、节能效果及水热器在淀粉蒸煮工艺中的应用与进展。关键词：造纸淀粉；淀粉蒸煮工艺；喷射加热设备；水热器；节能降耗1淀粉在造纸工业中的应用5）可代替干酪素、丁苯胶乳、丙苯胶乳作涂布粘目前，世界淀粉总产量已达2000多万吨，广泛应合剂，降低涂布加工

2、纸涂料成本。用于造纸、食品、纺织、医药、化工等方面，其中造纸工6）使用安全、方便，制作简单，适应范围广。业用量最大。造纸用淀粉在美国占总产量的63%，在1.2造纸用变性淀粉及性能特征欧盟占58.5%，食品占28%。造纸上常用的变性淀粉按离子特性可分为五类：淀粉最主要的来源是马铃薯、玉米、小麦和木薯非离子淀粉、阴离子淀粉、两性及多元的变性淀粉、阳等农作物。在淀粉原料的选择上，一般根据各国的国离子淀粉以及其它变性淀粉。按照淀粉的制备方法可情和应用的需要来决定，如美国主要选用玉米淀粉、分为氧化淀粉、酸变性淀粉、酯化淀粉、交

3、联淀粉、醚荷兰主要选用马铃薯淀粉、泰国以木薯淀粉为主、我化淀粉。造纸淀粉按使用方法可分为四大类：1）、浆内国以玉米淀粉为主（占80%），其次是木薯淀粉。天然添加淀粉。2）、层间喷雾淀粉。3）、表面施胶淀粉。的淀粉因为粘度较高而且流动性较差，所以呈凝胶4）、纸张涂布淀粉。下面是几种常用变性淀粉的介状，一旦用水稀释之后，便会发生沉淀反应，容易老绍。化，不能直接满足造纸工业需要。为解决上述问题，需1.2.1阴离子淀粉要将淀粉进行改性处理。1.2.1.1磷酸酯淀粉变性淀粉是造纸工业的重要化学品，在造纸精细磷酸酯淀粉是阴离子衍

4、生物，与原淀粉比较，糊化学品中以重量计占80%-90%。以造纸原料消耗液的粘度、透明度及稳定性均有明显的提高，即使很计，淀粉居纤维、填料之后占第三位。美国造纸工业年低的酯化程度，糊液的性质也改变很大。当取代度在用变性淀粉130多万吨，日本达25万吨，而中国目前0.07时，产品遇冷水膨胀，膨胀的程度与水的硬度有仅5万吨左右，按发达国家的应用水平，估计变性淀关。盐的加入会引起粘滞状糊液变稀。磷酸酯淀粉粉年需求量应在50万吨以上，市场潜力很大。在造纸上主要用作助留、助滤剂和增强剂。经特殊工1.1变性淀粉对造纸工业具有明显的

5、经济效益、社会艺加工处理的还可用做涂布粘合剂和层间增强剂。效益以及实用性，体现在以下几方面：1.2.1.2羧甲基淀粉1）能明显提高纸张的各种物理强度，提高质量和羧甲基淀粉（CMS）属醚类淀粉，是一种水溶性阴档次，降低木浆配比。离子高分子化合物。由于CMS胶液透明、细腻、粘度2）能提高细小纤维、填料的留着。高，粘结力大，流动性、溶解性好，具有较好的乳化性、3）能改善施胶效果，节约施胶剂用量。稳定性和渗透性，不易腐败霉变。在造纸上用作湿部4）能明显改善印刷适性，不掉毛、掉粉、糊版。添加为主，作为纸张增强剂。低取代度、低粘

6、度产品可作者简介：黄鸿：高级工程师，毕业于华南理工大学制浆造纸工程专业，先后发表论文与报告30余篇，有多项科研成果获奖。戴拓:长沙水泽加热设备制造有限公司经理，工程师，从事蒸汽喷射加热设备的研究，并曾获国家发明专利。湖南造纸造纸化学品与应用23用作表面施胶剂，并能与PVC合用形成抗油性及水量聚集，影响了湿部化学平衡所致。不溶性的薄膜。经过多年的探索实践，已从复杂的湿部化学体系1.2.2阳离子淀粉中找到一条规律：即纸机的抄造性能与成纸质量与湿造纸上所用阳离子淀粉取代度一般为0.01～0.07。部的电位密切相关，通过控制

7、造纸湿部的Zeta电位，尽管取代度不高，但原淀粉的性质已大大改变，主要可以控制湿部化学组分的平衡，通过添加变性淀粉等表现在以下：化学助剂，可以优化湿部化学，有效地控制湿部Zeta1）、胶化温度大大下降。电位。2）、Zeta电位升为阳性。纤维带负电荷，大多数填料也带负电荷，图1为3）、随着取代度的提高，糊液的粘度、透明度和稳纤维和填料的截面在水溶液中的电位示意图。定性明显提高。阳离子淀粉在造纸工业中应用主要优点有：1）、能改善纸的耐破度、抗张力、耐折度、抗掉毛性等物理性质。2）、提高松香、矾土的施胶效果。3）、提高纸浆

8、滤水性能和抄造速度。4）、能提高各种染料和填料的保留率，从而减低造纸成本。5）、作为胶乳、合成树脂等的固定剂和乳化剂，以及中性施胶剂的分散剂，也同样显出良好的效果。图1纤维和填料在水溶液中的电位示意图6）、减少废水污染的程度，有益于降低污染。1.2.3两性及多元变性淀粉根据电位理论，在固液界面形成一双电层;一层这一类淀粉是在同一淀粉分子中分别接