竹子氧碱法制浆工艺条件的探讨

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1、万方数据i”薯强?登鞋i鼍jⅢ¨蠢：豢竹子氧碱法制浆鞘涤}

2、件的探讨●杨玲，李文俊(四川理工学院，四川自贡643000)摘要：对竹子氧碱法制浆的最佳工艺条件进行了探讨，实验结果表明其最佳工艺条件为：Na0H用量13％，氧压0．8MPa，蒸煮最高温度130℃，液比1：7，杂多酸(HPA)用量l％，MgCO，1％。另外比较了竹材在上述工艺条件下的氧碱法制浆与常规下的KP法制浆。关键词：氧碱蒸煮；竹浆；杂多酸中图分类号：TS743+．1文献标识码：B文章编号：1001—6309(2005)02～0056—03近年来，随

3、着人们认识的提高，对环境保护要求越来越严格。作为污染较为严重的造纸工业，应该推行清洁生产技术，生产出清洁产品，这是时代发展的需要。因此，作为低污染制浆方法的氧碱法蒸煮应运而生，这是一种无硫蒸煮方法，其蒸煮化学药品主要由NaOH和氧气组成。本研究主要探讨了竹子氧碱法蒸煮的最佳工艺条件，以期为生产应用提供一些理论依据。1实验1．1实验原料以慈竹为原料，经人工备料切成长20～30Im，宽10～15mm的竹片，并除去泥沙、碎屑等杂质后放入塑料袋中平衡水分，备用。1．2实验方法氧碱蒸煮在zQS，型15L电56热回转蒸煮锅中

4、进行，正交实验在内装的4个1L不锈钢小群罐中进行。部分工艺条件为：杂多酸(HPA)用量1％，液比1：7，MgC031％o1．3分析检测白度用ON--3型数字白度仪测定，卡伯值按GB／T1546--1989标准测定；粘度用铜乙二胺法测定。pH值用pHS一2型酸度计测定，CODo按GBl1914—89标准测定；BOD5按GB7488--87标准测定。2结果与讨论2．1用碱量、氧压及温度对蒸煮结果的影响从氧脱木素的反应动力学可知：在反应过程中，木素的脱除率随用碱量、氧压和温度的增加而提高，木素的脱除率还与反应时间等因素

5、有关，因此影响氧表1竹子氧碱法蒸煮正交墨墅立塞垦笙墨实验号群椭值(麓)(篇)AIBICl15．0A182C214．2A】B3C315．1A2BlC214．3A282C312．2A283Cj13．1A381C314．3A382Cl13．7A383C214．1注Na0H(A)用量分别为：1l％、13％、15％；氧压(B)分别为：0．6MPa、0．8MPa、1．0MPa；温度(C)分别为：120cE、130℃、140。C；其他条件为：MgC03l％，唧Al％。，作者简介：杨玲(1969一)，女，讲师，主要从事制浆造纸方

6、面的教学与科研工作；E-mail：1wjll63@163．tom。2005年3月第2期t天p0弧87O34O●2●强叭∞舵舵甜∞甜甜420704m加B坶m他B吣¨万方数据脱木素的因素较多，但主要是用碱量(A)、氧压(B)乘瞄拔(c)⋯，所以把它们作为进行三因素三水,zF-正交实验的三个主要因素。竹子氧碱法蒸煮正交实验方案及结果见表1，对正交实验作极差分析见表2。的最佳工艺条件为NaOH用量13％，氧压0．8MPa和温度1300C。2．2蒸煮液中加入杂多酸的原因在实验的过程中加入了杂多酸(I-IpA)，其原因为：H

7、PA能表2竹子氧碱法蒸煮正交实验极差分析主』自堡[鲨鏖自鏖ABCABCABC由表2中各因素结果产生的极差和偏离平方和可知：(1)NaOH用量对卡伯值影响最大，即NaOH用量对脱木素的影11向最显著，其次为氧压和温度；当各因子的水平分别是A2、B：、c。时，浆卡伯值最低。(2)温度对粘度的影响最大，其次是NaOH用量；当各因子的水平分别为A，、B，、c：时，会取得最佳粘度。(3)NaOH用量对白度的影响最为显著，其次为氧压和温度；当各因子的水平分别是A：、B：、c：时，会取得最佳自度。综上所述，竹子氧碱法蒸煮中影响

8、浆料特性(白度、粘度和卡伯值)的主要因素是用碱量和温度，氧压也对浆料特性造成一定影响。综合分析各因子的不同水平及其对浆卡伯值、粘度和白度的影响，认为氧碱法蒸煮竹子够起催化作用，使氧脱木素具有选择性，对碳水化合物降解少，同时使蒸煮废液污染负荷低等。HPA氧化木素的反应分为以下2个步骤⋯：木素-I-[HPA]盯—，氧化木素+[HPA]pea+2H+[HPA]R耐+4H++02—虻HPA]m+2H，o2．3氧碱法蒸煮与硫酸盐法蒸煮结果比《交实验进行了在无氧条件和有氧条件下的蒸煮。有氧条件下的蒸煮工艺条件为：NaOH用量

9、13％，氧压0．8MPa，蒸煮最高温度130。C，液比1：7，HPA用量1％，MgC031％。蒸煮曲线为：80rain内蒸煮温度由室温升高到105。C，并在1059(2下保温30rain，然后在40rain内温度由1056C上升到最高温度1300c并保温30rnin至蒸煮结束，然后放汽、倒料，全过程的有效时间为180rnin。无氧条件下的蒸煮工艺条件为：NaOH用量18％