实验本着“降耗、减污、节能的原则”,以竹浆试抄牛皮纸为例,探讨了竹片ahp法蒸煮最佳工艺条件,为竹片低污染制浆提供一些理论上的依据。
1 实验
1.1实验原料
以慈竹为原料,经人工备料并除去泥沙、碎屑等杂质后放入塑料袋中平衡水分,备用。
1.2工艺流程
竹片温水(50°c左右)洗涤 → 热水(95°c左右)预浸渍(除空气)→ 蒸煮 → 洗涤 → 筛洗 → 打浆 → 抄片。
1.3实验方法
制浆:蒸煮在zqs1型15l电热回转蒸煮锅中进行。浆料筛选采用筛缝为0.3mm的平板筛浆机。
打浆及打浆度的测定:采用pfi磨打浆,浆浓10%,打浆间隙0.3mm。浆片在纸业抄片器中抄取。打浆度及浆片物理强度测定均按国家标准方法进行。
2 结果与讨论
前期的初步实验探索表明,影响竹片ahp法蒸煮的因素有naoh用量、过氧化氢用量、最高温度、最高温度下的保温时间、液比、升温时间等,在这诸多因素中,液比和升温时间影响较小,将其分别定位1∶3和160min,而对其他因素进行讨论。实验过程中,蒸煮曲线固定为120min内蒸煮温度由室温升高到130°c,并在130°c下保温40min,然后在40min内温度由130°c上升到最高温度并保温至反应结束。
通过实验数据及分析可以得到,优化工艺条件为:用碱量18%,过氧化氢用量35,最高温度下保温时间60min,最高温度165°c。在此条件下进行验证实验,结果为细浆得率为46.78%,耐破指数为3.96kpa•m2/g,撕裂指数为10.67mn•m2/g,耐折度753次,裂断长6.38km卡伯值55.1,均达到了较理想的结果,验证了优化工艺的正确性。
竹片硫酸盐法制浆(生产牛皮纸)工艺条件参照某厂定为:用碱量15%、硫化度23%、最高蒸煮温度160°c,最高蒸煮温度下的保温时间60min,液比1∶2.8。在硫酸盐蒸煮实验结束后,打开蒸煮锅时有强烈的刺鼻性臭气放出,而碱性过氧化氢法几乎没有臭气放出。根据实验所得数据可知,ahp法浆的耐破指数、撕裂指数、耐折度、裂断长均较高,与kp浆相当,且细浆得率比kp浆高出1.81%。ahp法制浆的废水污染负荷低于kp法制浆,其中bod5比kp法降低了27.5%,codcr降低了17.1%,其原因为:ahp法制浆为无硫制浆,废液中无硫化木素等还原性有机物,而且细浆得率比kp法制浆高,说明蒸煮更均匀,碳水化合物损失更少,因而污染负荷较低。以上结果表明,竹片采用无硫蒸煮不但能够满足成浆物理强度的需要,而且减少了恶臭气体的排放和水体的污染负荷,保护了环境,达到了清洁制浆的目的。
