[发明专利]盐肤木枝桠清洁制浆及其综合利用的方法

说明书

技术领域

本发明属于韧皮纤维利用领域，特别涉及一种新的制浆造纸原料盐肤木枝桠，以及汽爆制浆工艺及其杆的利用和功能组分提取的方法。

背景技术

从1990年至今，中国在世界纸张和纸板生产总增长量中的比重超过了50％，现在已经仅次于美国，成为全球第二大生产国。2007年，世界纸张产量为3.95亿吨，其中美国产量最高，中国居次，之后是日本和德国。到2010年，中国的造纸产品总需求量将从2003年的4800万吨增长到年均6850万吨。届时，中国国内产量预计可达6240万吨，进而成为全球范围内绝大部分主要种类原料产量增长的主导力量。

制约中国造纸工业发展的主要瓶颈是原料。2006年进口商品木浆已达796万吨、进口废纸已达1962万吨，近年来和今后相当长的时期内，木浆和废纸进口量将会居高不下，预计到2010年进口木浆将达到1200万吨，进口废纸要突破2500万吨。

开发和利用新的植物原料为我国造纸原料紧缺问题提供了解决方法。

盐肤木(Rhus chinensis Mill.)为漆树科(Anacardiaceae)盐肤木属植物。该属植物为落叶灌木或乔木，全世界约250种，分布于亚热带和暖温带；在我国有6种、3个变种，除东北、内蒙古、青海和新疆外各省均有分布。其中，盐肤木不仅在国内大量存在，而且广泛分布于东亚地区，包括印度、中南半岛、马来西亚、印度尼西亚、日本和朝鲜等地。盐肤木生于海拔170-2700米的向阳山坡、沟谷、溪边的树林或灌木丛，属落叶小乔木或灌木，高2-10米；小枝棕褐色，被锈色柔毛，具圆形小皮孔。奇数羽状复叶，有小叶3-6对，叶轴具宽的叶状翅，小叶边缘具粗锯齿，叶片较大，长6-12厘米，宽3-7厘米。花期一般在8-9月，果期在10月。

盐肤木种植过程中需要剪枝，产生大量的废弃枝桠，每年每亩地剪枝近1吨，这些资源如果不加以利用，将会造成很大的浪费。因此，我们对盐肤木进行了研究，发现其枝桠皮是一种很好的造纸原料，其纤维素、半纤维素和木质素含量与几种常用的树皮原料相近(见表1)。

表1、几种树皮原料的化学成分含量比较

传统的制浆方法包括化学法和机械法或两者相结合。在制浆过程中，大量的使用化学试剂对原料的木素和半纤维素进行脱除，产生了大量的废液，对环境造成了严重的污染，所以控制造纸污水是我国治理环境问题的重点和难点。近年来，蒸汽爆破技术在生物质原料预处理领域获得应用发展。蒸汽爆破是采用空气、水蒸汽等介质对植物进行爆破。由于植物细胞壁由纤维素等物质组成，易受高压空气膨胀时的冲击而破裂，同时水蒸汽易浸入植物细胞中，使成分软化，产生一系列的化学变化，从而削弱了纤维间的粘结。蒸汽爆破后纤维素充分暴露，变成结构疏松、柔软的立体状组织。因此，我们采用蒸汽爆破法对原料进行预处理，再结合化学法进行漂白，减低了化学试剂的添加量，减少了对环境破坏。

此外，盐肤木枝桠皮富含黄酮、单宁酸等多种药理活性组分，在医药、食品、化工领域有着广泛的用途。剥皮后杆的比重较大，约占整个枝桠质量的3/4。因此，从盐肤木枝桠皮中提取黄酮和单宁类物质，以及将盐肤木杆进行压制板材或压块是盐肤木枝桠资源综合利用的必要环节。

发明内容

【本发明的目的】本发明的目的是提供了一种造纸新原料即盐肤木枝桠，通过引入蒸汽爆破处理技术，克服传统制浆工艺环境污染严重、能耗高的缺点，发展一种盐肤木枝桠汽爆制浆的清洁生产工艺，对其中可溶性功能组分——黄酮化合物和单宁类物质进行有效提取，同时对其杆进行压板或压块，解决野生盐肤木资源的综合利用问题，具有较大的社会和经济效益。

本发明的技术方案如下：

【技术方案】本发明提供的盐肤木皮纤维汽爆制浆造纸工艺的方法，包括如下步骤：

(1)分离处理：对盐肤木枝桠进行水煮半小时后剥皮，分离成皮与杆两部分；

(1)蒸汽爆破处理：对皮在0.8～1.5MPa压力下维压1～5min进行蒸汽爆破处理；

(2)功能组分提取：对汽爆料进行水洗，合并水煮液和汽爆水洗液，配成6％左右浓度的溶液，缓慢流入大孔吸附树脂，上柱完后用2倍的蒸馏水洗脱，再用3倍左右的溶剂洗脱，收集洗脱液，先常压后减压浓缩蒸出溶剂后，80℃以下真空干燥，得到黄酮、单宁等功能组分；

(3)打浆：对汽爆后的皮进行打浆，500～2000r/min处理30s～180s；