[发明专利]一种纸浆氧气漂白过程中保护碳水化合物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纸浆氧气漂白过程中保护碳水化合物的方法，属于纸浆漂白技术领域。

背景技术

在化学纸浆漂白过程中，氧气漂白是一种常用的方法。氧气漂白可以显著降低纸浆中的残余木素。但是由于纸浆中过渡金属离子如铜离子、锰离子和铁离子的存在，在氧气漂白过程中产生大量的羟基自由基，羟基自由基的存在导致在氧气漂白过程中，在木素脱除的同时，碳水化合物会发生降解，表现为纸浆的粘度下降。碳水化合物的降解导致纸浆的物理强度的降低，影响纸浆的质量。所以在氧气漂白中要控制羟基自由基的产生，减少漂白过程中碳水化合物的降解。

在氧气漂白过程中，控制羟基自由基的浓度就要控制过渡金属离子的浓度；二是加入自由基清除剂。控制过渡金属离子的方法主要有三种：一是酸处理，如在氧脱木素前采用硫酸处理，可以减少过渡金属离子的浓度；二是螯合处理，采用螯合剂如EDTA和DTPA在酸性条件下处理纸浆，也能够减少过渡金属离子的浓度。但是不管是酸处理还是螯合处理都要增加一段单独处理，使漂白流程复杂化；三是氧脱木素过程中加入镁离子及其各种盐，这也是目前氧脱木素过程中应用最广泛的保护碳水化合物的方法。

康本等人在氧气漂白中加入甲醇，结果表明可以保护碳水化合物的降解；参见康本等，氧气漂白过程中过氧类离子（游离基）的作用：1.影响碳水化合物和木素模型物的反应选择性的因素，木材化学与技术，16(1):95,1996（Yasumoto M,Matsumoto Y,Ishizu A.The role of peroxide species in the carbohydrate degradation during oxygen bleaching.1.Factors influencing the reaction selectivity between carbohydrate and lignin model compounds.Journal of Wood Chemistry and Technology,16(1):95,1996）。甲醇在氧脱木素过程中作为氢氧自由基的可能的清除剂，减少了氢氧自由基的浓度，提高了氧脱木素的选择性。

中国专利文件CN102444047A公开了一种氧碱蒸煮漂白制备高黏度蔗渣纸浆的方法，将除髓后的蔗渣送入蒸煮器，加入NaOH、硫酸镁、蒽醌、Na₂SO₃、表面活性剂等蒸煮剂和水并混合均匀，密闭蒸煮设备后通入氧气至一定压力，然后加热升温，对蔗渣进行氧碱蒸煮得到氧碱浆；再加入低分子有机酸和/或醇保护助剂，在一定温度下对氧碱浆进行臭氧漂白，获得臭氧漂白浆；通过进一步使用过氧化氢进行P漂白或Eop漂白，即可获得高粘度、高白度的蔗渣纸浆。本发明引入环保型氧碱制浆替代传统的碱法制浆，具有所得纸浆粘度和白度高、漂白流程短、高效节能、低污染等优点，对臭氧漂白的工业应用具有重要意义。

目前氧气漂白被广泛用于化学浆的漂白过程中，在氧气漂白过程中由于过渡金属离子的存在会产生大量的羟基自由基，导致碳水化合物的降解。一般采用在在纸浆氧气漂白过程中加入镁盐的方法来减少氢氧自由基的产生，保护碳水化合物。但是即使在镁盐存在时，还是会发生较多的碳水化合物的降解，尤其是当纸浆中过渡金属离子浓度较高时情况会更加严重。

发明内容

本发明针对纸浆在氧气漂白过程中，过渡金属离子催化产生的羟基自由基导致碳水化合物的降解，造成纸浆粘度下降的问题，提供一种纸浆氧气漂白过程中保护碳水化合物的方法。

术语说明：

化学浆，包括木材或非木材纤维原料采用硫酸盐法、烧碱法、烧碱-蒽醌法或亚硫酸盐法经过蒸煮获得的纸浆。木材包括阔叶木和针叶木，非木材包括麦草、稻草、竹子、芦苇、蔗渣等。

kappa值，是用来表征经蒸煮后残留在纸浆中木素和其他还原性物质的含量，间接的表示纸浆脱木素程度的大小，kappa值越高，纸浆中的残留木素浓度越高。

本发明的技术方案如下：

一种纸浆氧气漂白过程中碳水化合物的保护方法，包括将纸浆在反应釜中通入氧气、加热进行氧气漂白，其中：

在纸浆氧气漂白时加入壳聚糖或壳寡糖之一或组合，用量为0.3-5.0kg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；

还加入氢氧化钠20-60kg/吨浆，镁盐0-6.0kg/吨浆，相对于绝干纸浆的重量；

纸浆浓度10-30%质量比，漂白温度80-130℃，漂白时间20-80min，氧气压力0.2-1.0MPa。

根据本发明优选的，所述镁盐选自硫酸镁或碳酸镁；