[发明专利]一种微波协同制备蔗渣漂白浆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用榨糖后的固体废弃物---蔗渣为原料，清洁高效制备其漂白浆的方法，属于制浆造纸技术领域。

背景技术

随着制浆造纸工业的飞速发展，木材纤维原料的供应日益短缺，除大力发展“林纸一体化”外，充分利用非木材原料是发展造纸工业的重要途径。甘蔗渣是甘蔗经过榨糖之后剩余的、由纤维细胞与杂细胞（多为薄壁细胞）组成的固体残余物，简称蔗渣。作为我国产糖第二大省云南，一年约有170多万吨的蔗渣^[1]。根据所查文献记载，由于经除蔗髓后的蔗渣纤维长宽比适宜、成浆性状与木材浆料相近、原料价格低廉等原因，以蔗渣为原料的制浆造纸工业在我国造纸领域中占有一定的比重。

通常制备蔗渣漂白浆需要经过制浆和漂白两个阶段，蔗渣制浆目前多采用化学方法中的碱法蒸煮工艺^[2]，蒸煮处理后的本色浆因白度较低，继而需要通过一段或多段漂白工艺脱除残余木素或改变发色基团的结构来提高纸浆白度^[3、4]。一般生产出本色浆后必须通过洗涤去除残余化学蒸煮药品才能进行漂白，在漂白每一段结束后同样也需要洗涤去除该段残余化学药品才能进行下一段的漂白。那么，在实验室实际操作中至少需要3～5天的时间才能制备出白度在60％以上的浆料。在制浆工厂连续生产中用于洗涤残余药品的水数量巨大，且废水还需进行复杂的净化处理后才能排放或回用，废水处理成本高。另外，氧碱制浆方法是一种新近发展起来的适用于草类原料的制浆方法，与普通碱法制浆相比较，氧碱制浆不仅降低因蒸煮过程中产生恶臭气体的环境问题，而且大幅度提高原浆的白度（达到60％ISO左右）^[5]，但耗时较长，耗碱量较高。

微波是一种具有极高频率和很短波长的电磁波，不仅加热更快速，而且更加均匀，它可以大大缩短材料处理的时间，节省能源。制浆造纸行业作为一个能耗较高的行业，需要大量的蒸汽加热和干燥纸页，微波的热效应可成为其节能降耗的一种潜在的良好方式。此外，在微波场中，由于不同分子量的物质介电常数不同，吸收微波能的程度不同，其产生的热能及传递给周围环境的热能也不同^[6]，此种差异致使制浆体系中的低分子多糖及木素组分分离出来，使植物细胞壁组织产生微孔结构，更有利于后续脱木素的化学反应。通常微波辐射技术在制浆方面的应用多是利用微波的热效应来替代传统蒸汽或水浴的加热方式，作为一种节能减耗的潜在手段。 但遗憾的是，现今利用微波进行制浆和漂白处理仍按传统的多步工序进行，例如植物原料通过微波进行化学法制浆得到本色浆^[7]；在微波漂白处理中，往往是针对某一漂白工序的技术进行改进，而且漂白对象多为某种植物的本色浆^[8-10]，而以植物原料作为研究对象利用微波加热技术直接制备漂白浆的工艺技术还未见报道。因此，本发明利用微波辐射技术，研究出一种在较短时间内直接将蔗渣原料制备成漂白浆的工艺技术，为蔗渣资源清洁高效化利用开辟一条新途径。 

参考文献：

[1] 昝逢刚，吴转娣等，滇西南地区甘蔗生产调查报告[J].中国糖料，2010，（3）：43-45.

[2] 刘星生，张鸿雁，黄国林，蔗渣制浆技术研究进展[J].江西化工，2005，（1）：38-41.

[3] 刘艳兰，陈克复，李军，等，蔗渣浆的全无氯漂白工艺[J].华南理工大学学报（自然科学版），2010，38（2）：28-32.

[4] Y.Hamzeh, A.Ashiori, Z.Khorasani, et al., Pre-extraction of hemicelluloses from bagasse fibers: Effects of dry-strength additives on paper properties [J]. Industrial Crop and Products, 2013, 43: 365-371. 

[5] F.X.Yue, K.L.Chen, Soda-oxygen pulping of bagasse at low temperature [C]. The second international paper and environment conference, Tianjing, 2008, 369-372.

[6] 刘玉婷，周英，尹大伟，等，微波技术在化学化工上的应用[J].化学世界，（8）：505-508.