一种以禾本类植物为原料的联合工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种以禾本类植物为原料的联合工艺，所述联合工艺包括高档纸用浆料的制备工艺——包装纸用浆料的制备工艺——叶面肥的制备工艺这样一个全流程的反应工艺；高档纸用浆料的制备工艺主要包括三罐四挤一高浓磨的工艺步骤，制备得到高得率的浆料，然后将该工艺过程中初次加碱软化后经过第一次挤浆和/或前两次挤浆得到的挤浆水为包装纸用浆料的制备工艺的原料，由于该挤浆水中含有部分纤维素和未及时反应的药剂，经再一次的软化和研磨处理，可以实现包装纸用浆料的制备；在该包装纸用浆料的制备工艺中产生的挤出水，回收处理作为叶面肥的制备原料。该联合工艺过程中无黑液排放、回用水循环利用、节约能源，使该联合工艺成为一种绿色的制浆工艺。

A Combined Process Using Gramineous Plants as Raw Materials

The invention discloses a combined process using gramineous plants as raw materials, which includes a whole process reaction process of preparing high-grade pulp for paper-packaging paper-foliar fertilizer; the preparation process of high-grade pulp for paper mainly includes three cans, four extrusions and one high concentration grinding process to prepare high yield pulp. After softening by adding alkali for the first time, the extruded water obtained from the first extrusion and/or the first two extrusions is used as the raw material for the preparation of the pulp for packaging paper. Because the extruded water contains some cellulose and untimely reagents, the pulp for packaging paper can be prepared by softening and grinding again. The extruded water produced in the process is recycled as the raw material for the preparation of foliar fertilizer. The combined process has no black liquor discharge, recycled water and energy saving, which makes the combined process a green pulping process.

【技术实现步骤摘要】
一种以禾本类植物为原料的联合工艺
本专利技术属于造纸及其废液回收
，具体涉及一种以禾本类植物为原料的联合工艺，该工艺联合制备高档纸纸浆，包装纸纸浆以及叶面肥。
技术介绍
纸张是与人生活息息相关的重要物品，其已经发展成为包装、印刷、卷烟、文化用品、机械、建材、军工等产业的原材料，造纸工业在各行各业都有广泛的应用，造纸工业的发展直接反映一个国家国民经济和文明建设的水平。我国是一个造纸用纸大国，造纸已成为带动国民经济发展的重要基础工业。根据中国2015年造纸工业年度报告显示，2015年全国纸及纸板生产企业约2900家，全国纸及纸板生产量10710万吨，消费量10352万吨，人均年消费量为75kg，纸浆生产量7984万吨，纸浆消耗量9731万吨，纸品生产和消费量均居世界第一。众所周知，纸张的制备需要消耗大量的制浆原料，而中国是一个少林多田的国家，森林覆盖率只有16.35％，不仅如此，我们造纸木材利用率也低于世界平均水平。据联合国统计，世界造纸用木材平均占总量的7～8％，先进的林业国家，如芬兰、美国、加拿大等造纸用木材占总木材量的32％，而我国每年用于造纸工业的木材仅占我国木材总量的4％。但我国是一个农业大国，据统计，全国共有18亿多亩耕地，年产粮食超过5亿吨，每年产生的农业秸秆6亿多吨，非木材纤维超过7亿吨，每年都有大量的农业废物(如棉轩、甘鹿渣、麦草等)和种类繁多的其他禾本科植物(如竹子、芦苇、芒秆等可供制浆造纸利用。这些禾本类植物来源丰富，价格低廉，生长周期短，是目前我国造纸工业的主要原料之一。目前我国纸及纸板产品品种较少，只有600多种，是发达国家可生产纸种的一半，而且国内纸产品技术含量较低，质量较差，其中低档产品占60％，中档和高档产品各占20％。随着相关行业技术进步和产品更新换代，现有纸品结构已不适应纸张消费市场的变化。中国造纸协会有关专家表示，国内的纸及纸板消费结构从中低档向中高档转变已是大势所趋。为增加市场有效供给，纸及纸板产品应向薄型化、上质量、上档次、多品种方面发展。其中最为重要的就是高档纸的开发与利用，这类高档纸主要包括发展高档新闻纸、高档胶印书刊纸、高档信息用纸、高档办公用纸、高档食品医疗用纸、高档商品包装用纸和纸板、高档涂布纸及高档生活用纸等产品。传统的造纸工艺是将造纸原料经过制浆、调制、抄造、加工等主要处理步骤，其中，制浆为造纸的第一步，也是最为关键的步骤，制浆的过程就是脱出制浆原料中的木质素的过程；该脱除过程主要分为化学制浆法、机械制浆法和半化学制浆法，化学制浆法是应用最为广泛的生产方法；其主要包括粉碎-蒸煮-碱软化-挤水-洗涤-漂白等操作；化学制浆法是利用化学药液在通入150℃以上的高温蒸汽的装置内不断蒸煮料片，使制浆原料中的木质素在高温下与化学试剂发生反应生产水溶物，与纤维分离成浆料；化学制浆虽然保留了纤维的天然长度，除去了大部分的木质素，但是浆料得率低，污染大，且在蒸煮过程中，由于化学药剂的加入，使得制备得到的制浆有一种难闻的气味、味道苦涩，在后续的挤水和洗涤过程中，还会产生大量的黑液。黑液中含有大量的悬浮性固体、有机污染物和有毒物质，其中约有30～35％的无机物，主要成份是氢氧化钠、碳酸钠、硫化钠、硫酸钠和有机物结合的其他钠盐；还含有65～70％的有机物质，主要成份是木素、树脂、淀粉及低分子化合物等，如果将该黑液直接排放到水体中会造成严重的污染，如含有大量纤维、色素和无机盐的造纸废水会使水体变黑，并有特殊的恶臭味；含高浓度有机污染物的造纸黑液的生化耗氧量(BOD)可高达5000～40000g/L，会大量消耗水中的溶解氧，影响水质；黑液中大量存在的碱性物质会使水体的pH值急剧升高，破坏水体环境的平衡。传统的碱回收技术设备复杂、投资量大，据报道一套碱回收装置一般需要投资3000万人民币以上，而且其日常运行费用也较高，一个日产75～100吨纸浆的纸厂回收碱的成本高达2671元/吨碱，而氢氧化钠的市场价仅为1800元，因而，目前我们多数企业都无力进行碱回收，而是将黑液直接排放或经稀释后直接排放，造成环境尤其是水域的极大污染。目前，采用造纸黑液制备肥料的已有相关报道，而且都没能进行有效的推广，不仅如此，这些技术方案也存在一些问题：(1)成本较高；(2)制备得到的肥料质量差，肥效欠佳；(3)还需要添加其他营养源，且其用量与现有技术中其他方法制备得到的肥料相当；(4)利用方式少，品种单一。叶面肥是以叶面吸收为目的，是植物吸收营养成分的一种补充，来弥补根系吸收养分的不足，将作物所需养分直接施用叶面的肥料，称为叶面肥。植物的叶片有上下两层表皮，由表皮细胞组成，表上细胞的外侧有角质层和蜡质，可以保护表皮组织下的叶肉细胞行使光合、呼吸等功能，不受外界不利条件变化的影响，叶片表面还有许多微小的气孔，行使气体更换的功能。研究表明，角质层由一种带有羟基和羧基的长碳链脂肪酸聚合物组成，这种聚合物的分子间隙及分子上的羟基、羧基亲水基团可以让水溶液渗透进入叶内，当然，叶片表面的气孔是叶面肥进入叶片更方便的通道。肥料中的尿素类物质对表皮细胞的角质层有软化作用，可以加速其它营养物质的渗入，所以尿素成为叶面肥重要的组成成分。而制浆工艺中产生的黑液中含有大量的有机质和植物生长过程中所需要的常量和中微量元素，如果可以得到有效利用，势必会制备得到一种性能优异的叶面肥。中国专利CN101486604A中公开了一种亚铵法草浆黑液为原料的黄腐酸叶面肥，该叶面肥是以亚铵法草浆黑液为原料，所述叶面肥的制备过程中，采用连续2次闪蒸——五效蒸发的工艺浓缩该亚铵法草浆黑液，虽然其为了提高热能的利用率，采用蒸汽循环利用的方式，但是不可避免的引入外加能量；不仅如此，进行该工艺的设备长时间处于高温状态，对于设备的耗损和维护，也需要投入大量的资金。而且该制备工艺过程仅仅向浓缩后的亚铵法草浆黑液中加入可溶性微量元素，并没有对该亚铵法草浆黑液中的有害物质、悬浮固体做任何处理，其还保留在所得的黄腐酸叶面肥中；吸收了该种叶面肥的植物可能在补充了营养元素的同时也会在体内沉积一些有毒有害的物质和元素。
技术实现思路
为了解决现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种以禾本类植物为原料的联合工艺，所述联合工艺主要包括高档纸用浆料的制备工艺——包装纸用浆料的制备工艺——叶面肥的制备工艺这样一个全流程的反应工艺。本专利技术目的是通过如下技术方案实现的：一种以禾本类植物为原料的联合制备工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸用浆料的制备(1.1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；(1.2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；(1.3)对步骤(1.2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；(1.4)向步骤(1.3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；(1.5)向步骤(1.4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；优选所述第三挤浆水作为回用水回用到步骤(1.2)和/或(1.4)与(1.5)；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以禾本类植物为原料的联合制备工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸用浆料的制备(1.1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；(1.2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；(1.3)对步骤(1.2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；(1.4)向步骤(1.3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；(1.5)向步骤(1.4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(1.7)将步骤(1.6)的第二次软化处理后的混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后进行第四次挤水处理，得到第四挤浆物料和第四挤浆水；(1.8)将步骤(1.7)的第四挤浆混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后，加入漂白剂和任选地清水，进行高浓磨磨浆，得到研磨浆料；(1.9)将步骤(1.8)排出高浓磨的研磨浆料进行漂白处理，得到高档纸用浆料；(2)包装纸用浆料的制备(2.1)将步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的第一挤浆水和第二挤浆水静置沉淀得到干物质，所述干物质，任选地加入上述制浆原料，与步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的挤浆水搅拌混合，得到混合物料；(2.2)加碱性药剂调节pH值达13以上并进行冷浸；(2.3)将步骤(2.2)的冷浸后的混合物料进行挤浆处理，得到挤浆混合物料和第五挤浆水；(2.4)将步骤(2.3)的挤浆混合物料在高浓磨浆机中进行磨浆；(2.5)将步骤(2.4)的研磨后的浆料进行反应，得到反应纸浆；(2.6)将步骤(2.5)的反应纸浆进行加酸调节pH值至7～7.5，获得包装纸用浆料；(3)叶面肥的制备(3.1)提取步骤(2.3)的第五挤浆水；(3.2)加入菌种液，进行发酵反应，得到发酵后的混合产物；(3.3)向步骤(3.2)的混合产物中加入等质量的腐殖酸，制备得到混合物料；(3.4)向步骤(3.3)的混合物料中加入营养源，制备得到叶面肥。...

【技术特征摘要】
1.一种以禾本类植物为原料的联合制备工艺，其包括如下步骤：(1)高档纸用浆料的制备(1.1)对禾本类植物原料进行预处理，得到制浆原料，存储在料仓中；(1.2)从料仓中出来的制浆原料和药剂混合，进行第一次软化处理；(1.3)对步骤(1.2)的第一次软化处理后的混合物料进行第一次挤水处理，得到第一挤浆混合物料和第一挤浆水；(1.4)向步骤(1.3)的第一挤浆混合物料中任选地加入水和/或回用水，进行第二次挤水处理，得到第二挤浆混合物料和第二挤浆水；(1.5)向步骤(1.4)的第二挤浆混合物料中加入水和/或回用水，进行第三次挤水处理，得到第三挤浆混合物料和第三挤浆水；(1.6)将步骤(1.5)的第三挤浆混合物料和药剂混合，进行第二次软化处理；(1.7)将步骤(1.6)的第二次软化处理后的混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后进行第四次挤水处理，得到第四挤浆物料和第四挤浆水；(1.8)将步骤(1.7)的第四挤浆混合物料任选地加入碱或酸调节其pH后，加入漂白剂和任选地清水，进行高浓磨磨浆，得到研磨浆料；(1.9)将步骤(1.8)排出高浓磨的研磨浆料进行漂白处理，得到高档纸用浆料；(2)包装纸用浆料的制备(2.1)将步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的第一挤浆水和第二挤浆水静置沉淀得到干物质，所述干物质，任选地加入上述制浆原料，与步骤(1.3)和步骤(1.4)得到的挤浆水搅拌混合，得到混合物料；(2.2)加碱性药剂调节pH值达13以上并进行冷浸；(2.3)将步骤(2.2)的冷浸后的混合物料进行挤浆处理，得到挤浆混合物料和第五挤浆水；(2.4)将步骤(2.3)的挤浆混合物料在高浓磨浆机中进行磨浆；(2.5)将步骤(2.4)的研磨后的浆料进行反应，得到反应纸浆；(2.6)将步骤(2.5)的反应纸浆进行加酸调节pH值至7～7.5，获得包装纸用浆料；(3)叶面肥的制备(3.1)提取步骤(2.3)的第五挤浆水；(3.2)加入菌种液，进行发酵反应，得到发酵后的混合产物；(3.3)向步骤(3.2)的混合产物中加入等质量的腐殖酸，制备得到混合物料；(3.4)向步骤(3.3)的混合物料中加入营养源，制备得到叶面肥。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，在步骤(1)的高档纸用浆料的制备中：在步骤(1.2)中，所述第一次软化处理在1号反应罐中进行；在步骤(1.3)中，所述第一次挤水处理在1号挤浆机中进行；在步骤(1.4)中，所述第二次挤水处理在2号挤浆机中进行；在步骤(1.5)中，所述第三次挤水处理在3号挤浆机中进行；在步骤(1.6)中，所述第二次软化处理在2号反应罐中进行；在步骤(1.7)中，所述第四次挤水处理在4号挤浆机中进行；在步骤(1.9)中，所述漂白处理在3号反应罐中进行；所述反应罐为顶部带有观察窗口，外周带有保温层的反应罐；所述1号反应罐、2号反应罐和3号反应罐的容积(或处理能力)依次递减；所述反应罐的进料和出料是通过螺旋杆挤出的方式进行的；所述的1号挤浆机、2号挤浆机、3号挤浆机和4号挤浆机为功率依次递减的挤浆机；所述挤浆机的进料和出料是通过螺旋杆挤出的方式进行的。在步骤(2)的包装纸用浆料的制备中：步骤(2.1)的混合搅拌与步骤(2.2)的冷浸在同一反应器中进行，例如沉淀池或反应罐，或者在不同反应器中进行；在步骤(2.3)中，所述挤浆处理在5号挤浆机中进行；在步骤(2.5)中，所述反应在4号反应罐中进行。优选地，在步骤(2.3)中，所述冷浸后的混合物料送至5号挤浆机中时的送达方式为泵送；在步骤(2.5)中，所述反应罐为顶部带有观察窗口，外周带有保温层的反应罐。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于，在步骤(1.2)中，所述药剂的加入使得1号反应罐的混合物料的pH大于等于12；控制排出1号反应罐的混合物料的pH为9-10；在步骤(1.6)中，药剂的加入使得2号反应罐的混合物料的pH为10-12，优选11，控制排出2号反应罐的混合物料的pH为7-9；在步骤(1.7)中，通过挤浆所述第四挤浆混合物料的pH为6.5-7，例如为7；在步骤(1.9)中，排出3号反应罐的混合物料即成品浆的pH为7-7.5。优选地，在步骤(1.7)中，若排出2号反应罐的混合物料的pH大于9，则在2号反应罐出料螺旋杆接近2号反应罐出料口的位置加酸调节混合物料的pH，使其降至7-9之间，再进入到4号挤浆机中进行挤水处理；优选地，在步骤(1.8)中，若排出4号挤浆机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘长如，钱月起，
申请(专利权)人：黑龙江如柏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23