专利摘要

本发明公开了一种造纸制浆工艺，包含生物发酵除杂，再生纤维的合成，纤维素浆的改性，筛选、施胶、充填和抄纸步骤。本发明通过甘蔗纤维素与再生纤维素的交织排列，增加了纤维素间的接触表面积，从而增加了纸浆的强度；通过对纤维素浆的改性增加了纤维素的韧性，为制作高品质纸张提供有力保障。本发明提供的造纸制浆工艺由于不使用化学制浆方式，而具备无污染，纸张品质高等特性，而且原材料成本较低，实现了资源的充分利用。

权利要求

1.一种造纸制浆工艺，其特征在于, 包括以下步骤：

步骤a.生物发酵除杂

选取甘蔗渣作为造纸纸浆的原材料，将甘蔗渣、米糠、麦麸按照98:1:1的质量比混合搅拌均匀，制备发酵原料；

将发酵真菌原液、营养剂、水按照1:1:18的重量比制作成稀释液，并喷洒至发酵原料中，边喷洒边搅拌；

其中，所述的发酵真菌原液包括白曲霉25-40%、白腐菌20-35%、软腐菌25-55%；所述的营养剂包括木聚糖酶35-50%、维生素E10-15%、维生素A5-10%、复合氨基酸10-20%、矿物质水15-20%；

将上述过程的发酵原料堆砌在孔径为0.1-1cm的钢丝网上，堆砌高度为3-5m，在料堆表面，以间距为30cm，画出经纬线，经纬线交叉点处进行钻孔处理，孔径为4-5cm，并通过下方钢丝网进行鼓风处理，进行好氧发酵，料温达到25-30℃时，进行滚动式翻腾，反复处理30-40天，继续好氧发酵至料温达到40-45℃，完成发酵，得到甘蔗纤维素浆；

步骤b. 再生纤维的合成

将竹浆分散于二甲基乙酰胺溶液中，加入氢氧化钠固体，升温至166-168℃，回流反应24小时，过滤，洗涤，得到原液，送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头；从喷丝孔眼中压出的原液细流进入上述甘蔗纤维素浆中，并在其中析出再生纤维素，制得纤维素浆；

步骤c.纤维素浆的改性

首先,将极性溶剂无水乙醇与乙酸铈溶液按照体积比为1:1混合均匀，得到金属极性溶液；然后，将液体硅胶浸泡于上述金属极性溶液中，机械搅拌的同时，以水浴加热，逐渐升温至50-60℃，恒定温度持续反应8-10小时，升温至70-100℃，蒸发出未参与反应的乙醇水溶液，将产物迅速冰浴冷却至常温，放入4℃冰箱中，冷藏保存3-5小时加以陈化，取出并干燥，得到表面改性硅胶；最后，将改性硅胶溶液按照比例加入到上述纤维素浆中，常温搅拌5-7小时，混合均匀，得到改性纤维素浆；

步骤d.筛选、施胶、充填和抄纸

筛选上述改性纤维素浆，去除粒度大于0.5cm的大块纤维，剩余均匀浆液加入施胶剂、充填剂，经过成型、脱水、烘干，制得纸张；

其中，所述的施胶剂为木薯改性淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种；所述的充填剂为滑石粉45-65%、二氧化硅15-30%、碳酸钙10-25%。

2.根据权利要求1所述的造纸制浆工艺，其特征在于，

所述的竹浆的加入量为甘蔗纤维素浆重量的15-30%；所述的氢氧化钠固体的用量为竹浆重量的2-4%。

3.根据权利要求1所述的造纸制浆工艺，其特征在于，

所述的乙酸铈溶液的浓度为0.5-2mg/mL；所述的改性硅胶溶液的添加量为纤维素浆总重量的5-10%。

4.根据权利要求1所述的造纸制浆工艺，其特征在于，

所述的施胶剂的添加量为纤维素浆总重量的1-8%；所述的充填剂的添加量为纤维素浆总重量的1-20%。

说明书

技术领域

本发明涉及造纸技术领域，尤其涉及一种造纸制浆工艺。

背景技术

甘蔗渣作为制糖的副产物，其主要成分是纤维素，半纤维素，木质素。其中半纤维素大约20.6％，木质素18.6％。纤维素在甘蔗渣里的含量大约为35.4％，由β-1、4-糖苷键联结毗喃葡萄糖苷构成。，而半纤维素中大约70％也为纤维素。生产1吨蔗糖大约会产出2-3吨甘蔗渣，这些甘蔗渣多被用作燃料，产生的附加价值很低，从而造成了极大的资源浪费。

在造纸工业中，传统的老式生产工艺，如烧碱法、硫酸盐法或氨法等，其中以烧碱法最为普遍。这种传统的制浆工艺在蒸煮过程中会有大量含有极高有害污染负荷的黑液排出，酸、碱法制浆产生的废水、废气如果得不到有效及时处理，则会带来环境污染问题。纸的主要成分是植物纤维，甘蔗渣中含有丰富的半纤维素、纤维素、木质素等，是造纸的优良原料。以蔗渣作为造纸原料显示出其特殊的重要性，蔗渣与蔗糖业的这种天然依存关系，也使蔗渣造纸具有稳定可靠的资源提供平台。但因蔗渣浆制成的纸张过脆，而限制了甘蔗渣纸浆的应用。

鉴于上述技术缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本创作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种造纸制浆工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案，一种造纸制浆工艺，包括以下步骤：

步骤a.生物发酵除杂

选取甘蔗渣作为造纸纸浆的原材料，将甘蔗渣、米糠、麦麸按照98:1:1的质量比混合搅拌均匀，制备发酵原料；

将发酵真菌原液、营养剂、水按照1:1:18的重量比制作成稀释液，并喷洒至发酵原料中，边喷洒边搅拌；

将其堆砌在孔经为0.1-1cm的钢丝网上，堆砌高度为3-5m，在料堆表面，以间距为30cm，画出经纬线，经纬交叉点处进行钻孔处理，孔径为4-5cm，并通过下方钢丝网进行鼓风处理，进行好氧发酵，料温达到25-30℃时，进行滚动式翻腾，反复处理30-40天，继续好氧发酵至料温达到40-45℃，完成发酵，得到甘蔗纤维素浆；

步骤b.再生纤维的合成

将竹浆分散于二甲基乙酰胺溶液中，加入氢氧化钠固体，升温至166-168℃，回流反应24小时，过滤，洗涤，得到原液，送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入上述甘蔗纤维素浆中，并在其中析出再生纤维素，制得纤维素浆；

步骤c.纤维素浆的改性

首先,将极性溶剂无水乙醇与乙酸铈溶液按照体积比为1:1混合均匀，得到金属极性溶液；然后，将液体硅胶浸泡于上述金属极性溶液中，机械搅拌的同时，以水浴加热，逐渐升温至50-60℃，恒定釜内温度，持续反应8-10小时，升温至70-100℃，蒸发出未参与反应的乙醇水溶液，将产物迅速冰浴冷却至常温，放入4℃冰箱中，冷藏保存3-5小时加以陈化，取出并干燥，得到表面改性硅胶；最后，将改性硅胶溶液按照比例加入到上述纤维素浆中，常温搅拌5-7小时，混合均匀，得到改性纤维素浆；

步骤d.筛选、施胶、充填和抄纸

筛选上述改性纤维素浆，去除粒度大于0.5cm的大块纤维，剩余均匀浆液加入施胶剂、充填剂，经过成型、脱水、烘干，制得纸张。

进一步地，所述的发酵真菌原液包括白曲霉25-40％、白腐菌20-35％、软腐菌25-55％；所述的营养剂包括木聚糖酶35-50％、维生素E10-15％、维生素A5-10％、复合氨基酸10-20％、矿物质水15-20％。

进一步地，所述的竹浆的加入量为甘蔗纤维素浆重量的15-30％；所述的氢氧化钠固体的用量为竹浆重量的2-4‰。

进一步地，所述的乙酸铈溶液的浓度为0.5-2mg/mL；所述的改性硅胶溶液的添加量为纤维素浆总重量的5-10％。

进一步地，所述的施胶剂的添加量为纤维素浆总重量的1-8％；所述的充填剂的添加量为纤维素浆总重量的1-20％。

进一步地，所述的施胶剂为木薯改性淀粉、玉米淀粉、马铃薯淀粉中的一种；所述的充填剂为滑石粉45-65％、二氧化硅15-30％、碳酸钙10-25％。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，一是采用制糖副产物甘蔗渣为制浆原材料，存在纤维素含量高，原料成本低，节约资源等优点；通过钢丝网架的支撑作用，利于甘蔗纤维素浆的成型。

二是制浆过程中完全不使用化学试剂进行处理，无环境污染问题，不会限制造纸业的发展，后期无需处理废液，节约生产成本。

三是通过生物发酵技术，可以在不使用任何化学制剂的前提下，有效除去甘蔗渣中的木质素，木聚糖酶则可以有效辅助木质素的溶出，而且不会损害纤维素结构，对物料堆的钻孔、翻腾和鼓风处理，则可以保持发酵所需的氧气，促进真菌的快速繁殖，从而形成良性循环系统；高效率地实现了木质素与纤维素的分离，保持了天然纤维素的结构，经过再生纤维素在甘蔗渣纤维素表面合成，实现了不同结构纤维素的交织，增强了后期制备纸张的强度。

最后经过硅胶改性纤维素，有效增强了纸张的韧性及抗撕裂强度。实现了低成本、无污染、高质量造纸制浆的制备。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。实施例1

步骤a.生物发酵除杂

选取甘蔗渣作为造纸纸浆的原材料，将甘蔗渣、米糠、麦麸按照98:1:1的质量比混合搅拌均匀，制备发酵原料500公斤；

将白曲霉25％、白腐菌35％、软腐菌40％组成的发酵真菌原液，木聚糖酶50％、维生素E10％、维生素A8％、复合氨基酸12％、矿物质水20％组成的营养剂，水按照1:1:18的重量比制作成稀释液20公斤，并喷洒至发酵原料中，边喷洒边搅拌；

将其堆砌在孔经为0.1cm的钢丝网上，堆砌高度为3m，在料堆表面，以间距为30cm，画出经纬线，经纬交叉点处进行钻孔处理，孔径为4cm，并通过下方钢丝网进行鼓风处理，进行好氧发酵，料温达到25℃时，进行滚动式翻腾，反复处理30天，继续好氧发酵至料温达到40℃，完成发酵，得到甘蔗纤维素浆；

本实施例中，以生物发酵方法，可以在不使用任何化学制剂的前提下，有效除去甘蔗渣中的木质素，木聚糖酶则可以有效辅助木质素的溶出，而且不会损害纤维素结构，对物料堆的钻孔、翻腾和鼓风处理，则可以保持发酵所需的氧气，促进真菌的快速繁殖，从而形成良性循环系统；

步骤b.再生纤维的合成

将50公斤竹浆分散于80升二甲基乙酰胺溶液中，加入100克氢氧化钠固体，升温至166℃，回流反应24小时，过滤，洗涤，得到原液，送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入上述甘蔗纤维素浆中，并在其中析出再生纤维素，制得纤维素浆；

本实施例中，以竹浆为原料合成再生纤维，由于天然纤维素的结构为gt构象，而再生纤维素的结构为tg构象，因而二者的有机结合，可以在结构上形成互补，并纵横交叉在一起，增加纤维素的接触表面积，增加纤维素表面的有效基团个数，促进了相互间的作用力，从而增强纤维素的分子交织力；

步骤c.纤维素浆的改性

首先,将极性溶剂无水乙醇与2mg/mL乙酸铈溶液按照体积比为1:1混合均匀，得到金属极性溶液；然后，将液体硅胶浸泡于上述金属极性溶液中，机械搅拌的同时，以水浴加热，逐渐升温至50℃，恒定釜内温度，持续反应8小时，升温至70℃，蒸发出未参与反应的乙醇水溶液，将产物迅速冰浴冷却至常温，放入4℃冰箱中，冷藏保存3小时加以陈化，取出并干燥，得到表面改性硅胶；最后，将改性硅胶溶液12.5公斤加入到上述纤维素浆中，常温搅拌5小时，混合均匀，得到改性纤维素浆；

本实施例中，以改性硅胶对纤维素表面进行改性处理，是以硅胶的表面活性基团与纤维素表面羟基进行化学反应，从而增加纤维素分子中柔性基团的数量，通过与其相连，改善甘蔗渣纤维素的脆性问题，增强其柔韧性，从而增加抗撕裂度；

步骤d.筛选、施胶、充填和抄纸

筛选上述改性纤维素浆，去除粒度大于0.5cm的大块纤维，剩余均匀浆液加入木薯改性淀粉、滑石粉50％、二氧化硅28％、碳酸钙22％，经过成型、脱水、烘干，制得纸张。

实施例2

步骤a.生物发酵除杂

选取甘蔗渣作为造纸纸浆的原材料，将甘蔗渣、米糠、麦麸按照98:1:1的质量比混合搅拌均匀，制备发酵原料500公斤；

将白曲霉40％、白腐菌35％、软腐菌25％组成的发酵真菌原液，木聚糖酶50％、维生素E10％、维生素A5％、复合氨基酸20％、矿物质水15％组成的营养剂，水按照1:1:18的重量比制作成稀释液20公斤，并喷洒至发酵原料中，边喷洒边搅拌；

将其堆砌在孔经为0.5cm的钢丝网上，堆砌高度为4m，在料堆表面，以间距为30cm，画出经纬线，经纬交叉点处进行钻孔处理，孔径为5cm，并通过下方钢丝网进行鼓风处理，进行好氧发酵，料温达到30℃时，进行滚动式翻腾，反复处理35天，继续好氧发酵至料温达到42℃，完成发酵，得到甘蔗纤维素浆；

步骤b.再生纤维的合成

将60公斤竹浆分散于90升二甲基乙酰胺溶液中，加入120克氢氧化钠固体，升温至167℃，回流反应24小时，过滤，洗涤，得到原液，送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入上述甘蔗纤维素浆中，并在其中析出再生纤维素，制得纤维素浆；

步骤c.纤维素浆的改性

首先,将极性溶剂无水乙醇与0.5mg/mL乙酸铈溶液按照体积比为1:1混合均匀，得到金属极性溶液；然后，将液体硅胶浸泡于上述金属极性溶液中，机械搅拌的同时，以水浴加热，逐渐升温至60℃，恒定釜内温度，持续反应10小时，升温至100℃，蒸发出未参与反应的乙醇水溶液，将产物迅速冰浴冷却至常温，放入4℃冰箱中，冷藏保存5小时加以陈化，取出并干燥，得到表面改性硅胶；最后，将改性硅胶溶液25公斤加入到上述纤维素浆中，常温搅拌7小时，混合均匀，得到改性纤维素浆；

步骤d.筛选、施胶、充填和抄纸

筛选上述改性纤维素浆，去除粒度大于0.5cm的大块纤维，剩余均匀浆液加入玉米淀粉、滑石粉45％、二氧化硅30％、碳酸钙25％，经过成型、脱水、烘干，制得纸张。

实施例3

步骤a.生物发酵除杂

选取甘蔗渣作为造纸纸浆的原材料，将甘蔗渣、米糠、麦麸按照98:1:1的质量比混合搅拌均匀，制备发酵原料500公斤；

将白曲霉40％、白腐菌35％、软腐菌25％组成的发酵真菌原液，木聚糖酶45％、维生素E15％、维生素A10％、复合氨基酸10％、矿物质水20％组成的营养剂，水按照1:1:18的重量比制作成稀释液20公斤，并喷洒至发酵原料中，边喷洒边搅拌；

将其堆砌在孔经为1cm的钢丝网上，堆砌高度为5m，在料堆表面，以间距为30cm，画出经纬线，经纬交叉点处进行钻孔处理，孔径为5cm，并通过下方钢丝网进行鼓风处理，进行好氧发酵，料温达到30℃时，进行滚动式翻腾，反复处理40天，继续好氧发酵至料温达到45℃，完成发酵，得到甘蔗纤维素浆；

步骤b.再生纤维的合成

将30公斤竹浆分散于45升二甲基乙酰胺溶液中，加入75克氢氧化钠固体，升温至168℃，回流反应24小时，过滤，洗涤，得到原液，送至纺丝机，通过计量泵计量，然后经烛形滤器、连接管而进入喷丝头。从喷丝孔眼中压出的原液细流进入上述甘蔗纤维素浆中，并在其中析出再生纤维素，制得纤维素浆；

步骤c.纤维素浆的改性

首先,将极性溶剂无水乙醇与1.5mg/mL乙酸铈溶液按照体积比为1:1混合均匀，得到金属极性溶液；然后，将液体硅胶浸泡于上述金属极性溶液中，机械搅拌的同时，以水浴加热，逐渐升温至55℃，恒定釜内温度，持续反应9小时，升温至90℃，蒸发出未参与反应的乙醇水溶液，将产物迅速冰浴冷却至常温，放入4℃冰箱中，冷藏保存4小时加以陈化，取出并干燥，得到表面改性硅胶；最后，将改性硅胶溶液17.5公斤加入到上述纤维素浆中，常温搅拌6小时，混合均匀，得到改性纤维素浆；

步骤d.筛选、施胶、充填和抄纸

筛选上述改性纤维素浆，去除粒度大于0.5cm的大块纤维，剩余均匀浆液加入马铃薯淀粉、滑石粉65％、二氧化硅20％、碳酸钙15％，，经过成型、脱水、烘干，制得纸张。

上述实施例得到的纸张工艺参数如下表

通过分析可知，实施例中得到的纸张未经漂白，白度依然达标，制浆的产率较高，韧性和强度较好，表面平滑等优点，本发明中提出的一种造纸制浆工艺，具备低成本、无污染、高质量的特性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

一种造纸制浆工艺专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。