技术领域
[0001] 本
发明涉及一种木质素的分离方法，尤其涉及一种造纸用草类秸秆中木质素的分离方法。
背景技术
[0002] 在国际上，造纸业是仅次于电信和
钢铁的第三大产业，是国家经济发展
水平的重要标志之一。但国内造纸业面临着原料缺口大和环境可容量小的两大困境。我国木材贫乏，三分之二的木纸浆和三分之一的废纸纸浆需要进口，年进口量达两千多万吨。于此同时，我国每年有近十亿吨
农作物秸秆待处理，因秸秆焚烧造成的环境压
力与日俱增，秸秆的资源化处理已成为关系国计民生的重大课题，人们对秸秆造纸的关注日益增加，但常规方式秸秆制浆对环境的污染更加严重，因此尚未有规模化生产。一方面造纸原料严重缺乏，另一方面秸秆处理压力巨大。研究一种可工业化的无污染秸秆制浆方式十分紧迫。
[0003] 在制浆造纸工业中，传统的
纤维素分离方法，如
硫酸盐法或
碱法等，在蒸煮过程中产生含有极高污染负荷的黒液，对环境造成了巨大压力。目前一些新的制浆方法如爆破法制浆技术、膨化制浆技术、
氧化清洁制浆技术、催化制浆技术、有机溶法制浆技术、
生物制浆技术等，在一定程度上减少了制浆过程带来的污染。但都存在不同程度的局限性，尚不能取代传统工艺，而且未形成规模化量产。本方法是在考虑草类纤维与木质纤维存在巨大的差异性，通过高温蒸煮的物理方式分离草类纤维的
纤维素、半纤维素和木质素及其他组分。
发明内容
[0004] 为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种造纸用草类秸秆中木质素的分离方法。
[0005] 为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种造纸用草类秸秆中木质素的分离方法，方法包括以下步骤：
[0006] Ⅰ、将草类
植物秸秆
挤压并切割成丝状；
[0007] Ⅱ、按水与秸秆丝大于1:1的比例混合，浸泡，并放置60分钟以上；
[0008] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入
高压釜中，加热升温，釜内
温度加热到170～220℃，保持温度5～30分钟；
[0009] Ⅳ、打开高压釜的出料
阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的
冷却水混合，使物料降温；
[0010] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0011] Ⅵ、将步骤Ⅴ获得的粗浆经常规造纸工艺中的磨浆，洗涤后得到细浆，即可进一步制作抄纸。
[0012] 进一步地，秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm。
[0013] 进一步地，冷却水的水温为0～60℃。
[0014] 进一步地，秸秆为玉米秸秆。
[0015] 进一步地，抄纸包括但不限于卫生用纸和瓦楞纸；生产卫生用纸时，高压釜的温度为195℃以上，时间为30分钟；生产瓦楞纸时，高压釜的温度为185℃以上，时间为15分钟。
[0016] 进一步地，生产瓦楞纸时，高压釜的温度为185℃以上，时间为15分钟。
[0017] 进一步地，粗浆的磨浆方法包括高浓磨、中浓磨以及低浓磨；粗浆的洗涤方法为逆流洗涤。
[0018] 本发明的木质素分离全过程不加入任何化学制剂，仅通过物理方法实现木质素的分离，分离出的物质基本保留了原植物材料植物各组分的天然特性，为原料的综合利用创造了很好的
基础；分离出的液体经厌氧
发酵制得沼气，沼液和
沼渣再经好氧发酵等处理都是很好的有机质
肥料；对分离出的液体进一步分离或再加工可实现了造纸废料资源化利用,同时不对环境造成压力；不加化学制剂降低了纸浆成本；回收率高。
具体实施方式
[0019] 下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0020] 一种造纸用草类秸秆中木质素的分离方法，方法包括以下步骤：
[0021] Ⅰ、将草类植物秸秆挤压并切割成丝状；秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm；
[0022] Ⅱ、按水与秸秆丝大于1:1的比例混合，浸泡，并放置60分钟以上；
[0023] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入高压釜中，加热升温，釜内温度加热到170～220℃，保持温度5～30分钟；
[0024] Ⅳ、打开高压釜的出料阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的冷却水混合，使物料降温；冷却水的水温可选为0～60℃的水温可对高温的物料具有冷却作用；
[0025] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0026] Ⅵ、粗浆经常规造纸工艺中的高浓磨、中浓磨以及低浓磨等磨浆方法，逆流洗涤法洗涤后，得到细浆，即可进一步制造抄纸。
[0027] 以下根据具体
实施例对本发明做进一步说明：
[0028] 实施例一、
[0029] Ⅰ、将玉米秸秆挤压并切割成丝状；秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm；
[0030] Ⅱ、将水与秸秆丝按3:1的比例混合，浸泡并放置60分钟；
[0031] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入高压釜中，加热升温，釜内温度加热到220℃，保持温度20分钟；
[0032] Ⅳ、打开高压釜的出料阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的冷却水混合，注入冷却水的温度为60℃，使物料降温；
[0033] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0034] Ⅵ、粗浆经常规造纸工艺中的高浓磨、中浓磨以及低浓磨等磨浆方法，逆流洗涤法洗涤后，得到细浆，即可进一步制造抄纸。
[0035] 实施例二、
[0036] Ⅰ、将玉米秸秆挤压并切割成丝状；秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm；
[0037] Ⅱ、将水与秸秆丝按3:1的比例混合，浸泡并放置60分钟；
[0038] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入高压釜中，加热升温，釜内温度加热到170℃，保持温度5分钟；
[0039] Ⅳ、打开高压釜的出料阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的冷却水混合，注入冷却水的温度为0℃，使物料降温；
[0040] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0041] Ⅵ、粗浆经常规造纸工艺中的高浓磨、中浓磨以及低浓磨等磨浆方法，逆流洗涤法洗涤后，得到细浆，即可进一步制造抄纸。
[0042] 实施例三、
[0043] Ⅰ、将玉米秸秆挤压并切割成丝状；秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm；
[0044] Ⅱ、将水与秸秆丝按2:1的比例混合，浸泡并放置60分钟；
[0045] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入高压釜中，加热升温，釜内温度加热到195℃，保持温度30分钟；
[0046] Ⅳ、打开高压釜的出料阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的冷却水混合，注入冷却水的温度为30℃，注入冷却水的量为物料总量的1.42倍，使物料温度降到95℃；
[0047] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0048] Ⅵ、粗浆经常规造纸工艺中的高浓磨、中浓磨以及低浓磨等磨浆方法，逆流洗涤法洗涤后，即可得到抄纸用的细浆，并进一步生产卫生用纸。
[0049] 实施例四、
[0050] Ⅰ、将玉米秸秆挤压并切割成丝状；秸秆切丝的长度为10～60mm，宽度小于0.5mm；
[0051] Ⅱ、将水与秸秆丝按2:1的比例混合，浸泡并放置60分钟；
[0052] Ⅲ、将浸泡后的秸秆丝放入高压釜中，加热升温，釜内温度加热到185℃，保持温度15分钟；
[0053] Ⅳ、打开高压釜的出料阀门，使釜内物料喷入混合室并与同时注入混合室的冷却水混合，注入冷却水的温度为30℃，注入冷却水的量为物料总量的1.42倍，使物料温度降到95℃；
[0054] Ⅴ、降温后的物料经100目过筛，筛上部分为粗浆，筛下部分半纤维素、木质素、杂细胞及杂质；
[0055] Ⅵ、粗浆经常规造纸工艺中的高浓磨、中浓磨以及低浓磨等磨浆方法，逆流洗涤法洗涤后，即可得到抄纸用的细浆，并进一步生产瓦楞纸。
[0056] 本发明的有益效果：
[0057] 经检测高温
水解前玉米秸秆(绝干)的木质素含量、蒸煮后玉米秸秆(绝干)木质素含量、蒸煮液中木质素含量列表如表1所示(检测参照标准GB/T20805-2006)：
[0058] 表1
[0059]
[0060] 根据上表中的数据可以看出经蒸煮后的纤维中木质素含量仅剩54.57％,即纤维中的木质素减少了45.43％(该标准仅可检测到非可溶性木质素)。
[0061] 玉米秸秆丝蒸煮处理后的粗浆，经粗磨、筛分、精磨等后续纤维分离工艺过程，制成的纸浆可以抄瓦楞原纸样片，也可以抄出满足本色卫生纸样片，对样片有关纤维体系关键数据检测如表2、表3所示：
[0062] 表2、卫生纸样检测数据
[0063] 序号 检验项目 单位 实测值 检测方法标准1 定量 g/m2 12.4 GB/T451-2002
2 横向洗液高度(成品层) mm/100s 49 GB/T461.1-2002
3 抗张指数(纵横平均) N.m/g 30.6 GB/T453-2002
4 柔软度(纵横平均) mN 13.7 GB/T8942-2002
[0064] 表3、瓦楞原纸样片检测数据
[0065]
[0066] 表中数据可以看出蒸煮处理玉米秸秆丝制得的浆性能是良好的。
[0068] a、木质素分离全过程不加入任何化学制剂，仅通过物理方法实现木质素的分离，分离出的物质基本保留了原植物材料植物各组分的天然特性，为原料的综合利用创造了很好的基础；
[0069] b、分离出的液体(包括洗浆的液体)经厌氧发酵制得沼气(实验测定蒸煮液ts沼气发生量为409m3/t)，沼液和沼渣再经好氧发酵等处理都是很好的有机质肥料；对分离出的液体进一步分离或再加工可得到木质素、多糖、寡糖、
饲料酵母、木糖、糠
醛等，实现了造纸废料资源化利用,同时不对环境造成压力；
[0070] c、不加化学制剂降低了纸浆成本；因纸浆过程不加入化学制剂，制浆过程产生的
废水有良好的生化性能，可以实现原料的综合利用,如厌氧发酵制沼气，每吨纸浆产生的废3 3
液,厌氧发酵产生的沼气230m到600m(不同品质纸浆，产气量不同)；
[0071] d、回收率高；用玉米秸秆制瓦楞原纸收率为50％以上，用玉米秸秆制本色卫生用纸收率为30％以上。
[0072] 上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，
本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
