Бумажные изделия из соломы злаковых культур натурального цвета и метод их изготовления

Изобретение относится к бумажным изделиям из соломы злаковых культур натурального цвета и их изготовлению. Белизна бумажных изделий натурального цвета равна 35-60% ISO, и для их изготовления используют неотбеленную соломенную целлюлозу с сопротивлением разрыву 230-280 мН, прочностью на излом при многократных перегибах 40-90 раз и перманганатным числом 16-28. В состав бумажных изделий натурального цвета входят санитарно-гигиеническая бумага натурального цвета, бумажное полотенце натурального цвета, бумага для вытирания натурального цвета, бумага фотокопии натурального цвета, бумажная коробка для пищи натурального цвета, оберточная бумага для пищевых продуктов натурального цвета и типографская бумага натурального цвета. Прочность вышеизложенных бумажных изделий высока, и при контроле за содержанием вредных веществ в них не обнаружены диоксин и адсорбируемые органические галогениды. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 20 пр.

Реферат

Область техники

Данное изобретение касается бумажных изделий из соломы злаковых культур натурального цвета и способа их изготовления, конкретнее, применения неотбеленной целлюлозы из соломы злаковых культур в качестве основного сырья для изготовления бумажных изделий натурального цвета и самих изготовленных бумажных изделий.

Уровень техники

Хозяйственно-бытовая бумага является одним из предметов широкого потребления, с учетом психологических требований к степени белизны и некоторым физическим показателям бумажная целлюлоза изготовляется преимущественно из отбеленной древесной целлюлозы. Ниже приведены несколько существующих технологических решений изготовления хозяйственно-бытовой бумаги.

CN 94105089 имеет отношение к санитарно-гигиенической бумаге с высокоэффективным лекарственным веществом для оздоровления из пшеничной соломы, технологии изготовления изложенной бумаги в данной литературе, в том числе включается выделка бумажных листов.

В CN 200410026132 раскрыт метод изготовления хозяйственно-бытовой бумаги из коллагеновых волокон и растительных волокон, который заключается в том, чтобы приготовить целлюлозный раствор отбеленной целлюлозы из хвойных (широколиственных) пород древесины и целлюлозы из пшеничной соломы с массовой концентрацией от 1% до 4%, потом смешать данный раствор с целлюлозой из коллагеновых волокон, добавить смягчитель в бассейн целлюлозы, потом полученный целлюлозный материал доставляется до фильтра бумагоделательной машины на выдавливание, осушку, закручивание, чтобы получилась продукция.

Загрязняющие вещества от целлюлозно-бумажной промышленности в основном образуются в процессах обработки и выпуска черного щелока после варки и отбеливания целлюлозы, особенно в последующем. В традиционных хлорсодержащих отработанных отбеливающих растворах содержатся не только часто встречающиеся факторы, вызывающие загрязнение водной среды, такие как COD и BOD, но и другие особые загрязняющие вещества. Например, хлороформ, образованный в процессе отбеливания хлоридом и гипохлоритом. Его содержание в отработанных растворах после отбеливания одной тонны целлюлозы гипохлоритом из выжимок сахарного тростника равно около 150-250 г, в отработанных растворах после отбеливания древесной целлюлозы около 700 г. А в отработанных растворах отбеливания хлоридом, кроме хлороформа, содержатся также и более 40 видов органических хлоридов, например 2-хлорофенол, 3-хлорофенол, диоксины и хлорофуран, многие из которых сильно токсичные. АОХ угрожает приведением к уродству, раку и скачкообразному изменению.

В Западной Европе, Гонконге, Тайване, Японии, Южной Корее устанавливается строгое ограничение к добавке вредных веществ в процессе производства офисной бумаги, запрещение применения хлорсодержащего отбеливающего средства и брайтнера и обязательные требования к содержанию вредных веществ в процессе производства. В Японии устанавливается ограничение к белизне (не более 70%), чтобы избегать применения брайнера не в меру. Норма такая: в сточной воде COD≤20 кг/т бумаги; AOX≤0,3 кг/т бумаги. Загрязнение водной среды обойдется предприятиям и обществу в высокую цену.

В вышеизложенных сопоставляемых документах применяется пшеничная солома или растительное волокно в качестве сырья изготовления санитарно-гигиенической бумаги или хозяйственно-бытовой бумаги. В связи с отсталостью существующих методов при изготовлении целлюлозы из соломы злаковых растений обычно варить злаковое сырье до низкой твердости. Например, для получения перманганата кальция 11-14 необходимо большое количество применяемого раствора реагентов для варки и длительный срок нагрева и выдержки температуры, что неизбежно приведет к размолу и повреждению целлюлозы и полуцеллюлозы в злаковом сырье. В результате чего прочность подготовленной соломенной целлюлозы сравнительно низка, и качество изготовленных санитарно-гигиенической бумаги и хозяйственно-бытовой бумаги не удовлетворительно. Кроме того, в процессе изготовления санитарно-гигиенической бумаги и хозяйственно-бытовой бумаги существующей технологией необходим шаг отбеливания, который приведет к загрязнению окружающей среды и самой продукции. Образованные диоксины и адсорбируемые органические галогениды являются веществами, вызывающими рак; тем не менее, в процессе изготовления бумаги из древесной целлюлозы текущей технологией необходимо добавление брайтнера и других вредных веществ, остаток которых в определенной степени угрожает здоровью пользователя.

Поэтому относительно недостатка текущей технологии бумажно-целлюлозной промышленности и изготовления более высококачественной бумажной целлюлозы из соломы злаковых культур представляем данное изобретение.

Содержание изобретения

Основная цель данного изобретения заключается в изготовлении бумажных изделий из соломы злаковых культур натурального цвета, в состав которых входят санитарно-гигиеническая бумага натурального цвета, бумажное полотенце натурального цвета, бумага для вытирания натурального цвета, бумага фотокопии натурального цвета, бумажная коробка для пищи натурального цвета, оберточная бумага для пищевых продуктов натурального цвета и типографская бумага натурального цвета. Прочность вышеизложенных бумажных изделий высока, и при контроле за содержанием вредных веществ в них не обнаружены диоксин и адсорбируемые органические галогениды.

Для осуществления вышеуказанной цели используются следующие технологические решения.

Производятся бумажные изделия натурального цвета из сырья неотбеленной целлюлозы из соломы злаковых культур. Белизна изложенных бумажных изделий натурального цвета равна 25-60% ISO, предпочтительно белизна указанных изделий - 35-45% ISO.

Разрывная длина неотбеленной соломенной целлюлозы, изложенной в данном изобретении, составляет 5,0-7,5 км, сопротивление разрыву - 230-280 мН, прочность на излом при многократных перегибах - 40-90 раз, белизна - 25-45% ISO, степень размола целлюлозы - 32-38°SR; предпочтительно разрывная длина указанной неотбеленной соломенной целлюлозы составляет 6,5-7,5 км, сопротивление разрыву - 250-280 мН, прочность на излом - 65-90 раз, степень размола целлюлозы - 32-36°SR, белизна - 35-45% ISO.

В состав бумажных изделий натурального цвета, изложенных в данном изобретении, входят санитарно-гигиеническая бумага натурального цвета, бумажное полотенце натурального цвета, бумага для вытирания натурального цвета, бумага фотокопии натурального цвета, бумажная коробка для пищи натурального цвета, оберточная бумага для пищевых продуктов натурального цвета и типографская бумага натурального цвета.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются санитарно-гигиенической бумагой натурального цвета, которая содержит 70-100% неотбеленной соломенной целлюлозы и 0-30% неотбеленной древесной целлюлозы. Высота капиллярного поднятия жидкости в поперечном направлении ее продукции составляет 30-100 мм/100 с, предпочтительно высота капиллярного поднятия жидкости в поперечном направлении - 40-100 мм/100 с, более предпочтительно продукции - 50-80 мм/100 с.

Показатель прочности на растяжение санитарно-гигиенической бумаги натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 4-12 Н·м/г, предпочтительно бумаги - 8-12 Н·м/г; мягкость изложенной бумаги - 120-180 мН, предпочтительно бумаги - 120-150 мН; плотность изложенной бумаги - 10,0-18,0 г/м2, предпочтительно бумаги - 11,0-13,0 г/м2.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются бумажным полотенцем, которое содержит 70-100% неотбеленной соломенной целлюлозы и 0-30% неотбеленной древесной целлюлозы. Ее прочность на растяжение во влажном состоянии в продольном направлении составляет 22-55 Н/м, предпочтительно - 30-45 Н/м.

Высота капиллярного поднятия жидкости в поперечном направлении бумажного полотенца натурального цвета, изложенного в данном изобретении, составляет 30-100 мм/100 с, предпочтительно - 40-100 мм/100 с, более предпочтительно - 50-80 мм/100 с.

Мягкость и плотность бумажного полотенца натурального цвета, изложенного в данном изобретении, соответственно составляют 120-180 мН и 23,0-45,0 г/м2, предпочтительно - 120-150 мН и 30,0-40,0 г/м2.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются бумажной коробкой для пищи натурального цвета, которая изготовляется из 70-100% неотбеленной соломенной целлюлозы и 0-30% неотбеленной древесной целлюлозы, характеристики которой соответствуют требованиям к бумажной коробке для пищи по GB 18006.1-1999 A.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются бумагой фотокопии натурального цвета, которая содержит 50-80% неотбеленной соломенной целлюлозы и 20-50% неотбеленной древесной целлюлозы. Средняя разрывная длина изложенной бумаги в продольном и поперечном направлении составляет 3,2-7,5 км, а предпочтительно - 4,5-7,5 км, более предпочтительно - 6,0-7,5 км.

Прочность на излом при многократных перегибах в поперечном направлении бумаги фотокопии натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 60-200 раз, предпочтительно - 80-185 раз.

Плотность бумаги фотокопии натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляют 60,0-75,0 г/м2, предпочтительно - 65,0-72,0 г/м2, более предпочтительно - 69,0-72,0 г/м2; непрозрачность бумаги фотокопии натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 82,0-98,0%, предпочтительно - 90-98%.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются оберточной бумагой для пищевых продуктов, которая содержит 50-70% неотбеленной соломенной целлюлозы и 30-50% неотбеленной древесной целлюлозы. Ее разрывная длина составляет 3,2-7,6 км, предпочтительно - 4,5-7,6 км.

Плотность и прочность на излом при многократных перегибах в поперечном направлении оберточной бумаги натурального цвета для пищевых продуктов, изложенной в данном изобретении, соответственно составляют 45-65 г/м2 и 90-200 раз; предпочтительно - 50-60 г/м2 и 120-200 раз.

Сопротивление разрыву в поперечном направлении оберточной бумаги натурального цвета для пищевых продуктов, изложенной в данном изобретении, составляют 300-600 мН, предпочтительно - 400-600 мН.

Белизна офсетной бумаги натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 30-60% ISO, ее целлюлоза содержит 65-85% неотбеленной соломенной целлюлозы и 15-35% неотбеленной древесной целлюлозы.

Разрывная длина офсетной бумаги натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 2,5-5,5 км, а для отобранной офсетной бумаги - 3,5-5,5 км.

Непрозрачность офсетной бумаги натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 82-98%, а для отобранной офсетной бумаги - 85-98%, для более отобранной офсетной бумаги - 92-98%.

Прочность на излом при многократных перегибах в поперечном направлении офсетной бумаги натурального цвета, изложенной в данном изобретении, составляет 10-35 раз, предпочтительно - 15-35 раз.

Бумажные изделия натурального цвета, изложенные в данном изобретении, являются бумагой для вытирания, которая содержит 70-100% неотбеленной соломенной целлюлозы и 0-30% неотбеленной древесной целлюлозы. Ее прочность на растяжение во влажном состоянии в продольном направлении составляет 22-55 Н/м, предпочтительно - 30-45 Н/м.

Высота капиллярного поднятия жидкости в поперечном направлении изложенной бумаги для вытирания натурального цвета составляет 30-100 мм/100 с, предпочтительно - 40-100 мм/100 с, более предпочтительно - 50-80 мм/100 с.

Мягкость и плотность изложенной бумаги для вытирания натурального цвета соответственно составляют 120-200 мН и 14,0-36,0 г/м2, предпочтительно - 120-180 мН и 18-28 г/м2.

В шаги получения неотбеленной соломенной целлюлозы, изложенной в данном изобретении, входят варка и промывка, в т.ч. получить высокотвердую соломенную целлюлозу с перманганатным числом 16-28 и степенью размола 10-24°SR после варки сырья из злаковых культур; предпочтительно с перманганатным числом 16-23 и степенью размола 10-24°SR.

Приготовление изложенной неотбеленной соломенной целлюлозы осуществляется в порядке варки, промывания и кислородной делигнификации. Кислородная делигнификация включает в себя: перекачать целлюлозу твердостью по перманганатному числу 16-28 после варки с добавкой щелочи и кислорода в реактор-колонну кислородной делигнификации; в результате реакции делигнификации образуется целлюлоза твердостью по перманганатному числу 10-14.

Отобранная кислородная делигнификация - одностадийная, данная реакция проводится в реакторе-колонне кислородной делигнификации; температура и давление изложенной высокотвердой целлюлозы на входе и на выходе данного реактора-колонны соответственно 95-100°С, 0,9-1,2 МПа и 100-105°С, 0,2-0,6 МПа; в процессе кислородной делигнификации расход щелочи (в NaOH) составляет 2-4% расхода абсолютной сухой целлюлозы, расход кислорода - 20-40 кг/т (абсолютной сухой целлюлозы); время реакции - 60-90 мин.

Для данного изобретения соломенная целлюлоза из растений злаковых культур получается при помощи варки, промывки и кислородной делигнификации и т.д.; в сырье из злаковых культур включают один или некоторые материалы из рисовой соломы, пшеничной соломы, стебля хлопчатника, выжимок сахарного тростника, тростника или тростникового арундо.

Для данного изобретения бумажные изделия натурального цвета из соломенной целлюлозы получаются при помощи размола и выделки, при необходимости добавить определенную неотбеленную древесную целлюлозу и другую целлюлозу для производства бумаги. В связи с тем, что изложенная соломенная целлюлоза представляет собой высококачественную неотбеленную целлюлозу, обладая высокой прочностью и стойкостью к излому, и данные бумажные изделия - это неотбеленные, прочность и коэффициент получения волокон соответственно повышают на 30-50% и на 10%, а также повышаются прочность бумажных изделий, например, разрывная длина и т.д. Изложенные бумажные изделия натурального цвета могут значительно уменьшить степень загрязнения окружающей среды и избежать возникновения вредных веществ.

При контроле за содержанием вредных веществ в бумажных изделиях натурального цвета отсутствуют диоксин и адсорбируемый органический галогенид.

Другая цель данного изобретения заключается в предоставлении способа получения бумажных изделий натурального цвета.

Для осуществления вышеуказанной цели используются технологические решения.

Способ получения вышеуказанных бумажных изделий натурального цвета заключается в следующем:

(1) получить неотбеленную соломенную целлюлозу последовательно через варку, выдавливание раствора, промывку и расщепление и кислородную делигнификацию;

(2) соответственно перемешать вышеуказанные неотбеленные соломенные и древесные целлюлозы;

(3) равномерно смешать неотбеленную соломенную целлюлозу с неотбеленной древесной целлюлозой или другой целлюлозой для производства бумаги на этапе (2) согласно необходимой массовой доле целлюлозы для бумажных изделий;

(4) выделать целлюлозу после размола и получить изложенные бумажные изделия натурального цвета.

Этап (3) данного метода дополнительно включает: при смешении или перед смешением добавить необходимые вспомогательные реагенты для получения других бумажных изделий кроме брайтнера. Данный метод является обычным способом получения бумажных изделий существующей техникой.

Получить высокотвердую целлюлозу с твердостью 16-28 и степенью размола 10-24°SR после варки сырья из злаковых культур в соответствии с этапом (1).

Способ варки целлюлозы, изложенный в данном изобретении, включает в себя один из сульфитно-аммонийного способа, антрахинонового натронного способа, сульфатного способа или сульфитно-натриевого способа:

при варке целлюлозы сульфитно-аммонийным способом расход сульфита аммония составляет 9-13% расхода абсолютно сухого сырья;

при варке целлюлозы антрахиноновым натронным способом расход щелочи (в NaOH) составляет 9-15% расхода абсолютно сухого сырья;

при варке целлюлозы сульфатным способом расход щелочи (в NaOH) составляет 8-11% расхода абсолютно сухого сырья;

при варке целлюлозы сульфитно-натриевым способом расходы NaOH и сульфита натрия соответственно составляют 11-15% и 2-6% веса абсолютно сухого сырья.

Способ варки целлюлозы, изложенный в данном изобретении, включает в себя один из сульфитно-аммонийного способа, антрахинонового натронного способа, сульфатного способа или сульфитно-натриевого способа:

1) при варке целлюлозы в сферическом варочном котле периодического действия или варочном котле непрерывного действия:

изложенный сульфитно-аммонийный способ включает в себя:

(1) добавить раствор реагентов для варки целлюлозы в злаковое растительное сырье, в т.ч. расход сульфита аммония составляет 9-13% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:2-4;

(2) нагреть смеси паром до температуры 165-173°С, продолжительность повышения температуры, незначительного газопуска и отепления составляет 160-210 мин;

изложенный антрахиноновый натронный способ включает в себя:

(1) добавить раствор реагентов для варки целлюлозы в злаковое растительное сырье, в т.ч. расход щелочи (в NaOH) составляет 9-15% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:2-4, а расход антрахинона - 0,5-0,8% расхода абсолютно сухого сырья;

(2) нагреть смеси паром до температуры 160-165°С, продолжительность повышения температуры, незначительного газопуска и отепления составляет 140-190 мин;

изложенный сульфатный способ включает в себя:

(1) добавку раствора варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом щелочи (NaOH) 8-11% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:2-4 и сульфидность 5-8%;

(2) нагрев смеси паром до температуры 165-173°С, повышение температуры, незначительный газопуск и сохранение тепла продолжаются всего 150-200 мин;

изложенный сульфитно-натриевый способ включает в себя:

(1) добавку раствора варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом щелочи (NaOH) 11-15%, предпочтительно 9-15% на вес абсолютно сухого сырья, сульфита натрия 2-6% и антрахинона 0,02-0,08%, модуль ванны 1:3-4;

(2) нагрев смеси паром до температуры 160-165°С, повышение температуры, незначительный газопуск и сохранение тепла продолжаются всего 140-190 мин;

2) при варке в вертикальном варочном котле:

изложенный сульфитно-аммонийный способ:

(1) добавить раствор варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом сульфита аммония 9-15% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:6-10;

(2) злаковое растительное сырье с помощью горячего черного щелока входит в варочный котел через разливочную машину. После наполнения закрыть котел крышкой, влить в него варочный реагент температурой 130-145°С, одновременно выкачать воздух из котла и повысить давление до 0,6-0,75 МПа, температуру варочного реагента до 156-173°С. Повышение температуры, сохранение тепла и замещение продолжаются всего 220 мин. Вслед за этим перекачать целлюлозу насосом в продувочный котел;

изложенный антрахиноновый натронный способ:

(1) добавить раствор варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом щелочи в NaOH 9-17% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:6-9, расходом антрахинона 0,5-0,8%;

(2) злаковое растительное сырье с помощью горячего черного щелока входит в варочный котел через разливочную машину. После наполнения закрыть котел крышкой, влить в него варочный реагент температурой 130-145°С, одновременно выкачать воздух из котла и повысить давление до 0,4-0,6 МПа, температуру варочной жидкости до 147-165°С. Повышение температуры, сохранение тепла и замещение продолжаются всего 170-200 мин. Вслед за этим перекачать целлюлозу насосом в продувочный котел;

изложенный сульфатный способ:

(1) добавить раствор варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом щелочи в NaOH 8-13% расхода абсолютно сухого сырья, модуль ванны 1:6-10 и сульфидность 5-9%;

(2) злаковое растительное сырье с помощью горячего черного щелока входит в варочный котел через разливочную машину. После наполнения закрыть котел крышкой, влить в него варочный реагент температурой 130-145°С, одновременно выкачать воздух из котла и повысить давление до 0,5-0,65 МПа, температуру варочной жидкости до 155-168°С. Повышение температуры, сохранение тепла и замещение продолжаются всего 180-220 мин. Вслед за этим перекачать целлюлозу насосом в продувочный котел;

изложенный сульфитно-натриевый способ включает в себя:

(1) добавку раствора варочного реагента в злаковое растительное сырье с расходом щелочи 9-17% на вес абсолютно сухого сырья, сульфита натрия 4-8%, антрахинона 0,04-0,08%, модуль ванны 1:6-10;

(2) злаковое растительное сырье с помощью горячего черного щелока вводят в варочный котел через разливочную машину. После наполнения закрыть котел крышкой, влить в него варочный реагент температурой 145°С, одновременно выкачать воздух из котла и повысить давление до 0,45-0,6 МПа, температуру варочной жидкости до 152-165°С. Повышение температуры, сохранение тепла и замещение продолжаются всего 180-220 мин. Вслед за этим перекачать целлюлозу насосом в продувочный котел;

изложенная кислородная делигнификация в данном изобретении включает в себя:

(1) перекачку образованной целлюлозы твердостью по перманганатному числу 16-28 после варки насосом в реактор-колонну кислородной делигнификации и добавку в нее щелочи и кислорода; и

(2) данная высокотвердая целлюлоза подвергается реакции делигнификации в реакторе-колонне кислородной делигнификации и превращается в целлюлозу твердостью по перманганатному числу 10-14.

Отобранная кислородная делигнификация яляется одностадийной, для ее реакции используется реактор-колонна кислородной делигнификации; температура и давление изложенной высокотвердой целлюлозы на входе данного реактора-колонны составляют 90-100°С и 0,9-1,2 МПа, на выходе - 95-105°С и 0,2-0,4 МПа. В процессе кислородной делигнификации расход щелочи в NaOH составляет 2-4% расхода абсолютно сухой целлюлозы, расход кислорода - 20-40 кг для 1 тонны абсолютно сухой целлюлозы; продолжительность реакции - 60-90 мин.

Использование одной неотбеленной соломенной целлюлозы в изготовлении бумажных изделий натурального цвета, изложенных в п.п.1-3 формулы.

Разрывная длина неотбеленной соломенной целлюлозы, изложенной в данном изобретении, равна 5,0-7,5 км, сопротивление разрыву - 230-280 мН, белизна - 25-45% ISO, прочность на излом составляет 40-90 раз, степень размола целлюлозы - 32-38°SR; предпочтительно разрывная длина равна 6,5-7,5 км, сопротивление разрыву - 250-280 мН, прочность на излом составляет 65-90 раз, степень размола целлюлозы - 32-36°SR, степень белизны - 35-45% ISO.

Приготовление изложенной неотбеленной соломенной целлюлозы осуществляется в порядке варки, промывания и кислородной делигнификации, в том числе варка действует на превращение злакового растительного сырья в целлюлозу твердостью по перманганатному числу 16-28 и степенью размола целлюлозы 10-24°SR, а также на превращение злакового растительного сырья в целлюлозу твердостью по перманганатному числу 16-23 и степенью размола целлюлозы 10-24°SR для приготовления отобранной неотбеленной соломенной целлюлозы.

Предпочтительно приготовление изложенной неотбеленной соломенной целлюлозы осуществляется в порядке варки, промывания и кислородной делигнификации. Кислородная делигнификация включает в себя: перекачать целлюлозу твердостью по перманганатному числу 16-28 после варки с добавкой щелочи и кислорода в реактор-колонну кислородной делигнификации; в результате реакции делигнификации образуется целлюлоза твердостью по перманганатному числу 10-14.

Предпочтительно кислородная делигнификация является одностадийной, ее реакция проводится в реакторе-колонне кислородной делигнификации; температура и давление изложенной высокотвердой целлюлозы на входе данного реактора-колонны составляют 95-100°С и 0,9-1,2 МПа, на выходе - 100-105°С и 0,2-0,6 МПа. В процессе кислородной делигнификации расход щелочи в NaOH составляет 2-4% расхода абсолютно сухой целлюлозы, расход кислорода - 20-40 кг для 1 тонны абсолютно сухой целлюлозы; продолжительность реакции - 60-90 мин.

Изложенная варка является одним из способов сульфитно-аммонийного, антрахинон-натронного, сульфатного и сульфитно-натриевого.

При варке способом сульфитно-аммонийным расход сульфита аммония составляет 9-13% расхода абсолютно сухого сырья.

При варке способом антрахинон-натронным расход щелочи в NaOH составляет 9-15% расхода абсолютно сухого сырья.

При варке способом сульфатным расход щелочи в NaOH составляет 8-11% расхода абсолютно сухого сырья.

При варке способом сульфитно-натриевым расход щелочи составляет 11-15% на вес абсолютно сухого сырья, расход сульфита натрия составляет 2-6% на вес абсолютно сухого сырья.

Изложенное промывание:

(1) перекачать высокотвердую целлюлозу с концентрацией 8-15% в пресс, выжать черный щелок из целлюлозы и получить продукцию с концентрацией 18-25%; отобранный пресс составляет переходный пресс, одновинтовой, двухвинтовой или двухвальцовый;

(2) для промывания целлюлозы после выжимки, которое проводится в вакуум-скруббере, скруббере, работающем под давлением, или горизонтальном ленточном скруббере, применяется черный щелок с концентрацией 3-6.2°Ве' и значением pH 8-8.3 при температуре 70-80°С или вода температурой 70-80°С или оба вместе.

С целью ясного объяснения данного изобретения и его технических вариантов принятым терминам в данном изобретении дают следующие определения, которые имеют преимущество при несоответствии в любых других документах.

Неотбеленная соломенная целлюлоза, изложенная в данном изобретении, имеется в виду соломенная целлюлоза, которая приготовляется из однолетнего растения, включая, но не ограниченно, пшеничную и рисовую соломы, стебли хлопчатника, выжимку сахарного тростника, арундо тростниковый, тростник или их комбинации, и совсем не подвергается никакой отбелке, или соломенная целлюлоза, которая приготовляется из злакового растения и подвергается кислородной делигнификации без иной отбелки.

Бумажные изделия натурального цвета в данном изобретении изготовляются с помощью традиционных методов из соломенной целлюлозы из растений злаковых культур в качестве сырья без процессов отбеливаний или с кислородной делигнификацией без других отбеливаний.

При изготовлении неотбеленной соломенной целлюлозы, указанной в данном изобретении, прежде всего выполнена заготовка сырья из злаковых культур с помощью имеющейся техники, то есть принят нормальный «сухой» и «мокрый» метод для убирания листов, колосьев, зерен, сердцевин, пшеничных зерен и т.д., так можно уменьшать давление в следующей технологии и повышать качество соломенной целлюлозы. При заготовке методом «сухим» и «мокрым» можно использовать имеющееся оборудование, такое как соломорезка, грохот, пылеуловитель, шасталка с промывкой методом «мокрым», наклонный роликовый обезвоживатель и т.д. Сырье из злаковых культур удаления воды после заготовки можно применять в качестве чистых материалов, сырье из злаковых культур удаления воды - абсолютная сухая культура общей длиной соломы 15-30 мм. Принятая технология заготовки сырья известна техникам настоящей отрасли.

В данном изобретении можно применять молотковую дробилку для заготовки сырья методом «сухим», включая следующее.

(1) Разрезание и крутка сырья из злаковых культур с помощью молотковой дробилки.

Молотковая дробилка в данной операции включает себя часть питания сырья, часть дробления и крутки, часть разделения и выброса. Сырье с круглым сечением из злаковых культур под действием силы сжатия сплющено, приводя к разделению листа, ости, зерна, сердцевины и т.д. с соломой, и выпущено с выхода молотковой дробилки. Длина выпущенного сырья из злаковых культур составляет 20-50 мм.

Имеющаяся молотковая дробилка в данном изобретении применена для приготовления сырья. Его скорость вращения составляет 500-800 об/мин, скорость вхождения сырья из злаковых культур в молотковую дробилку составляет 0,5-1,3 м/с. Низкая скорость вращения или быстрая загрузочная скорость приведут к невозможности полной крутки сырья, влиянию проникания раствора реагента для варки и далее влиянию качества целлюлозы.

На наружной поверхности сырья из злаковых культур имеется слой воска, внутри соломы - слой сердцевины, при применении общепринятого способа приготовления слой воска легко удаляется под воздействием замачивания раствора реагентов для варки, но слой сердцевины трудно удаляется из-за воздуха внутри соломы, что приводит к трудности проникания раствора реагентов для варки. Разрезание и крутка сырья из злаковых культур с помощью молотковой дробилки способствуют полному вывариванию раствора реагентов для варки, и после варки получается высококачественная целлюлоза.

(2) Пылеудаление сырья после разрезания и дробления.

Очистка сырья после разрезания и дробления от пыли принята для удаления большинства включений, таких как сор, песок, лист и колос травы, что может привести к уменьшению расхода химических реагентов в процессе варки и сокращению времени варки.

Пылеуловитель в данном изобретении можно применять для приготовления сырья из злаковых культур, включает вальцовый пылеуловитель (оптимизационный), двухконический пылеуловитель или циклон-аппарат. Расход воздуха циклона для пылеудаления составляет 30000-38000 м3/ч, давление воздуха - 210 мм вод.ст. При этом можно удалять большинство пыли в сырье из злаковых культур для удобства последующей варки.

(3) Просев сырья после пылеудаления.

В сырье из злаковых культур после пылеудаления часто содержатся большие листья травы, осколки и прочие примеси, в процессе варки или образованы нерастворенные предметы в связи с трудного проникания одних примесей раствором реагентов для варки, или вызваны повышение вязкости черного щелока после реакции других примесей с варящим раствором реагентов и влияние циркуляции варящего раствора реагентов. Все вышеуказанные факторы приведут к неровности варки и трудности операции, влиянию количества экстрактивного черного щелока и степени очистки целлюлозы. А просев сырья может избежать эти вопросы, поэтому операция просева очень важна для приготовления сырья из злаковых культур методом «сухим».

Цилиндрическое сито в данном изобретении принято для приготовления сырья из злаковых культур методом «сухим», его скорость вращения составляет 18-29 об/мин, угол наклона составляет 6-12°. Цилиндрическое сито имеет двухслойную конструкцию, длина стороны квадратной ячейки сита внутреннего слоя составляет 30-40 мм, диметр ячейки сита наружного слоя составляет 4-6 мм. В процессе просева цилиндрическое сито может просеивать большие листья травы, осколки и т.д., обеспечивая степень очистки целлюлозы.

Действенность удаления примесей сырья из злаковых культур методом «сухим», изложенным в данном изобретении, более 90%, а общепринятым методом - 70%. Применение метода «сухого», изложенного в данном изобретении, может уменьшать количество пыли в целлюлозе, повышать коэффициент получения целлюлозы до 3-6% в сравнении с общепринятым методом, снижать производительную себестоимость на 2-5%.

Согласно данному изобретению можно замачивать сырье замачивающим раствором перед варкой, чтобы модуль ванны достигал до 1:2-4. При атмосферном давлении и при температуре более 85°С смешивается на 10 мин и более, лучше смешивается при температуре 85-95°С на 10-40 мин. Это обеспечивает полное соприкосновение замачивающего раствора с сырьем из пшеничных солом для равномерного и полного замачивания сырья. В качестве замачивающего раствора можно применять щелочной раствор с определенной концентрацией, составляющий (в NaOH) 4% абсолютно сухого сырья; можно также применять смесь вышеуказанного щелочного раствора с черным раствором концентрацией 11-14°Ве' (при 20°С). Замачивание сырья позволяет обеспечивать циркуляционное использование температуры и остальной щелочи черного раствора, снижать потребности в энергии и ресурсах и способствовать выпуску черного щелока во главе с посторонними клетками, гемицеллюлозами и лигнинами, выделенными при нагреве, подготовиться к последующей варке. Вышеуказанное замачивание сырья относится к процессу предварительной обработки, цель замачивания заключается в способствовании делигнификации при дальнейшей варке.

Приготовление целлюлозы из сырья злаковых культур - это процесс удаления лигнинов из сырья, по мере возможности оставляя целлюлозы и гемицеллюлозы для производства бумаги. Ввиду того, что у лигнинов, целлюлоз, гемицеллюлоз и других составов сырья возникают некоторые химические изменения, деградации и повреждения под воздействием высокой температуры в процессе варки, необходимо изучить закон изменений сырья в процессе варки, разработать оптимальные условия варки. При применении метода приготовления целлюлозы в данном изобретении можно как понижать производственную себестоимость и экономить энергопотребление, так и повышать выход целлюлозы путем систематического исследования расхода и концентрации варочного раствора, времени варки и выдержки, температуры варки, проведения варки, по мере возможности уменьшая повреждение целлюлоз и гемицеллюлоз.

Согласно методу данного изобретения получается высокотвердая целлюлоза после варки, ее твердость равна перманганатному числу 16-28 (т.е. число Каппа 24-50), степень размола 10-24°SR; твердость отобранной высокотвердой целлюлозы равна перманганатному числу 18-27 (т.е. число Каппа 29-48); предпочтительно твердость самой высокотвердой целлюлозы равна перманганатному числу 20-25 (т.е. число Каппа 34-42).

Высокотвердая целлюлоза, приготовленная способом варки в данном изобретении, является сырьем для получения неотбеленной целлюлозы. При применении современных технологий время варки и выдержки долгое, температура варки высокая, расход раствора реагентов для варки большой. А согласно указанному в данном изобретении способу расход раствора реагентов для варки уменьшен, время варки и выдержки значительно сокращено. Согласно указанному в данном изобретении способу варки можно как понижать производственную себестоимость и экономить энергопотребление, так и повышать выход целлюлозы путем систематического исследования расхода и концентрации варочного раствора, времени варки и выдержки, температуры варки, проведения варки, по мере возможности уменьшая повреждение целлюлоз и гемицеллюлоз. Выход высокотвердой целлюлозы согласно изложенному методу варки составляет 58-68%.

Согласно данному изобретению после варки полученная целлюлоза с высокой твердостью разбавляется при определенном давлении 0,75 МПа и распыляется в продувочный котел. Разбавленный раствор может быть вышеуказанным черным щелоком для замочки. При этом концентрация высокотвердой целлюлозы в продувочном котле 8-15%, твердость (перманганатное число 16-28) равна числу Каппа 26-50, продувочный котел и винтовой пресс соединяются перекачивающим насосом, с помощью которого транспортируется высокотвердая целлюлоза из продувочного котла на вход винтового пресса, куда поступает высокотвердая целлюлоза, после выдавливания данная высокотвердая целлюлоза выходит из винтового пресса, концентрация выходной целлюлозы повышается до 20-28% против 8-15%, являющейся высококонцентрированной и высокотвердой целлюлозой температурой 70-80°С, во время выдавливания целлюлозы большая часть черной целлюлозы отталкивается в желоб для хранения. Выбранный пресс применяется для извлечения черного щелока в текущей технологии, преимуществен одновинтовой, двухвинтовой или двухвальцовый пресс с перемененным радиусом и шагом.

При выдавливании целлюлозы в продувочном прессе возникает большое давление, температура быстро увеличивается, что способствует разделению фибрилляции, делению, фибрилляции, перелому, разрушению первичной стенки, при этом целлюлоза поглощает достаточно энергии, в результате чего образуется большое напряжение и намного повышается реактивность высокотвердой целлюлозы. Одновременно, происходит фиброзирование, поверхностные органические вещества и примеси между волокнами растворяются в выпарно-вареном черном щелоке и выделяются из желоба, при этом чистота целлюлозы намного повышается. Часть зол и примеси выделяются вмес