專利名稱：：改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及化學(xué)工程、水解技術(shù)、溶解漿制造工藝領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法及其產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
：木質(zhì)纖維素原料主要應(yīng)用于紙漿和溶解漿，后者包括粘膠纖維漿粕、醋酸纖維素溶解漿、硝化纖維素溶解衆(zhòng)和纖維素醚溶解漿等。粘膠纖維漿粕是其中最主要的品種，粘膠纖維漿粕工業(yè)經(jīng)過近百年的發(fā)展己形成了完整的原材料和技術(shù)體系。近年來，隨著市場需求和纖維產(chǎn)能的急劇擴大，國內(nèi)粘膠纖維漿粕用量也隨之大增，每年需要進(jìn)口大量的木漿粕，原料瓶頸矛盾突出；同時，隨著全球?qū)Y源和環(huán)境的日益關(guān)注，森林資源也愈加珍貴。我國竹資源豐富，產(chǎn)量、種類和種植面積均占世界三分之一，更重要的是，竹子生長期為二至三年，比木材短很多，故開發(fā)竹溶解漿有原料保障。溶解漿制漿技術(shù)發(fā)展至今，形成了亞硫酸鹽法和堿法二大制漿體系，針對高多縮戊糖含量的木質(zhì)纖維素原料，堿法還發(fā)展出預(yù)水解苛性鈉法、預(yù)水解硫酸鹽法等制漿方法。中國專利號ZL00135021.8涉及一種以預(yù)水解堿法為特征的粘膠纖維竹漿粕制造方法，預(yù)水解技術(shù)條件為液比1:2.5~3.5，溫度160~180°C，時間100180分鐘，在蒸煮器中進(jìn)行。中國專利號ZL02112175.3涉及一種不溶性竹漿粕的改性方法，即對造紙竹漿進(jìn)一步用苛性鈉蒸煮制備粘膠纖維竹漿粕。此方法對原料而言是二次蒸煮，結(jié)合第一次蒸煮，本質(zhì)上還是苛性鈉法制漿，并且總制程長且過程重復(fù)，化物料浪費嚴(yán)重，生產(chǎn)負(fù)荷和環(huán)境負(fù)荷大，生產(chǎn)成本高。中國專利號ZL02133752.7涉及一種以亞硫酸鹽蒸煮為特征的粘膠纖維竹漿粕制造方法，在蒸煮之前設(shè)一預(yù)處理工序，實際上是起預(yù)水解作用。中國專利公開號CN1970850A涉及一種苛性鈉制漿方法，在蒸煮之前設(shè)一預(yù)煮工序，其本質(zhì)作用是實現(xiàn)預(yù)水解，在預(yù)煮時加入了少量的苛性鈉，用于中和預(yù)水解過程中產(chǎn)生的醋酸和蟻酸等有機酸，減輕對蒸煮設(shè)備的腐蝕。中國專利公開號CN101158122A涉及一種硫酸鹽制漿方法，取消了預(yù)水解步驟，表面上流程縮短，但多縮戊糖全部作為廢棄物排除，資源浪費。上述幾種涉及竹溶解漿制造方法的公開技術(shù)實質(zhì)上還是屬于傳統(tǒng)的堿法或亞硫酸鹽法的制漿范疇。針對竹材多縮戊糖含量高的特點，預(yù)水解的基本工藝思想是，通過水解除去部分多縮戊糖，并破壞纖維細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步通過蒸煮除去打下基礎(chǔ)。上述技術(shù)方案共同的特點是一、在蒸煮前設(shè)立的預(yù)水解工序一般采用所謂的無酸水解，即不另外添加酸作為水解催化劑，而是利用原料自身在高溫時分解出的醋酸作為水解催化劑，醋酸的水解活性只有硫酸和鹽酸的幾十分之一，因此采用小液比、高溫和長時間反應(yīng)的水解工藝，預(yù)水解一般在蒸煮器中進(jìn)行；二、通過預(yù)水解除去多縮戊糖的比例沒有明確的控制范圍；三、對預(yù)水解最終產(chǎn)物的控制以能溶出并除去為準(zhǔn)，具體何種產(chǎn)物不加以控制，一般情況下最終產(chǎn)物以糠醛為主體；四、預(yù)水解產(chǎn)物基本沒有加以利用，而是廢棄。5上述溶解漿制漿方法的最大特征是，以纖維素提取為核心，將木質(zhì)纖維素原料中其它組份包括多縮戊糖和木質(zhì)素盡量多的溶出并與纖維素分離，并通常作為廢棄物排除，體現(xiàn)的是木質(zhì)纖維素原料中纖維素單一組份利用的思想。這里，多縮戊糖水解以及木質(zhì)素分解后作為廢棄物，從制漿過程角度看，生產(chǎn)負(fù)荷并沒有減少，而且增加了環(huán)境負(fù)荷，浪費資源。實際上，竹材中除含有42~51%的纖維素外，還含有19~25%的多縮戊糖，是木糖基以(1—4)P苷鍵聯(lián)接成主鏈，并在主鏈的C3和C2上聯(lián)接有L-呋喃式阿拉伯糖基、4-0-甲基-ot-D-葡萄糖醛酸基或葡萄糖醛酸基枝鏈。根據(jù)植物纖維水解理論，這些多縮戊糖的水解主要分為二段，第一段是多縮戊糖水解為木糖和L-阿拉伯糖等，也就是所謂多糖的水解；第二段是木糖等單糖分解為糠醛及其進(jìn)一步分解，也就是所謂單糖的分解。從上世紀(jì)初植物水解工業(yè)開始發(fā)展的相當(dāng)長時間內(nèi)，半纖維素特別是多縮戊糖是以水解和分解至糠醛為止，并用作化工原料。溶解漿制漿的預(yù)水解工藝在年代和技術(shù)方面基本與其同步，采用預(yù)水解方法水解多縮戊糖后進(jìn)一步分解并除去。近年來，隨著天然資源木質(zhì)纖維素原料應(yīng)用開發(fā)的深入，作為最重要的戊糖，以木糖為原料基礎(chǔ)的糖醇工業(yè)發(fā)展迅速，通過發(fā)酵法生產(chǎn)燃料乙醇也開始起步。因此，木糖的重要性和應(yīng)用前景凸顯，也促使我們重新審視傳統(tǒng)預(yù)水解堿法制漿方法，提出在提取利用纖維素的同時，對多縮戊糖也同樣加以分離、提取和應(yīng)用的多組份綜合利用的思路。但到目前為止，尚未有從木質(zhì)纖維素原料各組份綜合利用思想出發(fā)，通過控制預(yù)水解進(jìn)程使竹材中大部分多縮戊糖水解至木糖為止并加以提取利用以及進(jìn)一步通過堿法制漿方法制造竹溶解槳的報道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，同時提供一種可控制水解進(jìn)程的竹材預(yù)水解方法，通過調(diào)節(jié)水解條件，控制多縮戊糖的水解進(jìn)程，抑制單糖的分解，使多縮戊糖的水解反應(yīng)主要發(fā)生至木糖為止。本發(fā)明所要解決的又一技術(shù)問題在于提供一種采用改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法所制得的產(chǎn)品，包括含木糖的水解液和竹溶解漿。本發(fā)明所要解決的再一技術(shù)問題在于提供上述產(chǎn)品的用途。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料，將竹材制成竹片或竹絲，并洗滌除去雜質(zhì)及塵埃；(2)預(yù)處理，通過預(yù)處理除去竹材中更多的有機和無機雜質(zhì)，并使相對原竹總量多縮戊糖的損失少于2%;(3)預(yù)水解，在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸或鹽酸，工藝條件為酸濃度為O.l10.0wt%，溫度為80140。C，液比為1:4~15，壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力，時間為30~400分鐘；(4)堿法制漿。在上述方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明選用的竹材為慈竹、黃竹、西風(fēng)竹、水竹、雞爪竹、白夾竹、綠竹和方竹中的一種或幾種的混合物。在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟1包括將二至三年生的竹材削片和/或撕裂成竹片或竹絲，具體的，將竹材通過切片機切為長1530mrn、寬1020mm、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；或?qū)⒅癫耐ㄟ^切片機切為長約50mm、寬1015mm、厚度38腿的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長540rom的竹絲，其中長20~30咖的竹絲占70%以上，竹絲末端部位呈分絲帚化形狀，再采用洗滌機進(jìn)行洗漆和除髓機進(jìn)行干法和/或濕法除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)。在上述步驟2的預(yù)處理是在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，采用處理劑進(jìn)行處理，所述的處理劑為硫酸或鹽酸，工藝條件為酸濃度為0~1.0wt%，溫度為100130°C，液比為l:515，時間為30180分鐘。本發(fā)明步驟2及步驟3中所述的液比是指竹材固含量與液體的重量比例，為固液比。具體的，在預(yù)處理階段，處理劑的酸濃度可以為O，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5,0.6，0.7,0.8，0.9或1.0wtX,在預(yù)處理階段，當(dāng)處理劑酸濃度為O，即不添加處理劑時，只利用熱水處理除去更多的有機和無機雜質(zhì)；處理溫度可以為IOO，105，110，115,120，125或130。C;液比可以為l:5，1:6，1:8，1:10，1:12，1:14或1:15;時間可以為30，50，60，80，100,120，140，160或180分鐘。在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟3的預(yù)水解中，酸濃度優(yōu)選為0.l~4.0wt%,原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于60%，原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于60%。進(jìn)一步，原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于62%，如原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于65%;原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于68%;甚至，原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于70%。進(jìn)一步，原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于62%，如8原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于65%;原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于68%;甚至，原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于70%。本發(fā)明的預(yù)水解方法是一種控制水解進(jìn)程的方法，通過控制水解條件在一定范圍內(nèi)，可使大部分多縮戊糖水解至木糖為止，并使盡可能少的多縮戊糖殘留在水解后的竹片或竹絲中，殘留比例不超過40%。根據(jù)多糖水解和單糖分解動力學(xué)，多糖水解和單糖分解的速度決定于酸的濃度。在一定的酸濃度范圍內(nèi)，糖的最高產(chǎn)率變化不大，僅僅與時間有關(guān)，酸的濃度提高一倍，則達(dá)到最高值的時間也縮短一半。當(dāng)?shù)陀谶@一酸濃度范圍時，不遵循這一規(guī)律，而且糖的分解速度要比水解速度大；當(dāng)高于這一酸濃度范圍時，水解速度增加不明顯，而非糖有機雜質(zhì)溶出大大增加。因此本發(fā)明在預(yù)水解階段選擇的酸濃度范圍為O.110.0wt%。具體的，在預(yù)水解階段，水解催化劑的酸濃度可以為O.l，0.2，0.5，0.8，1.0，1.2，1.5，1.8，2.0，2.2，2.5，2.8，3.0，3.2，3.5，3.8，4.0，4.2，4.5，4.8，5.0，5.5，6.0，7.0，8.0，9.0或10.0wt%。溫度是決定水解過程最有力的影響因素。當(dāng)溫度提高時，單糖的最高產(chǎn)率增加，同時，達(dá)到最高值的時間也顯著縮短，因此，難水解的多糖在較高的溫度下進(jìn)行水解是適宜的。但多縮戊糖水解有其特殊性，多縮戊糖屬于易水解多糖，在高溫條件下水解速度過快，難以控制單糖最高產(chǎn)率的形成時間。因此本發(fā)明的預(yù)水解選擇在S014(TC的較低溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。具體的，水解溫度可以為80，90，100，110，120，130或140。C。當(dāng)液比在一定范圍內(nèi)時，糖產(chǎn)率隨著液比加大而增加；當(dāng)液比低于此范圍，單糖產(chǎn)率降低幅度較大。當(dāng)液比高于上述范圍時，單糖產(chǎn)率增加，但同時也降低了水解液中的單糖濃度，后續(xù)加工耗能將增加，同時，高的液比也增大了酸的耗量。因此本發(fā)明選擇相對于千物料的液比為1:415。具體的，液比可以為l:4，1:5，1:6，1:8，1:10，1:12，1:14或1:15。水解時間取決于在一定酸濃度、溫度和液比條件下達(dá)到最高單糖產(chǎn)率的時間，一般為30-400分鐘。具體的，時間可以為30，60，100，150，200，250，300，350或400分鐘。在上述方案的基礎(chǔ)上，步驟4的堿法制漿是以苛性鈉法或硫酸鹽法為基礎(chǔ)的溶解漿制漿方法，依序包括蒸煮、漂前精選(凈化)、漂白、漂后精選(凈化)和抄造過程。此步驟是沿用了多年的工藝，在此不予詳述。其中，硫酸鹽法實際上是有硫化度的苛性鈉法，其蒸煮液的主要成份是燒堿和硫化鈉，蒸煮過程所消耗的燒堿和硫化鈉可用硫酸鈉補充。堿法制漿從蒸煮至抄造過程的具體制漿技術(shù)方案均采用公知和公開的技術(shù)。本發(fā)明提供一種針對上述方法所制得的產(chǎn)品，為經(jīng)步驟1至3的竹材備料、預(yù)處理、預(yù)水解獲得的水解液，水解液主要組份為還原糖，包括木糖、L一阿拉伯糖和葡萄糖。水解液中的酸包括作為水解催化劑的無機酸和竹材分解所產(chǎn)生的有機酸。水解液中的有機物還包括色素和氨基酸等含氮物以及少量單糖分解物糠醛等。另外，水解液中還有少量灰份等無機物。通過優(yōu)化預(yù)水解工藝，可獲得較高的水解還原糖得率和水解液純度及適當(dāng)?shù)纳?，以及最低的多縮戊糖殘留率。水解液中，還原糖濃度為1.5~6.0wt%，純度不低于60%,還原糖中木糖比例不低于58%，色度適中。水解液中，還原糖濃度可以為1.56.0wtX中的任一濃度，具體可以為1.5，2.0，2.5，3.0,3.5，4.0，4.5，5.0，5.5或6.Owt%等濃度。進(jìn)一步，水解液純度可以不低于65%，如，水解液純度不低于70甚至，水解液純度不低于72%。本發(fā)明提供一種針對上述水解液產(chǎn)品的用途，對水解液的進(jìn)一步處理和后續(xù)加工可以采用公知和公開的技術(shù)，如脫色、脫酸、濃縮、凈化、離子交換、脫水、氫化合成、生物發(fā)酵、色層分離和結(jié)晶等，進(jìn)一步制成木糖、木糖醇、L-阿拉伯糖等產(chǎn)品，也可以通過生物發(fā)酵法制成乙醇及其它發(fā)酵產(chǎn)品。本發(fā)明再提供一種針對上述方法所制得的產(chǎn)品，為經(jīng)步驟1至4的竹材備料、預(yù)處理、預(yù)水解、堿法制漿獲得的竹溶解漿，通過對整個預(yù)水解堿法制漿工藝流程和工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)和控制，使竹溶解漿各項指標(biāo)達(dá)到如下要求動力粘度為8.28~9.72mPa.s，甲種纖維素^93.0%，灰份幼.10%，鐵份S20ppm，白度281%，0.053mrn2小塵埃《140mm2/Kg絕干量，大于3mm2的大塵埃Sl.0個/Kg絕干量，吸堿值2500%，樹脂幼.70%,多縮戊糖^.00%，木質(zhì)素微量，長網(wǎng)定量600~800g/m2，圓網(wǎng)定量400600g/m2，交貨水份8.5~11.5%。本發(fā)明再提供一種針對上述竹溶解漿產(chǎn)品的用途，用于粘膠纖維漿粕、醋酸纖維素溶解漿、硝化纖維素溶解漿或纖維素醚溶解漿。本發(fā)明的有益效果是-本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，竹溶解漿性能指標(biāo)達(dá)到粘膠纖維漿粕、醋酸纖維素溶解漿、硝化纖維素溶解漿和纖維素醚溶解漿的要求；通過改進(jìn)預(yù)水解工藝，使竹材中絕大部分的多縮戊糖發(fā)生水解，獲得合理范圍的水解還原糖濃度、純度和適當(dāng)?shù)纳?，可以作為木糖、木糖醇、L-阿拉伯糖和乙醇等產(chǎn)品的原料；本發(fā)明的水解條件同時對竹纖維細(xì)胞壁也產(chǎn)生了最大程度的破壞，為蒸煮和提高溶解漿反應(yīng)性能打下了良好的基礎(chǔ)；由于僅僅是對蒸煮之前的預(yù)水解工藝和設(shè)備作適當(dāng)調(diào)整，生產(chǎn)成本的增加甚微，遠(yuǎn)小于還原糖水解液帶來的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合預(yù)水解產(chǎn)物回收對廢水處理負(fù)荷和處理成本的降低作用，使水解液和溶解漿的綜合生產(chǎn)成本最低；本發(fā)明從木質(zhì)纖維素原料綜合利用的角度出發(fā)，改進(jìn)傳統(tǒng)預(yù)水解堿法制漿方法并應(yīng)用于竹溶解漿制造，首次在工程上真正實現(xiàn)了溶解漿制漿過程的生物質(zhì)各組份綜合利用，使綜合生產(chǎn)成本較大幅度下降，節(jié)約了資源，并最大限度地降低了生產(chǎn)和環(huán)境負(fù)荷，不僅經(jīng)濟(jì)效益可觀，而且社會效益巨大。具體實施方式本發(fā)明的實施例中堿法制漿從蒸煮至抄造過程的具體制漿技術(shù)方案均采用公知和公開的技術(shù)，并且不因采用某個具體的技術(shù)方案中的部分工藝流程和工藝條件，而影響本發(fā)明預(yù)水解方法對預(yù)水解堿法制漿方法的普遍適用性和構(gòu)成整個預(yù)水解堿法制漿技術(shù)方案的完整性。實施例l提供一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料將二至三年生竹材通過切片機切為長1530咖、寬10~20mm、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為0.lwt%，溫度為110°C，液比為1:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為0.7wt%，溫度為ll(TC，液比為1:6，水解時間300分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿依序包括以下步驟-A、蒸煮在蒸煮器中進(jìn)行，蒸煮條件為對于絕干槳量，以NaOH計總堿用量為18~26%,液比1:2.0-3.6;升溫總時間150-240分鐘，小放汽次數(shù)^，第一次保溫溫度130~150°C，保溫時間60~120分鐘，第二次保溫溫度155~175°C，保溫時間120240分鐘；蒸煮質(zhì)量為KMn04值4~15，甲種纖維素293%，平均DP^600;B、洗滌；C、篩選采用跳篩篩選；D、打漿在打漿機上輕刀疏解，要求漿中無小漿團(tuán)，或由蒸煮器直接噴放；E、除砂、濃縮在除砂器中進(jìn)行除砂，技術(shù)條件為除砂漿濃:0.7土0.1%，除砂壓力>0.28MPa，除砂后經(jīng)濃縮機濃縮，漿濃為3.0-3.5F、漂白采用CEH三段漂白，總用氯量3.0~4.0%。氯化在氯化塔中進(jìn)行，技術(shù)條件為氯化用氯量(對于絕干漿量)1.8-2.8%，占總用氯量的6070%，氯化漿濃3.0~3.5%，氯化時間4060分鐘，氯化溫度常溫，氯化殘氯20.20g/l，氯化后PH值〈2.5，洗至漿液呈中性；堿化在堿化塔或漂白機中進(jìn)行，技術(shù)條件為堿精制漿濃25.0%，相當(dāng)于絕干漿量用堿量為1.5-5.0%,堿精制溫度50~80°C，堿精制時間60120分鐘，洗至殘堿S50g/cm3;漂白在漂白機中進(jìn)行，技術(shù)條件為漂白用氯量相當(dāng)于絕干漿量用氯量為0.9~1.6%，占總用氯量的3040%，溫度3545°C，漂白含堿量S250g/cm3，漂白時間120240分鐘，漂白質(zhì)量要求白度275%，平均DP:2450，粘度27.5mPa.sec，甲種纖維素290%,洗至殘堿《50g/cm3;G、酸處理、洗料酸處理在漂白機中進(jìn)行，技術(shù)條件為相當(dāng)于絕干漿量，鹽酸用量為2.0~5.0%，時間40-60分鐘，溫度常溫，酸處理后進(jìn)行洗料，洗至殘酸幼.20g/l;H、除砂、濃縮、抄造在除砂器中進(jìn)行除砂，除砂后經(jīng)濃縮機使?jié){濃濃度為3.0~3.5%;然后在抄造機上進(jìn)行抄造，技術(shù)條件為定量2400g/m2，水份8.513.0%。實施例2提供另一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長1530rnm、寬1020rnm、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為110。C，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為1.5wt^，溫度為125。C，液比為l:10，水解時間130分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例3提供再一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長15-30mm、寬1020mm、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為11(TC，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為0.7wtX,溫度為11(TC，液比為l:6，水解時間300分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿依序包括以下步驟A、蒸煮在蒸煮器中進(jìn)行，蒸煮條件為對于絕干槳量，以NaOH計總堿用量為1826%，硫化度1525%，液比1:2.0~3.6;升溫總時間150-240分鐘，小放汽次數(shù)2，第一次保溫溫度130~150°C，保溫時間60~120分鐘，第二次保溫溫度155~175°C,保溫時間120~240分鐘；蒸煮后倒料、洗料；蒸煮質(zhì)量為KMn04值415，甲種纖維素293%，平均DP^600;BH同實施例1。實施例4提供第四種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟-(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長1530mrn、寬1020mrn、厚3~8mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為11(TC，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例2，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為1.5wt^，溫度為125。C，液比為l:10，水解時間130分鐘，采用蒸汽加熱。水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。實施例5提供第五種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解槳的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長15~30mm、寬1020mm、厚38咖的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為110。C，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.4wt%，溫度為ll(TC，液比為1:6，水解時間270分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例6提供第六種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1,將二至三年生竹材通過切片機切為長1530mrn、寬1020mrn、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為11(TC，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.8wt%，溫度125°C，液比為1:10，水解時間120分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例l。實施例7提供第七種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長1530rnrn、寬1020mrn、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為110。C，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例5，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.4wtX，溫度為11(TC，液比為l:6，水解時間270分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。實施例8提供第八種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例1，將二至三年生竹材通過切片機切為長1530nim、寬1020mrn、厚38mm的竹片，通過高頻振動篩進(jìn)行篩選，并用高壓水進(jìn)行噴淋洗滌，清除雜質(zhì)和塵埃；(2)預(yù)處理同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為O.lwt%，溫度為11(TC，液比為l:10，處理時間60分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例6，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.8wt^，溫度125。C，液比為l:10，水解時間120分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。實施例9提供第九種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mm、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長5-40mm、其中70%以上為長2030rnrn的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.lwt%，溫度為100°C，液比為1:10，處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為0.7wtX，溫度為110。C，液比為l:6，水解時間300分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例10提供第十種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015腿、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長5~40醒、其中70%以上為長2030rnrn的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%，溫度為100。C，液比為l:10，處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例2，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為1.5wtX，溫度為125。C，液比為l:10，水解時間130分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例11提供第十一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mm、厚度3-8mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長540mm、其中70%以上為長2030rnrn的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%，溫度為10(TC，液比為l:10,處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例1，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為0.7wtX，溫度為11(TC，液比為l:6，水解時間300分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。實施例12提供第十二種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mrn、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長540mm、其中70%以上為長20~30mm的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%，溫度為100。C，液比為l:10，處理時間50分鐘。在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例2，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸，工藝條件為硫酸濃度為1.5wtX，溫度為125'C，液比為l:10，水解時間130分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；20(4)堿法制漿同實施例3。實施例13提供第十三種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mm、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長540mm、其中70%以上為長20~30應(yīng)的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%，溫度為10(TC，液比為l:10，處理時間50分鐘。在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例5,在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.4wt^，溫度為110。C，液比為l:6，水解時間270分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例14提供第十四種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mm、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長5-40mm、其中70%以上為長2030mrn的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%，溫度為100。C，液比為l:10，處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例6，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.8wtX，溫度125'C，液比為l:10，水解時間120分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例1。實施例15提供第十五種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015mm、厚度38mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長5-40mm、其中70%以上為長2030rnrn的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗漆和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%,溫度為10(TC，液比為l:10,處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例5，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.4wt^，溫度為110。C，液比為l:6，水解時間270分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。實施例16提供第十六種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟(1)竹材備料同實施例9，將二至三年生竹材通過切片機切為長50mm左右、寬1015rnrn、厚度3~8mm的竹片，進(jìn)一步通過竹片撕裂機撕裂成長5~40腿、其中70%以上為長2030mm的竹絲，末端部位呈分絲帚化形狀，竹絲再送至洗滌機和濕法除髓機進(jìn)行洗滌和除髓，除去大部分泥沙、竹黃等雜質(zhì)；(2)預(yù)處理同實施例9，在水解鍋中進(jìn)行，處理劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為O.lwt%,溫度為10(TC，液比為l:10,處理時間50分鐘，預(yù)處理后排出處理液，并洗料；(3)預(yù)水解同實施例6，在水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為鹽酸，工藝條件為鹽酸濃度為0.8wtX，溫度125。C，液比為l:10,水解時間120分鐘，采用蒸汽加熱，水解后收集水解液，并洗料；(4)堿法制漿同實施例3。表1實施例水解液和竹溶解漿指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage24</column></row><table>(續(xù)表l)實施例5實施例6實施例7實施例8水解液水解液還原糖濃度，％4.212.564.152.58水解液純度，％74.2275.1773.5272.61水解液色度,舒達(dá)密爾56.5175.868.6177.5原竹多縮戊糖含量,％22.8222.8222.8222.82預(yù)處理后竹片多縮戊糖含量，％22.4322.4322.4322.43預(yù)水解后竹片多縮戊糖含量，％5.986.236.316.01還原糖得率(對原竹)，％26.8026.5026.4026.70木糖得率(對原竹)，％16.3516.2216.3916.26原竹中多縮戊糖水解溶出比例，％73.7972.7072.3573.66原竹中多縮戊糖水解的木糖得率，％71.6571.0871.8271.25水解液中木糖/還原糖，％61.0161.2162.0860.90竹溶解漿動力粘度，mPa.s9.118.659.179.56甲種纖維素，％93,695.294.794.9灰份，%575°C0.090.070.090.08725°C0.080.070.080.07鐵份，ppm15141613白度，%83848283小塵埃,irnnVkg(絕干量)(0.05~3.0mm2)135130128129大塵埃,個/kg(絕干量)(>3.0mm2)0.60.50.80.7吸堿值，％522528540558樹脂，％0.660.530.590.61多縮戊糖，％2.782.902.532.71木質(zhì)素，％微量定量,g/m2長網(wǎng)708714680653圓網(wǎng)531522539479交貨水份，％9.89.39.79.525(續(xù)表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>(續(xù)表l)<table>tableseeoriginaldocumentpage27</column></row><table>權(quán)利要求1、一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，其特征在于包括下述步驟(1)竹材備料，將竹材制成竹片或竹絲，并洗滌除去雜質(zhì)及塵埃；(2)預(yù)處理，除去更多的有機和無機雜質(zhì)，并使相對原竹總量多縮戊糖的損失少于2％；(3)預(yù)水解，在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，水解催化劑為硫酸或鹽酸，工藝條件為酸濃度為0.1～10.0wt％，溫度為80～140℃，液比為1∶4～15，壓力為相應(yīng)溫度下的飽和蒸汽壓力，時間為30～400分鐘；(4)堿法制漿。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，其特征在于所述的竹材為慈竹、黃竹、西風(fēng)竹、水竹、雞爪竹、白夾竹、綠竹和方竹中的一種或幾種的混合物。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解槳的方法，其特征在于步驟1包括將竹材削片和/或撕裂成竹片或竹絲，其中，竹片的尺寸為長1530mm、寬10~20腿、厚38iran，并對竹片進(jìn)行高頻振動篩選，用高壓水噴淋洗漆；竹絲的尺寸為長5-40mm，其中長2030rnrn的竹絲占70%以上，并對竹絲進(jìn)行洗滌和除髓。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，其特征在于步驟2的預(yù)處理在水解塔或水解鍋中進(jìn)行，處理劑為硫酸或鹽酸，工藝條件為酸濃度為01.0wt^，溫度為100~130°C，液比為l:515，時間為30180分鐘。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，其特征在于步驟3的預(yù)水解中，酸濃度優(yōu)選為0.14.0wtX，原竹中多縮戊糖的水解溶出比例不小于60%，原竹中多縮戊糖水解的木糖得率不低于60%。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，其特征在于步驟4的堿法制漿是以苛性鈉法或硫酸鹽法為基礎(chǔ)的溶解漿制漿方法，依序包括蒸煮、漂前精選、漂白、漂后精選和抄造過程。7、采用權(quán)利要求1~6所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法所制得的產(chǎn)品，其特征在于為經(jīng)步驟1至3獲得的水解液，水解液中，還原糖濃度為1.5~6.0wt%,水解液純度不低于60%，還原糖中木糖比例不低于58%。8、針對權(quán)利要求7所述的水解液產(chǎn)品的用途，其特征在于所述的水解液用于木糖、木糖醇、L-阿拉伯糖或乙醇的制備。9、采用權(quán)利要求16所述的改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法所制得的產(chǎn)品，其特征在于為經(jīng)步驟1至4獲得的竹溶解漿，竹溶解漿各項指標(biāo)為動力粘度為8.289.72mPa，s，甲種纖維素293.0%，灰份SO.10%，鐵份《20ppm，白度281%，0.053讓2小塵?！?40腿VKg絕干量，大于3mm2大塵埃^L0個/Kg絕干量，吸堿值^500%，樹脂多縮戊糖^3.00%，木質(zhì)素微量，長網(wǎng)定量600800g/m2，圓網(wǎng)定量400600g/m2，交貨水份8.5~11.5%。10、針對權(quán)利要求9所述的竹溶解漿產(chǎn)品的用途，其特征在于所述的竹溶解漿用于粘膠纖維漿粕、醋酸纖維素溶解漿、硝化纖維素溶解漿或纖維素醚溶解槳。全文摘要本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的預(yù)水解堿法制造竹溶解漿的方法，包括下述步驟竹材備料，將竹材制成竹片或竹絲，洗滌除去雜質(zhì)及塵埃；預(yù)處理，除去更多的有機和無機雜質(zhì)，多縮戊糖的損失少于2％；預(yù)水解，硫酸或鹽酸酸濃度為0.1～10.0wt％，溫度為80～140℃，液比為1∶4～15，時間為30～400分鐘；堿法制漿。優(yōu)點是竹溶解漿性能指標(biāo)達(dá)到粘膠纖維漿粕等的要求；改進(jìn)預(yù)水解工藝使竹材中絕大部分的多縮戊糖發(fā)生水解，水解液可作為木糖、木糖醇、L-阿拉伯糖和乙醇等產(chǎn)品的原料；為蒸煮和提高溶解漿反應(yīng)性能打下良好基礎(chǔ)；生產(chǎn)成本增加甚微，結(jié)合預(yù)水解產(chǎn)物回收對廢水處理負(fù)荷和處理成本的降低作用，綜合成本最低；實現(xiàn)溶解漿制漿過程生物質(zhì)各組份綜合利用。文檔編號D21C1/00GK101514529SQ20081004238公開日2009年8月26日申請日期2008年9月2日優(yōu)先權(quán)日2008年9月2日發(fā)明者吳學(xué)東,丹朱,陳惠敏申請人:上海士林纖維材料有限公司