全 文 ：·试验与研究·
云香竹 、刺竹与杂竹硫酸盐法混煮制浆
蒙衍强1 　谢鸿武2
(1.柳州师范高等专科学校 ,广西柳州　545001)
(2.柳州两面针纸业有限公司 ,广西柳州　545011)
摘　要　对杂竹 、云香竹与刺竹的化学成分分析 、纤维形态 、蒸煮实验和成浆物理性能评价的研究表明 , 杂
竹 、云香竹与刺竹无论是理论上还是实际生产 ,按照 1:1:1 的混合比例 , 可生产出满足新闻纸等文化用纸
抄造工艺要求的化学浆。
关键词　竹子　混合蒸煮　硫酸盐法制浆
　　竹子生长于我国热带 、亚热带 、温带的大部分地
区 ,而我国是世界上最大的产竹大国 。其优点是繁殖
快。竹材纤维长度一般为(115 ～ 210)mm , 最长达
510mm ,介于针叶材和草类之间 ,比阔叶材长。宽度
一般为(15 ～ 18)μm ,长宽比 110 ～ 200 ,基本属于长
纤维范畴 ,是优良造纸原料[ 1-2 ] 。竹浆纤维为中长纤
维浆 ,撕裂强度 、均匀性好 ,优于大多数阔叶木浆 ,与
针叶木浆较低撕裂强度相似 。
收稿日期:2011-02-15
　　从图 4可以看出 ,处理时间在 30min 时最为合
适。从促进漂白的角度看 ,木聚糖酶在 D2段的作用
效果不如 D1段作用效果明显 。
3结论
(1)AU-PE89木聚糖酶预处理杨木化学浆的最
佳工艺条件为:酶用量 50g/ t ,温度 50℃,时间(90 ～
120)min , pH 值 7.0 。
(2)在 DED经过酶处理的漂白过程中 ,在不同酶
处理位置时 ,在相同二氧化氯用量的前提下 ,在 E 段
前加酶处理所得到的白度最高。在木聚糖酶与各漂
白段协同作用的漂白过程中 ,在(2 ～ 3)h 的反应时间
范围内 ,时间越长 ,漂白成浆的白度越高 ,因此 ,保证
二氧化氯漂白段的反应时间以及与酶协同作用的时
间 ,利于提高成浆白度 ,粘度则是漂白时间越长下降
越大 ,在与不同的漂段协同作用时得率则没有特定规
律 ,因此要保证漂白效果 ,需要根据不同的漂序选择
相应的最佳条件 。
参考文献
[ 1] 中国造纸协会关于中国造纸工业 2002 年度报告 , 中华纸
业 , 2003 , 24(5):6-9.
[ 2] 伍安国 曾辉 苏庆平 生物技术在造纸工业中的应用研究
进展 2005 , 34(2):3-4
[ 3] Kulkarni N , Rao M .Application o f xy lanase f rom alkal ine
thermophilic Bacillus sp.NCIM59 in biobl eaching of bagaasse
pulp[ J] .J Bio technol , 1996 , 51(2):167.
[ 4] Leduc D C , Valade J L.The use of x ylanases in kraf t pulp
bleaching:areview[ J] .Tappi Journal , 1994 , 77(5):125.
[ 5] 石淑兰 ,何福望.制浆造纸分析与检测[ M] .中国轻工业
出版社 , 2004.
[ 6] 杨淑蕙.植物纤维化学[ M] .北京:中国轻工业出版社.
[ 7] 熊开峰 , 等.杨木 KP 浆 DED漂序木聚糖酶预处理工艺条
件的优化 , 山东轻工业学院学报 , 2007 , 21(3):72-74.
作者简介　宋丽彦 ,女 , 1981年生 , 本科 ,山东潍坊科技学院化工专业
助教。
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　　用于制浆造纸的竹林是二年生或三年生的原竹 ,
品种多为黄竹 、丹竹 、苦竹 、篙竹 、金竹 、吊丝竹 、箭竹 、
毛竹尾 、云香竹 、刺竹等。由于资源的限制 ,加上以小
杂竹为原料的制浆厂家日益增多 ,近年来 , 小杂竹
(一般概指苦竹 、篙竹 、吊丝竹 、箭竹 、黄竹等总称 ,下
同)原料收购出现一定困难 , 制浆厂家已不可能使用
单一的竹种作为制浆原料 ,本文主要研究云香竹 、刺
竹与杂竹按比例为 1∶1∶1进行硫酸盐法混煮试生产 ,
其制浆及漂白浆的物理性能。
1实验
1.1原料
原料为广西某大型制浆生产企业提供 ,鼓式削片
机切片 ,分别切成(20 ～ 30)mm 长度的片状 , 待生产
试验使用 。
DF 蒸煮助剂:外观灰白色粉沫状固体
1.2仪器
(1)蒸煮设备:15L 电热回转蒸煮锅;(2)筛浆设
备:0.5mm 筛缝筛浆机 。
1.3检测指标
检测指标有细浆得率 、粗渣率 、K 值 、粘度和蒸煮
黑液残碱 , 各检测方法均参照国标所述的方法进
行[ 3-4] 。
1.4化学分析
将待测料用水冷式大型 Wiley 磨粉碎后用电动
筛进行分级 , 得到粒度 50 ～ 83目的竹 、木粉 , 用四分
法取出 200 g 粉用于化学分析[ 5] 。苯-醇混合液(1/
2 , v/ v)抽提和 1%NaOH 抽提以及 Klason木质素
含量的测定均参照 Tappi标准 , 综纤维素含量的测
定采用亚氯酸钠法(即Wise法)。
2结果与讨论
2.1原料的化学组成分析
表 1　杂竹 、刺竹与云香竹的化学组成比较表
原料
名称
苯醇抽
出物%
1%NaOH
抽出物%
灰分
%
kla sson
木素%
聚戊糖
%
纤维素
%
黄竹 3.12 27.75 1.82 21.85 20.66 47.12
苦竹 1.64 24.76 1.84 25.82 19.28 51.55
篙竹 3.66 29.85 2.54 22.05 19.23 49.20
箭竹 1.68 22.33 1.95 26.29 20.23 49.81
吊丝竹 3.04 26.73 1.55 24.46 14.47 49.85
刺竹 2.96 23.63 1.23 22.1 18.24 48.53
云香竹 2.76 20.57 1.53 22.7 21.3 45.35
　　一般认为[ 6] ,在硫酸盐法蒸煮中造成用碱量和得
率方面差别的原因 , 可能有以下几方面:
(1)木素含量及化学构造方面的差别;
(2)多酚类物质含量方面的差别;
(3)蒸煮药液在木片中的渗透性方面的差别;
(4)碳水化合物的含量方面的差别。
从表 1可见 ,各竹原料中 1%NaOH 抽提物都在
20%以上 ,表明可溶成分较多 ,它含有大量鞣花酸之
类的多酚类物质 , 这些多酚类物质在硫酸盐法蒸煮
时要消耗大量的碱 ,但除云香竹较低外 ,其余的都差
别不大 。张达俊在对广西竹材进行硫酸盐法蒸煮的
进行小试验时发现[ 7] ,在相同的硬度 K 值(等于 15)
下 ,对这几种竹子进行比较 ,发现黄竹 、金竹 、丹竹 、云
香竹用碱量最低 ,苦竹 、吊丝竹用碱量较高。这为混
合蒸煮工艺条件的选择提供了依据。
2.2原料纤维形态
表 2　竹材原料纤维形态比较表
原料
名称
纤维长度/(mm)
最长 最短 平均
纤维宽度/(μm)
最长 最短 平均
长/宽
比
杂细胞含量
(%)面积法
黄竹 4.74 0.53 1.89 19.2 4.3 11.0 171.8 31.7
苦竹 4.06 0.55 1.77 27.8 2.1 11.4 155.3 28.5
篙竹 3.31 0.57 1.74 21.4 4.3 11.3 154.0 24
箭竹 3.59 0.51 1.77 23.5 4.3 13.6 130.1 11.8
吊丝竹 4.59 0.44 1.48 23.5 2.1 12.7 144.6 25.0
刺竹 4.31 0.70 1.72 25.6 2.1 11.6 148.1 29.8
云香竹 3.15 0.64 1.39 23.5 4.3 14.3 97.7 27.0
　　从表 1可见 ,杂竹与刺竹都具有良好的纤维形
态 ,纤维长宽比在 130以上 ,从制浆纤维形态分级标
准 ,见表 3 ,它们都属于优良级 ,具有优质造纸材料所
要求的纤维形态 ,尽管云香竹稍低 ,但也接近良好级
水平。
表 3　制浆纤维形态分级
项目 优 良 中 差
纤维长度/ mm >2 1.5 ～ 1.9 1～ 1.4 <1
纤维宽度/um >50 35 ～ 50 15 ～ 35 <15
纤维长宽比/(L/W) >150 100 ～ 150 45 ～ 100 <45
2.3混合蒸煮制浆性能
蒸煮主要工艺技术参数为:用碱量(以 Na2O 计)
(14 ～ 16)%, 硫化度(14 ～ 19)%, AQ用量 0.1%,液
比 1∶3.5 ,蒸煮时间 5.5 小时 , 蒸煮最高温度(167 ～
170)℃,蒸煮最高压力 0.7MPa ,采用立锅间歇蒸煮 ,
装锅量每锅绝干量(22.0 ～ 23.0)t ,杂竹 、刺竹 、和云
香竹按比例为 1:1∶1 进行混煮试生产 。共进行了 4
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锅试验 ,蒸煮结果见表 4。
表 4　混合蒸煮制浆性能
最高 最低 平均
粗浆 K 值 16.8 15.2 15.9
残碱(g/ l) 5.2 1.6 1.7
粗渣率(%) 7.9 1.4 4.9
粘度(ml/ g) 1164 1124 1138
裂断长(m) 2750 2260 2510
　　从表 4 可见 ,混合蒸煮效果比较理想 ,粗浆 K 值
最高也只是 16.8 ,与最低值 15.2相比 ,没有显著差
异 ,而且处于良好的状态 。张达俊[ 7] 在对广西竹材进
行硫酸盐法蒸煮小试验时发现 ,在相同的用碱量(以
15%NaOH 计算)条件下 ,不同种类生产所得竹浆的
K值差别较大 ,其中黄竹 、丹竹硬度低 ,较易蒸煮 ,云
香竹最低;蒿竹 、吊丝竹 、苦竹和毛竹较难蒸煮 ,尤其
是篙竹 、吊丝竹和毛竹的渣子率高达(18 ～ 23)%;金
竹和箭竹居中 。但在我们的混煮制浆所采用的工艺
条件下 ,获得了满意的蒸煮效果。
2.4漂白
采用 CEHD 顺序四段漂白 ,漂白工艺条件如下:
C+D段:
氯气用量 1.5%(对绝干浆), 二氧化氯用量
0.6%(对绝干浆),漂浆浓度 3%,漂白温度 50℃,漂
白时间 40min 。
E段:
用碱量:2%(根据氯化后 PH 值控制), 浆浓:
10%,反应温度(50 ～ 70)℃,碱处理时间:120min。
H 段(次氯酸钙):
漂液用量:1.0%,漂浆浓度:10%±1 ,漂白温度:
(35 ～ 37)℃,漂白时间:(2.5 ～ 3)h 。
D段漂白:
二氧化氯用量 0.8%(对绝干浆)漂白浆浓 10%,
漂白温度 70℃,漂白时间180min ,漂白浆 pH 值 3.8。
漂白前后浆料质量状况对比见表 5。
表 5　漂白前浆料的物理性能比较表
样品 浆浓度%
尘埃度
mm2/500g K 值
叩解度
0 SR
湿重
g
漂前 3.1 953 13.4 15 12.5
漂后 83 — 16 16
样品 裂断长
m
撕裂指数
N.m2/ kg
粘度
ml/ g
白度
%iso
泛黄率
%
漂前 2730 18.2 1091 —
漂后 2080 13.7 818 83.5 504
　　从表 5可见 ,漂后浆裂断长偏低 ,这与杂竹在原
料中所占比例比平时生产少了 41.7%所致 ,但其他
指标综合来看 ,杂竹 、云香竹与刺竹按 1:1:1混煮浆
的漂后浆综合质量还是比较理想的 ,完全满足新闻纸
等文化用纸的抄造工艺要求 。
3结语
(1)对杂竹 、云香竹与刺竹的化学成分析 、纤维形
态 、蒸煮实验和成浆物理性能评价的研究表明 ,杂竹 、
云香竹与刺竹无论是理论上还是实际生产 ,按照 1∶1
∶1的混合比例 ,可生产出满足新闻纸等文化用纸的
抄造工艺要求的化学浆 。
(2)蒸煮工艺条件:用碱量(以 Na2O 计)14%～
16%, 硫化度(14 ～ 19)%, AQ用量 0.1%,液比 1∶
3.5 ,蒸煮时间 5.5h , 蒸煮最高温度(167 ～ 170)℃,蒸
煮最高压力 0.7MPa 。
参考文献
[ 1] 杨仁党 ,陈克复.竹子作为造纸原料的性能和潜力[ J] .林
产工业 , 2002 , 29(3):8-11
[ 2] 闫冀豫.纸浆竹的丰产结构及主要竹种的造纸性能探讨
[ J] .竹类研究 , 1986 , 5(4):39
[ 3] 石淑兰 ,何福望.制浆造纸分析与检测[ M] .北京:中国轻
工业出版社 , 2006.
[ 4] 国家轻工业局质量标准处编写.中国轻工业标准汇编
[ M] .北京:中国标准出版社 , 1999.
[ 5] 屈维钧主编.制浆造纸实验[ M] .北京:中国轻工业出版
社 , 1991
[ 6] 谢益民 , 伍 红等.桉木的化学组成及材性对 KP制浆特性
的影响[ J] .中华纸业 , 1998 ,(5):7-11
[ 7] 张达俊.广西的竹子及制浆造纸[ J] .西南造纸 , 2002 ,
(4):4-6 , 20
作者简介　蒙衍强先生(1969-),硕士 ,高级工程师 ,主要从事化工技术
开发及造纸工艺研究。
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