专利名称：利用茎的造纸原料用纸浆的制造方法
技术领域：
本发明涉及利用如玉米秆及甘蔗秆等(以下，简称为"玉米秆")茎(Cane)得到造纸原料用纸浆的制造方法，特别是以简单工艺提高了仍 在田地里的玉米秆资源的利用性。
背景技术：
一般来说，收割玉米之后， 一部分玉米秆等用作家畜饲料或柴火等 其他用途，但是大部分直接仍在田地里或使其腐烂掉，因此在资源利用 方面损失较大。特别是，在放置玉米秆以使其腐烂时，虽然可利用为堆肥，但是另 一方面提供如老鼠等野生哺乳类的栖息处，从而成为对人体散播有害菌 的因素，同时也成为污染环境的因素。并且，因将现有的树木用作造纸原料，所以对树木保全以及地球环 境保全带来不良影响。另一方面，由于在现有的甘蔗渣纸浆工业(Bagasse Pulp Mill)中 使用药品，所以需要药品回收设备(Chemical Recovery System) 或特殊的废水处理设备，从而需要其设施费用，同时使用药品回收设备 (Chemical Recovery System)或废水处理设施时，需要电力使用费、劳 务费等。发明内容因此，本发明是为解决上述问题而深入研究的结果开发出的，其目 的在于，提供一种利用茎的造纸原料用纸浆的制造方法，虽然比木材收益率(Yield)低，但是可用作高级造纸原料用纸浆，尤其用作制造低级 包装箱的造纸原料用纸浆，从而提高资源的再利用价值，并且，可以维 持自然环境以及树木的保全。其另一目的在于，提供一种利用茎(Cane)的造纸原料用纸浆的制 造方法，其不使用任何药品而提供环保的无公害效果，并且无需药品回 收设备(Chemical Recovery System)或特殊的废水处理设备，从而节约 设施费用。并且，节约电力使用费以及劳务费等。为了实现上述目的，本发明的利用茎的造纸原料用纸浆的制造方 法，包括干燥步骤，把收回的玉米秆干燥成干燥率保持在70~80%以 上；切断步骤，把干燥的玉米秆切断成10 20mm长度；打碎步骤，把 被切断的玉米秆打碎成2~5mm的大小，以形成分离其玉米秆的髓和皮 的状态，或使髓露出到外部；分离步骤，对玉米秆打碎物施加振动和风 力，以利用重量之差使打碎物中仅较轻的髓从皮分离排出；浸泡步骤， 仅收回残留的皮之后，将其储藏在热的工业用水中来浸泡其皮；以及精 选以及过滤步骤，对用水浸泡了的皮，通过利用设置了至少三个以上的 精碎机进行多次精碎以及具有一定大小的过滤孔的过滤作业，只收回粗 细为0.2mmm以下的纸浆。在上述精选以及过滤步骤，优选设置有至少三个以上的精碎机及与 其对应的数量的过滤板，交替经过上述精碎机和上述过滤板，仅过滤纸 浆。并且，在上述浸泡步骤，优选工业用水和皮之间的比率至少为90:10。
图1是本发明的利用茎(Cane)的造纸原料用纸浆制造方法的框图。图2是图1的气流分离器的概略图。 附图标记说明100 :干燥工艺200 : 切断工艺300 : 打碎工艺400 : 气流分离(Pneumatic Separation)工艺500 : 浸泡工艺600 : 精碎以及过滤(Refining and Screening)工艺具体实施方式
下面，参照附图进一步详细说明本发明的利用如玉米秆那样的茎 (Cane)来制造造纸原料用纸浆的方法。图1是本发明的利用茎(Cane)制造造纸原料用纸浆的方法的框 图，图2是图1的气流分离器概略图。如图所示，本发明的制造方法大体分为干燥工艺(100)—切断工 艺(200)—打碎工艺(300)—气流分离(Pneumatic Separation)工艺 (400)—浸泡工艺(500)—精选以及过滤工艺(Refining and Screening) (600)，下面按各工艺进行说明。<干燥工艺100>在田地收割的玉米秆大体上含有水分，为了减少水分而进行干燥， 此时干燥率最好达到100%,但是也可以只保持70 80%以上。此时的干燥方法并没有特别指定，自然干燥也可以，根据需要可利用热风进行干 燥。并且，干燥玉米秆的理由将在后面的气流分离(Pneumatic Separation)工艺(300)中说明，是为了更有效地分离出直接用于制造 造纸用原料即纸衆的玉米秆的皮(Shell)和内部的髓(Pith)。 <切断工艺200> 使用准备好的切断器，将经干燥的玉米秆切断成大约10 ~ 20mm的 长度。切断成上述大小的原因是为了在下一步打碎工艺中容易进行打 碎。并且，用于切断玉米秆的切断器，只要是能把玉米秆切断为上述的 大小的都可以，但是为了作业效率，最好使用自动化切断器。并且，这些切断器是一般的，所以在本实施例省略另外的具体说明。 <打碎工艺300>被切断的玉米秆被移送到准备好的打碎机之后，由该打碎机打碎成大约2~5mm的不规则的大小。进行打碎的原因是，通过使切断的玉米 秆形成髓(Pith)与皮(Shell)分离的状态，或使髓露出到外部，以便 在后而说明的气流分离(Pnumatic Seperation)工艺(400)中更有效地 分离出直接用于制造造纸用原料即纸浆的玉米秆的皮(Shell)和内部的 髓(Pith)。打碎机也只要是能把玉米秆打碎成2~5mm大小，就可以使 用现有的任何打碎机。并且，由于本发明中使用的打碎机也是普通的， 所以在本实施例省略其他的具体说明。 <气流分离工艺400>被打碎的玉米秆的打碎物移送到气流分离器(Pneumatic Separator)， 将该打碎物中的直接用于制造造纸用原料即纸浆的玉米秆的皮(Shell) 和内部的髓(Pith)进行分离，该作业利用空气的风力来进行。由于在打碎物工艺中打碎成皮和髓相互混合在一起的状态，所以需 要分离皮和髓。在分离皮和髓时，利用皮和髓的重量之差就可以容易进 行分离，所以利用风力来进行。因为玉米秆的打碎物已在干燥工艺中干 燥过，所以若把风力施加到打碎物，则混合状态的打碎物的皮和髓中只 有较轻的髓飞散到空中而迅速与皮分离。这时，为了更有效地分离皮和 髓，最好对打碎物施加震动。在图2图示了这些装置的一例。如图所示，该装置可如下设置将 打碎物10置于网丝(Mesh)结构的网传送带410上，在网传送带410 的两端设置振动器(Vibrator) 420a、 420b，在网传送带410下部设置普 通的风力装置430a、 430b。通过这些结构，在对放置于网传送带410上的打碎物10施加振动 器(Vibrator) 420a、 420b的振动时，打碎物10被均匀地分布到网传送 带410上，这时若从风力装置430a、 430b送风，则打碎物的皮和髓 (Pith)中仅较轻的髓飞散到空中。可另外回收这时飞散的髓来用作燃料。上述的风力装置是利用大叶片(Fan)制造的一种如风扇那样的装 置。在上述说明的气流分离器只是作为本发明的气流分离工艺中的一种 装置来说明的一例，只要是能分离皮和髓(Pith)的装置，除了上述图2 的装置以外还可使用任何装置。 <浸泡工艺500>将与髓(Pith)分离的皮(Shell)在收容于储藏槽中的热的工业用 水中储存24小时以上，以充分浸泡其皮。把皮浸泡在水中的原因是为 了把皮制成纸浆状态，这时优选水和皮的比率大约为90: 10。<精选以及过滤工艺600>浸泡在水里的皮通过几次反复的精碎(Refining)及过滤 (Screening)作业，形成可用作造纸原料的纸浆形态。即，浸泡在水里的皮通过利用设有至少三个以上的精碎机 (Refiner) 621~623来进行数次精碎作业以及利用具有一定过滤孔的三 个以上的过滤板(Screen Plate)进行过滤作业，形成纸的最终原料即 0.2mm以下的纸浆性状。参照附图1说明其工艺。浸泡在水中的皮被准备好的第一精碎机621进行精碎，在精碎作业 中，为了进行均匀的精碎作业，在穿有3~4mm左右的过滤孔的第一过 滤板(Screen Plate) 631进行分拣。通过上述第一过滤板631的过滤孔 的纸原料用纤维被移送到与第一精碎机621相同的第二精碎机622，经 过与第一精碎机621的精碎作业相同的精碎作业之后，重新移送到与第 一过滤板631相同的第二过滤板632，进行第二次过滤作业。另一方面，未通过第一过滤板631的过滤孔的纸原料用纤维重新移 送到第一精碎机621，进行再次精碎(精选)。通过上述的反复作业，最终通过第三过滤板633的0.2~0.3mm左右 长孔(Slot)的纸原料用纤维被送到混合池(mixing Chest)，根据纸张 种类和用途，与长纤维(Long Fiber)混合之后，可送到抄纸机，或单 独使用。将未通过第三过滤板633的纤维回送到上一步骤的第三精碎机623 之后，再次进行精碎，结果经过几次(三次左右)的精碎(Refining) 和过滤(Screening),通过了形成有0.2~0.3mm左右长孔(Slot)的最终 过滤板633的造纸原料用纤维被移送到混合池(或Machine Chest (成 浆池))，用作纸的原料即纸原料(Stock)。在上述只说明了实施三次精碎及过滤作业的一例，但也可以实施三 次以上。但是，只进行三次也可以充分完成本发明的精碎以及过滤作 业。此外，由于精碎机和过滤板、混合池、抄纸机等是造纸公司普遍使 用的，在本发明中省略其他的具体说明。此外，通过本发明的上述的方法制造的纸原料用纤维，不仅可以用 于制造高级纸板或打印用纸(Fine paper or Printing/Writing Paper)， 但必须进行另外的漂白作业。为了进行漂白作业，需要大型庞大的漂白 设备费用，并且，因漂白剂为公害物质，所以将玉米秆纸浆用作工业用 纸(Packaging Paper,Liner Board, Corrugating Medium Paper)或双面纸 填层(Filler Layer ofDuplex Board Paper)等更有效。此外，在上述实施例中说明了玉米秆和甘蔗秆的一例，但是从上述 实施例可充分理解只要是如玉米秆及甘蔗秆那样具有茎(Cane)或茎管 (Straw)结构的植物，就可容易适用。在上述实施例中，为了有助于理解本发明，分别说明了各工艺。实 际上是为了提高作业的生产率以及效率，最好连续自动实施。如以上所述，根据本发明，第一，与现有的甘蔗渣纸浆(Bagasse Pulp)工艺不同，因不使用任何药品，所以具有环保的无公害效果。因 此，不需要现有的甘蔗渣纸浆工业(Bagasse Pulp Mill)中所需要的药品 回收设备(Chemical Recovery System)或特殊的废水处理设备，具有节 约设备费用的效果。第二， 在收益率(Yield) 方面，现有的苏打方法(Soda Process)或化学方法(Chemical Process)大约只达到30%左右，但是根 据本发明的方法具有得到70%以上的收益率的效果。第三，具有节约因使用药品回收设备(Chemical Recovery System)或废水处理设施而造成的电力使用费、劳务费等的效果。第四，利用直接抛在田地里的玉米秆等来提高资源的利用价值，并 且与现有的把树用作造纸原料的方法相比可保全树木，所以具有有助于 地球环境保全的效果。
权利要求
1、利用茎的造纸原料用纸浆的制造方法，包括干燥步骤，把收回的玉米秆干燥成干燥率保持在70～80％以上；切断步骤，把干燥的玉米秆切断成10～20mm长度；打碎步骤，把被切断的玉米秆打碎成2～5mm的大小，以形成分离其玉米秆的髓和皮的状态，或使髓露出到外部；分离步骤，对玉米秆打碎物施加振动和风力，以利用重量之差使打碎物中仅较轻的髓从皮分离排出；浸泡步骤，仅收回残留的皮之后，将其储藏在热的工业用水中来浸泡其皮；以及精选以及过滤步骤，对用水浸泡了的皮，通过利用设置了至少三个以上的精碎机进行多次精碎以及具有一定大小的过滤孔的过滤作业，只收回粗细为0.2mmm以下的纸浆。
2、 根据权利要求1的利用茎的造纸原料用纸浆的制造方法，其特 征在于，在上述精选以及过滤步骤，设置有至少三个以上的精碎机及与 其对应的数量的过滤板，交替经过上述精碎机和上述过滤板，仅过滤纸 浆。
3、 根据权利要求1的利用茎的造纸原料用纸浆的制造方法，其特 征在于，在上述浸泡步骤，工业用水和皮之间的比率至少为90: 10。
全文摘要
本发明的目的在于提供利用如玉米秆以及甘蔗秆等(以下，简称为“玉米秆”)的茎得到造纸原料用纸浆的制造方法。本发明把收回的玉米秆水分含量干燥到20～30％以下之后，把干燥的玉米秆切断成10～20mm长度，再将被切断的玉米秆打碎成2～5mm的大小，以形成分离其玉米秆的髓和皮，或使髓露出到外部。对玉米秆打碎物施加振动和风力，以利用重量之差使打碎物中仅较轻的髓从皮分离排出。收回残留的皮之后，将其储藏在热的工业用水中来浸泡其皮。对用水浸泡了的皮，通过利用设置了至少三个以上的精碎机进行多次精碎以及具有一定大小的过滤孔的过滤作业，只收回0.2mmm以下的纸浆。这样得到的纸浆可作为制造高级或一般低级的包装箱的造纸原料使用。
文档编号D21C3/00GK101333775SQ20071012637
公开日2008年12月31日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者尹圣穆 申请人:尹圣穆