一种自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制作方法

1.本实用新型属于生物机械制浆技术领域，涉及一种自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备。


背景技术：

2.目前，制浆工艺针对apmp(双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆)制浆工艺、 apmp和tmp(机械制浆)在制浆工艺和生产设备上存在的瑕疵与不足，而发展的热处理双发酵高效生物机械制浆工艺。此制浆工艺过程生产能耗低、纸浆得率高，浆粕品位高，废水产生量小、污染轻，治理容易。同时，具有设备投资少、占地面积少、生产能耗低特点。可用于多种高档纸制品生产。兼有双发酵、竖式连续蒸煮管热磨法生物机械浆制浆新工艺的特点，并有独特先进的技术和更多新优点，该技术具有强大发展潜力和当今先进绿色环保工艺，是新一代的制浆工艺。如图1所示，现有技术的apmp(双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆) 制浆法是通过提供由木片、水洗、汽蒸、热水或热碱预处理、双螺旋挤压疏解、发酵、一段高浓磨、二段高浓磨、消潜池、筛选净化、浓缩机和成浆池等工序而组成的；该工艺存在如下问题：敞开式浸泡，造成热能损失大，浸渍时间长；原料浸渍不均，生物酶无法均匀发酵，木质素分离不好、易造成双螺旋堵塞损坏等不足，倒置影响得浆率和成品浆质量，同时，浸泡池占地面积较大。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，以解决现有技术中所存在的上述问题，其以工业和生活拆迁废木料为主要制浆原料，采用粉碎、筛选、碱洗、浮法重渣分离、脱水、加发酵酶一次生物发酵、高温热处理、热磨、二次发酵一段中浓磨、二段中浓磨、消潜池、筛选净化、浓缩机和成浆池等工序组成，其能够实现连续制浆，并提高后序段的撕裂效果及最终成浆质量。
4.本实用新型的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，包括提斗组件(1)，提斗组件(1)的上端位于料仓(2)的进料口的上方，料仓(2) 的出料口的下方设置有喂料螺旋机(3)的进料口，喂料螺旋机(3)的出料口与蒸煮器(4)的进料口连通连接，蒸煮器(4)的侧壁上开设有防反喷口，所述防反喷口与防反喷器(5)的喷气口连通连接；蒸煮器(4)的下部安装有螺旋运输机(6)，螺旋运输机(6)的出料口与热磨机(7)的进料口连通连接；蒸煮器(4)的上端设置有蒸汽入口(8)和液碱入口(9)。
5.在以上方案中优选的是，提斗组件(1)包括滑轮组和绕射在所述滑轮组上的拉绳，所述拉绳的末端连接有料斗。
6.还可以优选的是，喂料螺旋机(3)包括喂料螺旋杆，所述喂料螺旋杆的末端伸出到壳体外并与转动电机的转动输出轴连接。
7.还可以优选的是，所述喂料螺旋杆的数量为两个。
8.还可以优选的是，蒸煮器(4)为罐体结构。
9.还可以优选的是，防反喷器(5)设置为压缩空气式的喷器机。
10.还可以优选的是，螺旋运输机(6)包括螺旋运输杆，所述螺旋运输杆的末端伸出到壳体外并与转动电机的转动输出轴连接。
11.还可以优选的是，所述螺旋运输杆的数量为两个。
12.还可以优选的是，热磨机(7)包括底部的磨盘和放置在所述磨盘上的磨辊，所述磨辊与转动电机的转动输出轴连接。
13.本实用新型能够达到以下有益效果：
14.本实用新型的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，能够对工业及生活拆迁废木料采用双发酵碱法热磨处理，使其软化，显著提高后序段的撕裂效果及最终成浆质量；其采用热磨机具有高效的一次完成纤维撕裂、分离工艺过程的功效，不仅简化了制浆工业流程，而且对木片的撕裂及纤维分离作用具有显著效果，同时可灵活调节纤维物料的撕裂、疏解、分离程度；其设备投资费用比原有技术减少约50％左右，制浆总节能约40％左右，因此能降低生产成本；其由于对纤维物料采用高浓处理，因而降低了制浆用水量和废水处理负荷，有利于环境保护。
附图说明
15.此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
16.图1为现有技术的双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆的工艺流程示意图。
17.图2为本实用新型的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的结构示意图。
18.图3为本实用新型的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的工艺流程示意图。
19.图中，1为提斗组件，2为料仓，3为喂料螺旋机，4为蒸煮器，5为防反喷器，6为螺旋运输机，7为热磨机，8为蒸汽入口，9为液碱入口。
具体实施方式
20.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.以下结合附图，详细说明本实用新型各实施例提供的技术方案。
22.实施例1
23.一种自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，参见图2，包括提斗组件1，提斗组件1的上端位于料仓2的进料口的上方，料仓2的出料口的下方设置有喂料螺旋机3的进料口，喂料螺旋机3的出料口与蒸煮器4的进料口连通连接，蒸煮器4的侧壁上开设有防反喷口，所述防反喷口与防反喷器5 的喷气口连通连接；蒸煮器4的下部安装有螺旋运输机6，
螺旋运输机6的出料口与热磨机7的进料口连通连接；蒸煮器4的上端设置有蒸汽入口8和液碱入口9。
24.则物料经过提斗组件1运输到料仓2内后，落入到喂料螺旋机3内，并被输送到蒸煮器4内，防反喷器5通过喷出压缩气体到蒸煮器4内，避免物料喷溅出去，蒸煮器4内蒸煮后的物料通过螺旋运输机6运送到热磨机7内进行热磨。
25.实施例2
26.一种自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，还可以进一步的，提斗组件1包括滑轮组和绕射在所述滑轮组上的拉绳，所述拉绳的末端连接有料斗。
27.更为具体的，喂料螺旋机3包括喂料螺旋杆，所述喂料螺旋杆的末端伸出到壳体外并与转动电机的转动输出轴连接。所述喂料螺旋杆的数量为两个。蒸煮器4为罐体结构。防反喷器5设置为压缩空气式的喷器机。螺旋运输机6包括螺旋运输杆，所述螺旋运输杆的末端伸出到壳体外并与转动电机的转动输出轴连接。所述螺旋运输杆的数量为两个。热磨机7包括底部的磨盘和放置在所述磨盘上的磨辊，所述磨辊与转动电机的转动输出轴连接。
28.上述自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，包括以下步骤，
29.第一步，将木料进行粉碎和筛选；
30.第二步，将所述木料粉碎后所得的木片进行碱性水洗；
31.第三步，将碱性水洗后的所述木片进行堆垛发酵形成纤维物料；
32.第四步，将所述纤维物料连续输入自控高温处理热磨系统；
33.第五步，通过所述自控高温处理热磨系统的热磨机对所述纤维物料进行制浆；
34.第六步，对热磨制浆后的所述纤维物料进行二次加酶发酵；
35.第七步，对二次加酶发酵的所述纤维物料进行中浓磨一次磨浆和中浓磨二次磨浆。
36.需要说明的是，所述木料为工业及生活拆迁废木料。
37.第二步中，将所述木料粉碎后所得的所述木片在20℃
‑
50℃的碱水中洗涤，用碱量为相对于干燥的所述木片重量的重量百分比0.5％
‑
1％。
38.第二步中，将所述碱水经除渣后循环使用。
39.第三步中，将碱性水洗后的所述木片进行堆垛发酵形成纤维物料时，采用黑曲酶为生物酶，所述黑曲酶相对于干燥的所述木片重量的重量百分比为 0.1
‰
，温度为40℃
‑
50℃，堆垛发酵的时间为2
‑
3天。
40.第四步中，所述自控高温处理热磨系统的蒸汽温度为260
‑
280℃，压力为 0.5
‑
0.6mpa，使用双氧水的浓度为8％，所述双氧水的加入量为0.005t/吨浆，使用液碱的浓度为25％，所述液碱的加入量为相对于所述纤维物料的重量百分比5％，并通过所述自控高温处理热磨系统使得所述纤维物料的进料量和出料量平衡，将所述纤维物料的滞留时间控制在10
‑
15分钟，将物料与包括所述双氧水和所述液碱的药剂在260
‑
280℃的蒸汽高温下下均匀混合，实现制浆过程的连续化生产，达到和提高了热处理效果，
41.第六步中，对热磨制浆后的所述纤维物料进行二次加酶发酵时，温度为 75
‑
85℃，时间为5
‑
7天；生物酶为黑曲酶，所述黑曲酶的投加量为相对于热磨制浆后的所述纤维物料重量的重量百分比为0.1
‰
。
42.第七步中，对二次加酶发酵的所述纤维物料进行中浓磨一次磨浆时，所得浆体的浓度为10％，打浆叩解度为12
‑
14
°
sr；中浓磨二次磨浆时，所得浆体的浓度为15％，打浆叩解度为14
‑
20
°
sr。
43.第二步中，将所述木料粉碎后所得的木片进行碱性水洗时，通过浮法重渣洗片系统对所述木片进行碱性水洗。
44.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，通过废木材粉碎、筛选、碱洗、浮法重渣分离、脱水、加发酵酶一次生物发酵、高温热处理、热磨、二次发酵一段中浓磨、二段中浓磨、消潜池、筛选净化、浓缩机和成浆池等工序而组成的一种自控高温处理热磨法双发酵生物机械浆制浆新工艺，解决现有apmp(双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆工艺)存在的以下问题：(1)解决由于采取敞开式利用蒸汽加热碱浸工艺而造成热能损耗过高，物料受浸不匀，不仅带来的热能损耗高，而且对双螺旋挤压机工艺过程造成直接影响，易堵，设备易损造成出料质量不稳定，影响发酵效果，成浆产能低等问题；(2)解决由双螺旋机构造特点决定的高能耗问题。(原工艺使用的是二级双螺旋挤压法，电能消耗量大、噪音大、人工操作造成环境差)。(3) 解决原工艺中为保证产量必须使用大容积浸泡池对原料进行浸渍、设施占地面积过大的问题。即上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械制浆方法，通过采取以下步骤解决现有技术的相应问题，取得相对应的技术效果：(1) 深化粉碎功能，为取代浸渍工序夯实基础；(2)采用分离筛对粉碎后的物料进行严格筛选；(3)使用合理浓度碱水洗涤、浮法重渣分离粉碎筛选后的木片。使木片含碱均匀、充分的同时，并清除重渣等影响纸浆质量的固体物(如铁钉、泥沙等)；(4)浮选后的洗涤液按要求续加碱液，并予以回用。(减少碱耗和实现废水零排放)。(5)将碱洗后，含碱均匀、充分的木片加入定量发酵酶直接堆放发酵，使有机物在酶的作用下分解，木片所含碱份则中和发酵过程产生的酸性物质，使ph值保持在7.5
‑
8.5。同时，在碱的作用下使纤维得到初步软化。此工艺：一是取代了原生物制浆工艺过程中所采用的利用大容量浸泡池加热加碱浸渍发酵工艺，解决浸渍不匀、能耗高、占地面积大、出料粘度不匀、规格不等等问题。二是与其他木浆制浆工艺相比，减少了蒸煮次数，简化了工艺流程，缩短了生产时间，能耗得到消减；(6)一次发酵后的原料经输送机进入自控高温热处理热磨系统，输送机为螺旋推进，使发酵后的木片受到挤压、撕裂，为提高热磨成浆效率奠定了基础。增添的自制高温热处理器为竖式管状结构，在原料进入的同时，通入高温蒸汽，并加入定量、定浓度的naoh溶液和过氧化氢溶液。采用自控装备自动调整各种物料加入量以符合工艺要求。为达到热处理效果和产能要求，一是确保含有氢氧化钠、过氧化氢的物料在处理器中的滞留时间保持在10
‑
15分钟；二是反应器的宽高比为1：8使物料有充分的反应空间。在恒速推进过程中已具木浆初型的物料受到均匀加热，粘度降低，提高了热磨成浆效率和质量。同时，在蒸汽作用下，药剂与物料得到了充分均匀混合，纤维也得到了进一步软化。
45.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，解决了双螺旋挤压法碱性过氧化氢机械浆制浆出浆率，产能低、质量不稳定，设备易损，能耗高等问题。自动控制克服了手工操作存在的各工序物料投放比例不准确，影响浆产品质量问题。其对热磨机出料(初浆)进行二次生物发酵，由于物料中含有碱和过氧化氢成分，在碱的作用下能使成浆酸碱度保持在中性(ph值 7
‑
8.5)，提高纸浆品位。同时，过氧化氢氧化又分解了成浆中其他有机物成分，解决了黒液污染、臭味污染问题。
46.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，第四步中，将物料与包括所述双氧水和所述液碱的药剂在260
‑
280℃的蒸汽高温下下均匀混合，达到和提高了热处理效果，实现制浆过程的连续化生产。第五步中，增加了热磨机磨浆。该进料机具有挤碾撕裂、预热物料的作用，提高后续工段处理效果。同时，该设备与双螺旋挤压机相比，用电量可减少60％。
47.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，如图3所示，利用民用、工业木料废材作为制浆原料，废木材粉碎、筛选、碱洗、浮法重渣分离、脱水、一次发酵、自控高温热处理、热磨、二次发酵、一段中浓磨、二段中浓磨、消潜池、筛选净化、浓缩机和成浆池等工序而组成。
48.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，其工艺流程中的粉碎、筛选、碱液浸渍、浮法重渣分离、脱水连续生产工艺取代了现有工艺中的粉碎、加碱加温、浸泡池固定浸渍间断生产工艺，同时增加了振动分离筛和浮法重渣洗片机对粉碎和加碱浸渍后的物料进行细化分离，提高了分离碱浸的效果，并使生产过程由连续生产取代原工艺的间断式生产。碱浸分离后的物料增加了生物酶发酵工艺，对纤维进行初步软化，并降解物料中所含的其他有机物质，为后续工作奠定基础。
49.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，取代了现有工艺中的1#双螺旋挤压疏解机和2#双螺旋挤压疏解机，使流程中的成浆工艺合二为一，由自控高温热处理热磨系统完成，简化了工艺流程。同时在该系统过程加入定量的氢氧化钠和过氧化氢药剂，使纤维在热磨过程得到了进一步软化，并使过氧化氢药剂与浆粕物料均匀、充分混和。
50.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，其工艺流程中对一次生物发酵和自控高温热处理热磨系统产出的浆粕进行二次生物发酵处理，在提高成浆质量的基础上，使纤维除外的其他有机物进行充分的降解，确保成浆质量。同时在过氧化氢的作用下，消除了发酵过程中产生的制浆黑液、异味的污染问题。
51.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，其工艺的条件可以举例如下：
52.(1)原料粉碎、采用振动筛对粉碎后的物料进行细化分离；
53.(2)碱水浸渍木片：水温控制在50℃，碱液含量控制在0.8％(对绝干木片重量)；
54.(3)浸渍后的碱液回收循环使用；
55.(4)一次生物酶发酵：将碱水洗涤后的木片堆垛发酵，生物酶：黑曲酶，质量比0.1％，温度：40
‑
50℃，时间3天；
56.(5)纤维物料经螺旋输送器连续输入自控高温处理热磨系统制浆；其中：
57.蒸汽：温度260
‑
280℃，0.5—0.6mpa；
58.双氧水：浓度8％，加入量：0.005t/吨浆。
59.25％液碱：加入量5％；
60.且采取自控系统，使物料在处理系统进出平衡，控制滞留时间在15分钟。物料与药剂在高温下得到充分均匀混合，即实现了蒸煮目的，也保证了制浆过程连续化生产。
61.(6)热磨机磨浆。进料机使原料得到充分挤碾撕裂，生成浆粕；
62.(7)二次加酶发酵：温度：75—85℃，时间：7天；生物酶：黑曲酶，投加量：0.1
‰
(质
量比)；
63.(8)中浓磨一次磨浆：浓度：10％，打浆叩解度：12
‑
14
°
sr。
64.中浓磨二次磨浆：浓度：15％，打浆叩解度：14
‑
20
°
sr。
65.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，对各类废木材制成的木片采用分离、碱浸、浮选、一次发酵，使其软化，清除部分杂质。因此显著提高后序段的热磨效果，再通过二次发酵，提高最终成浆质量。
66.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，由于采取了木片碱浸、一次生物发酵、自控高温处理热磨法制浆工艺，二次生物酶发酵工艺，不仅简化了制浆工艺流程，而且对木片的挤碾撕裂及浸渍作用具有显著效果，且可灵活调节纤维物料的挤碾撕裂程度。由于可定量向碱浸、热磨、发酵过程内加氢氧化钠和过氧化氢溶液，因此能保证自控高温热磨法制浆浓度和质量的稳定性。
67.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，与现有技术相比，本实用新型的设备投资费用减少50％左右，制浆节能40％左右，因此，降低了制浆生产成本。
68.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备的制浆方法，由于其制浆工艺对纤维物料采用高浓处理，因而降低了制浆用水量和废水处理负荷，这具有环境保护意义。
69.上述实施例的自控高温处理热磨式双发酵生物机械浆制浆设备，适用于工业和生活拆迁木料(也可适用于棉秆等农作物秸秆)为原料生产生物机械浆。
70.以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。