摘 要：本发明公开了一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，属于造纸技术领域，具体制浆步骤如下：备料：将工业大麻去皮、切成碎片，进料仓贮存备用；蒸煮：将工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆；洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤；筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆；打浆：将成浆进行打浆得到成品；该工艺方法有效拓宽了制浆原料资源，缓解原料供应不足的压力，降低制浆原料成本，制作出的浆料吸水性好，同时物理强度高，且防尘性能好，完全可以满足纸张生产需求。
技术要点
1.一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，具体制浆步骤如下：
步骤1、备料：将工业大麻去皮、切成碎片，碎片长12-28mm，合格率大于95％，进料仓贮存备用；
步骤2、蒸煮：将步骤1处理得到的工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆，蒸煮的主要参数是：蒸煮液比控制在1：4-5，有效蒸煮时间100-120min，用碱量15-20％，硫化度16-23％，最高压力控制在0.68-0.80MPa，最高温度升至160-168℃；
步骤3、洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤，洗后成浆中残碱≤150mg/L；
步骤4、筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；
步骤5、漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆，过氧化氢用量为8-10kg/t浆；
步骤6、打浆：将步骤5得到的成浆进行打浆得到成品，打浆浓度控制为5-8％、打浆度≤45°SR。
2.根据权利要求1所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述步骤2中蒸煮升温方式为前期间接升温，后期直接升温，且分两次升温，第一次升温至115-125℃，进行2-3次小放气，第二次升温至160-168℃，进行5-10次小放气，保温时间不低于50min。
3.根据权利要求1所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述步骤2蒸煮完成后，成浆中未蒸解组分≤2.3％，卡伯值控制在15-50。
4.根据权利要求1所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述步骤3中洗涤后黑液波美度≥8.0°Bè，黑液游离碱≥5.0g/L，黑液纤维含量≤0.01g/L。
5.根据权利要求1所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述步骤5中漂白后成浆ISO白度29-31％，撕裂指数≥15.0mN.m2/g，湿重≥18g，尘埃度≤1.5mm2/m2。
6.根据权利要求1所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述步骤6中打浆时添加1.0-2.0kg/t纸吸水高度改善剂A和0.1-0.2kg/t纸固化剂。
7.根据权利要求6所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述吸水高度改善剂A为丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物。
8.根据权利要求6所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述固化剂为对羟基苯磺酸。
9.根据权利要求7所述的一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，其特征在于，所述丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物的加入比例为3：2。
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺。
背景技术
近年来随着造纸原料短缺，为降低制浆厂的生产成本，优化原材料结构，实现纤维原料多元化，这就迫切希望广大的制浆企业，能寻找出更多的制浆原料，并能开发出相应原材料的制浆技术，以适应木材原料市场的变化，减少对进口木浆的依赖程度。
工业大麻是指四氢大麻酚(THC)含量低于0.3％的大麻。大麻主要分为纤维用大麻和籽、纤两用大麻(油用)两大类。在云南800-1700m海拔高度的部分地区及其气候条件下生长成熟的工业大麻(纤、籽两用品种)，通常植株高1.5-3.5m，甚至还有超过4m的；茎杆直径在10-35mm，也有超过40mm的。每亩大麻茎秆产量650-850kg，收获麻籽40-75kg。大麻植株随着生长发育成熟后茎秆逐渐木质化，并形成中部空心，茎秆的韧皮部分约占20-30％，秆芯部分约占70-80％；韧皮部的纤维素含量高、纤维长、木素含量低；秆芯部的纤维素含量、纤维长度、木素含量均与阔叶木相近。工业大麻的应用包括纺织、造纸、食品、包装、医药、日化等领域，是经典的生产材料。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，该工艺方法有效拓宽了制浆原料资源，缓解了原料供应不足的压力，降低制浆原料成本，制作出的浆料吸水性好，同时物理强度高，且防尘性能好，完全可以满足纸张生产需求。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，具体制浆步骤如下：
步骤1、备料：将工业大麻去皮、切成碎片，碎片长12-28mm，合格率大于95％，进料仓贮存备用；
步骤2、蒸煮：将步骤1处理得到的工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆，蒸煮的主要参数是：蒸煮液比控制在1：4-5，有效蒸煮时间100-120min，用碱量15-20％，硫化度16-23％，最高压力控制在0.68-0.80MPa，最高温度升至160-168℃；步骤3、洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤，洗后成浆中残碱≤150mg/L；
步骤4、筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；
步骤5、漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆，过氧化氢用量为8-10kg/t浆；
步骤6、打浆：将步骤5得到的成浆进行打浆得到成品，打浆浓度控制为5-8％、打浆度≤45°SR。
进一步地，所述步骤2中蒸煮升温方式为前期间接升温，后期直接升温，且分两次升温，第一次升温至115-125℃，进行2-3次小放气，第二次升温至160-168℃，进行5-10次小放气，保温时间不低于50min。
进一步地，所述步骤2蒸煮完成后，成浆中未蒸解组分≤2.3％，卡伯值控制在15-50。
进一步地，所述步骤3中洗涤后黑液波美度≥8.0°Bè，黑液游离碱≥5.0g/L，黑液纤维含量≤0.01g/L。
进一步地，所述步骤5中漂白后成浆ISO白度29-31％，撕裂指数≥15.0mN.m2/g，湿重≥18g，尘埃度≤1.5mm2/m2。
进一步地，所述步骤6中打浆时添加1.0-2.0kg/t纸吸水高度改善剂A和0.1-0.2kg/t纸固化剂。
进一步地，所述吸水高度改善剂A为丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物。
进一步地，所述固化剂为对羟基苯磺酸。
进一步地，所述丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物的加入比例为3：2。
本发明的有益效果是：(1)本发明采用的工业大麻全身利用价值较高，其全杆能制成质量较好的浆料，其中产生的渣浆也是品质很好的麻类长纤维，可以应用在其他领域，该工艺方法有效拓宽了制浆原料资源，缓解了原料供应不足的压力，降低制浆原料成本，制作出的浆料吸水性好，同时物理强度高，且防尘性能好，完全可以满足纸张生产需求；
(2)本发明在蒸煮第一次升温时进行小放气，以便不凝气体排出及进一步翻腾木片，第二次升温多次小放气，不但能够排除不凝结气体，还能够让锅内热量对流，使上、下、中温度趋于一致，提高蒸煮均匀性；在蒸煮过程中，控制好蒸液比，装锅量不能太大，要留有适当的空间，否则，锅内剩余空间不够，药液翻腾不够很容易产生局部蒸煮不充分而产生生片，另一方面，又要防止锅内搭桥引起装锅量过低，造成药液量过多，出现过煮，导致造纸半纤维过渡降解，影响得率；
(3)本发明在打浆中加入吸水高度改善剂A，其中丙烯腈接枝共聚淀粉使制得的浆料吸水高度显著提高，大大提高了浆料的吸水性，可以制作湿帘纸等对吸水高度有要求的纸张种类，且保证了产品质量，但吸水高度提高的同时，纸张强度则会随之下降，本发明采用的吸水高度改善剂A还加入了海藻酸钠，丙烯腈接枝共聚淀粉能够渗入纤维间隙，并形成亲水层覆膜，大麻纤维、海藻酸钠、丙烯腈接枝共聚淀粉这三种组分复合时相容性较好，加入海藻酸钠后丙烯腈接枝共聚淀粉和大麻纤维之间交联更加紧密，使得纤维间隙密度增大，生成的亲水层覆膜更加致密，从而有效提高亲水层覆膜强度，再加上在打浆中还加入了固化剂，更进一步的对浆料覆膜进行强化，使生产出的纸张表面细腻平滑，大大降低静电作用，使纸张具有防尘性能，上述四种组分协同作用使制得的浆料生产的纸张既具有较高的吸水性，又具有较强的物理强度和防尘性能。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。
实施例1：
一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，具体制浆步骤如下：
步骤1、备料：将工业大麻去皮、切成碎片，碎片长12-20mm，合格率为96％，进料仓贮存备用；
步骤2、蒸煮：将步骤1处理得到的工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆，成浆中未蒸解组分为2.3％，卡伯值控制在50，蒸煮的主要参数是：蒸煮液比控制在1：4，有效蒸煮时间100min，用碱量20％，硫化度16％，最高压力控制在0.68MPa，最高温度升至168℃，蒸煮升温方式为前期间接升温，后期直接升温，且分两次升温，第一次升温至115℃，进行2次小放气，第二次升温至168℃，进行5次小放气，保温时间为60min；
步骤3、洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤，洗后成浆中残碱150mg/L，洗涤后黑液波美度8.0°Bè，黑液游离碱5.0g/L，黑液纤维含量0.01g/L；
步骤4、筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；
步骤5、漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆，过氧化氢用量为8kg/t浆，漂白后成浆ISO白度29％，撕裂指数15.0mN.m2/g，湿重18g，尘埃度1.5mm2/m2；
步骤6、打浆：将步骤5得到的成浆进行打浆得到成品，打浆浓度控制为5％、打浆度45°SR，打浆时添加1.0kg/t纸吸水高度改善剂A和0.1kg/t纸对羟基苯磺酸，吸水高度改善剂A为丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物，丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物的加入比例为3：2。
实施例2：
一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，具体制浆步骤如下：
步骤1、备料：将工业大麻去皮、切成碎片，碎片长15-28mm，合格率98％，进料仓贮存备用；
步骤2、蒸煮：将步骤1处理得到的工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆，成浆中未蒸解组分2.0％，卡伯值控制在15，蒸煮的主要参数是：蒸煮液比控制在1：5，有效蒸煮时间120min，用碱量15％，硫化度23％，最高压力控制在0.80MPa，最高温度升至160℃，蒸煮升温方式为前期间接升温，后期直接升温，且分两次升温，第一次升温至125℃，进行3次小放气，第二次升温至160℃，进行10次小放气，保温时间50min；
步骤3、洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤，洗后成浆中残碱130mg/L，洗涤后黑液波美度9.0°Bè，黑液游离碱5.5g/L，黑液纤维含量0.008g/L；
步骤4、筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；
步骤5、漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆，过氧化氢用量为10kg/t浆，漂白后成浆ISO白度31％，撕裂指数18.0mN.m2/g，湿重20g，尘埃度1.3mm2/m2；
步骤6、打浆：将步骤5得到的成浆进行打浆得到成品，打浆浓度控制为8％、打浆度40°SR，打浆时添加2.0kg/t纸吸水高度改善剂A和0.2kg/t纸对羟基苯磺酸，吸水高度改善剂A为丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物，丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物的加入比例为3：2。
实施例3：
一种工业大麻的硫酸盐法制浆工艺，具体制浆步骤如下：
步骤1、备料：将工业大麻去皮、切成碎片，碎片长15-24mm，合格率大于97％，进料仓贮存备用；
步骤2、蒸煮：将步骤1处理得到的工业大麻碎片送入立式蒸煮锅进行蒸煮得到成浆，成浆中未蒸解组分2.2％，卡伯值控制在25，蒸煮的主要参数是：蒸煮液比控制在1：4.5，有效蒸煮时间110min，用碱量18％，硫化度20％，最高压力控制在0.75MPa，最高温度升至165℃，蒸煮升温方式为前期间接升温，后期直接升温，且分两次升温，第一次升温至120℃，进行2次小放气，第二次升温至165℃，进行8次小放气，保温时间55min；
步骤3、洗涤：将经步骤2处理后的成浆采用四段逆流洗涤，洗后成浆中残碱145mg/L，洗涤后黑液波美度8.5°Bè，黑液游离碱6.0g/L，黑液纤维含量0.007g/L；
步骤4、筛选：将经步骤3处理后的成浆采用除节机除去大的渣子，压力筛除掉粗的未蒸解纤维束组分，除砂器除去工业大麻带来的泥砂和其他尘埃；
步骤5、漂白：将经步骤4处理后的成浆采用过氧化氢单段漂白得到工业大麻成浆，过氧化氢用量为9kg/t浆，漂白后成浆ISO白度30％，撕裂指数19.0mN.m2/g，湿重19g，尘埃度1.2mm2/m2；
步骤6、打浆：将步骤5得到的成浆进行打浆得到成品，打浆浓度控制为7％、打浆度35°SR，打浆时添加1.5kg/t纸吸水高度改善剂A和0.13kg/t纸对羟基苯磺酸，吸水高度改善剂A为丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物，丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物的加入比例为3：2。
对比例1：
对比例1与上述实施例不同之处在于，在打浆工艺时不添加吸水高度改善剂，只添加对羟基苯磺酸，其余工艺步骤和实施例1相同。
对比例2：
对比例2与上述实施例不同之处在于，在打浆工艺时单独加入吸水高度改善剂A中的丙烯腈接枝共聚淀粉和对羟基苯磺酸，不添加海藻酸钠，其余工艺步骤和实施例1相同。
对比例3：
对比例3与实施例的不同之处在于，在打浆工艺时添加吸水高度改善剂A，不添加对羟基苯磺酸，其余工艺步骤和实施例1相同。
将上述实施例和对比例制作出的浆料应用到纸张制造中，对制造出放入纸张进行物理指标检测，检测结果如表1所示。
表1
从表1中可以看出，本发明制备的工业大麻化学浆吸水性好，同时物理强度高，且防尘性能好，完全可以满足纸张生产需求，进一步分析，采用吸水高度改善剂A的工艺制备出的浆料成纸比没有采用的吸水高度高，吸水性能更好，更近一步分析，采用丙烯腈接枝共聚淀粉和海藻酸钠的混合物作为吸水高度改善剂A比单独采用丙烯腈接枝共聚淀粉作为吸水高度改善剂A的吸水性能更好，防尘性能更好，且采用固化剂的工艺制备出的纸张比没有采用的物理强度更高，防尘性能更好，说明要想工业大麻制作的浆料生产的成纸吸水性好，同时物理强度高，防尘性能好，必须在制浆过程中同时添加吸水高度改善剂A和对羟基苯磺酸。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员理解和使用本发明。熟悉本领域的技术人员可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中，而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例。本领域技术人员根据本发明的原理，不脱离本发明的范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
摘自国家发明专利，发明人：邓凤伟，史梦华，朱宏伟，周训富，吴恒，洪嘉远，余政，申请号202010800619.6，申请日2020.08.11
