・论文与综述 ・

麦草酸催化乙醇法制浆工艺条件的优化

陆燕华 ,刘 　忠

(

天津科技大学 天津市制浆造纸重点实验室

,

天津

300222)

[ 摘 　要 ] 　影响酸催化乙醇法制浆的主要因素有液比 、

蒸煮温度 、

乙醇浓度 、

催化剂用量和保温时间 。本实

验以麦秆为原料 ,从工艺角度对麦草酸催化乙醇法制浆进行初步研究 。通过单因素分析优化酸催化乙醇法制浆
工艺条件 。

[ 关键词 ] 　乙醇法制浆 ;酸催化 ;麦草 ;优化

　　乙醇 法 制 浆 是 利 用 乙 醇 良 好 的 溶 解 性 和 挥 发

性 ,通过溶解或和木素反应 ,达到木素和纤维素的高
效分离 。分离得到的纤维素可以直接作为造纸用的
纸浆 ,而生产过程产生的制浆废液可以通过蒸馏来
回收有机溶剂 ,同时提纯木素 ,得到高纯度的木素 。
所以乙醇法制浆技术的优越性在于它不仅可以有效
提取木质纤维原料中的纤维素制得高质量纸浆 ,还
可有效回收有机溶剂和副产品 ,从而避免浪费资源
和污染环境 。

1 　实验

1. 1 　原料

麦秆 ,采自河北无极 。

1. 2 　实验方法

蒸煮采用 15L 立式电热回转锅 ,该设备是由陕西

科技 大 学 机 械 加 工 厂 设 计 并 制 造 的 , 设 计 压 力 为

10M Pa ,附带有安 全阀 、

针形放气阀 、

10M Pa 的 压 力

表 、

量程为 300 ℃的温度计 。

1. 3 　蒸煮液的配制

将市售的工业乙醇或实验中回收的乙醇和自来水

按一定比例混合 , 然后用酒精计测其浓度 , 并用工业
乙醇或自来水调节至实验设计中的乙醇浓度 , 并按实
验设计中的要求加入一定量催化剂 , 用于蒸煮 。

1. 4 　纸浆的洗涤

洗涤液为按液比 1 ∶8 配制的浓度为 65 %的酒

精 。采用常温常压洗涤 , 先用乙醇洗 ,然后用清水洗
干净 。

1. 5 　检测

收稿日期

:2006 - 11 - 10

基金 项 目

:

天 津 市 科 技 发 展 计 划 科 技 攻 关 资 助 项 目

(05 YF GP GX05700)

作者简介

:

陆燕华

(1976 - ) ,

女

,

天津科技大学在读研究生

,

研究方

向

:

纤维素 、

半纤维素和木素的开发利用 。

蒸煮后 , 纸浆经洗涤 、

筛选 、

甩干 , 然后分散平衡

水分 , 测其水分 、

细浆得率 、

木素含量和纤维素含量 ,

均按参考文献

[ 1 ]

的方法测定 。

2 　结果与讨论

2. 1 　原料分析

主要分析表征麦草化学组成特征的木素 、

综纤维

素 、

纤维素 、

聚戊糖 、

灰分 、

有机溶剂抽出物等 ,目的在

于了解原料的化学组成特征 ,据此选择合适的预处理
方法和 预 处 理 工 艺 条 件 。原 料 分 析 方 法 见 参 考 文
献

[ 1 ]

。纤维素是植物纤维原料的主要组分之一 ,其测

定方法有间接法和直接法 ,由于硝酸

2乙醇法不需要特

殊装置 ,操作较简便 、

迅速 ,且试样不需预先用有机溶

剂抽提 ,制得的纤维素仅含少量木素和半纤维素 ,纯度
比氯化法的高 ,故采用硝酸

2乙醇法测纤维素。原料分

析数据如表 1 所示 。

　　表

1

　麦草原料的化学成分 　　　　

%

水分

灰分

苯

2醇

抽出物

聚戊糖

Klason

木素

综纤维素

硝酸

2乙醇

纤维素

10. 71

7 . 91

4. 24

24. 43

17. 67

69 . 79

35 . 85

　　由表 1 麦草原料的化学成分数据可以看出 ,同木

材相比麦草的聚戊糖含量较高 ,其值远高于针叶木

(8 %～12 %) ,达到阔叶木 ( 12 %～ 26 %) 的高值 。另

外 ,麦草的灰分也远高于木材 (1 %以下) ,麦草的灰分
主要成分是二氧化硅 ,这是传统碱法制浆黑液难以回
收的重要原因之一 。溶剂法制浆恰恰可以消除灰分积
累 ,这也是选用溶剂法制草浆的一个原因 。麦草的苯

2

醇抽出物含量较高 ,在传统碱法制浆中要消耗碱 ,造成
碱耗增大 ,而苯

2醇抽出物在溶剂法制浆中只是溶解出

来 ,溶剂的损失很少 ,故可以回收利用有机溶剂 。木素
含量低是麦草原料的一大特点 ,这表明溶剂法用于麦

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1

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麦草酸催化乙醇法制浆工艺条件的优化