元明粉在紙張表面施膠的運(yùn)用
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本文作者：田中粟李翠作者單位：中冶紙業(yè)銀河有限公司
目前，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一種用于替代造紙表面施膠淀粉的改性元明粉，其主要成分為Na2SO4，并采用甲殼素等有機(jī)助劑對(duì)其進(jìn)行改性，使其能部分替代玉米淀粉用于表面施膠[1,2]。本文主要介紹了改性元明粉在我公司文化紙表面施膠中的應(yīng)用情況。
1實(shí)驗(yàn)
1.1原料及藥品
玉米淀粉，水分12%；改性元明粉D188；α-淀粉酶Aquazym240L。
1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
磁力加熱攪拌器、電熱恒溫水浴鍋、NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)。
1.3實(shí)驗(yàn)方法
稱取計(jì)算好的淀粉、淀粉酶及改性元明粉，置于1000mL的燒杯中，將燒杯放在CJJ78-1磁力加熱攪拌器上，開動(dòng)攪拌，邊攪拌邊加水；將攪拌均勻的懸濁液移到水浴鍋中進(jìn)行加熱，升溫至70℃時(shí)保溫20min，保溫結(jié)束后繼續(xù)升溫至95℃，保溫30min，糊化完畢[3]。
1.4檢測(cè)方法
使用NDJ-5S旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)檢測(cè)淀粉膠液黏度，檢測(cè)溫度為65℃。
1.5結(jié)果與分析
由表1可知，隨著改性元明粉替代比例的增大，膠液黏度呈上升趨勢(shì)，且膠液出現(xiàn)分層現(xiàn)象。在替代比例一定的情況下，淀粉酶用量增加會(huì)使得膠液黏度降低。綜合來看，適宜的改性元明粉替代比例為10%~15%，淀粉酶用量為275~300mg•kg-1。
2中試
2.1表面膠的制備
向淀粉反應(yīng)罐中加入一定量的水、玉米淀粉和改性元明粉，開動(dòng)攪拌；加入一定量的淀粉酶，攪拌均勻；通汽升溫至68~72℃時(shí)保溫20min，二次升溫至95~98℃，保溫10min，加水稀釋至刻度，待膠液溫度降到70℃時(shí)加入表面增強(qiáng)劑SIZE800（試驗(yàn)前后SIZE800的噸紙用量不變），攪拌均勻后送紙機(jī)使用。
2.2改性元明粉使用前后施膠液的指標(biāo)
在膠液濃度穩(wěn)定的情況下，為保證膠液黏度與試驗(yàn)前一致，隨著改性元明粉替代比例的增加，淀粉酶噸紙用量有所增加。改性元明粉使用前后膠液指標(biāo)見表2。
2.3添加改性元明粉對(duì)成紙指標(biāo)的影響
2.3.1對(duì)成紙灰分的影響
采用改性元明粉部分替代玉米淀粉進(jìn)行表面施膠時(shí)，應(yīng)保證成紙實(shí)際灰分在工藝指標(biāo)范圍內(nèi)，即保證碳酸鈣加填量與未替代時(shí)一致，此處特別強(qiáng)調(diào)爐燒灰分(由改性元明粉引起的假灰分)是因?yàn)椴捎酶男栽鞣酆笾睙曳趾蜖t燒灰分無相關(guān)性。成紙實(shí)際灰分含量計(jì)算如下所示：以定量68g•m-2為例，測(cè)得成紙施膠量為4.6g•m-2，當(dāng)改性元明粉替代比例為10%時(shí)，改性元明粉所占假灰分含量為：4.6×10%÷68×100%=0.67%，即成紙的爐燒灰分應(yīng)該在原有爐燒灰分的基礎(chǔ)上增加0.67個(gè)百分點(diǎn)。
2.3.2改性元明粉使用前后成紙指標(biāo)對(duì)比
使用改性元明粉的成紙灰分為(16.5±1)%，未采用改性元明粉成紙灰分為(16±1)%，實(shí)際生產(chǎn)時(shí)通過控制碳酸鈣流量穩(wěn)定一致來實(shí)現(xiàn)。由表3可知，改性元明粉使用前后成紙灰分均控制在指標(biāo)范圍內(nèi)；同時(shí)，由表3看出，試驗(yàn)前后成紙各主要物理指標(biāo)相當(dāng)。
2.4經(jīng)濟(jì)效益分析
試驗(yàn)前噸紙淀粉用量按95kg計(jì)，默認(rèn)試驗(yàn)前后噸紙掛膠量相同，則當(dāng)改性元明粉替代比例為15%時(shí)，噸紙施膠成本節(jié)省17.1元（見表4）。
3改性元明粉使用注意事項(xiàng)
3.1由于改性元明粉在空氣中易吸潮結(jié)塊，因此不宜存放在潮濕的地方。
3.2改性元明粉替代比例較高時(shí)，成紙有發(fā)脆的傾向，正常使用時(shí)替代比例應(yīng)控制在15%以內(nèi)。
3.3為達(dá)到使用改性元明粉節(jié)約成本的目的，必須嚴(yán)格控制成紙的實(shí)際灰分。由于改性元明粉所占假灰分與替代比例及成紙定量有關(guān)，因此，后續(xù)使用時(shí)應(yīng)根據(jù)替代比例及成紙定量調(diào)整成紙灰分指標(biāo)。
3.4改性元明粉采用與玉米淀粉一同加入，因此，改性元明粉pH不能過高（建議<8），否則會(huì)導(dǎo)致淀粉酶失去活性。
4結(jié)論
4.1采用改性元明粉部分替代玉米淀粉后，施膠液穩(wěn)定性良好，膠液黏度稍有增加；在保證成紙實(shí)際灰分與試驗(yàn)前一致的情況下，成紙各主要物理指標(biāo)與試驗(yàn)前相當(dāng)。
4.2當(dāng)改性元明粉替代比例為15%時(shí)，噸紙施膠成本節(jié)省17.1元。
