苗國(guó)華，王正豐，李 靖，陳克利，趙金濤，溫建宇，何 亮, 4

蔗渣氧堿蒸煮技術(shù)研究第一部分——單段蒸煮條件對(duì)成漿性能的影響

苗國(guó)華1，王正豐1，李 靖1，陳克利1，趙金濤2，溫建宇3，何 亮1, 4*

（1. 昆明理工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，云南 昆明 650500；2. 云南中煙再造煙葉有限責(zé)任公司，云南 昆明 650106；3. 中輕紙品檢驗(yàn)認(rèn)證有限公司，北京 100102；4. 華南理工大學(xué) 制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640）

以蔗渣為原料，探究了不同用堿量（20%、25%、30%、35%）、保溫時(shí)間（120、180、240 min）、最高蒸煮溫度（110、120℃）、鎂基保護(hù)劑（MgSO4）的用量（0.0%、0.5%、1.0%、2.0%）和加入順序?qū)φ嵩鼏味窝鯄A制漿性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)液比為1∶7時(shí)，采用0.5%（以原料絕干計(jì)）的硫酸鎂預(yù)浸漬，然后再加入氫氧化鈉的方式，在用堿量為25%、氧壓為0.5 MPa、最高溫度為110℃、保溫時(shí)間為180 min的條件下可得到最佳的成漿效果。此時(shí)，所得細(xì)漿的得率為58.61%，卡伯值為13.0、特性粘度為787 mg/L，對(duì)應(yīng)的篩渣率為3.54%。本研究可為后續(xù)化學(xué)預(yù)處理和綜合預(yù)處理輔助氧堿制漿兩部分研究提供參考，以期為蔗渣高效制漿技術(shù)的開(kāi)發(fā)提供一定技術(shù)支持。

蔗渣；氧堿蒸煮；單段蒸煮；成漿性能；鎂基保護(hù)劑

蔗渣作為我國(guó)最常見(jiàn)的農(nóng)業(yè)廢棄物之一，年產(chǎn)量高達(dá)1 000萬(wàn)噸[1]。但是，為防止大氣污染，國(guó)家禁止農(nóng)作物秸稈直接焚燒[2]。因此，蔗渣大部分采用直接還田的處理方式。然而，蔗渣是富含纖維素（50%～55%）、半纖維素（～20%）、木素（～20%）的木質(zhì)纖維素原料[3]。直接還田這種低值化處理方式造成了生物質(zhì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。文獻(xiàn)表明，相比于其他非木材原料，蔗渣的灰分含量較低，僅為稻草的1/5；并且纖維長(zhǎng)度（1.01～2.34 mm）與闊葉木相當(dāng)[4]。因此，在木材原料嚴(yán)重短缺的時(shí)代，蔗渣可作為一種優(yōu)質(zhì)的造紙?jiān)咸娲贰?/p>

以往的研究中，草類(lèi)纖維原料的制漿主要采用燒堿法或燒堿蒽醌法。但是上述制漿法存在脫木素效果差、碳水化合物降解嚴(yán)重、黑液中硅含量高、污染大等缺點(diǎn)，并不適用于蔗渣化學(xué)漿的生產(chǎn)[5-6]。近年來(lái)，對(duì)蔗渣制漿通常采用條件更溫和、更清潔的氧堿制漿，能有效地減少了制漿過(guò)程中所需能耗和環(huán)境污染。此外，氧堿制漿所得化學(xué)漿白度較高（可達(dá)70%左右），應(yīng)用前無(wú)需進(jìn)一步漂白，減少了漂白成本[7]。但是，為降低蒸煮能耗，大多氧堿制漿采用兩段式氧堿蒸煮，即蒸煮前對(duì)原料采用合適的預(yù)處理，如化學(xué)預(yù)處理（堿預(yù)處理、酸預(yù)處理和熱水預(yù)處理）、生物預(yù)處理、機(jī)械預(yù)處理等[8-9]。但蔗渣不同于其他草類(lèi)原料，其結(jié)構(gòu)疏松多孔，蒸煮時(shí)藥液和O2滲透較為容易，因此需進(jìn)一步研究單段氧堿制漿與預(yù)處理氧堿制漿的適應(yīng)性，以獲得最適應(yīng)于蔗渣氧堿制漿的工藝條件。

基于此，本研究首先對(duì)蔗渣單段氧堿制漿工藝進(jìn)行探討，再與后續(xù)化學(xué)預(yù)處理和綜合預(yù)處理氧堿制漿對(duì)比，最終得出最適合于蔗渣氧堿制漿的預(yù)處理方式和工藝條件。因此，本文在氧壓和通氧量一定的情況下，探討了不同用堿量、保溫時(shí)間、最高蒸煮溫度、硫酸鎂保護(hù)劑用量以及加入順序?qū)味窝鯄A制漿成漿性能的影響。以不同工藝條件下成漿的粗漿得率、細(xì)漿得率、篩渣率、黑液pH值、固含量、卡伯值、粘度為評(píng)判準(zhǔn)則，得出最適合于蔗渣單段氧堿制漿的蒸煮工藝條件。以期為蔗渣廢棄物在造紙行業(yè)高值化利用提供一定的理論指導(dǎo)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與原料

本實(shí)驗(yàn)中使用的所有化學(xué)藥品，如氫氧化鈉、硫酸鎂等都是分析級(jí)，均可從商業(yè)渠道獲得。蔗渣產(chǎn)自云南新平南恩糖紙有限責(zé)任公司，自然風(fēng)干后自行人工除髓，經(jīng)過(guò)密封保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 氧堿制漿

取100 g絕干原料，加入不同用堿量（20%、25%、30%、35%）、硫酸鎂（0%、0.5%、1.0%、2.0%）以1∶7的固液比混合均勻后裝入1 L的氧堿高壓蒸煮罐。在0.5 MPa氧壓下向氧堿高壓蒸煮罐通氧5 min。將通完氧后的氧堿高壓蒸煮罐放入電熱回轉(zhuǎn)式蒸煮鍋（ZQS1-15），在最高蒸煮溫度下保溫3～4 h。蒸煮結(jié)束后，擠出黑液用于測(cè)量pH值、殘堿、固含量。得到的漿料使用自來(lái)水?dāng)嚢柘礈?，再使?00目篩縫的篩漿機(jī)篩出細(xì)漿與未反應(yīng)完全的粗渣。漿料平衡水分24 h后稱(chēng)量漿料放于陰涼處保存，用于后續(xù)細(xì)漿得率、粗漿得率、篩渣率、卡伯值、粘度的測(cè)定。

1.3 分析方法

原料成分分析如：灰分、酸不溶木素、酸溶木素、綜纖維素、α-纖維素、β-纖維素分別通過(guò)參考美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）的方法測(cè)定[10]。具體數(shù)據(jù)如表1所示。紙漿的性能如：Kappa值（ISO 302:1981, 1991年確認(rèn)）、粘度（ISO 5351:1981, 1991年確認(rèn)）、黑液pH值、固含量分別通過(guò)參考TAPPI標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)定[11]。采用3次平行實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差小于5%。

表1 蔗渣的化學(xué)成分

2 結(jié)果與討論

2.1 用堿量對(duì)成漿性能的影響

氧堿法制漿是一種復(fù)雜的氣-液-固多相非均相反應(yīng)。該過(guò)程中的脫木素作用是堿和氧氣對(duì)原料成分協(xié)同作用的結(jié)果。因此，需要探索合適的用堿量來(lái)實(shí)現(xiàn)盡可能去除木素的情況下減少碳水化合物的降解。因此，在最高蒸煮溫度120℃、固液比1∶7、硫酸鎂用量1.0%、保溫時(shí)間180 min下進(jìn)行了不同用堿量（20%、25%、30%、35%）對(duì)成漿性能的探究。具體數(shù)據(jù)如圖1所示。

a. 粗漿得率、細(xì)漿得率、篩渣率；b. 黑液pH值、黑液固含量；c. 卡伯值和細(xì)漿粘度

由圖1可知，用堿量的增加導(dǎo)致得率明顯下降，但是篩渣率在用堿量為25%最低，并且此時(shí)紙漿黏度、固含量最高。說(shuō)明在用堿量超過(guò)25%后，多余的OH-并不能繼續(xù)作用于未成漿部分，而是作用于更易降解的細(xì)漿部分。因此篩渣率在用堿量大于25%后有所上升。也表明用堿量25%原料蒸煮更適合，對(duì)纖維素?fù)p失最小。對(duì)比20%用堿量，雖然漿料得率最高，但篩渣率太高無(wú)法滿(mǎn)足工業(yè)化應(yīng)用。此外，隨著用堿量的增加，卡伯值和粘度總體也呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而黑液中固含量卻呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，說(shuō)明用堿量的增加不僅促進(jìn)了蔗渣的脫木素反應(yīng)，也造成了纖維素的損傷。這是因?yàn)檠鯄A制漿過(guò)程中，由于氧自由基的選擇性差，不僅能與堿協(xié)同起到脫木素的作用，同時(shí)在分離過(guò)程中也會(huì)攻擊纖維素，使纖維素發(fā)生嚴(yán)重降解[12]。所以，氧堿制漿過(guò)程中對(duì)碳水化合物的保護(hù)尤為重要。因此，下文也將對(duì)碳水化合物保護(hù)劑（MgSO4）的用量、加入順序進(jìn)行探討。綜合分析，可選用得率較高，且篩渣率低、粘度較高的25%用堿量為最佳用堿量。

2.2 保溫時(shí)間對(duì)成漿性能的影響

蒸煮保溫時(shí)間影響到制漿過(guò)程的能源成本，且對(duì)脫木素和碳水化合物降解都有著重要的影響。因此，在最高蒸煮溫度120℃、用堿量25%、硫酸鎂保護(hù)劑1.0%（wt）。下進(jìn)行了不同的保溫時(shí)間（120、180、240 min）對(duì)成漿性能的探究。具體數(shù)據(jù)如圖2所示。

a. 粗漿得率、細(xì)漿得率、篩渣率；b. 黑液pH值、黑液固含量；c. 卡伯值和細(xì)漿粘度

對(duì)比圖2中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，相比于180、240 min，保溫時(shí)間為120 min時(shí)，細(xì)漿得率相差不大，但篩渣率較高。在結(jié)合黑液pH值、卡伯值較高，而黑液中固含量較低可以說(shuō)明保溫時(shí)間為120 min時(shí)，脫木素不充分，蒸煮不夠徹底。此時(shí)，對(duì)比蒸煮時(shí)間為180、240 min，發(fā)現(xiàn)各個(gè)參數(shù)變化幅度并不明顯。這可能是180 min就基本完成了脫木素，并且180 min后O2和OH-大部分被消耗。在此條件下延長(zhǎng)保溫時(shí)間對(duì)紙漿性能影響不大。因此，為了節(jié)約能耗和實(shí)驗(yàn)時(shí)間，選取180 min為蒸煮保溫時(shí)間。

2.3 最高蒸煮溫度對(duì)成漿性能的影響

根據(jù)以往的報(bào)道，蔗渣單段氧堿制漿的蒸煮溫度通常不低于125℃。主要原因可能是125℃以下制漿可能導(dǎo)致纖維分離較差，細(xì)漿得率太低。但是，對(duì)于組成結(jié)構(gòu)疏松的蔗渣，本研究嘗試降低蒸煮溫度的同時(shí)保持良好的紙漿性能。在參考其他蔗渣蒸煮文獻(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)蔗渣氧堿制漿溫度在110℃以下，存在脫木素不足，篩渣率高等問(wèn)題，而120℃以上又會(huì)出現(xiàn)碳水化合物嚴(yán)重降解的情況[13]。因此，在用堿量25%、硫酸鎂保護(hù)劑1.0%（wt）。保溫時(shí)間180 min下進(jìn)行了110℃和120℃兩種溫度下對(duì)成漿性能的探究。具體數(shù)據(jù)如表2所示。

表2 蒸煮最高溫度對(duì)紙漿性能的影響

由表2可知，兩種溫度下的成漿性能有著較大的區(qū)別。當(dāng)溫度從110℃增加到120℃時(shí)，紙漿的粗漿得率和細(xì)漿得率都有明顯的下降，但黑液pH值、固含量和卡伯值均相差不大。說(shuō)明在溫度為110℃的條件下，足以完成脫木素反應(yīng)。此外，兩種溫度下的粘度也無(wú)明顯變化，再結(jié)合卡伯值和細(xì)漿得率降低可以說(shuō)明升高溫度只是促進(jìn)了少量殘余木素的去除和纖維素的降解。對(duì)篩渣率而言，雖然110℃時(shí)的篩渣率高于120℃，但110℃細(xì)漿得率也明顯高于120℃，因此，從能耗和工業(yè)生產(chǎn)的角度出發(fā)，選擇最高蒸煮溫度為110℃更為合理。

2.4 鎂基保護(hù)劑對(duì)成漿性能的影響

如前文所述，氧堿制漿過(guò)程中O2選擇性較差，在脫木素過(guò)程中，對(duì)纖維素也造成了一定程度的降解。因此，氧堿制漿過(guò)程中碳水化合物保護(hù)劑的添加對(duì)紙漿性能尤為重要。本文選擇MgSO4作為碳水化合物的鎂基保護(hù)劑，因?yàn)樵谘趺撃舅剡^(guò)程中含鎂化合物的存在一定條件下有利于提高紙漿質(zhì)量，但氧脫木質(zhì)素選擇性的機(jī)理尚不明確。硫酸鎂在堿性條件下形成的氫氧化鎂沉淀可能起著重要的作用，包括與過(guò)渡金屬形成配合物、與碳水化合物的羧酸基團(tuán)相互作用，以最大限度地減少碳水化合物的氧化降解[14]。此外，認(rèn)為硫酸鎂的添加順序（相對(duì)于NaOH溶液）會(huì)影響氫氧化鎂顆粒的尺寸，從而影響對(duì)碳水化合物的保護(hù)作用。因此，本研究探究了用堿量25%、最高溫度110℃、保溫時(shí)間180 min下硫酸鎂的用量（0.5%、1%、2% wt）以及加入先后順序（相對(duì)于NaOH溶液）對(duì)紙漿性能的影響。具體數(shù)據(jù)如圖3、圖4所示。

a. 粗漿得率、細(xì)漿得率、篩渣率；b. 黑液pH值、黑液固含量；c. 卡伯值和細(xì)漿粘度

由圖3可知，添加硫酸鎂后，紙漿的得率均得到了一定幅度的提升。但是隨著硫酸鎂用量的增加，粗漿得率變化幅度不大。細(xì)漿得率明顯呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，并且在MgSO4濃度為0.5%時(shí)達(dá)到最大值。此時(shí)，篩渣率、卡伯值最低，固含量最高，紙漿粘度也較為理想。雖然1.0%的硫酸鎂用量時(shí)對(duì)碳水化合物的保護(hù)作用更好（此時(shí)粘度最高，837 mL/g）。但是，從工藝角度出發(fā)，0.5%的硫酸鎂所得到的細(xì)漿得率最高，且篩渣率、卡伯值最低，并且粘度也達(dá)到了較為理想的787 mL/g。因此，從工業(yè)生產(chǎn)角度出發(fā)，選擇了細(xì)漿得率更高，篩渣率更低的0.5%硫酸鎂添加量為最佳添加量。此外，對(duì)于添加了MgSO4的三組實(shí)驗(yàn)，紙漿的卡伯值隨著MgSO4用量的升高而升高?？赡苁遣糠諱gSO4與纖維素作用防止其降解，致使溶解氧與纖維素反應(yīng)到適合程度需要消耗更多的溶解氧，所以氧脫木素不夠充分使卡伯值數(shù)值較大。綜合考慮，在先加硫酸鎂的蒸煮工藝中，選用細(xì)漿得率較高、篩渣率和卡伯值較低且粘度適中的0.5%MgSO4用量為最優(yōu)條件。

后加鎂基保護(hù)劑是在原料與堿液混合后再加入。與先加相比，認(rèn)為后加會(huì)迅速在蔗渣表面形成氫氧化鎂顆粒沉淀，難以進(jìn)入原料內(nèi)部組織中對(duì)纖維進(jìn)行保護(hù)。如圖4所示。

a. 粗漿得率、細(xì)漿得率、篩渣率；b. 黑液pH值、黑液固含量；c. 卡伯值和細(xì)漿粘度

由圖4可知，與未添加MgSO4對(duì)比發(fā)現(xiàn)，隨著MgSO4添加的濃度的增加，紙漿的粗漿得率、細(xì)漿得率均有所增加。但相比于先加入MgSO4，增加幅度并不明顯，說(shuō)明后加硫酸鎂情況下，硫酸鎂用量對(duì)得率影響不大。相比之下，紙漿粘度變化更為明顯。說(shuō)明硫酸鎂濃度增加有利于保護(hù)碳水化合物，防止其被降解。也可能是在堿性條件下，高濃度的MgSO4在原料外部形成了氫氧化鎂顆粒，阻止了藥液與木素和纖維素的反應(yīng)，并未提高脫木素選擇性。這可能也是高濃度MgSO4下卡伯值與粘度較高的原因。此外，隨著MgSO4用量的增加，篩渣率也相應(yīng)增大，表明后加MgSO4工藝中，MgSO4濃度增大不利于蒸煮向更徹底的方向進(jìn)行?？赡苁且?yàn)榱蛩徭V濃度過(guò)高導(dǎo)致其保護(hù)了除纖維素以外的其他高分子化合物，阻止了它們的進(jìn)一步降解；也可能是其他未知的原因致使蒸煮不徹底，篩渣率過(guò)高。

對(duì)比圖3與圖4可知，先加硫酸鎂比后加硫酸鎂的粗漿得率和細(xì)漿得率更高，說(shuō)明先加硫酸鎂對(duì)碳水化合物的保護(hù)作用優(yōu)于后加硫酸鎂。此外，先加硫酸鎂的氧堿制漿的篩渣率明顯更低，可能是先加入的MgSO4情況下，MgSO4能與蔗渣原料充分結(jié)合，導(dǎo)致纖維素在維持一定強(qiáng)度的前提下，更易與蒸煮液反應(yīng)使蒸煮過(guò)程更徹底。從黑液pH值分析也可以說(shuō)明先加硫酸鎂的蒸煮過(guò)程中堿耗更多，能促進(jìn)蒸煮向徹底的方向進(jìn)行。卡伯值數(shù)據(jù)也表明，先加硫酸鎂的紙漿卡伯值更低，說(shuō)明先加硫酸鎂浸漬可能在原料內(nèi)部形成保護(hù)纖維素的螯合物，間接的提高了木素活性，更易與溶解氧反應(yīng)，使氧脫木素效果更強(qiáng)。而紙漿粘度方面變化不明顯，說(shuō)明在蒸煮液中添加MgSO4對(duì)纖維素的保護(hù)作用并沒(méi)有受先加或后加的影響，先加硫酸鎂主要是對(duì)其他幾項(xiàng)紙漿性能的提升。綜上所述，關(guān)于鎂基保護(hù)劑添加方面的探究得出：選擇MgSO4先于堿液和蔗渣原料混合前加入。硫酸鎂濃度選為0.5%的條件下可以得到符合工藝生產(chǎn)要求且性能更優(yōu)的紙漿。

3 結(jié)論

從單段氧堿制漿工藝探討可以看出，在氧壓一定的情況下，用堿量、保溫時(shí)間、最高蒸煮溫度以及鎂基保護(hù)劑（MgSO4）的用量及先后順序?qū)ρ鯄A制漿的紙漿性能有著較大的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知，最適合于蔗渣單段氧堿制漿的工藝為：先加入0.5%的硫酸鎂溶液預(yù)浸漬蔗渣，然后在液比為1∶7的條件下補(bǔ)充堿液（用堿量控制在25%），最后在氧壓為0.5 MPa、蒸煮溫度為110℃的條件下保溫180 min。在此工藝下，所得細(xì)漿的得率高達(dá)58.61%，卡伯值較低，為13.0，特性粘度為787 mL/g；且篩渣率僅為3.54%。為進(jìn)一步獲得更優(yōu)性能的蔗渣氧堿漿料，后續(xù)將在此工作的基礎(chǔ)上繼續(xù)對(duì)化學(xué)預(yù)處理和綜合預(yù)處理輔助的氧堿制漿工藝進(jìn)行研究，以期對(duì)蔗渣和類(lèi)似非木材原料的清潔制漿工藝技術(shù)的發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。

[1] 國(guó)家發(fā)展改革委, 工業(yè)和信息化部, 國(guó)家林業(yè)局. 造紙工業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃華東紙業(yè)[J]. 2012, 43(2): 1-15.

[2] 畢于運(yùn), 高春雨, 王紅彥, 等. 農(nóng)作物秸稈綜合利用和禁燒管理國(guó)家法規(guī)綜述與立法建議[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃, 2019, 40(8): 1-10.

[3] 王夢(mèng)夢(mèng), 李祖仲, 龐蕭蕭, 等. 蔗渣纖維應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 應(yīng)用化工, 2020, 49(12): 3132-3136.

[4] 詹懷宇. 我國(guó)造紙用非木材纖維和廢紙?jiān)瞎?yīng)與利用[J]. 中國(guó)造紙, 2010, 29(8): 56-64.

[5] 雷以超, 王銳金, 蔣興林, 等. 蔗渣的低固形物燒堿-AQ制漿[C]. proceedings of the 中國(guó)造紙學(xué)會(huì)第十七屆學(xué)術(shù)年會(huì), 中國(guó)陜西西安: F, 2016.

[6] 尚振. 蔗渣氧堿制漿過(guò)程中含氧自由基的表征及其作用[D]. 昆明理工大學(xué), 2017.

[7] 伍峻見(jiàn). 甘蔗渣氧堿制漿清潔化技術(shù)的研究[J]. 現(xiàn)代物業(yè)(上旬刊), 2015, 14(6): 26-7.

[8] 佘曉瓊, 李軍, 徐峻, 等. 不同預(yù)處理方式對(duì)蔗渣半纖維素降解的影響[J]. 造紙科學(xué)與技術(shù), 2014, 33(6): 11-15.

[9] 孫兵, 劉玉新. 蔗渣兩段氧堿制漿的研究[J]. 國(guó)際造紙, 2011, 30(2): 14-18.

[10] Sluiter A, Hames B, Ruiz R,. Determination of structural carbohydrates and lignin in biomass national renewable[J]. Energy Lab, 2011, 58(10): 1-15.

[11] Oglesby R J, Moynihan H J, Santos R B,. Does kraft hardwood and softwood pulp viscosity correlate to paper properties?[J]. Tappi Journal, 2016, 15(10): 643-651.

[12] 陳克利, 李欣欣, 朱正良, 等. 蔗渣氧堿法制漿的技術(shù)瓶頸及應(yīng)對(duì)措施[J]. 造紙科學(xué)與技術(shù), 2018, 37(1): 19-24.

[13] Yue F, Chen K-L, Lu F. Low Temperature soda-oxygen pulping of bagasse[J]. Molecules, 2016, 21(1): 85.

[14] Jiang Y, Zeng X, Luque R,. Cooking with active oxygen and solid alkali: A promising alternative approach for lignocellulosic biorefineries[J]. Chemsuschem, 2017, 10(20): 3982-3993.

Study on Bagasse Oxygen-alkali Pulping Technology-Part I: Effect of the First Stage Oxygen-alkali Pulping Conditions on Pulping Performance

MIAO Guo-hua1, WANG Zheng-feng1, LI Jing1, CHEN Ke-li1,ZHAO Jin-tao2, WEN Jian-ning3, HE Liang1,4*

（1. Faculty of Chemical Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650500, China;2.China Tobacco Yunnan Reconstituted Tobacco Co., Ltd, Kunming 650106, China;3. China Light Paper Inspection & Certification Co., Ltd, Beijing 100102, China;4. State Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China）

The effects of different alkali charges (20%, 25%, 30%, 35%), cooking time (120, 180, 240 min), maximum cooking temperature (110, 120℃),dosage of MgSO4(0.0%, 0.5%, 1.0%, 2.0%) and addition sequence on the pulp formation performance of bagasse the first stage oxygen-alkali pulping were investigated using bagasse as raw material. The results showed that the best pulp formation effect was obtained by using 0.5% (in terms of raw material absolute dryness) of MgSO4preimpregnation, followed by the addition of alkali charge of 25%, 0.5 MPa of oxygen pressure, 110℃ of maximum temperature and 180 min of holding time, at a liquid ratio of 1∶7. At this time,the screened pulp yield of 58.61, the sieve residue rate of 3.54%, the kappa number of 13.0 and the viscosity of 787 mg/L was obtained. This study will provide a reference for the subsequent research of both chemical pretreatment oxygen-alkali pulping and comprehensive pretreatment oxygen-alkali pulping, in order to provide some theoretical support for the efficient utilization of bagasse waste in oxy-alkali pulping industry.

bagasse; oxygen-alkali pulping; first-stage cooking; pulp properties; magnesium-based protective agent

TS743+1

A

1004-8405(2021)03-0001-08

10.16561/j.cnki.xws.2021.03.07

2021-05-31

國(guó)家自然科學(xué)基金（21968014）、（21576105）；華南理工大學(xué)制漿造紙工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金（202004）。

苗國(guó)華（1994～），男，碩士，主要從事生物質(zhì)多糖提取工藝與制漿造紙方面的研究。

通訊作者：何亮（1989～），男，工學(xué)博士，副教授，主要從事植物資源化工過(guò)程分析與控制、造紙工業(yè)污染控制與資源化等方面的研究。heliangkmust@163.com