元明粉在紙張表面施膠的運用

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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助劑對其進行改性，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用情況。

1實驗

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實驗設備及儀器

磁力加熱攪拌器、電熱恒溫水浴鍋、NDJ-5S旋轉黏度計。

1.3實驗方法

稱取計算好的淀粉、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，開動攪拌，邊攪拌邊加水；將攪拌均勻的懸濁液移到水浴鍋中進行加熱，升溫至70℃時保溫20min，保溫結束后繼續(xù)升溫至95℃，保溫30min，糊化完畢[3]。

1.4檢測方法

使用NDJ-5S旋轉黏度計檢測淀粉膠液黏度，檢測溫度為65℃。

1.5結果與分析

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，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

向淀粉反應罐中加入一定量的水、玉米淀粉和改性元明粉，開動攪拌；加入一定量的淀粉酶，攪拌均勻；通汽升溫至68~72℃時保溫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℃時加入表面增強劑SIZE800（試驗前后SIZE800的噸紙用量不變），攪拌均勻后送紙機使用。

2.2改性元明粉使用前后施膠液的指標

在膠液濃度穩(wěn)定的情況下，為保證膠液黏度與試驗前一致，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見表2。

2.3添加改性元明粉對成紙指標的影響

2.3.1對成紙灰分的影響

采用改性元明粉部分替代玉米淀粉進行表面施膠時，應保證成紙實際灰分在工藝指標范圍內，即保證碳酸鈣加填量與未替代時一致，此處特別強調爐燒灰分(由改性元明粉引起的假灰分)是因為采用改性元明粉后直燒灰分和爐燒灰分無相關性。成紙實際灰分含量計算如下所示：以定量68g•m-2為例，測得成紙施膠量為4.6g•m-2，當改性元明粉替代比例為10%時，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該在原有爐燒灰分的基礎上增加0.67個百分點。

2.3.2改性元明粉使用前后成紙指標對比

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)%，實際生產時通過控制碳酸鈣流量穩(wěn)定一致來實現(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范圍內；同時，由表3看出，試驗前后成紙各主要物理指標相當。

2.4經濟效益分析

試驗前噸紙淀粉用量按95kg計，默認試驗前后噸紙掛膠量相同，則當改性元明粉替代比例為15%時，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

3.1由于改性元明粉在空氣中易吸潮結塊，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，成紙有發(fā)脆的傾向，正常使用時替代比例應控制在15%以內。

3.3為達到使用改性元明粉節(jié)約成本的目的，必須嚴格控制成紙的實際灰分。由于改性元明粉所占假灰分與替代比例及成紙定量有關，因此，后續(xù)使用時應根據(jù)替代比例及成紙定量調整成紙灰分指標。

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），否則會導致淀粉酶失去活性。

4結論

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；在保證成紙實際灰分與試驗前一致的情況下，成紙各主要物理指標與試驗前相當。

4.2當改性元明粉替代比例為15%時，噸紙施膠成本節(jié)省17.1元。