一、主要制浆竹种丛生竹:慈竹、绿竹、黄竹、麻竹、梁山慈竹、倬牡竹等。这类竹子纤维细长、纤维素含量高(50%-60%),适合硫酸盐法蒸煮,蒸煮效率高且成本较低。散生竹:毛竹(楠竹)、白夹竹等。毛竹纤维形态接近针叶木,但木质素含量较高(19%-25%),适合生产高强度纸张;白夹竹因储量多、价格低,虽制浆性能较差但仍被使用。
其他竹种:苦竹、水竹、方竹等,常用于竹编胶合板或特种纸生产。
选择标准
纤维特性:纤维长度需在1.5-2.1毫米,长宽比高于120,纤维素含量高(如毛竹综纤维素达70%以上)。
化学成分:优选木质素含量低(如花吊丝竹23.08%)、灰分低(<1.5%)的竹种,以减少蒸煮难度和硅干扰。
生长周期:2-3年生竹材最佳,此时纤维成熟度高且灰分较少。
其他竹种:苦竹、水竹、方竹等,常用于竹编胶合板或特种纸生产。
选择标准
纤维特性:纤维长度需在1.5-2.1毫米,长宽比高于120,纤维素含量高(如毛竹综纤维素达70%以上)。
化学成分:优选木质素含量低(如花吊丝竹23.08%)、灰分低(<1.5%)的竹种,以减少蒸煮难度和硅干扰。
生长周期:2-3年生竹材最佳,此时纤维成熟度高且灰分较少。
竹种名称 | 纤维长度(mm) | 纤维宽度(μm | 长宽比 | 综纤维素(%) | 纤维素(%) | 木质素(%) | 灰分(%) |
花吊丝竹 | 2.31 | 20.22 | 120.70 | 70.001 | 50-60 | 23.081 | 1.201 |
倬牡竹 | 2.56 | 15.78 | 168.67 | 72.131 | 52-58 | 23.081 | 1.301 |
梁山慈竹 | 2.711 | 15.67 | 170.70t | 76.751 | 55-601 | 21.781 | 1.481 |
毛竹(桃竹) | 1.5-2.1 | 15.0-18.7 | 120-200 | 70.01 | 50-60 | 19-25 | 1.5-2.0 |
撑绿竹 | 1.84-3.55 | 15.00-18.50 | 94-227 | 72.13t | 48-55 | 21.781 | 1.301 |
龙竹 | 2.7241 | 18.50 | 147 | 68.00 | 45-50 | 22.841 | 1.201 |
白夹竹 | 1.33-1.89 | 10.8-16.1 | 87-153 | 65.001 | 40-481 | 24.001 | gis-2018 |
备料与预处理
原料处理:竹材需去枝叶、清洗,并切成长度10-25毫米的竹片,通过筛选去除竹节和杂质。
生物酶处理:添加5%活性生物酶(pH 4.5-6.0),45-68℃下动态搅拌,促进纤维分离。
蒸煮工艺
硫酸盐法:用碱量18%-23%,硫化度20%-30%,蒸煮温度160℃,液比2.5:1-3:1。丛生竹蒸煮时间较短,卡伯值比桉木浆低1.5,能耗更低。
蒸煮优化:控制氧脱效率40%-45%,卡伯值稳定在9.5左右,以平衡纸张强度与柔软度。
漂白与精炼
漂白难点:竹浆残余木素多,需通过氧脱木素+D0EOPD1多段漂白提高白度,避免白度波动。
机械磨浆:打浆度控制在30-33°SR,避免过度切断纤维导致掉粉,并添加石墨烯等增强剂改善纤维稳定性。
三、注意事项:原料管理
避免混料:不同竹种(如丛生竹与白夹竹)蒸煮用碱量和能耗差异大,需严格分选。
储备与配比:竹材收购存在季节性波动,需储备3-6个月用量,并控制竹浆配比(生活用纸建议≤80%)以稳定质量。
工艺控制
残碱处理:氧脱后浆料残碱需<0.5g/L,否则会增加湿强剂用量(吨纸增加20%-30%)。
微生物防控:本色竹浆未经漂白,易滋生细菌,需加强浆料储存环境的杀菌措施。
设备优化
流浆箱设计:采用多层流浆箱,面层配比阔叶浆(0-20%竹浆)改善手感,底层竹浆配比60%-80%增强强度。
四、主要竹种纤维形态及化学成分含量对比
关键参数说明:
1. 纤维形态:梁山慈竹纤维最长(2.71mm)且长宽比最优(170.7),适合高强度纸张;毛竹纤维形态接近针叶木,但需注意高木质素含量(19-25%)带来的蒸煮难度。
2. 化学成分:
•综纤维素含量:梁山慈竹(76.75%)和撑绿竹(72.13%)最高,制浆得率优势显著;
•木质素控制:花吊丝竹(23.08%)和倬牡竹(23.08%)需强化蒸煮脱木素工艺;
• 灰分管理:梁山慈竹(1.48%)需加强竹节去除以降低硅干扰。
3.应用匹配:高纤维素、低灰分的花吊丝竹适合低能耗硫酸盐法制浆;高纤维长度的梁山慈竹与毛竹适合特种纸生产,但需平衡蒸煮能耗。
此表综合了不同竹种的理化特性与工业适用性,选择原料时可结合具体工艺需求优先选用综纤维素含量>70%、木质素<23%的竹种(如梁山慈竹、撑绿竹)以降低加工成本。
竹浆造纸需综合考虑竹种特性、工艺参数及设备适配性。丛生竹和毛竹是主流原料,硫酸盐法蒸煮结合多段漂白可提升浆料质量,而精细化控制氧脱效率、打浆度及残碱是稳定生产的关键。未来可通过生物酶预处理和增强剂添加进一步优化工艺。
文章来源:造纸小才