备料

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常用非木材纤维碱法制浆实用手册》第266页（5445字）

备料是指蒸煮前对原料的初步处理和加工。对蔗渣原料来说，主要包括贮存和除髓。从生产要求看，除髓是关键。

1．对蔗渣原料的质量要求

造纸用蔗渣质量技术指标应符合GB5407－87中的规定，见表5－5－1。

表5－5－1 蔗渣质量技术指示

送往制浆的蔗渣应：

①贮存一定时间；

②尽量把髓除干净；

③蔗渣外观应为黄白色或浅黄色，不应发红变酸，霉烂变质；

④蔗渣的形态最好是有一定长度的片状或丝状，粉状的比例越小越好。

2．甘蔗渣的贮存

(1)甘蔗渣贮存的意义

甘蔗制糖属于季节性生产，每个榨季只能持续几个月(100～150天)。为了维持制浆造纸厂正常的连续生产，必须贮备足够数量的蔗渣原料。

糖厂新榨出的蔗渣，含水分在50%左右，并含有2～6%的可溶性固形物(大部分为糖分)。国内外的经验表明，新鲜蔗渣直接用于制浆造纸，不但耗碱量较高，而且制得的纸浆质量也较差。故新榨出的蔗渣一般都不马上用来制浆，而是贮存一定时间，以改进原料本身的质量，给纸浆生产创造有利条件。

(2)甘蔗渣在贮存过程中的变化

由于新蔗渣中水分含量高，又有一定的残留糖分等物质，为微生物的生长提供了良好的条件。微生物的迅速繁殖即产生发酵，放出大量的热量，导致蔗渣温度升高，水分挥发，残糖迅速分解。

①蔗渣贮存过程中水分的变化。蔗渣干法堆存过程中，水分逐渐下降。一般情况下，新鲜蔗渣在30天内水分明显下降，而后日趋缓慢。蔗渣堆存过程中水分的变化受外界影响较大，如气温、湿度、堆存结构及排水设施等。蔗渣堆内各部分的水分也不尽相同。一般在通风道附近的蔗渣水分含量较低，堆底水分含量较高。表5－5－2是蔗渣贮存过程中水分的变化。

表5－5－2 蔗渣贮存过程中水分的变化^*

注*打包贮存，堆宽8～10m。

②蔗渣贮存过程中温度的变化。蔗渣发酵引起蔗渣堆温度上升，当发酵到一定程度(糖分完全分解)，温度则慢慢下降。堆内温度的变化也与蔗渣的含水量、蔗包大小、通风条件等有关。通风不好，热量不能及时散发掉，就会造成蔗渣纤维因长时间受热而变质，甚至会烧焦变黑。表5－5－3是广东某厂测定的蔗渣堆内温度的变化。

表5－5－3 蔗渣贮存期间温度的变化

③蔗渣贮存过程中糖分的变化。半干打包贮存的蔗渣，4天后糖分减少了90%，存放17～20天后，糖分完全消失。广东某厂测定，半干打包的蔗渣中的糖分在贮存15天后即完全分解(如表5－5－4)。显然，蔗渣水分含量对糖分残留时间有直接的影响。经初步干燥至含水分20%左右的蔗渣打包贮存，其糖分保留了50天。

表5－5－4 蔗渣残糖在贮存过程的变化

④蔗渣贮存过程中白度的变化。表5－5－5是蔗渣贮存过程中的白度的变化。由表中看出，蔗渣贮存过程中白度都有所降低。采用湿法贮存或在蔗渣堆中喷淋少量的Mg(HSO₃)₂药液，能够保护蔗渣的白度，减少白度的下降。

表5－5－5 蔗渣贮存过程中白度的变化

注：①试样A为糖厂刚榨出未除髓，蔗渣干法散堆贮存的结果。

②试样B为糖厂刚榨出即进行一次半湿法机械除髓的蔗渣，干法散堆贮存的结果。

③试样C为糖厂刚榨出即进行一次半湿法机械除髓，并加Mg(HSO₃)₂药液(0．53%SO₂计)的蔗渣干法散堆贮存的结果。

④试样D为糖厂刚榨出即进行一次半湿法机械除髓，并在水力碎浆机中进行一次湿法除髓(湿法除髓率为54%)后的蔗渣湿法散堆贮存的结果。

⑤试样E为糖厂刚榨出即进行一次半湿法机械除髓的蔗渣置水池中浸水贮存(每周换水一次)的结果。

⑤蔗渣贮存过程中的自然损失。蔗渣在堆存过程中，随着温度的上升，所含的糖分和果胶质、淀粉和聚戊糖发生分解，导致蔗渣重量的减轻。蔗渣在运输和堆存保管过程中的少部分散落损失，也是产生自然损失的原因。表5－5－6是蔗渣堆存期间的自然损失情况。

表5－5－6 蔗渣堆存期间的自然损失率

(3)贮存方法

①干法贮存。蔗渣干法贮存，有散堆贮存和打包贮存之分。散堆贮存，由于蔗渣的视密度低，蔗渣堆的高度不宜太高，单位贮场面积贮量少，且堆内的通风不良，散热不好，使堆内温度过高，降低蔗渣质量，增加自然损失率。

打包贮存是国内普遍采用的蔗渣保管法。蔗渣打包后，可以大大提高蔗渣的视密度，提高单位贮场面积贮量，有利于实现蔗渣运输和贮存机械化，且由于通风较好，热量较易散发，蔗渣质量比干法散堆的好，损失率也低些。

蔗渣的堆垛，一般都采用长方锥体形即锥底为长方形，四边从底往上逐渐收缩，呈金字塔形(见图5－2－3)。堆垛时要充分注意通风，每包蔗渣之间应留5～8cm的间隔。在向上叠堆时，常常先纵向堆3层(或2层)，再横向堆1层。在横向堆置时，每5包或4包留一宽25cm的通风道。堆置要整齐，逐步收缩成尖顶，盖垛要严密，防止雨水渗入。图5－2－6是某厂蔗渣堆存布置图。

不同堆形单位面积堆存量见表5－5－7。

表5－5－7 不同堆形单位面积堆存量

②散装湿法贮存。典型的湿法贮存方法是Ritter法。其基本原理是：在蔗渣中加入生物液(如乳酸菌液)，蔗渣在生物液作用下松散堆存，乳酸菌的存在能抑制其他菌的生长，防止蔗渣纤维的变质。采用湿法贮存时，蔗渣先送到一个混合室内与生物液和水混合，以2．5～5%的浓度用泵经管道或流槽送到能滤水的堆场中。湿堆高度达22～25m。生物液的pH值控制在3～4之间。从蔗渣堆流出的回收液pH值一般为5。这种方法的贮存损失为3～4%。图5－5－14为Ritter法湿法贮存流程示意图。

图5－5－14 Ritter法湿法贮存流程示意图

美国Peadco公司将经洗涤和二次除髓的蔗渣用湿法散堆。由于蔗渣中的糖分和可溶物已大部分除去，减少了发酵作用，因此，不用生物防腐液而只用清水与蔗渣混合后堆存。

湿法贮存的贮存损失小，蔗渣质量较好，使蒸煮和漂白药耗降低。此外，实现完全机械化，减轻劳动强度，增大单位贮场面积堆存量，消除着火危险。其主要缺点是会产生令人不快的气味，贮场地面及设备的防腐蚀也不容忽视。表5－5－8为蔗渣干、湿法堆存面积比。

表5－5－8 蔗渣干、湿堆存面积比

表5－5－9是南方某厂蔗渣芒杆堆存实例。

表5－5－9 南方某厂蔗渣芒杆堆存实例

表5－5－10是蔗渣贮存场实例。

表5－5－10 蔗渣贮存场实例

3．甘蔗渣除髓

(1)蔗渣除髓的意义

蔗髓是指蔗渣中的海绵状非纤维性物质。蔗髓与蔗渣纤维，在化学组成上，除了灰分较高和α－纤维素含量稍低外，其余无多大的差别，但其物理性质和纤维形态却有很大的差异，如表5－5－11～表5－5－13所示。

表5－5－11 蔗渣各种细胞含量表

注：①甘蔗品种是POJ3016；

②除髓方法是湿法，用12目铜网筛出，筛出率为32%。

表5－5－12 蔗渣各种细胞的量度

表5－5－13 蔗渣纤维与蔗髓的比表面积

蔗髓质地松软，吸水性强。蔗煮中蔗髓吸收过多的药液而产生过煮，除了影响蒸煮的均匀性、降低纸浆得率和增加化学药品的消耗外，还使纸浆滤水困难，抄纸时易糊网粘缸，抄成的纸张强度降低，纸页发脆，透光点多，而且蔗髓中硅含量高，使碱回收时黑液蒸发和白液澄清困难。因此，加强除髓，是蔗渣制浆过程中的关键环节。表5－5－14是蔗渣除髓前后的特性变化。

表5－5－14 蔗渣除髓前后的特性变化

国内糖厂榨糖时普遍追求高的糖分抽出率，使蔗渣被高度粉碎，粉末状组分增多，蔗渣质量较差。因此，除髓的必要性更大。表5－5－15是广东蔗渣与墨西哥蔗渣的比较。

表5－5－15 广东蔗渣与墨西哥蔗渣的比较^*

*这两种蔗渣除了形态的差异外，还可能存在甘蔗品种和产地差异的因素。

(2)除髓方法及流程

蔗渣的除髓，一般有干法、半湿法和湿法三种。

甘蔗在糖厂经过压榨取出糖汁后，留下的含有50%左右水分的蔗渣，在糖厂立即进行第一次除髓，这叫半湿法除髓。蔗渣经堆存后，水分降至20%左右，此时对蔗渣进行除髓，称为干法除髓。半湿法除髓的除髓率一般可达20～25%，若再用干法除髓，除髓率也能达16～18%。若打包前未进行半湿法除髓，则干法除髓的除髓率可达25～30%，甚至更高。

蔗渣在水中呈悬浮状态，经机械作用把蔗髓分离出去，称为湿法除髓。湿法除髓不仅可以除去髓，还可除去溶出物及其他非纤维物质。

表5－5－16 黑液预煮湿法除髓的条件及结果

注：*温度100℃。

表5－5－17 蔗渣除髓前后纤维形态的变化

采用湿法除髓，除髓及除残糖、砂、石及灰分的效果较好，对纤维的损伤小，对空气的污染也较小。此外，经湿法除髓的纤维被打散，水分均匀，有利于蒸煮的均匀。其缺点是耗水量大，除髓后的蔗渣及回收的蔗髓水分含量太高，常给后续的工序带来不便。表5－5－18是不同除髓方法对降解蔗渣灰分和硅含量的比较。表5－5－19是不同除髓方法对蒸煮、漂白的影响。

表5－5－18 不同除髓方法对降纸蔗渣灰分和硅含量的比较

注：*蔗渣来源：广东省东莞糖厂。

表5－5－19 不同除髓方法对蒸煮、漂白的影响

注：①蒸煮：硫化度20%，液比1∶7，升温时间85min，最高温度165℃，蒸煮时间1h。

②湿法除髓和黑液预煮的除髓率包括溶解损失。