一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法。所述技術(shù)要求，是將造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中煙梗原料經(jīng)洗滌后得到洗梗水采用膜分離技術(shù)對其進(jìn)行凈化處理以滿足洗梗用水的技術(shù)要求。技術(shù)方案特點(diǎn)是：將洗梗水先進(jìn)行矩形篩過濾處理，再將濾液導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行果膠、糖類等大分子物質(zhì)的脫除，得到透析液和截留液；透析液再導(dǎo)入反滲透膜系統(tǒng)脫除色素和鹽類物質(zhì)，即得到凈化水和濃縮水。凈化水可直接進(jìn)入洗梗用水系統(tǒng)循環(huán)使用。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)大量排放洗梗水對環(huán)境造成污染、生產(chǎn)用水利用率低和新水消耗量大的問題。
【專利說明】一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法，特別是涉及造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法。屬造紙法再造煙葉生產(chǎn)技術(shù)工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，卷煙生產(chǎn)已不同于傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，其特點(diǎn)就是天然煙絲中加入一定比例的再造煙葉的煙絲，以改善煙草化學(xué)成分，降焦、降耗有良好的作用，還能豐富卷煙配方的資源，適用于多種類型卷煙產(chǎn)品的開發(fā)。再造煙葉的生產(chǎn)包括輥壓法、稠漿法和造紙法，其中造紙法再造煙葉生產(chǎn)技術(shù)是目前企業(yè)最新最為常用生產(chǎn)技術(shù)。
[0003]造紙法再造煙葉生產(chǎn)是以煙葉碎片、煙末和煙梗為主要原料，綜合應(yīng)用化工醫(yī)藥技術(shù)中浸提工藝和造紙技術(shù)中制漿、抄造等關(guān)鍵工藝，并采取機(jī)械及物理方法加工出擁有類似復(fù)烤葉片物理參數(shù)和含水率等的再造煙葉。原料短缺已成為制約造紙法再造煙葉的生產(chǎn)產(chǎn)能，而制造再造煙葉是煙梗高值化利用主要的方式，通常煙梗的用量占再造煙葉總量的50%左右。煙梗約占煙葉總重的三分之一，將這些煙梗原料用于再造煙葉生產(chǎn)中，對于減少煙草原料浪費(fèi)，節(jié)約用于種植煙草的耕地面積，降低生產(chǎn)成本都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。但用于煙梗不同于煙葉，其中含有大量的果膠、大分子糖類、氯離子和色素等物質(zhì)以及灰塵、金屬等外源性物質(zhì)，這些物質(zhì)存在會(huì)影響再造煙葉的感官品質(zhì)和生產(chǎn)安全。煙梗中總果膠含量通常在8-12%之間，主體成分是半乳糖醛酸通過糖苷鍵聚合起來的高分子物質(zhì)，大量果膠存在會(huì)使生產(chǎn)的再造煙葉燃吸不完全，并產(chǎn)生甲醇、乙酸等刺激性氣味，對卷煙吸味及安全性不利；煙梗直接萃取時(shí)萃取液中含有較多的糖類，打破了煙草所需糖堿比平衡，且糖類在燃燒過程中產(chǎn)生的焦油量大，從而降低了再造煙葉在卷煙配方中減少焦油釋放量的功能，導(dǎo)致這種方法制得的再造煙葉存在吃味品質(zhì)較差、雜氣重等吸味缺陷，影響了再造煙葉在卷煙工業(yè)產(chǎn)品中的使用效果和添加量。由于生長環(huán)境因素，煙梗中含有大量的氯離子物質(zhì)，而氯離子的存在，使得再造煙葉中氯離子含量過高，破壞了其中的鉀氯比，不利于再造煙葉的燃燒速度，同時(shí)，再造煙葉氯離子含量超標(biāo)，不能滿足國家局0.8%上限要求。外源性物質(zhì)主要是煙葉收割、運(yùn)輸?shù)确绞剿隆?br> [0004]現(xiàn)有公開技術(shù)中，如專利201110194762.6《煙梗提取液的處理工藝》通過酶降解方式降低煙梗萃取液中果膠等物質(zhì)和專利201210230744.3《一種利用微波輔助降低煙梗中果膠含量的方法》采用微波技術(shù)降低其中果膠含量等，但考慮到運(yùn)行成本和現(xiàn)實(shí)因素，這些工藝技術(shù)的生產(chǎn)可行性具有局限性。目前造紙法再造煙葉生產(chǎn)企業(yè)均是直接對煙梗進(jìn)行自來水加熱浸泡，按照“一洗兩泡”方式洗梗，后經(jīng)擠干脫水后再進(jìn)入萃取工段，這種方法較好的降低了煙梗中的果膠、大分子糖類、氯離子和色素等物質(zhì)和外源性物質(zhì)。但洗梗水直接排放，其中含有大量果膠、大分子糖類、氯離子和色素等物質(zhì)的洗梗水富有營養(yǎng)化增加了污水處理成本，另一方面，增加了生產(chǎn)過程水用水和產(chǎn)品噸耗水量，也不利于噸產(chǎn)品水耗要求和降能減耗的原則。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)不足，發(fā)明一個(gè)能解決造紙法再造煙葉生產(chǎn)中煙梗原料經(jīng)洗滌后得到的洗梗水滿足循環(huán)使用時(shí)的問題，大量洗梗水排放對環(huán)境造成污染和污水處理成本，同時(shí)再造煙葉生產(chǎn)過程水的利用率，噸產(chǎn)品耗水量大的缺點(diǎn)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)大量排放洗梗水對環(huán)境造成污染、生產(chǎn)用水利用率低和新水消耗量大的問題，洗梗水經(jīng)二道膜分離系統(tǒng)凈化處理后，可完全滿足洗梗用水循環(huán)使用的技術(shù)要求。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案步驟為:一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法，其特征在于:包含以下工藝步驟:
(1)將造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中煙梗原料經(jīng)熱自來水洗滌凈化后得到的洗梗水，直接送入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到過濾液，收集過濾截留物質(zhì)，其主要為塵土、金屬物和煙梗粗纖維等；
(2)將步驟(I)過濾液導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，在設(shè)定的工作參數(shù)實(shí)施洗梗水的膜分離，得到透析液和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液；
(3 )將步驟(2 )中的透析液導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，選用合適反滲透膜和設(shè)定工作參數(shù)實(shí)施透析液進(jìn)一步膜分離，得到凈化水和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水；
(4)將步驟(I)中的過濾截留物質(zhì)經(jīng)除雜后直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)處理，而2)和3)中經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
[0007]所述步驟2)中陶瓷膜分離系統(tǒng)的膜元件-管式膜芯采用孔徑為20_250nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5-lOm/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分尚。
[0008]所述步驟3)中反滲透膜分離系統(tǒng)采用卷式RO-SG膜，工作壓力2_6MPa，工作流速為5-10 m/s的工作參數(shù)下進(jìn)行膜分離。
[0009]本發(fā)明有益效果:本發(fā)明有效解決了造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水凈化處理的難題，洗梗水凈化回收率達(dá)80-90%，提高了再造煙葉生產(chǎn)用水的利用率，降低了再造煙葉生產(chǎn)時(shí)的污水排放量以及提高了環(huán)境和水資源的保護(hù)。與此同時(shí)，膜分離技術(shù)用于洗梗水的凈化分離技術(shù)屬于無變相的分離技術(shù)，不僅其能耗低、分離效果好，而且易于自動(dòng)化控制管理，降低人力成本，處理效果穩(wěn)定。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】及有關(guān)技術(shù)問題作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但不限于實(shí)施例。
[0011]①將造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中煙梗原料經(jīng)熱自來水洗滌凈化后得到的洗梗水，直接導(dǎo)入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到初步過濾液，收集過濾物截留物質(zhì)。
[0012]②將①過濾液導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，在設(shè)定的工作參數(shù)實(shí)施洗梗水的膜分離，得到透析液和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液(濃水)。
[0013]③將②中的透析液導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，選用合適反滲透膜和設(shè)定工作參數(shù)實(shí)施透析液進(jìn)一步膜分離，得到凈化水和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水。
[0014]上述技術(shù)方案洗梗水經(jīng)經(jīng)80目矩形篩過濾得到的截留物，除雜后煙梗纖維直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)。
[0015]上述技術(shù)方案經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
[0016]上述技術(shù)方案的陶瓷膜分離系統(tǒng)的膜元件-管式膜芯采用孔徑為20_250nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5-lOm/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分尚。
[0017]上述技術(shù)方案的反滲透膜分離系統(tǒng)采用管式膜RO-SG膜，工作壓力l_6MPa，工作流速為5-10 m/s的工作參數(shù)下進(jìn)行膜分離。
[0018]上述技術(shù)方案的洗梗水通過二道膜分離技術(shù)凈化處理后得到的凈化水可完全滿足造紙法再造煙葉生產(chǎn)中煙梗原料洗滌用水的技術(shù)要求。
[0019]實(shí)施例1
1.隨機(jī)于造紙法再造煙葉生產(chǎn)線取洗梗水，留樣送檢測定洗梗水的色度、電導(dǎo)率、pH、化學(xué)需氧量(CODcr)、生化耗氧量(BOD5)、懸浮物(SS )等理化指標(biāo)。
[0020]2.將洗梗水導(dǎo)入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到初步過濾液，收集過濾物截留物質(zhì)。
[0021 ] 3.將2中過濾液20kg導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，采用膜元件-管式膜芯采用孔徑為200nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5_10m/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分離，得到透析液18.51kg和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液(濃水)1.52kg。透析液收率為92.55%。
[0022]4.將3中的透析液18kg導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，采用管式膜RO-SG膜，工作壓力l_6MPa，工作流速為5-10 m/s的工作參數(shù)下進(jìn)一步進(jìn)行透析液膜技術(shù)分離，得到凈化水16.4kg和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水1.6kg。凈化水的收率為91.11%。
[0023]5.將2中的過濾截留物質(zhì)經(jīng)除雜后直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)處理，而3、4中經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
[0024]將上述按本發(fā)明技術(shù)得到的凈化水送檢，檢測凈化水的的色度、電導(dǎo)率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指標(biāo)。
[0025]實(shí)施例2
1.隨機(jī)于造紙法再造煙葉生產(chǎn)線取洗梗水，留樣送檢測定洗梗水的色度、電導(dǎo)率、pH、CODcr, BOD5、SS等理化指標(biāo)。
[0026]2.將洗梗水導(dǎo)入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到初步過濾液，收集過濾物截留物質(zhì)。
[0027]3.將2中過濾液20kg導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，采用膜元件-管式膜芯采用孔徑為50nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5-lOm/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分離，得到透析液18.62k和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液(濃水)1.4kg。透析液收率為93.1%。
[0028]4.將3中的透析液15kg導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，采用管式膜RO-SG膜，工作壓力l_6MPa，工作流速為5-10 m/s的工作參數(shù)下進(jìn)一步進(jìn)行透析液膜技術(shù)分離，得到凈化水13.89kg和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水1.1lk。凈化水收率為92.6%。
[0029]5.將2中的過濾截留物質(zhì)經(jīng)除雜后直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)處理，而3、4中經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
[0030]將上述按本發(fā)明技術(shù)得到的凈化水送檢，檢測凈化水的的色度、電導(dǎo)率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指標(biāo)。
[0031]實(shí)施例3
1.隨機(jī)于造紙法再造煙葉生產(chǎn)線取洗梗水，留樣送檢測定洗梗水的色度、電導(dǎo)率、pH、CODcr, BOD5、SS等理化指標(biāo)。
[0032]2.將洗梗水導(dǎo)入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到初步過濾液，收集過濾物截留物質(zhì)。
[0033]3.將2中過濾液20kg導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，采用膜元件-管式膜芯采用孔徑為25nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5-lOm/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分離，得到透析液18.85kg和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液(濃水)1.2kg。透析液收率為94.25%。
[0034]4.將3中的透析液15kg導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，采用管式膜RO-SG膜，工作壓力l_6MPa，工作流速為5-lOm/s的工作參數(shù)下進(jìn)一步進(jìn)行透析液膜技術(shù)分離，得到凈化水13.91kg和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水1.1k。凈化水收率為92.73%。
[0035]5.將2中的過濾截留物質(zhì)經(jīng)除雜后直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)處理，而3、4中經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
[0036]將上述按本發(fā)明技術(shù)得到的凈化水送檢，檢測凈化水的的色度、電導(dǎo)率、pH、C0Dra、BOD5, SS等理化指標(biāo)。
[0037]以下是將三個(gè)實(shí)施例的水樣進(jìn)行水樣水質(zhì)分析，并檢測結(jié)果匯總下表中:
【權(quán)利要求】
1.一種造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法，其特征在于:包含以下工藝步驟: (1)將造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中煙梗原料經(jīng)熱自來水洗滌凈化后得到的洗梗水，直接送入60-80目矩形篩裝置進(jìn)行初步過濾得到過濾液，收集過濾截留物質(zhì)，其主要為塵土、金屬物和煙梗粗纖維等； (2)將步驟(I)過濾液導(dǎo)入陶瓷膜分離系統(tǒng)進(jìn)行分離，在設(shè)定的工作參數(shù)實(shí)施洗梗水的膜分離，得到透析液和含有固體不溶物、果膠風(fēng)膠類物質(zhì)、糖類等大分子物質(zhì)的截留液； (3)將步驟(2)中的透析液導(dǎo)入反滲透膜分離系統(tǒng)中，選用合適反滲透膜和設(shè)定工作參數(shù)實(shí)施透析液進(jìn)一步膜分離，得到凈化水和含有色素、鹽類物質(zhì)等的濃縮水； (4)將步驟(I)中的過濾截留物質(zhì)經(jīng)除雜后直接進(jìn)入制漿系統(tǒng)處理，而2)和3)中經(jīng)膜分離系統(tǒng)處理得到的截留液和濃縮水采用微生物發(fā)酵或生化處理的方式處理。
2.按照權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法，其特征在于:所述步驟2)中陶瓷膜分離系統(tǒng)的膜元件-管式膜芯采用孔徑為20-250nm的膜芯，工作壓力為0.2-0.5MPa，工作流速為5-lOm/s，料液溫度不高于80°C的工作參數(shù)下工作進(jìn)行膜分離。
3.按照權(quán)利要求1所述的造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中洗梗水循環(huán)使用的凈化處理方法，其特征在于:所述步驟3)中反滲透膜分離系統(tǒng)采用卷式RO-SG膜，工作壓力2-6MPa，工作流速為5-10 m/s的工作參數(shù)下進(jìn)行膜分離。
【文檔編號】A24B3/14GK103549641SQ201310564760
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】白曉莉, 董偉, 王磊, 楊濤, 袁肖琴, 趙偉, 呂小洋, 陳程 申請人:紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司