紙管原紙原材料主要為廢舊箱紙板等各種纖維原料，淀粉是紙管原紙原材料中的第二大組分，同時(shí)也是提高紙管原紙成紙強度的一個(gè)最重要的手段。國內紙管原紙生產(chǎn)廠(chǎng)家所使用的廢舊箱紙板大多質(zhì)量略差，以草漿纖維為主，纖維強度較低，為保證紙管原紙的成紙強度，淀粉用量都比較大。
紙管原紙生產(chǎn)所使用淀粉大多為玉米原淀粉，其粒徑較小。淀粉在未上網(wǎng)前，部分吸附在紙漿纖維上，仍有較大部分是懸浮在紙漿中，在經(jīng)過(guò)網(wǎng)部時(shí)，懸浮的淀粉顆粒會(huì )與紙漿中的細小纖維一起被過(guò)濾出來(lái)，進(jìn)入白水，絕大部分的紙管原紙生產(chǎn)大多采用半封閉循環(huán)，白水會(huì )排入水處理車(chē)間，進(jìn)行一系列的處理，處理費用昂貴。白水中的細小纖維和淀粉等是COD的主要來(lái)源，淀粉和細小纖維的流失，不僅會(huì )造成生產(chǎn)成本上的浪費，同時(shí)會(huì )給后續的水處理帶來(lái)很大的負擔。
懸浮在紙漿中的細小纖維可以通過(guò)機械截留或者是傳統的助留劑來(lái)提高其留著(zhù)率。傳統的助留劑的用量會(huì )隨著(zhù)漿料中固形物比表面積的增加而增加，淀粉顆粒粒徑小，比表面積較細小纖維大，若想通過(guò)提高助留劑用量來(lái)提高淀粉的留著(zhù)，將會(huì )使紙漿纖維絮聚，影響成紙的勻度，嚴重的會(huì )造成紙機運行上的故障。
隨著(zhù)下游產(chǎn)業(yè)對紙管原紙成紙強度的要求提高，通過(guò)提高淀粉留著(zhù)來(lái)提高紙管原紙成紙強度，將會(huì )成為各大紙管原紙生產(chǎn)廠(chǎng)家的一個(gè)重要手段。公司（匯勝集團股份有限公司）經(jīng)過(guò)了深入研究，最終在眾多的化學(xué)品中，選擇性?xún)r(jià)比較高的淀粉包裹劑來(lái)實(shí)現這一目標。
1 淀粉包裹劑簡(jiǎn)介
1.1物性（表1）
表1 淀粉包裹劑的性質(zhì)
| 項目 | 淀粉裹劑 | 淀粉包膜劑 |
| 顏色 | 乳白色不透明液體 | 乳白色透明液體 |
| 黏度/(mPa·s) | 2000-10000 | 1000-8000 |
| PH | 8-11 | 3-7 |
| 固含量/% | 1.37 | 19.94 |
備注：淀粉包裹劑分為淀粉裹劑、淀粉包膜劑兩種藥液，兩種藥液共同作用，達到提高淀粉留著(zhù)率的效果。
1.2作用機理
淀粉裹劑是在傳統的PAM基礎上，接枝共聚了對淀粉有超強捕捉能力的基團，能夠將細小淀粉顆粒裹成微球狀，再通過(guò)有超強固著(zhù)能力的淀粉包膜劑，提高包裹后顆粒穩定性。
包裹處理后的微球狀淀粉，粒徑變大，能夠被傳統的助留劑捕捉，機械截留作用也變大。同時(shí)淀粉包裹劑能夠有效增強淀粉的電荷性，提高了淀粉與纖維之間的結合力。淀粉包膜劑中含有能夠增加淀粉分子間交聯(lián)作用的聚合物，淀粉在糊化過(guò)程中，有較強的交聯(lián)性，會(huì )更加均勻地存在于纖維與纖維之間，能夠較大幅度地提高紙管原紙的強度。
2 實(shí)驗
淀粉含量檢測方法：淀粉的含量與吸光度基本呈線(xiàn)性關(guān)系，測定淀粉糊液的吸光度可以計算出淀粉的含量。
1.2作用機理
淀粉裹劑是在傳統的PAM基礎上，接枝共聚了對淀粉有超強捕捉能力的基團，能夠將細小淀粉顆粒裹成微球狀，再通過(guò)有超強固著(zhù)能力的淀粉包膜劑，提高包裹后顆粒穩定性。
包裹處理后的微球狀淀粉，粒徑變大，能夠被傳統的助留劑捕捉，機械截留作用也變大。同時(shí)淀粉包裹劑能夠有效增強淀粉的電荷性，提高了淀粉與纖維之間的結合力。淀粉包膜劑中含有能夠增加淀粉分子間交聯(lián)作用的聚合物，淀粉在糊化過(guò)程中，有較強的交聯(lián)性，會(huì )更加均勻地存在于纖維與纖維之間，能夠較大幅度地提高紙管原紙的強度。
2 實(shí)驗
淀粉含量檢測方法：淀粉的含量與吸光度基本呈線(xiàn)性關(guān)系，測定淀粉糊液的吸光度可以計算出淀粉的含量。
2.1原料、藥品、實(shí)驗儀器
實(shí)驗原料：F400級紙管原紙磨后漿。
實(shí)驗藥品：玉米原淀粉，碘-碘化鉀溶液，淀粉裹劑，淀粉包膜劑，蒸餾水。
實(shí)驗儀器：JA2993N電子天平，抄片機，水浴鍋，分光光度計，燒杯，量筒，攪拌器等。
2.2實(shí)驗方法
2.2.1原料和藥品準備
使用甩干機將F400磨后漿甩干1min，使磨后漿水分均一，用密封袋密封，取少量使用烘干法檢測甩干后水分為65.2%，根據甩干后水分精確計算絕干漿量，使用甩干后的F400級紙管原紙磨后漿精確地配制成1%濃度稀漿備用。
玉米原淀粉使用密封袋密封，取5g使用烘干法檢測水分為12.71%，根據計算使用蒸餾水精確地配制成1%濃度的淀粉懸浮液備用。制備時(shí)先在燒杯內加入半杯蒸餾水，開(kāi)啟攪拌器，產(chǎn)生渦旋后，緩慢投入淀粉，淀粉投料完畢，加入剩余蒸餾水，攪拌10min以上，直至均一穩定。
取990mL蒸餾水，開(kāi)啟攪拌器，加入10g淀粉裹劑，攪拌30min，制成均一的1%濃度的淀粉裹劑溶液。1%濃度淀粉包膜劑制備方法同淀粉裹劑。
2.2.2淀粉包裹劑作用效果實(shí)驗
2.2.2.1空白實(shí)驗
(1）取500g配制好的1%濃度稀漿。
(2）開(kāi)啟攪拌器，按照噸紙50kg（25g）加入1%濃度玉米原淀粉溶液，稀釋至1000mL。
(3）攪拌10min后，使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水。
2.2.2.2對照實(shí)驗
(1）取500g配制好的1%濃度玉米原淀粉溶液。
(2）開(kāi)啟攪拌器，按照噸淀粉10kg加入1%濃度淀粉裹劑溶液（5g）。
(3）攪拌3min后，按照噸淀粉10kg加入1%濃度淀粉包膜劑溶液（5g）。
(4）取500g配制好的1%濃度稀漿。
(5）開(kāi)啟攪拌器，按照噸紙50kg（25g）加入添加了淀粉包裹劑的淀粉，稀釋至1000mL。
(6）攪拌10min后，使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水。
2.2.2.3淀粉留著(zhù)率檢測
(1）取空白試驗白水和對照實(shí)驗白水各100mL。
(2）使用水浴鍋加熱糊化，在90～95℃保溫20min后冷卻。
(3）空白試驗與對照實(shí)驗樣品糊液加2mL碘-碘化鉀，使用分光光度計檢測吸光度，計算淀粉的留著(zhù)情況，結果見(jiàn)表2。
從表1可以看出，空白試驗（未添加淀粉包裹劑）使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，玉米原淀粉留著(zhù)率為70.12%，對照實(shí)驗（添加了淀粉包裹劑）使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，玉米原淀粉留著(zhù)率為80.23%，添加淀粉包裹劑后玉米原淀粉留著(zhù)率明顯提高。
2.2.3淀粉包裹劑用量對淀粉留著(zhù)率的影響
(1）取10份500g配制好的1%濃度淀粉，編號1#～10#。
(2）開(kāi)啟攪拌器，產(chǎn)生渦旋后，分別按照噸淀粉2kg（1g）、4kg（2g）、6kg（3g）……20kg（10g）加入1%濃度的淀粉裹劑。
(3）攪拌3min后，再分別按照噸淀粉2kg（1g）、4kg（2g）、6kg（3g）……20kg（10g）加入1%濃度的淀粉包膜劑。
(4）取10份500g配制好的1%濃度稀漿。
(5）開(kāi)啟攪拌器，分別按照噸紙50kg（25g）加入編號1#～10#添加了淀粉包裹劑的玉米原淀粉，分別稀釋至1000mL。
(6）攪拌10min后，分別使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水，編號1#～10#。
(7）編號1#～10#白水樣品，各取100mL。
(8）分別使用水浴鍋加熱糊化，在90～95℃保溫20min后冷卻。
(9）分別加2mL碘-碘化鉀，使用分光光度計檢測吸光度，計算淀粉的留著(zhù)情況，結果見(jiàn)表3。
實(shí)驗原料：F400級紙管原紙磨后漿。
實(shí)驗藥品：玉米原淀粉，碘-碘化鉀溶液，淀粉裹劑，淀粉包膜劑，蒸餾水。
實(shí)驗儀器：JA2993N電子天平，抄片機，水浴鍋，分光光度計，燒杯，量筒，攪拌器等。
2.2實(shí)驗方法
2.2.1原料和藥品準備
使用甩干機將F400磨后漿甩干1min，使磨后漿水分均一，用密封袋密封，取少量使用烘干法檢測甩干后水分為65.2%，根據甩干后水分精確計算絕干漿量，使用甩干后的F400級紙管原紙磨后漿精確地配制成1%濃度稀漿備用。
玉米原淀粉使用密封袋密封，取5g使用烘干法檢測水分為12.71%，根據計算使用蒸餾水精確地配制成1%濃度的淀粉懸浮液備用。制備時(shí)先在燒杯內加入半杯蒸餾水，開(kāi)啟攪拌器，產(chǎn)生渦旋后，緩慢投入淀粉，淀粉投料完畢，加入剩余蒸餾水，攪拌10min以上，直至均一穩定。
取990mL蒸餾水，開(kāi)啟攪拌器，加入10g淀粉裹劑，攪拌30min，制成均一的1%濃度的淀粉裹劑溶液。1%濃度淀粉包膜劑制備方法同淀粉裹劑。
2.2.2淀粉包裹劑作用效果實(shí)驗
2.2.2.1空白實(shí)驗
(1）取500g配制好的1%濃度稀漿。
(2）開(kāi)啟攪拌器，按照噸紙50kg（25g）加入1%濃度玉米原淀粉溶液，稀釋至1000mL。
(3）攪拌10min后，使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水。
2.2.2.2對照實(shí)驗
(1）取500g配制好的1%濃度玉米原淀粉溶液。
(2）開(kāi)啟攪拌器，按照噸淀粉10kg加入1%濃度淀粉裹劑溶液（5g）。
(3）攪拌3min后，按照噸淀粉10kg加入1%濃度淀粉包膜劑溶液（5g）。
(4）取500g配制好的1%濃度稀漿。
(5）開(kāi)啟攪拌器，按照噸紙50kg（25g）加入添加了淀粉包裹劑的淀粉，稀釋至1000mL。
(6）攪拌10min后，使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水。
2.2.2.3淀粉留著(zhù)率檢測
(1）取空白試驗白水和對照實(shí)驗白水各100mL。
(2）使用水浴鍋加熱糊化，在90～95℃保溫20min后冷卻。
(3）空白試驗與對照實(shí)驗樣品糊液加2mL碘-碘化鉀，使用分光光度計檢測吸光度，計算淀粉的留著(zhù)情況，結果見(jiàn)表2。
從表1可以看出，空白試驗（未添加淀粉包裹劑）使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，玉米原淀粉留著(zhù)率為70.12%，對照實(shí)驗（添加了淀粉包裹劑）使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，玉米原淀粉留著(zhù)率為80.23%，添加淀粉包裹劑后玉米原淀粉留著(zhù)率明顯提高。
2.2.3淀粉包裹劑用量對淀粉留著(zhù)率的影響
(1）取10份500g配制好的1%濃度淀粉，編號1#～10#。
(2）開(kāi)啟攪拌器，產(chǎn)生渦旋后，分別按照噸淀粉2kg（1g）、4kg（2g）、6kg（3g）……20kg（10g）加入1%濃度的淀粉裹劑。
(3）攪拌3min后，再分別按照噸淀粉2kg（1g）、4kg（2g）、6kg（3g）……20kg（10g）加入1%濃度的淀粉包膜劑。
(4）取10份500g配制好的1%濃度稀漿。
(5）開(kāi)啟攪拌器，分別按照噸紙50kg（25g）加入編號1#～10#添加了淀粉包裹劑的玉米原淀粉，分別稀釋至1000mL。
(6）攪拌10min后，分別使用80目的篩網(wǎng)模擬抄紙，保留白水，編號1#～10#。
(7）編號1#～10#白水樣品，各取100mL。
(8）分別使用水浴鍋加熱糊化，在90～95℃保溫20min后冷卻。
(9）分別加2mL碘-碘化鉀，使用分光光度計檢測吸光度，計算淀粉的留著(zhù)情況，結果見(jiàn)表3。
表2 添加淀粉包裹劑與未添加淀粉包裹劑淀粉留著(zhù)率
表3 淀粉包裹劑對淀粉留著(zhù)率的影響
| 項目 | 淀粉留著(zhù)率/% |
| 空白實(shí)驗（未添加） | 70.12 |
| 對照實(shí)驗（添加） | 80.23 |
| 淀粉包裹劑用量/(kg/t淀粉) | 淀粉留著(zhù)率/% |
| 2 | 72.64 |
| 4 | 74.98 |
| 6 | 77.11 |
| 8 | 79.11 |
| 10 | 80.98 |
| 12 | 81.93 |
| 14 | 82.56 |
| 16 | 83.01 |
| 18 | 83.39 |
| 20 | 83.71 |
由表3可以看出，淀粉留著(zhù)率隨著(zhù)淀粉包裹劑加入量的增加而提高，但不呈線(xiàn)性關(guān)系，隨著(zhù)淀粉包裹劑用量的增加留著(zhù)率的提升速度逐漸變慢。
3.在實(shí)際生產(chǎn)中的應用
3.1淀粉包裹劑的添加位置
淀粉裹劑與淀粉包膜劑分別添加在漿內淀粉機前罐泵前和泵后管道，且添加管出口最好深入淀粉管道內部。這樣做可以使淀粉包裹劑和漿內淀粉充分混合。淀粉裹劑是將淀粉顆粒包裹，會(huì )使淀粉可以短時(shí)間內絮聚，淀粉裹劑位于泵前，一是淀粉泵轉動(dòng)會(huì )產(chǎn)生湍動(dòng)，使淀粉裹劑與淀粉能夠充分混合，二是可以避免淀粉絮聚。淀粉包膜劑位于泵后1～3m的位置，這樣會(huì )留給淀粉裹劑與淀粉充足的反應時(shí)間，且在泵后該位置還會(huì )存在一定的沖擊力，有利于淀粉包膜劑與淀粉的混合。
3.2淀粉包裹劑用量
我公司（匯勝集團）現規定淀粉包裹劑的加入量為噸淀粉15kg，且只在淀粉噸紙用量大于50kg時(shí)才使用。
3.3紙管原紙實(shí)際生產(chǎn)中淀粉包裹劑的使用效果
以我公司（匯勝集團）某級別紙管原紙為例，淀粉包裹劑添加量為15kg/t淀粉，生產(chǎn)時(shí)的實(shí)際數據如表4。
3.在實(shí)際生產(chǎn)中的應用
3.1淀粉包裹劑的添加位置
淀粉裹劑與淀粉包膜劑分別添加在漿內淀粉機前罐泵前和泵后管道，且添加管出口最好深入淀粉管道內部。這樣做可以使淀粉包裹劑和漿內淀粉充分混合。淀粉裹劑是將淀粉顆粒包裹，會(huì )使淀粉可以短時(shí)間內絮聚，淀粉裹劑位于泵前，一是淀粉泵轉動(dòng)會(huì )產(chǎn)生湍動(dòng)，使淀粉裹劑與淀粉能夠充分混合，二是可以避免淀粉絮聚。淀粉包膜劑位于泵后1～3m的位置，這樣會(huì )留給淀粉裹劑與淀粉充足的反應時(shí)間，且在泵后該位置還會(huì )存在一定的沖擊力，有利于淀粉包膜劑與淀粉的混合。
3.2淀粉包裹劑用量
我公司（匯勝集團）現規定淀粉包裹劑的加入量為噸淀粉15kg，且只在淀粉噸紙用量大于50kg時(shí)才使用。
3.3紙管原紙實(shí)際生產(chǎn)中淀粉包裹劑的使用效果
以我公司（匯勝集團）某級別紙管原紙為例，淀粉包裹劑添加量為15kg/t淀粉，生產(chǎn)時(shí)的實(shí)際數據如表4。
表4 某級別紙管原紙淀粉包裹劑上機使用效果
| 項目 | 未添加 | 添加 | 差值 |
| 噸紙淀粉用量/kg | 74 | 60 | 14 |
| 干強劑用量/kg | 26 | 23 | 3 |
| 漿料留著(zhù)率/% | 72.2 | 74.7 | 2.5 |
| 濾水速度/s | 26 | 29 | -3 |
| 混合白水COD/(mg/L) | 12660 | 11132 | 1528 |
由表4可以看出，添加淀粉包裹劑后，噸紙淀粉用量由74kg降低至60kg，降幅約18.92%。噸紙干強劑用量由26kg降低至23kg，降幅約11.54%。在紙管原紙實(shí)際生產(chǎn)中，淀粉包裹劑在提高淀粉留著(zhù)率和成紙強度上有著(zhù)明顯的效果。
漿料留著(zhù)率由72.2%升高至74.7%，升高了2.5%，說(shuō)明淀粉包裹劑在提高紙漿留著(zhù)率方面也有一定的效果，但效果不如提高淀粉留著(zhù)率的效果明顯。淀粉包裹劑的主要功效還是針對于像淀粉這樣的顆粒型固形物。濾水速度由26s升高至29s，這也是淀粉包裹劑提高淀粉留著(zhù)率效果的佐證。
混合白水COD由12660mg/L降低至11132mg/L，說(shuō)明淀粉包裹劑在降低水處理壓力上也有一定的效果。
在添加淀粉包裹劑前，混合白水COD大約穩定在12000～12500mg/L之間，添加淀粉包裹劑后，混合白水COD明顯降低，在使用一段時(shí)間后，混合白水COD穩定在9000～10500mg/L之間。在使用淀粉包裹劑后，混合白水中的淀粉顆粒明顯減少。
4 結論
4.1以我公司（匯勝集團）某級別紙管原紙為例，在淀粉包裹劑加入量為15kg/t淀粉時(shí)，淀粉用量可由74kg降低至60kg，降幅可達18.92%，同時(shí)干強劑噸紙用量也由26kg降低至23kg。在生產(chǎn)紙管原紙時(shí)添加淀粉包裹劑可以很大程度地降低淀粉、干強劑等相關(guān)輔料的用量，也就相應降低了生產(chǎn)成本。
漿料留著(zhù)率由72.2%升高至74.7%，升高了2.5%，說(shuō)明淀粉包裹劑在提高紙漿留著(zhù)率方面也有一定的效果，但效果不如提高淀粉留著(zhù)率的效果明顯。淀粉包裹劑的主要功效還是針對于像淀粉這樣的顆粒型固形物。濾水速度由26s升高至29s，這也是淀粉包裹劑提高淀粉留著(zhù)率效果的佐證。
混合白水COD由12660mg/L降低至11132mg/L，說(shuō)明淀粉包裹劑在降低水處理壓力上也有一定的效果。
在添加淀粉包裹劑前，混合白水COD大約穩定在12000～12500mg/L之間，添加淀粉包裹劑后，混合白水COD明顯降低，在使用一段時(shí)間后，混合白水COD穩定在9000～10500mg/L之間。在使用淀粉包裹劑后，混合白水中的淀粉顆粒明顯減少。
4 結論
4.1以我公司（匯勝集團）某級別紙管原紙為例，在淀粉包裹劑加入量為15kg/t淀粉時(shí)，淀粉用量可由74kg降低至60kg，降幅可達18.92%，同時(shí)干強劑噸紙用量也由26kg降低至23kg。在生產(chǎn)紙管原紙時(shí)添加淀粉包裹劑可以很大程度地降低淀粉、干強劑等相關(guān)輔料的用量，也就相應降低了生產(chǎn)成本。
4.2紙漿留著(zhù)率由72.2%升高至74.7%，升高了2.5%，而濾水速度由26s升高至29s。說(shuō)明淀粉包裹劑在提高留著(zhù)率的同時(shí)，也會(huì )使紙漿中的細小組分增多，對網(wǎng)部脫水有一定的負面影響，但相對于淀粉包裹劑的增益效果來(lái)說(shuō)可以忽略不計。
4.3混合白水COD由12660mg/L降低至11132mg/L。說(shuō)明淀粉包裹在提升淀粉留著(zhù)率，降低生產(chǎn)成本同時(shí)，也能夠有效地降低紙管原紙生產(chǎn)車(chē)間外排水的COD。在生產(chǎn)紙管原紙時(shí)添加淀粉包裹劑會(huì )除了帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟效益以外，還產(chǎn)生一定程度上的環(huán)境效益。
4.3混合白水COD由12660mg/L降低至11132mg/L。說(shuō)明淀粉包裹在提升淀粉留著(zhù)率，降低生產(chǎn)成本同時(shí)，也能夠有效地降低紙管原紙生產(chǎn)車(chē)間外排水的COD。在生產(chǎn)紙管原紙時(shí)添加淀粉包裹劑會(huì )除了帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟效益以外，還產(chǎn)生一定程度上的環(huán)境效益。
