CN102345244A - 多种组合生物酶法制浆造纸工艺 - Google Patents
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Abstract
多种组合生物酶法制浆造纸工艺。本发明是采用多种组合生物酶法制浆(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺，以农业秸秆、稻麦草、棉秆、油菜秆、芦苇、竹子、木材等为主原料，经切草、除杂、膨化、经组合生物酶菌发酵、洗浆、选浆、磨浆分离而成浆的生物制浆方法，制浆过程不产生黑液，发酵水、制浆水回收利用，达到废水零排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种制造纸浆的工艺，特别是涉及多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺。
背景技术
我国是造纸技术最早发明的国家，也是现在世界造纸、用纸大国，但制浆造纸技术仍然还是沿用老式的制浆生产工艺，主要工艺为碱法制浆、亚铵法制浆、石灰法制浆、亚钠法制浆以及爆破法制浆。这些传统的制浆工艺用大量化学原料来提取秸杆、稻麦草、芦苇、竹子中的木素造纸浆。在蒸煮过程中产生大量的化学残留物、反应物，生成大量的黑液污染物，这些污染物排造成严重的环境污染，污染了我国的大小江湖河流，污染了我们赖以生存的地球环境，给人们带来了极大地危害。人们已经充分认识到这一点，治理环境，保护环境迫在眉睫。国家规定造纸企业如不更新制浆工艺，不治理污水，环境不达标被关停。
现在普遍应用的造纸制浆方法能耗高，举草浆为例，生产一吨干草浆耗煤1.55～1.7吨、耗电700～800度、耗水100～140吨，现在纸的消耗量正以年16％增长，社会发展对纸需要量越来越大，社会发展需要无污染、能耗低的先进的造纸工艺技术来代替传统的造纸工艺技术。
为了解决上述造纸浆的生产工艺问题，国内专家学者，大专院校从20世纪60年代就开始了，用生物分解的方法来分解各种造纸原料中的木素，这样可以用生物法取代化学法造纸浆，实现造纸全过程水的零排放，从根本杜绝造纸工业对环境的污染。但由于木素是无定形大分子结构，稳定性很强，而微生物中只用少量真菌才能降解木素，如白腐菌只能降解某些木素，且需要高温高压，所以很难保证温度均匀，造成成本加大。
鉴于上述生物方法造纸浆存在难题，本发明人经过多年不懈的研究，反复试验，研究出多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆法造纸工艺，是应用生物酶均在适当的温度下将秸秆中的纤维素、木素、半纤维素、果胶、果糖类进行分离，转化分解，将制浆中的有害物质(半纤维素、果胶、果糖)快速转化为其他可溶和可挥发物质(对造纸、制浆没有影响)，将纤维素分离、软化、保护，将木素进行变性、软化最终达到高效率质量好的纸浆。
粉碎后的原料、经筛选除尘、浸泡、膨化、降温、加酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵、挤浆、洗浆、磨浆、漂白、选浆、配浆、抄纸成型；本工艺是将粉碎后的植物、经常压蒸煮，再经过生物(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)快速发酵将植物中的木质素分离和变性、将半纤维素、淀粉、果胶、果糖转化，最终提取纤维素和变性木素。挤出产生水回收到发酵水蓄水池中可循环使用，实现纸浆用水少排或零排放，这项技术的发明为造纸工业无污染和节能开创了新的阶段，将造福于全中国及全世界。
发明内容
本发明的目的是提供一种多种组合生物酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺，传统造纸浆是应用化学法生产工艺，产生大量的污水，严重污染环境，全部净化需要昂贵的费用，而且制纸浆过程中需消耗大量的水、煤炭、电力等，本发明的生产工艺中不用化学品、无须高压高温加热，无污染、节约水、原材料消耗低、能耗小、生产成本低。可以生产以农业秸秆、稻麦草、棉秆、油菜秆、芦苇、竹子、木材为原料的纸浆，实现纸浆生产用水循环使用，其产出的纸浆品质优良、无任何化学毒素，且生产过程无污染，具有很高的经济效益和社会效益。
本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术措施实现的。
多种组合生物酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺，是将以农业秸秆、稻麦草、棉秆、油菜秆、芦苇、竹子、木材为原料进行切断，即切草，切草的过程中进行筛选剥离，去除原料中的叶子、外皮、蜡皮、泥沙，减少进入制浆工序的杂质、减轻生产用水负荷；膨化工序将切草去杂的原料加入30％的制浆用水进入膨化机进行膨化处理。发酵工序将膨化后将组合生物酶制备液加入到原料中搅拌，放入容器中进行保温发酵，由于采用组合生物酶菌(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)可有效的将木素、半纤维素、果胶、果糖类进行有效的分离、转化分解为可溶性和可挥发物质，将纤维素分离、软化、保护，将木素进行变性、软化；发酵终止后原料滤清和挤压，滤清挤出水分回收到发酵液储存池预备回用。洗浆工序将挤出后的成浆进入洗涤机进行洗涤；选浆工序将洗好的浆料用振框筛进行筛选，筛出的粗渣再回到发酵容器中再次发酵。磨浆工序用高浓磨、中浓磨、双盘磨或疏解机进行磨浆；筛选工序用离心筛、压力筛进行再次筛选，成浆进入成浆池抄纸成型，筛出的浆渣再回到磨前重新磨浆。
多种组合生物酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺与传统工艺相比具有三高三低的特点，三高是指产品质量高、制浆得率高、投资回报率高；三低是指建设投资低，运用成本低、能源消耗低。
具体实施方式
多种组合生物酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵制纸浆的生产工艺，是将以农业秸秆、稻麦草、棉秆、油菜秆、芦苇、竹子、木材为原料进行切断，即切草，切草的过程中进行筛选剥离，去除原料中的叶子、外皮、蜡皮、泥沙，去除原料杂质10％，减少进入制浆工序的杂质、减轻生产用水负荷；膨化工序将切草去杂的原料加入30％的制浆用水进入膨化机进行膨化处理，温度将达到130～150摄氏度，膨化工艺后的原料以松散细化成丝状，可顺纤维撕开，保持原料温度40～50摄氏度，膨化后纤维直径在5～8微米。发酵工序将膨化后将组合生物酶制备液加入到原料中搅拌，原料保温到40～50摄氏度有氧条件下放入容器中进行保温发酵，快速繁殖每秒钟可有一个孢子繁育到千万孢子，这是加入部分浸透剂，由于采用组合生物酶菌(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)可有效的将木素、半纤维素、果胶、果糖类进行有效的分离、转化分解为可溶性和可挥发物质，将纤维素分离、软化、保护，将木素进行变性、软化；发酵终止后原料滤清和挤压，滤清挤出水分回收到发酵液储存池预备回用。洗浆工序将挤出后的成浆进入洗涤机进行洗涤；选浆工序将洗好的浆料用振框筛进行筛选，筛出的粗渣再回到发酵容器中再次发酵。磨浆工序用高浓磨、中浓磨、双盘磨或疏解机进行磨浆；筛选工序用离心筛、压力筛进行再次筛选，成浆进入成浆池抄纸成型，筛出的浆渣再回到磨前重新磨浆。
Claims (6)
1.多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是原料经切草、筛选除尘、浸泡、膨化、降温、加酶(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)发酵、挤浆、洗浆、磨浆、选浆、漂白、配浆、抄纸成型；本工艺是将切草后的原料、经常压蒸煮，再经过生物(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)快速发酵将植物中的木质素分离和变性、将半纤维素、淀粉、果胶、果糖转化，最终提取纤维素和变性木素；原料指秸秆、稻麦草、棉秆、油菜秆、芦苇、竹子、木材。
2.根据权利要求1所述的多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是原料切草的过程中筛选除尘，去除原料中的植物叶(半潜维素)、硅、蜡和泥沙，可有效节约工艺用水。
3.根据权利要求1所述的多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是原料膨化工艺过程中温度可达到130～150摄氏度，膨化工艺后的原料以松散细化成丝状，可顺纤维撕开。
4.根据权利要求1所述的多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是膨化工艺后，将原料温度降到40～50摄氏度，各种酶菌在40～50摄氏度的有氧条件下，各种酶均迅速繁殖，加入浸透剂使霉菌快速将原料中的半纤维素和木素改性。
5.根据权利要求1所述的多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是发酵后的纤维素和已改性木素，经过挤压，进入洗浆选浆，挤出水回收到发酵水蓄水池中回用。
6.根据权利要求1所述的多种组合生物酶法(白腐真菌、黄孢原毛平草菌、木聚糖酶、糖化酶、酵母菌)制浆造纸工艺，其特征是选洗后的浆料进入漂白工艺，漂白工艺后通过筛选配料抄纸成型。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120208 |