CN104818640A - 生物法提取植物纤维生产工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物法提取植物纤维生产工艺方法；属于生物制浆技术生产工艺方法的技术领域。包括原料准备，除尘，发酵分解，磨浆，除渣，筛选，一级洗涤浓缩，高浓漂白，二级洗浆浓缩和制成浆板等步骤；本发明具有保证成浆质量，操作方式简便，使用原料环保，节能成本降低，废水排放为零的优点。

Description

生物法提取植物纤维生产工艺方法

技术领域

本发明涉及一种生物法提取植物纤维生产工艺方法；属于造纸业中制浆工艺的技术领域，具体说属于生物制浆技术生产工艺方法的技术领域。

背景技术

造纸业是污染物排放严重的产业，特别是制浆部分。传统的化学法制浆使用化学药品除去或降解植物纤维中的木素果糖果胶，使之成浆。在制浆过程中使用的原料和化学药品，大约一半以上成为污染物，污染大气和水源。蒸煮产生的废液和漂白产生的废液都需要回收处理，因为水中含有大量的有机化合物、有机氯化合物。回收处理这些废气、废水的投资和运行成本不仅非常高，还往往难以达到国家对环境保护的要求。成为限制造纸行业发展的瓶颈。

生物制浆法是以生物分解为主，靠生物真菌(白腐菌)在其繁殖生长过程中所分泌出来的各种酶，将芳香族大分子结构的木素还原分解为H₂O与CO₂，因此生物制浆法不产生有机化合物、有机氯化合物，用水量也极少，可以循环使用。生物制浆技术由于以生物代替化学药品制浆，不产生有机化合物，从而达到无污染的目的，一直是科学家关注的高新技术。20世纪90年代末，日本神户制钢所应用白腐菌在常温常压下分解木材成功制出优质纸浆；选定适宜温度，可以分解出80％的木质素，比一般化学制浆法成本降低了50％；这种白腐菌对木质素的脱除分解率极高，而对纸浆纤维中的纤维素分解极少，超过化学法得浆率约50％；此种制浆方法是对传统制浆方法的巨大挑战；由于生物制浆周期长(约30天)、白腐菌筛选困难，成为大规模生产的最大障碍，难以实现该技术的产业化。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供了一种生物法提取植物纤维生产工艺方法；以实现既能解决成浆质量，又能实现废水零排放的制浆方法的目的。

为达到所述的目的本发明生产工艺方法是：

一种生物法提取植物纤维生产工艺方法，包括如下步骤：

(一)原料准备-草本植物，木本植物经过水平皮带输送机送入10吨/小时切草机，切草机将草类纤维原料切成30-50毫米长短的草片、木片；

(二)除尘-草片经过水平皮带输送机经过辊式筛网除尘器将草片中的尘土、部分草叶和草节等杂质分离出去；

(三)发酵分解-将除尘后的草片原料利用水平皮带输送机依次输送至升流式发酵反应塔和降流式发酵反应塔发酵分解后降解植物中的木塑和果糖果胶形成粗浆；

(四)磨浆-将粗浆送入高温间歇式中浓磨机中磨浆；磨浆浓度范围为5-15％，磨浆温度控制在70-95℃，加热所用蒸汽来自天然气锅炉所提供蒸汽；

磨浆过程中，按吨原料0.01投加Ca(OH)2、H2O2、Na2SiO3及螯合剂等，pH值控制在9以上，从而实现对浆的第一步漂白；在此过程中，其一是用碱即熟石灰润胀纤维，提高成浆强度；其二是用过氧化氢漂白纤维，提高成浆白度；经过此次漂白后，纸浆白度可达到58°左右；

(五)除渣-采用一级三段锥形除渣器利用离心原理去除浆料中密度不同于浆料的杂质；浆中的水和纤维组成的良浆向上由中心管排出，而粗渣由下部排出；

(六)筛选-利用压力筛进行筛选；压力筛采用多段封闭筛选流程，进浆浓度控制在1％，进浆压力在3.0-4.0公斤/平方厘米；该压力筛可为缝筛或孔筛；筛缝大小为0.25-0.4毫米；

(七)一级洗涤浓缩-首先利用多网浓缩机采用多个斜网并联、利用重力方式脱水浓缩将纸浆悬浮液中纸浆浓度从1％浓缩至5％；接下来利用双网洗浆机将纸浆浓度进一步从5％浓缩至30％；该双网洗浆机用两床洗浆网；该洗浆网为40-50目的聚脂网；洗出来的是30％的干浆浆料；

(八)高浓漂白-首先将30％的干浆浆料在高浓漂白塔内利用双氧水漂白法将本色浆料变成白色浆料；该高浓漂白塔为高浓料仓，所述的高浓漂白塔或高浓料仓为采用防腐钢板制作的圆柱型中空的塔结构；该干浆浆料输入塔内，该塔的底部设置有螺旋推进装置；

其次从高浓漂白塔中出来的浆料进入盘式高浓混合机混合，使蒸汽与本色浆料和双氧水快速混合均匀；高浓漂白后的漂白浆料浓度为10％以上；白度达到85％；

(九)二级洗浆浓缩-经前述浓缩及高浓漂白后，加补充清水稀释纸浆浓度，降低纸浆温度，从30％又降低至5％；对漂白后的纸浆进行二次洗涤浓缩后即可得到成品纸浆；二次洗浆浓缩设备仍采用如(七)步骤双网浓缩工艺中的双网洗浆机；

(十)制成浆板-成品纸浆通过成浆池、抄前池进入计量槽；采用网目80目的多网多缸浆板机，利用蒸汽加热网部脱水、压榨脱水、烘干后制成浆板；

(十一)成型浆板切纸、打包入库。

该步骤(二)中除尘器为羊角除尘器或六辊除尘器。

该步骤(三)中在升流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.12加入生物菌，按吨原料0.32加入常温水，发酵时间为96小时；PH值达到6；在降流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.3加入生石灰水；发酵时间48小时。

该生物菌为酵母菌分离与褐腐菌分解结合的多种生物菌和组合菌。

该步骤(五)中一级三段除渣为：浆料经过除渣器后，良浆即为合格浆料，直接进入下一道工序为一段除渣；一段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第一段除渣器的进口为二段除渣；将第二段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第二段除渣器的进口为三段除渣；三段后的杂质则回收处理。

该步骤(七)多网浓缩机包括槽体，转鼓部分，压辊部分和洗网装置；该槽体支承着除传动部分以外的所有部件，由钢板和型钢焊制而成，圆网槽形式为逆流式，网槽中心与转鼓中心偏移15m²以下为80mm，20m²以上为100mm；浆料由位于网槽下部的进浆口进入槽体，并使一部分浆料直达网槽底部，可稀释底部的浓浆，有利于消除积浆和浆料脱水上网，槽体上设有一个出浆口和一个白水出口；白水排放水位以便控制网槽内外的液位差可用闸板调节；

该转鼓部分的转鼓采用轮幅式外加聚丙乙稀注塑滤板的结构，该转鼓外面覆面网，该转鼓面网为40目/寸的尼龙网；

该转鼓轮幅固定于空心轴上，两端支承固定在槽体上的标准轴承座上；

该转鼓由电磁调速异步电机经过三角胶带及减速机之后带动；

该压辊部分为在转鼓上方安装有压辊，用以将上网的浆料进行最后强制脱水，随即将脱水浓缩的浆料吸附在压辊的包胶面上，经过刮刀刮下，落入出料槽，经出浆口排出；该压辊对转鼓的压力一般控制在40N/cm左右，可根据浆种、浆层厚度通过调节支承弹簧长度，来选择合适的压辊线压；利用槽体上的滑浆板，可将浆料引出浆槽；

该洗网装置采用摆动式洗网喷水管，用小型减速电机单独驱动。

该步骤(四)中按吨原料0.1用4％的Mg(OH)2加5％的H2O2在75℃的温度、25％浓度下，在高浓磨浆机内边磨浆边漂白2.5小时。

该步骤(八)干浆浆料按吨原料0.12加入2％的Mg(OH)2和5％的H2O2在75℃温度下，在高浓漂白塔漂白2.5小时。

采用本发明的生产工艺方法成功克服了如下一些问题：其一，木素生物降解的困难性；其二，生物菌繁殖时的环境条件难以控制，容易被杂菌感染而达不到生物降解的目的；其三，生物制浆过程中伴有纤维素的降解。同时本发明具有保证成浆质量，操作方式简便，使用原料环保，节能成本降低，废水排放为零的优点。

附图说明

图1为本发明产品生产工艺结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明产品工艺方法详细说明如下。

如图1所示，一种生物法提取植物纤维生产工艺方法，包括如下步骤：

(一)原料准备-草本植物，木本植物(例如龙须草)经过水平皮带输送机送入10吨/小时切草机，切草机将草类纤维原料切成30-50毫米长短的草片，木片；

原料储存

原料场管理规程的重点是防火、防雷击、防自燃、防水、防潮、防霉变。原料场要选择在地势较高，排水方便的地方，并设置有避雷针、消防栓、灭火器等消防设施。原料垛间距离要大于8米，垛群间距离要大于25米，作为防火带和消防车通道。原料场最边缘的原料垛离原料场的围墙要有一定距离(一般5米以上)，用于防止墙外火星引燃墙内原料垛。

原料储存场地平坦、不积水，垛基比自然地面高出300mm(水中储料场除外)。原料储存时，龙须草应打净，稻草应叶少、无根茎；无霉烂及变质现象，所有原料内应无杂草、砂粒、石块及金属等杂物。根据当地条件，如收购的期限及运输条件等，各种原料的总储存数量取以下数值：6个月，最少2个月。由于厂区范围内原料储存场地不够储存全部原料时，应贮原料安排在中间堆场储存。

原料储存场的设备选用考虑机械化搬运，按工厂每日原料需要量的1.5倍左右配备。将采用适用的转运方法，沿最短的距离进行，尽可能地不进行中间转载，使转载的次数尽量减少。草类原料的运输采用车辆运输方式。采用移动式胶带运输机上垛。

原料准备

备料系统随原料品种及半成品用途不同而异。本发明采用干法备料，由上料、切料、筛选、除尘、储存等工序组成。各种半成品都必须清除尘埃、金属物、污泥、石子等杂质以及霉烂、变质、烧焦的原料。

(二)除尘-草片经过水平皮带输送机经过辊式筛网除尘器将草片中的尘土、部分草叶和草节等杂质分离出去；除尘器为羊角除尘器或六辊除尘器。

(三)发酵分解-将除尘后的草片原料利用水平皮带输送机依次输送至升流式发酵反应塔和降流式发酵反应塔发酵分解后降解植物中的木塑和果糖果胶形成粗浆；

在升流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.12加入生物菌，按吨原料0.32加入常温水，发酵时间为96小时；PH值达到6；在降流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.3加入生石灰水；发酵时间48小时。该生物菌为酵母菌分离与褐腐菌分解结合的生物菌或多种生物菌和组合菌(专利号201310246402.5)。

生物分解阶段：包括升流式生物分解塔(即升流式发酵反应塔)、降流式石灰处理塔(即降流式发酵反应塔)和排渣、渣水分离、菌液回用、菌种池及投加等工序。

生物处理的主要目的，在于有选择地分解原料中的木素。由于木素与其他生物高分子不同，具有网状复杂结构，不含有易水解的重复单元，所以难以用水解进行降解。但可以降解木素的微生物很多，最主要的是担子菌类。

木素的微生物降解机理有如下几点:

(1)木素的代谢降解，主要在有氧条件下进行，根据微生物处理后木素的官能团分析，其羧基与其共轭碳基明显增多，甲氧基含量减少，因此木素的生物降解，主要为氧化反应。

(2)木素分子末端的苯基香豆满型，及愈创木基甘油-β-松柏醚型结构中的松柏醇基与松柏醛基，可被氧化成阿魏酸基，然后在侧链Cα与Cβ巧之间被切断而生成香草酸基。苯基香豆满结构的q与巧键，可被加氧酶切断，而生成香草酸基；β-芳基型结构的醚键，可被加单氧酶或加双氧酶开裂。

(3)几乎所有的白腐菌都含有漆酶，它可以氧化酚型木素单元为苯氧游离基，接着氧化侧链位的轻基成碳基o-碳基经过烯醇型结构，在加单氧酶作用下Cα与Cβ键开裂或β-0-4键开裂。

(4)在漆酶作用下，可发生脱甲氧基反应，生成的邻醒结构，可在纤维二糖二酷氧化还原酶作用下，被还原成儿茶酚结构，然后在加双氧酶作用下，进行环开裂反应。

如上所述在生物分解塔中，在微生物作用下实现对原料的疏解与软化。

通过渣水分离工序，将原料中剩余固体废弃物分离出来，外运至固体废弃物处置工段；含有生物菌的清水则循环回用至生物分解塔。

菌种池作为生物菌中间储存池，用于接纳盛放从育菌中心转运而来的菌种，并在需要时向生物分解塔中添加。

(四)磨浆-将粗浆送入高温间歇式中浓磨机中磨浆；磨浆浓度范围为5-15％，磨浆温度控制在70-95℃，加热所用蒸汽来自天然气锅炉所提供蒸汽；

磨浆过程中，按吨原料0.01(1:1.2:0.8)比例投加Ca(OH)2、H2O2、Na2SiO3及螯合剂等，pH值控制在9以上，从而实现对浆的第一步漂白；在此过程中，其一是用碱即熟石灰(氢氧化钙，化学式：Ca(OH)2)润胀纤维，提高成浆强度；其二是用过氧化氢(双氧水，化学式：H2O2)漂白纤维，提高成浆白度；经过此次漂白后，纸浆白度可达到58°左右；

按吨原料0.1(1:2)用4％的Mg(OH)2加5％的H2O2在75℃的温度、25％浓度下，在高浓磨浆机内边磨浆边漂白2.5小时。

磨浆工段采用先进的中浓磨浆方法，磨浆浓度范围为5-15％。中浓磨可适用于处理各类浆种，相较于低浓度制浆技术，能耗降低30％以上；成浆品质提高20％以上；操作简单，是现代机械制浆发展趋势。

磨浆温度控制在温度为70-95℃，以提高纸浆的强度，从而纸浆质量得以提高；磨浆机的生产能力得到提高，从而降低磨浆机单位动力消耗。加热所用蒸汽来自天然气锅炉所提供蒸汽。

磨浆过程中，投加Ca(OH)2、H2O2、Na2SiO3及螯合剂等，pH值控制在9以上，从而实现对浆的第一步漂白。在此过程中，一是用碱润胀纤维，提高成浆强度；其二是用过氧化氢漂白纤维，提高成浆白度。经过此次漂白后，纸浆白度可达到58°左右。

(五)除渣-采用一级三段锥形除渣器利用离心原理去除浆料中密度不同于浆料的杂质；浆中的水和纤维组成的良浆向上由中心管排出，而粗渣由下部排出；

除渣净化：采用一级三段锥形除渣器。其主要工作过程如下：

1)相对密度大的杂质在涡旋场中产生比纤维大得多的离心力，它从絮聚团的核心中被剥离出来移向最外周的器壁上。

2)在涡旋运动中不同的旋转半径浆层之间的速度差产生的剪切力破坏了絮聚作用。

良浆(浆中的水和纤维)则由于以下的原因向中心推移：

1)涡旋除渣器(即锥形除渣器)下部直径越来越小，即最外层空间越来越小，而良浆与粗渣的离心力之差越来越大，使相对密度大的粗渣优先占据了最外层。

2)相对密度小的良浆被挤向内层，空气则在中心部分，而相对密度虽与纤维相近但体积较大的粗渣则因质量与惯性比纤维大，它向中心移动的速度滞后于良浆。最终，良浆向上由中心管排出，而粗渣由下部排出。

该一级三段除渣为：浆料经过除渣器后，良浆即为合格浆料，直接进入下一道工序为一段除渣；一段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第一段除渣器的进口为二段除渣；将第二段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第二段除渣器的进口为三段除渣；三段后的杂质则排放处理。

(六)筛选-利用压力筛进行筛选；压力筛采用多段封闭筛选流程，进浆浓度控制在1％，进浆压力在3.0-4.0公斤/平方厘米；该压力筛可为缝筛或孔筛；筛缝大小为0.25-0.4毫米；

筛选、净化目的：净化浆，除去纤维性杂质(非纤维细胞等)，及非纤维性杂质(树脂、泥沙、碎石、铁屑、煤尘等，提高浆的质量，减少漂白药品的消耗，及保护机器设备。同时尽量减少纤维的流失。

筛选:纤维悬浮体在压力作用下，以不同方式通过筛板，在此过程中几何尺寸超过纤维悬浮体容许值的杂质被筛板所阻隔而从纤维悬浮液中分离出来。

筛孔上浆层的形成及破坏:在筛板畅通时，一定方向排列的纤维能顺利的通过筛板，随着时间的增加，在筛孔上发生纤维的絮浆形成浆层。这个浆层有两个作用：

1)不良作用：使通过筛孔的纤维量减少，降低筛选生产能力和增加纤维流失，最后纤维完全不能通过筛孔。因此要清除浆层对筛选的不良作用。

2)积极作用：等于形成另一层筛板，提高筛选的质量，因此应使筛孔上的浆层有一定的密度，既不能让粗纤维和纤维束通过筛孔，又不妨碍合格纤维通过筛孔。

本发明采用多段封闭筛选流程，进浆浓度控制在1％，并将控制适当的尾浆量。

(七)一级洗涤浓缩-首先利用多网浓缩机采用多个斜网并联、利用重力方式脱水浓缩将纸浆悬浮液中纸浆浓度从1％浓缩至5％；接下来利用双网洗浆机将纸浆浓度进一步从5％浓缩至30％；该双网洗浆机用两床洗浆网；该洗浆网为40-50目的聚脂网；洗出来的是30％的干浆浆料；

该多网浓缩机包括槽体，转鼓部分，压辊部分和洗网装置；该槽体支承着除传动部分以外的所有部件，由钢板和型钢焊制而成，圆网槽形式为逆流式，网槽中心与转鼓中心偏移15m²以下为80mm，20m²以上为100mm；浆料由位于网槽下部的进浆口进入槽体，并使一部分浆料直达网槽底部，可稀释底部的浓浆，有利于消除积浆和浆料脱水上网，槽体上设有一个出浆口和一个白水出口；白水排放水位以便控制网槽内外的液位差可用闸板调节；

该转鼓部分的转鼓采用轮幅式外加聚丙乙稀注塑滤板的结构，该转鼓外面覆面网，该转鼓面网为40目/寸的尼龙网；

该转鼓轮幅固定于空心轴上，两端支承固定在槽体上的标准轴承座上；

该转鼓由电磁调速异步电机经过三角胶带及减速机之后带动；

该压辊部分为在转鼓上方安装有压辊，用以将上网的浆料进行最后强制脱水，随即将脱水浓缩的浆料吸附在压辊的包胶面上，经过刮刀刮下，落入出料槽，经出浆口排出；该压辊对转鼓的压力一般控制在40N/cm左右，可根据浆种、浆层厚度通过调节支承弹簧长度，来选择合适的压辊线压；利用槽体上的滑浆板，可将浆料引出浆槽；

该洗网装置采用摆动式洗网喷水管，用小型减速电机单独驱动。

多网浓缩：将纸浆悬浮液中纸浆浓度从1％浓缩至5％。采用多个斜网(例如两个)并联、利用重力方式脱水浓缩。其优点：首先不需动力消耗，而且对进浆压力没有要求；其二对浆中颗粒状杂质如油墨、填料的去除率高，因为浆料在斜网上初期脱水时的浆层很薄，颗粒状杂质极易穿透纤维层而通过网子洗去，后期浆料成团在网子上滚落时由于浆团周围反复同网面接触致使浆团外周的颗粒状杂质也极易通过网子被洗去；其三纤维流失率低，且很难有纤维的意外流失；其四设备维修维护费用极低。

双网浓缩(或双网洗浆)：将纸浆浓度进一步从5％浓缩至30％。该双网洗浆机设备的工作原理系利用双网夹住纸浆环绕第一个脱水辊时产生的张力对纸浆进行初步挤压脱水，初步脱水后的纸浆在双网带动下再进入下一个直径相对较小的脱水辊，按照第一个脱水辊的脱水方式进行第二次挤压脱水，由于脱水压力P＝网张力F/脱水辊半径R，所以，第二个脱水辊上的纸浆受到了更大的挤压力。更为主要的是，在第二个脱水辊受压面的尾部，设置有一根上压榨辊，对处于挤压状态下的纸浆施加更为强大的压榨力，这种强大压榨力若没有双网张紧产生的挤压力的存在，会足以压溃(压花)纸浆。也就是说，正是因为在压榨辊之前存在着网子张力产生的挤压力，使得纸浆可以承受更大的多的压榨力。经过上述挤压过程后，实现成浆干度至30％以上。

双网洗浆机洗涤过滤面是一条有端的在吸滤箱内运行的螺旋聚脂网支撑带，和一条有端的附着在支撑带上的聚脂网(30目)；组成，支撑带传递动力并带动滤网运行，在尾辊回程时，有导网辊将滤网和支撑网带分开，支撑网带由调整头辊来张紧，滤网由滤网张紧棍张紧。该设备的流浆箱设有气动闸板回流和手动闸板回流结构，气动闸板在停机时自动打开使浆料回流，手动闸板用作浆层厚度调节及气动闸板失灵时浆料回流。

该双网洗浆机设备主体由洗涤箱、吸滤过渡箱，头、尾辊架，上浆箱、机架等组成，洗涤箱上设有洗涤槽供冲洗浆料用，对浆料进行吸滤并收集黑液，将洗涤后的黑液进行收集后供段逆流洗涤用，并调整各段给液比平衡各段液量。本机共有六段洗涤箱，各段互相间密封隔段，第一段为成型段，其余五段为逆流洗涤段，其中最后一段为清水洗涤段，也可根据实际情况增加一段清水洗涤。洗涤箱首尾设有吸滤过渡箱，用以保证洗涤效果。洗涤箱进口有橡胶抹浆板，使浆层均匀。

机架上设有网带限位辊及效正装置，用以保证网带在允许的范围内运行和偏离的调整。滤网同时也设有效正装置和涨紧装置。

经过此工序，既清洗了浆料，又为下一高浓漂白工序提高了浆料浓度。

(八)高浓漂白-首先将30％的干浆浆料在高浓漂白塔内利用双氧水漂白法将本色浆料变成白色浆料；该高浓漂白塔为高浓料仓，所述的高浓漂白塔或高浓料仓为采用防腐钢板制作的圆柱型中空的塔结构；该干浆浆料输入塔内，该塔的底部设置有螺旋推进装置；

干浆浆料按吨原料0.12(0.6:1)加入2％的Mg(OH)2和5％的H2O2在75℃温度下，在高浓漂白塔漂白2.5小时。

其次从高浓漂白塔中出来的浆料进入盘式高浓混合机混合，使蒸汽与本色浆料和双氧水快速混合均匀；高浓漂白后的漂白浆料浓度为10％以上；白度达到85％；

(九)二级洗浆浓缩-经前述浓缩及高浓漂白后，加补充清水稀释纸浆浓度，降低纸浆温度，从30％又降低至5％；对漂白后的纸浆进行二次洗涤浓缩后即可得到成品纸浆；二次洗浆浓缩设备仍采用如(七)步骤双网浓缩工艺中的双网洗浆机；

(十)制成浆板-成品纸浆通过成浆池、抄前池进入计量槽；采用网目80目的多网多缸浆板机，利用蒸汽加热网部脱水、压榨脱水、烘干后制成浆板；

(十一)成型浆板切纸、打包入库。

综上，制浆过程所用的药剂最多为Mg(OH)2或MgO、H2SO4、CaO或Ca(OH)2、H2O2、O2、O3、生物酶、最多仅含有C、H、O、N四种元素或除去以上最多四种元素外，仅含有硫酸根的表面活性剂。制浆过程中产生的废水物化处理所用混凝剂为硫酸根的铁盐、亚铁盐、铝盐或铵盐。物化处理后再用CaO或Ca(OH)2调节废水的PH值后全部回用于制浆系统。

作为一种改进，所述制浆过程中所用的药剂为Mg(OH)2或MgO，加H2O2和生物酶。制浆过程中产生的废水物化处理所用混凝剂为硫酸根的铁盐、亚铁盐、铝盐或铵盐。物化处理后再用CaO或Ca(OH)2调节废水的PH值后全部回用于制浆系统。

由于本发明采用龙须草为基本原料；龙须草因木质素含量低、纤维素含量高，且纤维细长、质韧、易成浆、易漂白，是制造高档纸、人造棉、人造丝的优质原料。尤其是作为造纸原料，其纤维含量和品质是草本纤维的佼佼者，优于湿地松、杨树等。龙须草通过切断、洗涤、生物菌处理、用4％的Mg(OH)2加5％的H2O2在75℃的温度、25％浓度下，在高浓磨浆机内边磨浆边漂白2.5小时，用后道工序的洗浆废水洗涤和浓缩到浓度25％，进行第二段漂白，同时再加入2％的Mg(OH)2和5％的H2O2在75℃温度下，在高浓漂白塔漂白2.5小时后磨浆，稀释至2％浓度通过筛缝为0.15mm的筛子筛选，筛出的渣子经浓缩至25％浓度后再磨，浓缩下来的废水直接用于草片的洗涤，草片洗涤废水去水处理；洗浆机下来的废水全部用于前道工序高浓浆料的稀释，洗片机下来的废水经预沉后去除约50％左右的SS后经过厌氧处理、好氧处理、二沉好氧菌种回收后加入FeSO4进行混凝处理，调节PH值<7，此时系统中多余的硫酸根离子会同其系统中残余的Ca++离子生成不溶于水的CaSO4，为防止系统中残留的Fe++离子对制浆漂白过程的影响，同时也为对废水进一步脱色，再加入200ppm的H2O2将Fe++离子氧化成Fe+++离子而产生不溶于水的Fe(OH)3沉淀，再加入10ppm的高分子絮凝剂PAM进行固液分离，分离出来的澄清水加入Ca(OH)2调节PH值至7.5左右后全部回用。

目前，我国生产高档纸种使用的原料中木浆比重很大，靠从国外大量进口来解决。而草浆原料主要用来抄造比较低挡的纸种，很多纸种可以使用木浆和草浆两者配抄制得，在某些纸和纸板中配用一定比例的草浆，不仅不会影响纸和纸板的质量，而且可以降低产品成本。龙须草是草类原料中的佼佼者，质量堪与木浆媲美。发展龙须草产业，有利于山区农民脱贫致富。龙须草栽培简单、适应范围广、耐旱、耐脊、不争农地。发展龙须草产业，投资少，管理费低，而且见效快，当年发展当年就见效益，一次种植能多年受益，是一种“短、平、快”的绿色产业。龙须草的种植管理需投入劳动力，利用龙须草加工制成龙须草漂白纸浆能吸收大量劳动力，对解决农村剩余劳动力有一定的缓解作用。因此，龙须草产业化发展，能增加农民收入，充分安置剩余劳动力。农业秸秆也是主要原材料，如麦秆，稻草，芦苇等草本植物。既解决了农业污染，又有效的增加了农民收入。

Claims (8)

1.一种生物法提取植物纤维生产工艺方法，其特征在于包括如下步骤：

(一)原料准备-草本植物，木本植物经过水平皮带输送机送入10吨/小时切草机，切草机将草类纤维原料切成30-50毫米长短的草片、木片；

(二)除尘-草片经过水平皮带输送机经过辊式筛网除尘器将草片中的尘土、部分草叶和草节等杂质分离出去；

(三)发酵分解-将除尘后的草片原料利用水平皮带输送机依次输送至升流式发酵反应塔和降流式发酵反应塔发酵分解后降解植物中的木塑和果糖果胶形成粗浆；

(四)磨浆-将粗浆送入高温间歇式中浓磨机中磨浆；磨浆浓度范围为5-15％，磨浆温度控制在70-95℃，加热所用蒸汽来自天然气锅炉所提供蒸汽；

磨浆过程中，按吨原料0.01投加Ca(OH)2、H2O2、Na2SiO3及螯合剂等，pH值控制在9以上，从而实现对浆的第一步漂白；在此过程中，其一是用碱即熟石灰润胀纤维，提高成浆强度；其二是用过氧化氢漂白纤维，提高成浆白度；经过此次漂白后，纸浆白度可达到58°左右；

(五)除渣-采用一级三段锥形除渣器利用离心原理去除浆料中密度不同于浆料的杂质；浆中的水和纤维组成的良浆向上由中心管排出，而粗渣由下部排出；

(六)筛选-利用压力筛进行筛选；压力筛采用多段封闭筛选流程，进浆浓度控制在1％，进浆压力在3.0-4.0公斤/平方厘米；该压力筛可为缝筛或孔筛；筛缝大小为0.25-0.4毫米；

(七)一级洗涤浓缩-首先利用多网浓缩机采用多个斜网并联、利用重力方式脱水浓缩将纸浆悬浮液中纸浆浓度从1％浓缩至5％；接下来利用双网洗浆机将纸浆浓度进一步从5％浓缩至30％；该双网洗浆机用两床洗浆网；该洗浆网为40-50目的聚脂网；洗出来的是30％的干浆浆料；

(八)高浓漂白-首先将30％的干浆浆料在高浓漂白塔内利用双氧水漂白法将本色浆料变成白色浆料；该高浓漂白塔为高浓料仓，所述的高浓漂白塔或高浓料仓为采用防腐钢板制作的圆柱型中空的塔结构；该干浆浆料输入塔内，该塔的底部设置有螺旋推进装置；

其次从高浓漂白塔中出来的浆料进入盘式高浓混合机混合，使蒸汽与本色浆料和双氧水快速混合均匀；高浓漂白后的漂白浆料浓度为10％以上；白度达到85％；

(九)二级洗浆浓缩-经前述浓缩及高浓漂白后，加补充清水稀释纸浆浓度，降低纸浆温度，从30％又降低至5％；对漂白后的纸浆进行二次洗涤浓缩后即可得到成品纸浆；二次洗浆浓缩设备仍采用如(七)步骤双网浓缩工艺中的双网洗浆机；

(十)制成浆板-成品纸浆通过成浆池、抄前池进入计量槽；采用网目80目的多网多缸浆板机，利用蒸汽加热网部脱水、压榨脱水、烘干后制成浆板；

(十一)成型浆板切纸、打包入库。

2.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(二)中除尘器为羊角除尘器或六辊除尘器。

3.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(三)中在升流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.12加入生物菌，按吨原料0.32加入常温水，发酵时间为96小时；PH值达到6；在降流式发酵反应塔中发酵温度为常温状态下，按吨原料0.3加入生石灰水；发酵时间48小时。

4.如权利要求3所述的生产工艺方法，其特征在于该生物菌为酵母菌分离与褐腐菌分解结合的多种生物菌和组合菌。

5.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(五)中一级三段除渣为：浆料经过除渣器后，良浆即为合格浆料，直接进入下一道工序为一段除渣；一段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第一段除渣器的进口为二段除渣；将第二段除渣器分离出来的粗浆和杂质再进入一组除渣器，分离出来的良浆送到第二段除渣器的进口为三段除渣；三段后的杂质则回收处理。

6.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(七)多网浓缩机包括槽体，转鼓部分，压辊部分和洗网装置；该槽体支承着除传动部分以外的所有部件，由钢板和型钢焊制而成，圆网槽形式为逆流式，网槽中心与转鼓中心偏移15m²以下为80mm，20m²以上为100mm；浆料由位于网槽下部的进浆口进入槽体，并使一部分浆料直达网槽底部，可稀释底部的浓浆，有利于消除积浆和浆料脱水上网，槽体上设有一个出浆口和一个白水出口；白水排放水位以便控制网槽内外的液位差可用闸板调节；

该转鼓部分的转鼓采用轮幅式外加聚丙乙稀注塑滤板的结构，该转鼓外面覆面网，该转鼓面网为40目/寸的尼龙网；

该转鼓轮幅固定于空心轴上，两端支承固定在槽体上的标准轴承座上；

该转鼓由电磁调速异步电机经过三角胶带及减速机之后带动；

该压辊部分为在转鼓上方安装有压辊，用以将上网的浆料进行最后强制脱水，随即将脱水浓缩的浆料吸附在压辊的包胶面上，经过刮刀刮下，落入出料槽，经出浆口排出；该压辊对转鼓的压力一般控制在40N/cm左右，可根据浆种、浆层厚度通过调节支承弹簧长度，来选择合适的压辊线压；利用槽体上的滑浆板，可将浆料引出浆槽；

该洗网装置采用摆动式洗网喷水管，用小型减速电机单独驱动。

7.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(四)中按吨原料0.1用4％的Mg(OH)2加5％的H2O2在75℃的温度、25％浓度下，在高浓磨浆机内边磨浆边漂白2.5小时。

8.如权利要求1所述的生产工艺方法，其特征在于该步骤(八)干浆浆料按吨原料0.12加入2％的Mg(OH)2和5％的H2O2在75℃温度下，在高浓漂白塔漂白2.5小时。