CN108442162B - 农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料，涉及制浆技术领域，所述生物制浆方法包括将农作物秸秆依次进行切段、生物酶一次处理、研磨、微生物菌剂二次处理和漂白，且进行生物酶一次处理时采用复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2‑4)：(1‑2)：(1‑2)：(1‑2)：(1‑2)，缓解了传统制浆方法给环境造成巨大压力的技术问题，本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸秆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及制浆技术领域，尤其是涉及一种农作物秸秆生物制浆方法及造纸浆料。
背景技术
我国的农作物秸秆资源十分丰富，每年生产5.7亿吨以上，据有关资料表明，我国每年浪费秸秆约2.5亿吨以上。因此，如何将这些秸秆资源变废为宝，用于纸浆生产，取代传统木材造纸，降低造纸成本，将具有十分重要的意义。
另外，传统的造纸工艺是高温、高碱、高压蒸煮方法，属高污染行业，制浆过程中产生的废水、废气如果得不到有效及时的解决，就会带来巨大的环境灾难。
因此，开发以农作物秸秆为原料的清洁制浆方法成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种农作物秸秆生物制浆方法，以提供一种秸秆制浆的新方法，缓解传统制浆方法给环境造成巨大压力的技术问题。
本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法，包括如下步骤：
(a)将农作物秸秆进行切段，将切段后的农作物秸秆采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，得到农作物秸秆粗浆；
(b)将农作物秸秆粗浆进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆研磨浆；
(c)将农作物秸秆研磨浆进行微生物菌剂二次处理，得到农作物秸秆细浆；
(d)将农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料；
在步骤(a)中，采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2-4)：(1-2)：(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为2:1:1:1:1；
优选地，在步骤(a)中，所述复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％，优选为0.15wt％。
进一步的，在步骤(c)中，采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行二次处理，所述复合微生物菌剂包括厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌，且四者的质量比为(2-3)：(2-3)：(1-2)：(1-2)，优选为2:2:1:1；
优选地，在步骤(c)中，复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％，优选为0.15wt％。
进一步的，还包括步骤(s)，步骤(s)设置于步骤(c)与步骤(d)之间，步骤(s)为将农作物秸秆细浆进行进行灭菌处理；
优选地，采用蒸汽灭菌。
进一步的，在步骤(a)中，将切段后的农作物秸秆先进行水解处理，得到农作物秸秆水解料，再将农作物秸秆水解料进行生物酶一次处理；
优选地，得到的农作物秸秆水解料的含水率为20％-30％。
进一步的，所述木素过氧化物酶、所述木聚糖酶、所述漆酶、所述果胶酶和所述打浆酶的活性单位均为9-11万u/g，优选为10万u/g。
进一步的，在步骤(a)中，生物酶一次处理的时间为2-5h，温度为40-60℃，优选地，一次处理的时间为3-4h，温度为45-55℃。
进一步的，二次处理的时间为15-45min，温度为40-60℃；
优选地，二次处理的时间为20-40min，温度为45-55℃。
进一步的，在步骤(a)中，先将农作物秸秆切成20-50mm的农作物秸秆段，再进行生物酶处理；
优选地，将农作物秸秆切成30-40mm的农作物秸秆段。
进一步的，所述农作物秸秆选自麦草秸秆、稻草秸秆、棉杆和玉米秸秆中的至少一种。
本发明的目的之二在于提供了一种造纸浆料，该造纸浆料由本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法制备得到。
本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法通过采用木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶协同配合而成的复合生物酶制剂对农作物秸秆进行一次处理并研磨后，再采用微生物菌剂进行二次处理，不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸杆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
本发明提供的造纸浆料通过本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法制备得到，不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸秆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，包括如下步骤：
(a)将农作物秸秆进行切段，将切段后的农作物秸秆采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，得到农作物秸秆粗浆；
(b)将农作物秸秆粗浆进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆研磨浆；
(c)将农作物秸秆研磨浆进行微生物菌剂二次处理，得到农作物秸秆细浆；
(d)将农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料。
在步骤(a)中，采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2-4)：(1-2)：(1-2)：(1-2)：(1-2)，优选为2:1:1:1:1。
在本发明中，在步骤(a)中，先将农作物秸秆切段，以便于进行生物酶处理时，生物酶更容易与秸秆中的木质素等物质发生反应，使其去除。
在步骤(b)中，通过将农作物促进进行研磨分丝处理，以将农作物秸秆粗浆细化，便于便于制成造纸浆料。
其中，木素过氧化物酶主要是由真菌分泌，含有亚铁血红素辅基的过氧化物酶，其分子量范围为38-47Kd，其在木素降解中起关键作用。
木聚糖酶是一种存在于植物细胞中的异质多糖，约占植物细胞干重的15-35％，是植物半纤维素的主要成分，其能够加速纤维细胞的降解，从而促进木质素的脱除。
漆酶是一种含铜的胞外氧化酶，具有氧化木素的能力，可促使木素生物降解。
果胶酶是一种优良的曲霉菌株，经液体深层发酵和现代生物后提取技术制备而成，其中含有一定的半纤维素酶、纤维素酶和聚糖酶，对分解果胶具有良好作用。
打浆酶用于浆料的磨前预处理以改善打浆性能，可以综合优化造纸生产过程，获得节能和提升生产质量及效率的效果，提高生产效益。
在本发明中，打浆酶购置于巴克曼公司、上海田野公司或上海绿维康公司。
在本发明提供的复合生物酶制剂中，木素过氧化物酶、木聚糖酶、果胶酶和打浆酶的质量比如为2:1:1:1:1、3:1:1:1、4:1:1:1、1:1:1:1、2:1:2:1、2:2:2:1、2:1:2:2、3:1:2:1、3:2:2:1、3:1:2:2、4:1:2:1、4:2:2:1、4:1:2:2。
在本发明中，通过采用木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶协同配合而成的复合生物酶制剂对农作物秸秆进行处理，能够加速木质素及半纤维素从秸秆中的脱除效率，减少了高污染化学试剂的使用，为清洁制浆提供了一种新途径。
本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法通过采用木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶协同配合而成的复合生物酶剂对农作物秸秆进行一次处理并研磨后，再采用微生物菌剂进行二次处理，不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸杆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(a)中，复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％，优选为0.15wt％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％、0.11wt％、0.12wt％、0.13wt％、0.14wt％、0.15wt％、0.16wt％、0.17wt％、0.18wt％、0.19wt％或0.2wt％。
在本发明一种优选实施方式中，在步骤(c)中，采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行生物漂白，复合微生物菌剂包括厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌，且四者的质量比为(2-3)：(2-3)：(1-2)：(1-2)，优选为2:2:1:1。
本发明采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行二次处理，其分离后的菌液能够循环使用，不仅减少了环境污染，而且提高了纸张白度和得浆率。
厌氧芽孢杆菌属于芽孢杆菌中的一种，具有较强的蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶活性。
射脉菌不仅能分解利用葡萄糖、糊精和可溶性淀粉等碳源，还能够分解利用纤维素和半纤维素。
褐腐菌是一种异氧型真核微生物，能够降解纤维素和半纤维素。
多孔菌又称多变拟多孔菌，能够降解木质纤维素和半纤维素。
在本发明的该优选实施方式中，复合微生物菌剂通过厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌协同配合，对农作物秸秆研磨浆进行处理，能够进一步将农作物秸秆研磨浆中残存的木质素及半木质素去除，从而显著提高了的农作物秸秆的得浆率和白度。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，复合微生物菌剂中，厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌的质量比如为2:2:1:1、3:2:1:1、2:3:1:1、3:3:1:1、1:1:1:1、2:3:2:2、3:3:2:2、3:2:2:2或3:2:1:2。
在本发明的一种优选实施方式中，复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％，优选为0.15wt％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％、0.11wt％、0.12wt％、0.13wt％、0.14wt％、0.15wt％、0.16wt％、0.17wt％、0.18wt％、0.19wt％或0.2wt％。
在本发明的一种优选实施方式中，本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法还包括步骤(s)，步骤(s)设置于步骤步骤(c)与步骤(d)之间，步骤(s)为将农作物秸秆细浆进行进行灭菌处理。
通过在步骤(c)和步骤(d)之间设置有步骤(s)，以将农作物秸秆细浆进行灭菌处理，避免残留在农作物秸秆细浆上的微生物影响造纸浆料的质量。
在本发明的进一步优选实施方式中，采用蒸汽灭菌。
通过采用蒸汽进行灭菌，更清洁，从而减少对环境造成污染。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(a)中，将切段后的农作物秸秆先进行水解处理，得到农作物秸秆水解料，再将农作物秸秆水解料进行生物酶处理。
通过将农作物秸秆先进行水解处理，以缩短后续与复合生物酶进行一次处理的时间，提高制浆效率。
在本发明的进一步优选实施方式中，得到的农作物秸秆水解料的含水率为20％-30％。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，农作物秸秆水解料的含水率如为20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％或30％。
通过控制农作物秸秆的含水率为20％-30％，以使得后续进行生物酶一次处理时，其脱除木质素及半纤维素的速度更快，制浆效率更高。
在本发明的一种优选实施方式中，木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶的活性均为9-11万u/g，优选为10万u/g。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶的活性均如为9万u/g、9.2万u/g、9.5万u/g、9.8万u/g、10万u/g、10.2万u/g、10.5万u/g、10.8万u/g或11万u/g。
通过选用活性单位为9-11万u/g的木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，使得复合生物酶制剂保持高的生物活性。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(a)中，进行生物酶一次处理的时间为2-5h，温度为40-60℃。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，进行生物酶一次处理的时间如为2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.2、4.5、4.8或5h，进行生物酶一次处理的温度如为40、42、45、48、50、52、55、58或60℃。
在本发明的该优选实施方式中，在40-60℃下，采用复合生物酶制剂对切断后的农作物秸秆处理2-5h，即可将秸秆中所含的大部分的的木质素和木质纤维素去除，既减少了环境污染，又提高了制浆效率。
在本发明的一种优选实施方式中，进行复合微生物菌剂的二次处理的时间为15-45min，温度为40-60℃。
在本发明一种优选实施方式中，进行复合微生物菌剂的二次处理时间如为15、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40、42或45min；二次处理的温度如为40、42、45、48、50、52、55、58或60℃。
在本发明中，通过在40-60℃下对农作物秸秆研磨浆进行处理，以将农作物秸秆研磨浆中残留的木质素及半纤维素去除，以进一步提高造纸浆料的得浆率和白度。
在本发明的一种优选实施方式中，在步骤(a)中，先将农作物秸秆切成20-50mm的农作物秸秆段，再进行生物酶处理。
在本发明的典型但非限制性的实施方式中，农作物秸秆段的长度如为20、22、25、28、30、32、35、38或40mm。
通过将农作物秸秆切成农作物秸秆段，以便于增大与复合生物酶制剂的接触面积，提高木质素和半纤维素的脱除率。
在本发明的一种优选实施方式中，农作物秸秆选自麦草秸秆、稻草秸秆、棉杆和玉米秸秆中的至少一种。
我国是农业大国，农作物秸秆资源丰富，但是这些资源大部分以堆积、燃烧等形式被废弃，造成极大的环境污染和资源浪费，将这些资源转化成造纸浆料，不但可以减少对木材的消耗，而且还能够降低造纸成本，实现变废为宝，为人类社会的可持续发展提供保证。
需要说明的是，通过本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法分离出来的液体能够用于制造有机肥料，不会造成环境污染。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种造纸浆料，该造纸浆料由本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法制备得到。
本发明提供的造纸浆料通过本发明提供的农作物秸秆生物制浆方法制备得到，不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸秆变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
下面结合实施例和对比例对本发明的技术方案做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，包括如下步骤：
(a1)将农作物秸秆切段，切成长度为30-40mm农作物秸秆段，然后将切段后的农作物秸秆加入水中浸泡2h，然后挤压水分，得到含水率为2-30％的农作物秸秆水解料；
(a2)将农作物秸秆水解料在温度50℃进行生物酶一次处理，一次处理的时间为3h，得到农作物秸秆粗料；
采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，处理温度为50得到农作物秸秆粗浆；
(b)将农作物秸秆粗径进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆
(c)将农作物秸秆研磨浆在50℃进行微生物菌剂二次处理，二次处理时间为20min，得到农作物秸秆细浆；
(d)将灭菌后的农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料；
其中，复合生物酶制剂为木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶的混合物，且五者的质量比为3:2:1:1:1，五种酶的活性均为10万u/g，且复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％；
复合微生物菌剂为厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌褐多孔菌的混合物，且四者的质量比为3:3:2:2，且复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％。
实施例2
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例1的不同之处在于，复合生物酶制剂中，木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶为3:2:2:2:2。
实施例3
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例1的不同之处在于，复合生物酶制剂中，木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶为2:1:1:1:1。
实施例4
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例3不同之处在于，复合微生物菌剂中，厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌的质量比为3:2:2:1。
实施例5
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例3不同之处在于，复合微生物菌剂中，厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌的质量比为2:2:1:1。
实施例6
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，在步骤(c)中，采用白腐菌对农作物秸秆研磨浆进行二次处理。
实施例7
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，在步骤(c)中，采用褐腐菌对农作物秸秆研磨浆进行二次处理。
实施例8
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，在步骤(c)中，采用厌氧芽孢杆菌对农作物秸秆研磨浆进行二次处理。
实施例9
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，复合微生物菌剂为厌氧芽孢杆菌和褐腐菌的混合物，且两者的质量比为2:1。
实施例10
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，复合微生物菌剂为褐腐菌和多孔菌的混合物，且两者的质量比为1:1。
实施例11
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，复合微生物菌剂为厌氧芽孢杆菌、褐腐菌和多孔菌的混合物，且两者的质量比为2:1:1。
实施例12
本实施例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施例与实施例5的不同之处在于，复合微生物菌剂为厌氧芽孢杆菌、射脉菌和褐腐菌混合物，且两者的质量比为2:2:1。
对比例1
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施对比例与实施例5的不同之处在于，未进行步骤(c)。
对比例2
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施对比例与实施例5的不同之处在于，在步骤(a)中，采用木素过氧化物酶进行生物酶一次处理。
对比例3
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施对比例与实施例5的不同之处在于，在步骤(a)中，采用漆酶进行生物酶一次处理。
对比例4
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施对比例与实施例5的不同之处在于，在步骤(a)中，采用木聚糖酶进行生物酶一次处理。
对比例5
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本实施对比例与实施例5的不同之处在于，在步骤(a)中，采用打浆酶进行生物酶一次处理。
对比例6
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木素过氧化物酶和木聚糖酶的混合物，且两者的质量比为2:1。
对比例7
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木聚糖酶和漆酶的混合物，且两者的质量比为1:1。
对比例8
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木素过氧化物酶、木聚糖酶和漆酶的混合物，且三者的质量比为2:1:1。
对比例9
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木聚糖酶、漆酶和果胶酶的混合物，且三者的质量比为1:1:1。
对比例10
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木聚糖酶、漆酶和打浆酶的混合物，且三者的质量比为1:1:1。
对比例11
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶和打浆酶的混合物，且四者的质量比为1:2:2:2。
对比例12
本对比例提供了一种农作物秸秆生物制浆方法，本对比例与实施例5的不同之处在于，复合酶制剂为木素过氧化物酶、木聚糖酶、果胶酶和打浆酶的混合物，且四者的质量比为1:2:2:2。
试验例
将实施例1-12及对比例1-12所制备的造纸浆料分别进行浆得率、白度和所制成纸张的断裂长及环压指数检测，结果表1所示。
表1造纸浆料性能数据表
从表1可以看出，本发明实施例1-12提供的农作物秸秆生物制浆方法，所得造纸浆料的浆得率高于73.5％，白度高于72％，断裂长大于4.7Km，环压指数高于11.2N.m/g，这说明本发明提供的农作秸秆生物制浆方法通过对农作物秸秆进行一次生物酶处理，再进行微生物菌剂二次处理，不仅提高了得浆率和白度，而且所制成的纸张具有优异的机械性能。
从实施例1-12与对比例1的对比可以看出，通过采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行二次处理，能够显著提高木质素及半纤维素的去除率，从而显著提高造纸浆料的得浆率、白度以及所制成纸张的机械性能。
从实施例1-12与对比例2-12的对比可以看出，通过采用木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶协同配合而成的复合生物酶剂，显著提高了秸秆中木质素和半纤维素的去除率，提高造纸浆料的得浆率和白度，并使制成的纸张的机械性能更加优异。
从实施例1-5与实施例6-12的对比可以看出，通过采用通过厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌协同配合制成的复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行处理，能够进一步将农作物秸秆研磨浆中残存的木质素及半木质素去除，从而显著提高了的造纸浆料的得浆率和白度，同时所制成的纸张的机械性能更加优良。
从实施例1-4与实施例5的对比可以看出，复合生物酶制剂为木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶混合物，且五者的质量比为2:1:1:1:1，且复合微生物菌剂为厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌，且四者的质量比为2:2:1:1时，更能够有效提高秸秆中木质素及半纤维素的去除率，从而进一步提高的造纸浆料的得浆率和白度及制成的纸张的机械性能优良。
综上，本发明以农作物秸秆为原料，提供了一种生物制浆方法，不仅减少了废水和废气的排放，降低了能耗消耗，而且提高了得浆率和白度，同时还将农作物秸变废为宝，对于节能减排和低碳经济具有重要意义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (21)
1.一种农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将农作物秸秆进行切段，将切段后的农作物秸秆进行生物酶一次处理，得到农作物秸秆粗浆；
(b)将农作物秸秆粗浆进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆研磨浆；
(c)将农作物秸秆研磨浆进行微生物菌剂二次处理，得到农作物秸秆细浆；
(d)将农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料；
在步骤(a)中，采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为(2-4)：(1-2)：(1-2)：(1-2)：(1-2)；
在步骤(c)中，采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行二次处理，所述复合微生物菌剂包括厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌，且四者的质量比为(2-3)：(2-3)：(1-2)：(1-2)。
2.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，步骤(a)中，所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，且五者的质量比为2:1:1:1:1。
3.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％。
4.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，所述复合生物酶制剂的加入量为农作物秸秆的0.15wt％。
5.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(c)中，采用复合微生物菌剂对农作物秸秆研磨浆进行二次处理，所述复合微生物菌剂包括厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌，且四者的质量比为2:2:1:1。
6.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(c)中，复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.1wt％-0.2wt％。
7.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(c)中，复合微生物菌剂的加入量为农作物秸秆的0.15wt％。
8.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，还包括步骤(s)，步骤(s)设置于步骤(c)与步骤(d)之间，步骤(s)为将农作物秸秆细浆进行灭菌处理。
9.根据权利要求8所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，采用蒸汽灭菌。
10.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，将切段后的农作物秸秆先进行水解处理，得到农作物秸秆水解料，再将农作物秸秆水解料进行生物酶一次处理。
11.根据权利要求10所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，得到的农作物秸秆水解料的含水率为20％-30％。
12.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，所述木素过氧化物酶、所述木聚糖酶、所述漆酶、所述果胶酶和所述打浆酶的活性单位均为9-11万u/g。
13.根据权利要求12所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，所述木素过氧化物酶、所述木聚糖酶、所述漆酶、所述果胶酶和所述打浆酶的活性单位均为10万u/g。
14.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，一次处理的时间为2-5h，温度为40-60℃。
15.根据权利要求14所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，一次处理的时间为3-4h，温度为45-55℃。
16.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(c)中，二次处理的时间为15-45min，温度为40-60℃。
17.根据权利要求16所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(c)中，二次处理的时间为20-40min，温度为45-55℃。
18.根据权利要求1所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，先将农作物秸秆切成20-50mm的农作物秸秆段，再进行生物酶处理。
19.根据权利要求18所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，在步骤(a)中，先将农作物秸秆切成30-40mm的农作物秸秆段再进行生物酶处理。
20.根据权利要求1-19任一项所述的农作物秸秆生物制浆方法，其特征在于，所述农作物秸秆选自麦草秸秆、稻草秸秆、棉杆和玉米秸秆中的至少一种。
21.一种根据权利要求1-19任一项所述农作物秸秆生物制浆方法得到的造纸浆料。
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