CN110080026A - 一种基于废菌棒的生物机械制浆方法、生物机械浆及应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于废菌棒的生物机械制浆方法、生物机械浆及应用，所述方法包括步骤：S1、分离废菌棒的塑料袋膜与菌糠；S2、将分离后的菌糠进行粉碎、均质处理；S3、将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水，以25%‑30%的质量分数浓度输送入高浓磨浆机内进行粗磨；S4、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%‑15%后输送至中浓锥形磨浆机进行精磨处理；S5、将精磨处理后的浆料经双网或螺旋挤压浓缩后获得BMP商品浆。本发明既可减少废菌棒造成的环境污染，同时也可用废菌棒制浆替代部分进口废纸制备包装材料，减低进口废纸带来的环境压力，对于解决好经济发展与生态环境间的矛盾，实现可持续发展具有重要意义。

Description

一种基于废菌棒的生物机械制浆方法、生物机械浆及应用

技术领域

本发明涉及食用菌行业的一种废菌棒资源化利用，尤其涉及一种基于废菌棒的生物机械制浆方法、生物机械浆及应用。

背景技术

随着我国食用菌产业的发展，有效改善国民膳食结构，发展农村经济，同时生产食用菌的废弃物也随之增多，而这些废弃物的随意处置，加重了生态环境的污染。与此同时，以木腐菌为主的生产品种结构，也造成了对森林资源的大量消耗，并由此形成对生态环境的影响。据测算，每生产1吨椴木香菇约消耗70立方米阔叶树，而生产1吨出口香菇则需消耗180立方米阔叶树。即使近来发展起来的袋料栽培，也需要消耗较大量的木材资源。

食用菌兼具营养价值和药用价值的功能食品，近十几年来，我国食用菌产量稳居世界产量的70%，至2014年，食用菌产量达3270万吨，产值约344亿美元。食用菌产业的迅猛发展，为农业增产农民增收带来了显著的经济效益和社会效益。然而，由于生产规模不断扩大，由此产生的菌渣也高大2000万吨。如此大量的有机废弃物不仅带来了巨大的环境压力，而且也对农业资源的极大浪费。因此，将食用菌菌渣“变废为宝”资源化利用尤为迫切。

目前，我国废菌棒的利用率极低，除少部分应用于土壤肥料和育苗基质外，大部分直接废弃或焚烧处理。一方面废菌棒中的杂菌会进入土壤、水体，焚烧处理会产生大量烟尘，污染周边环境；另一方面这种粗放式处理废菌棒，其有机生物质利用效率极低，造成资源的巨大浪费。如何高效合理地利用数量庞大的废菌棒资源，能体现植物资源的高值化利用和农业资源循环利用的理念，既能解决废菌棒废弃或焚烧所产生的生态环境污染问题，又能使废菌棒产生较好的经济效益，是我国食用菌产业可持续发展亟待解决的问题。

我国制浆造纸原料短缺，随着2017年环保部下发«进口废纸环境保护管理规定»和«限制进口类可用作原料的固体废物环境保护管理规定»，对进口废纸进行规范，减少进口废纸带来的环境污染压力。2017年核定进口废纸达2166.67万吨，而来自消费品的二次包装每年总需求达5000万吨箱板瓦楞纸，原料紧缺矛盾更加突出，已成为广大包装企业发展的障碍，因此，“找米下锅”，寻找可替代的植物资源是当务之急。废菌棒既是食用菌企业生产食用菌过程中产生的主要固体废物，同时也含有大量的植物纤维资源，是制浆造纸包装工业原材料。废菌棒是食用菌种植出菇后的废弃原料，其主要由木屑、棉籽壳、玉米芯、麦麸、农作物秸秆等组成，含有大量的纤维素、半纤维素和木素，由于在出菇过程中在生物霉和真菌的作用下，木质素降解，木质素、纤维素及半纤维素的紧密结构已经解构，再经过高浓及中浓磨浆后可制成生物机械浆即BMP浆，可替代部分进口废纸原料。

因此，如何突破现有的化学制浆工艺与装备缺陷，发明一种生物机械的制浆方法即BMP浆制浆方法，将废菌棒制备成物理强度合格商品浆，既可减少废菌棒填埋、焚烧造成的环境污染，同时也可用废菌棒制浆替代部分进口废纸制备包装材料，减低进口废纸所带来的环境压力，对于解决好经济发展与生态环境间的矛盾，实现可持续发展具有重要意义。

发明内容

为实现对废菌棒资源工业化的循环利用，既减少废菌棒填埋、焚烧造成的环境污染，同时为制浆造纸行业提供生产原料，减低进口废纸所带来的环境压力，对于解决好经济发展与生态环境间的矛盾，本发明提供一种基于废菌棒的生物机械制浆方法、生物机械浆及应用。

本发明通过以下技术方案实现：

一种基于废菌棒的生物机械制浆方法，包括步骤：

S1、分离废菌棒的塑料袋膜与菌糠；

S2、将分离后的菌糠进行粉碎、均质处理；

S3、将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水，以25%-30%的质量分数浓度输送入高浓磨浆机内进行粗磨；

S4、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%-15%后输送至中浓锥形磨浆机进行精磨处理；

S5、将精磨处理后的浆料经双网或螺旋挤压浓缩后获得BMP商品浆。

进一步地，所述步骤S1中通过机械剥离法分离废菌棒的塑料袋膜与菌糠。

进一步地，所述的废菌棒由食用菌棒在生物霉与真菌长期作用下出菇后形成。

进一步地，所述步骤S3中，将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水调节至25%-30%的质量分数浓度螺旋输送入高浓磨浆机前的喂料螺旋中，由所述喂料螺旋送入所述高浓磨浆机内进行粗磨。

进一步地，所述步骤S4包括：

S41、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%-15%进入中浓浆泵；

S42、所述中浓浆泵将所述浆料输送至1#中浓锥形磨浆机进行第一次精磨；

S42、经1#中浓锥形磨浆机精磨后的浆料直接进入2#中浓锥形磨浆机进行二次精磨处理。

进一步地，所述步骤S1中分离的塑料袋膜经粉碎造粒回收利用。

一种生物机械浆，由所述方法制备而成。

根据所述的生物机械浆的应用，包括：用于制备瓦楞原纸、制备纸浆模塑制品包装材料或轻质装饰板材。

与现有中药渣资源化利用方法相比，本发明有如下优点：

⑴可实现废菌棒的规模化与工业化利用；

⑵节能：在出菇过程中生物霉与真菌作用下，废菌棒中木质素已大部分降解及组成细胞壁的木质素、纤维素、版纤维素的紧密结构已经解构，同时采用高浓粗磨与中浓精磨浆联合磨浆工艺，节水、节电；

⑶环保：食用菌企业或农户产生的废菌棒可做到集中工业化处理，防止废菌棒任意废弃对生态环境的污染；

⑷经济：将废菌棒制备成BMP浆替代部分废纸浆用于制备瓦楞原纸或纸浆模塑制品可产生较好的经济效益。

附图说明

图1是本发明的基于废菌棒的生物机械制浆方法中利用食用菌出菇后的废菌棒为原料，采用高浓粗磨、中浓锥形磨磨浆的生物机械法联合制备BMP浆的详细工艺示意图。

图2是本发明的基于废菌棒的生物机械制浆方法的简化工艺流程图。

图3是本发明的BMP浆制备纸浆模塑制品工艺流程图。

图4是本发明的BMP浆制备轻质装饰板材（建材）工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明做进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例

本实施例的一种基于废菌棒的生物机械制浆方法，即一种利用食用菌出菇后的废菌棒为原料，采用高、中浓磨浆的生物机械联合制浆工艺方法。

如图1和图2所示，一种基于废菌棒的生物机械制浆方法，包括步骤：

S1、通过机械剥离法分离食用菌棒在生物霉与真菌长期作用下出菇后形成的废菌棒的塑料袋膜与菌糠，分离的塑料袋膜经粉碎造粒回收利用；

S2、将分离后的菌糠进行粉碎、均质处理；

S3、将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水，以25%-30%的质量分数浓度螺旋输送入高浓磨浆机前的喂料螺旋中，由所述喂料螺旋送入所述高浓磨浆机内进行粗磨；

S4、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%-15%进入中浓浆泵；所述中浓浆泵将所述浆料输送至1#中浓锥形磨浆机进行第一次精磨；经1#中浓锥形磨浆机精磨后的浆料直接进入2#中浓锥形磨浆机进行二次精磨处理；

S5、将精磨处理后的浆料经双网或螺旋挤压浓缩后获得BMP商品浆。

由所述方法制备而成生物机械浆，可用于制备瓦楞原纸、制备纸浆模塑制品包装材料或轻质装饰板材，其中，利用所述生物机械浆制备纸浆模塑制品工艺流程如图3所示，利用所述生物机械浆制备轻质装饰板材（建材）工艺流程如图4所示。

本发明的生物机械制浆方法采用机械的方法将废菌棒袋膜剥离后、塑料袋膜与菌糠分离，分离的塑料袋膜粉碎重新造粒回用，菌糠经高浓粗磨和中浓精磨的方式制成BMP浆，避免了化学法制浆方法带来的环境污染，

本发明是菌棒出菇过程自然形成的生物霉和真菌对木质素的降解后加上机械力磨浆的生物机械制浆方法，采用菌棒出菇后的废菌棒为原料，结合高、中浓磨浆的生物机械法联合制浆工艺，将废菌棒制备成物理强度合格商品浆，既可减少废菌棒填埋、焚烧造成的环境污染，同时也可用废菌棒制浆替代部分进口废纸制备包装材料，减低进口废纸所带来的环境压力，对于解决好经济发展与生态环境间的矛盾，实现可持续发展具有重要意义。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明专利构思加以同等替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，包括步骤：

S1、分离废菌棒的塑料袋膜与菌糠；

S2、将分离后的菌糠进行粉碎、均质处理；

S3、将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水，以25%-30%的质量分数浓度输送入高浓磨浆机内进行粗磨；

S4、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%-15%后输送至中浓锥形磨浆机进行精磨处理；

S5、将精磨处理后的浆料经双网或螺旋挤压浓缩后获得BMP商品浆。

2.根据权利要求1所述的基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，所述步骤S1中通过机械剥离法分离废菌棒的塑料袋膜与菌糠。

3.根据权利要求1所述的基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，所述的废菌棒由食用菌棒在生物霉与真菌长期作用下出菇后形成。

4.根据权利要求1所述的基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，所述步骤S3中，将粉碎、均质处理后的菌糠加入废水调节至25%-30%的质量分数浓度螺旋输送入高浓磨浆机前的喂料螺旋中，由所述喂料螺旋送入所述高浓磨浆机内进行粗磨。

5.根据权利要求1所述的基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，所述步骤S4包括：

S41、将粗磨后得到的浆料加入废水使浓度质量分数调节至10%-15%进入中浓浆泵；

S42、所述中浓浆泵将所述浆料输送至1#中浓锥形磨浆机进行第一次精磨；

S42、经1#中浓锥形磨浆机精磨后的浆料直接进入2#中浓锥形磨浆机进行二次精磨处理。

6.根据权利要求1所述的基于废菌棒的生物机械制浆方法，其特征在于，所述步骤S1中分离的塑料袋膜经粉碎造粒回收利用。

7.一种生物机械浆，其特征在于，由权利要求1至6中任一项所述方法制备而成。

8.根据如权利要求7所述的生物机械浆的应用，其特征在于，包括：用于制备瓦楞原纸、制备纸浆模塑制品包装材料或轻质装饰板材。