[發明專利]利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法

無效

• 申請號: 201110430755.1
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102517946A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張健
• 申請（專利權）人: 張健
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產權代理事務所 44273
• 代理人: 楊敏

技術領域

本發明涉及一種制造紙漿的工藝，特別是涉及利用黑腐菌生物分解與機械加工結合的紙漿生產方法。

背景技術

紙的發明極大的推動了文明社會的發展，目前世界年人均用紙81.4公斤，中國年人均用紙64.3公斤，中國用紙總量居世界第一位。中國2010年產紙8461萬噸，其中進口紙漿3586萬噸，其余紙漿主要是廢紙回收。

現在普遍應用的造紙生產工藝主要是“堿法”、“亞硫酸鹽法”，用大量化學原料來提取出麥草、稻草、蘆葦、龍須草、煙桿、甘蔗渣、竹子、木材等原料中的木質素造紙漿。木質素是植物中粘結纖維素的物質，只有分解掉木質素使纖維散開團絮化才能造成紙漿。由此產生了大量化學原料殘留物及反應物，這些殘留物及反應物被排放到江河里造成污染，被污染水中含有大量懸浮物，COD、BOD，酸堿化合物等有毒物質，對生存環境造成極大污染，即便花費很大成本治理也難以從根本解決，尤其現有草漿生產工藝有70%的原料變成化學污染物排放到了自然環境中。

故而，由于傳統造紙漿應用化學法生產工藝，產生大量污水，嚴重污染環境，全部凈化治理需要昂貴的費用，而且制紙漿過程中需消耗大量水、煤、電等，目前普遍應用的傳統造紙工藝技術問題亟待解決。

為了解決上述造紙漿的生產工藝問題，世界上1908年就開始了用生物分解的方法來分解各種造紙原料中的木質素的研究，以用生物法取代化學法造紙漿，實現造紙全過程水的零排放，從根本杜絕造紙工業對環境的污染。迄今為止，已發現的自然界中能夠降解木質素的微生物種類極其有限，木質素的完全降解被認為是某些真菌和細菌共同作用的結果，其中真菌的作用是主要的，能有效地使木質素礦化的真菌主要是白腐菌和黑腐菌;褐腐菌，軟腐菌也可以分泌一些降解木質素的醇類，但是它們分解木質素的能力不是很強，因此研究報道極少。

但由于木質素是無定形大分子結構，穩定性很強，單獨白腐菌雖然能降解某些木質素，但其容易被雜菌污染，對環境要求很苛刻，既要潮濕又要通風，同時白腐菌分解木質素需要供給大量氧氣，因漿料絕不能侵入水中，所以很難保證溫度均勻，供氧均勻，造成成本加大。盡管如此，單獨白腐菌降解木質素要在30天以上才能降解60%造紙原料中的木質素，白腐菌的生命周期太短，最長6天，最短5分鐘，且白腐菌培養周期太長繁殖速度慢，因此未待降解完畢，白腐菌已經失效。故而單獨白腐真菌降解木質素并不適于工業化生產。

鑒于上述生物方法造紙漿存在的難題，目前尚未有工業化的生產，因此該領域的研究空間很大，存有很大空白，如何解決工業化問題是其中首要解決的問題。

發明內容

本發明為了解決上述現有生物造紙漿方法因白腐真菌生命周期短且培養周期太長而不適于工業化生產的問題，而提出一種利用黑腐菌迅速選擇性分解造紙漿原料中的多種木質素的生物分解的紙漿生產方法。

本發明是通過以下方案實現的：

上述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，是與機械加工結合，將破碎的原料浸沒入黑腐菌菌液的水池中進行生物分解，該水池中黑腐菌的含量為15-35億個/立方米水，溫度保持30-45℃，分解時間6-48小時。

所述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，其中：該水池中另添加有白腐菌、褐腐菌和軟腐菌三者中的一種以上，其中白腐菌的含量為7-15億個/立方米水，褐腐菌占的含量為5-10.5億個/立方米水，軟腐菌的含量為3.5-7億個/立方米水。

所述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，其中：所述水池中還含有適量菌種復壯營養液。

所述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，其中：所述菌種復壯營養液含量為200-450克/立方米水。

所述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，其加工工序為：破碎——黑腐菌生物分解——疏解——磨漿——篩漿——擠漿，該六道工序中的生產用水循環利用零排放。

所述的利用黑腐菌生物降解木質素的紙漿生產方法，具體步驟如下：

首先，原料破碎

將竹子、木材類材料沿纖維方向壓劈、壓裂、壓酥成碎塊，草類材料切段；然后沿纖維方向撕開搓裂成碎條；

第二，生物分解

將搓裂后的碎條浸沒入黑腐菌菌液的水池中進行生物分解，溫度保持30-45℃；池中每隔2小時用菌水循環澆一次，以均勻分解和均勻溫度；，池中菌水不排放，水不夠時用其它工序廢水補充；分解時間6-48小時，分解后的原漿料碎條中大量木質素被黑腐菌分解成少量CO₂和水，碎條進一步裂解為酥松的纖維束；

第三，疏解