[發(fā)明專利]利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法

無效

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• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN102517950A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張健
• 申請（專利權(quán)）人: 張健
• 主分類號: D21C5/02
• 分類號: D21C5/02
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 楊敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制造紙漿的工藝，特別是涉及利用軟腐菌生物分解與機(jī)械加工結(jié)合的紙漿生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

紙的發(fā)明極大的推動了文明社會的發(fā)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(chǎn)紙8461萬噸，其中進(jìn)口紙漿3586萬噸，其余紙漿主要是廢紙回收。

現(xiàn)在普遍應(yīng)用的造紙生產(chǎn)工藝主要是“堿法”、“亞硫酸鹽法”，用大量化學(xué)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(zhì)素造紙漿。木質(zhì)素是植物中粘結(jié)纖維素的物質(zhì)，只有分解掉木質(zhì)素使纖維散開團(tuán)絮化才能造成紙漿。由此產(chǎn)生了大量化學(xué)原料殘留物及反應(yīng)物，這些殘留物及反應(yīng)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(zhì)，對生存環(huán)境造成極大污染，即便花費(fèi)很大成本治理也難以從根本解決，尤其現(xiàn)有草漿生產(chǎn)工藝有70%的原料變成化學(xué)污染物排放到了自然環(huán)境中。

故而，由于傳統(tǒng)造紙漿應(yīng)用化學(xué)法生產(chǎn)工藝，產(chǎn)生大量污水，嚴(yán)重污染環(huán)境，全部凈化治理需要昂貴的費(fèi)用，而且制紙漿過程中需消耗大量水、煤、電等，目前普遍應(yīng)用的傳統(tǒng)造紙工藝技術(shù)問題亟待解決。

為了解決上述造紙漿的生產(chǎn)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(zhì)素的研究，以用生物法取代化學(xué)法造紙漿，實(shí)現(xiàn)造紙全過程水的零排放，從根本杜絕造紙工業(yè)對環(huán)境的污染。迄今為止，已發(fā)現(xiàn)的自然界中能夠降解木質(zhì)素的微生物種類極其有限，木質(zhì)素的完全降解被認(rèn)為是某些真菌和細(xì)菌共同作用的結(jié)果，其中真菌的作用是主要的，能有效地使木質(zhì)素礦化的真菌主要是黑腐菌和軟腐菌;白腐菌，褐腐菌也可以分泌一些降解木質(zhì)素的醇類，但是它們分解木質(zhì)素的能力不是很強(qiáng)，因此研究報道極少。

但由于木質(zhì)素是無定形大分子結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性很強(qiáng)，單獨(dú)黑腐菌雖然能降解某些木質(zhì)素，但其容易被雜菌污染，對環(huán)境要求很苛刻，既要潮濕又要通風(fēng)，同時黑腐菌分解木質(zhì)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(dú)黑腐菌降解木質(zhì)素要在30天以上才能降解60%造紙原料中的木質(zhì)素，黑腐菌的生命周期太短，最長6天，最短5分鐘，且黑腐菌培養(yǎng)周期太長繁殖速度慢，因此未待降解完畢，黑腐菌已經(jīng)失效。故而單獨(dú)白腐真菌降解木質(zhì)素并不適于工業(yè)化生產(chǎn)。

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

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有生物造紙漿方法因白腐真菌生命周期短且培養(yǎng)周期太長而不適于工業(yè)化生產(chǎn)的問題，而提出一種利用軟腐菌迅速選擇性分解造紙漿原料中的多種木質(zhì)素的生物分解的紙漿生產(chǎn)方法。

本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

上述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法，是與機(jī)械加工結(jié)合，將破碎的原料浸沒入軟腐菌菌液的水池中進(jìn)行生物分解，該水池中軟腐菌的含量為17-35億個/立方米水，溫度保持30-45℃，分解時間6-48小時。

所述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法，其中：該水池中另添加有黑腐菌、白腐菌和褐腐菌三者中的一種以上，其中黑腐菌的含量為7-14億個/立方米水，白腐菌占的含量為5-10.5億個/立方米水，褐腐菌的含量為3.5-7億個/立方米水。

所述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法，其中：所述水池中還含有適量菌種復(fù)壯營養(yǎng)液。

所述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法，其中：所述菌種復(fù)壯營養(yǎng)液含量為200-450克/立方米水。

所述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)方法，其加工工序?yàn)椋浩扑椤浉锓纸狻杞狻{——篩漿——擠漿，該六道工序中的生產(chǎn)用水循環(huán)利用零排放。

所述的利用軟腐菌生物降解木質(zhì)素的紙漿生產(chǎn)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軟腐菌菌液的水池中進(jìn)行生物分解，溫度保持30-45℃；池中每隔2小時用菌水循環(huán)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(bǔ)充；分解時間6-48小時，分解后的原漿料碎條中大量木質(zhì)素被軟腐菌分解成少量CO₂和水，碎條進(jìn)一步裂解為酥松的纖維束；

第三，疏解