[發(fā)明專利]一種生物精制草本纖維的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710398620.9
• 申請(qǐng)日: 2017-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN107142521B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉正初;蘇維利;王秀強(qiáng);李云峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 黑龍江天之草種業(yè)科技有限公司
• 主分類號(hào): D01B1/22
• 分類號(hào): D01B1/22;D01B1/30;D01B1/36;D01C1/00;D01C1/04
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 王桂霞;周曉娜

本發(fā)明公開了一種生物精制草本纖維的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及方法，其中的系統(tǒng)包括草本纖維原料規(guī)范整理設(shè)備，包括碾壓裝置、分離裝置和收塵裝置；草本纖維原料運(yùn)動(dòng)式接種設(shè)備包括多組水平輸送裝置、第一菌液噴淋裝置和輸出裝置；草本纖維原料運(yùn)動(dòng)式濕潤(rùn)發(fā)酵設(shè)備包括多組水平輸送裝置；發(fā)酵物料運(yùn)動(dòng)式滅活設(shè)備包括多組水平輸送裝置、壓力熱水梳和碾壓裝置；滅活產(chǎn)物運(yùn)動(dòng)式水理設(shè)備包括壓力噴水裝置、擠壓裝置和輸出裝置；生物精制草本纖維運(yùn)動(dòng)式漬油設(shè)備包括水分軋干裝置，傳送裝置、多組水平輸送裝置，噴油裝置；生物精制草本纖維運(yùn)動(dòng)式烘干設(shè)備包括烘干裝置和輸出裝置。本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于提供一種生物精制草本纖維的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及草本纖維生產(chǎn)領(lǐng)域。具體為一種生物精制草本纖維的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

纖維是僅次于食物的第二大人類生活必需品。伴隨人類社會(huì)發(fā)展與石油、森林及土地資源短缺矛盾的日益凸顯，世界各國(guó)越來越關(guān)注草本纖維產(chǎn)業(yè)發(fā)展。草本纖維來自以收獲纖維素纖維為主的苧麻、紅麻、黃麻、大麻、亞麻、劍麻、蕉麻、菠蘿麻、羅布麻、蘆葦、芒草、龍須草等草本纖維作物農(nóng)產(chǎn)品（如經(jīng)過農(nóng)機(jī)具初加工的苧麻、紅麻、黃麻、大麻韌皮，未經(jīng)初加工的亞麻原莖、蘆葦莖桿）以及纖維素含量超過25 %的農(nóng)作物秸稈（如麥稈）或類似廢棄物（如蔗渣）。草本纖維作物適應(yīng)性強(qiáng)（利用荒山、山坡地、鹽堿地、灘頭、沙漠等邊際土地種植，不與糧食作物爭(zhēng)地）、纖維產(chǎn)量高（≥4.5t/ha，尤其是通過遺傳改良提高營(yíng)養(yǎng)體產(chǎn)量的潛力大），兼有防止水土流失（苧麻、龍須草等多年生植物）、凈化空氣（消耗CO2≥25t/ha）等環(huán)保功能，被認(rèn)為是極具發(fā)展?jié)摿Φ乃偕⒏弋a(chǎn)天然纖維資源。

草本纖維伴生著25%以上的非纖維素，必需采用適當(dāng)方法予以剝離，方可獲得天然纖維素纖維廣泛用作紡織、造紙、生物質(zhì)材料、生物質(zhì)能源等制造業(yè)的基礎(chǔ)材料。其中，部分組織型非纖維素（如苧麻、紅麻、黃麻、大麻的麻骨，劍麻的葉肉）可以通過農(nóng)機(jī)具初加工予以剝離；水溶型非纖維素（蛋白質(zhì)、各種單糖及淀粉類多糖）可以通過吸水溶脹方式除去；以化學(xué)鍵直接或間接與纖維素相連的鍵合型非纖維素（包括果膠、半纖維素、木質(zhì)素等），必需通過十分復(fù)雜的化學(xué)或生物化學(xué)反應(yīng)過程方可剝離。草本纖維精制（剝離草本纖維生物質(zhì)中非纖維素而獲得直接用作纖維類制造業(yè)基礎(chǔ)材料的加工過程）方法是推動(dòng)或制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。早在數(shù)千年以前，我們的祖先發(fā)明了以“天然菌群隨機(jī)性降解非纖維素”為本質(zhì)的漚麻方法。漚麻這種古老的草本纖維精制方法，以“作坊”生產(chǎn)方式把草本纖維變成了重要紡織、造紙?jiān)希瑢?duì)于人類利用草本植物纖維開發(fā)生活必需品具有不可磨滅的歷史性貢獻(xiàn)。然而，由于存在不適宜工業(yè)化生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)爭(zhēng)奪水資源等問題，漚麻方法正面臨被時(shí)代淘汰的危險(xiǎn)。酆云鶴先生（1935）發(fā)明了以“化學(xué)試劑差異化水解非纖維素”為中心的化學(xué)脫膠方法（現(xiàn)已延伸到造紙行業(yè)的化學(xué)制漿、生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)的化學(xué)精煉或化學(xué)糖化）。化學(xué)脫膠方法的發(fā)明是一項(xiàng)涉及產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命的成果，實(shí)現(xiàn)了草本纖維制造業(yè)由作坊式向工廠化生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變。但是，由于存在消耗大量化學(xué)試劑和能源、環(huán)境污染嚴(yán)重，對(duì)纖維產(chǎn)生“淬火”變性而影響產(chǎn)品升級(jí)等負(fù)作用，該方法的應(yīng)用前景受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。我國(guó)數(shù)以百計(jì)的中小企業(yè)因化學(xué)脫膠、化學(xué)制漿方法的“污染”問題而被迫關(guān)閉。近30年，美國(guó)、韓國(guó)、日本等國(guó)家發(fā)明了一些物理-化學(xué)耦合精煉專利技術(shù)，可以剝離部分組織型非纖維素和鍵合型非纖維素，但是，所獲得的產(chǎn)品僅能滿足生產(chǎn)可降解生物質(zhì)材料的需要。Hauman等（1902）從浸漬亞麻莖上分離到一些細(xì)菌以及英國(guó)牛津大學(xué)A.C.Thayson 和H.J.Bunker（1927）提出“纖維素半纖維素果膠及膠質(zhì)的微生物學(xué)”這個(gè)概念以后，國(guó)內(nèi)外科學(xué)家前赴后繼致力于菌種選育或復(fù)合酶制劑研究，試圖找到一種以生物降解為特征的快速、高效草本纖維精制方法，擺脫漚麻這種落后的生產(chǎn)方式。也就是說，環(huán)境友好、資源節(jié)約型草本纖維精制方法已成為全球共同關(guān)注的重大課題。直到1985年，孫慶祥等才發(fā)明過渡型苧麻細(xì)菌化學(xué)聯(lián)合脫膠技術(shù)，后拓展為生物-化學(xué)聯(lián)合脫膠/制漿/糖化方法（生物處理所剝離的鍵合型非纖維素不足50%，沒有成為草本纖維精制的主體）。可以肯定，發(fā)明生物-化學(xué)聯(lián)合脫膠方法的重大貢獻(xiàn)在于把現(xiàn)代生物技術(shù)引入草本纖維精制方法的研究與應(yīng)用領(lǐng)域，為實(shí)現(xiàn)草本纖維精制方法由化學(xué)領(lǐng)域向現(xiàn)代生物技術(shù)領(lǐng)域的跨越奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。因兩種作用機(jī)制并存，除不同程度存在污染嚴(yán)重等問題以外，還有工藝復(fù)雜、菌劑制備流程長(zhǎng)或酶制劑成本高等弊端，以至于該方法難以轉(zhuǎn)化為大規(guī)模生產(chǎn)力。