[發明專利]一種玉米秸稈全桿利用制備生物機械漿的方法

在審

• 申請號: 202010255061.8
• 申請日: 2020-04-02
• 公開（公告）號: CN111364271A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王玉瓏;吳學勛
• 申請（專利權）人: 長沙瑞福尼新材料科技有限公司
• 主分類號: D21C5/00
• 分類號: D21C5/00;D21C7/00;D21D1/20;D21H11/12
• 代理公司: 岳陽市大正專利事務所(普通合伙) 43103
• 代理人: 皮維華

本發明公開了一種玉米秸稈全桿利用制備生物機械漿的方法，包括如下步驟：（1）備料；（2）熱處理；（3）生物酶處理，步驟(2)中經熱處理后的玉米秸稈原料取出，加入生物酶，進行生物處理；（4）機械擠壓及揉搓；（5）機械磨漿，步驟（4）中的原料取出，進行兩段或多段機械磨漿處理得玉米秸稈生物機械漿，磨漿濃度15?30%，盤磨間隙0.1?1.0 mm，成漿打漿度20?55 SR。本發明利用資源豐富的玉米秸稈全桿為原料，結合生物處理技術制備生物機械漿，顯著提升了玉米秸稈的資源利用率，又有效緩解了我國造紙工業纖維資源短缺的困境，同時生產工藝流程簡單，無化學污染，可操作性強，易于大生產。

技術領域

本發明涉及一種玉米秸稈全桿利用制備生物機械漿的方法，屬于造紙技術與新材料領域。

背景技術

造紙工業是國民經濟的重要基礎原材料行業，據統計，2018年中國紙及紙板生產量為 10435 萬噸（居世界第一位），消耗紙漿9387 萬噸，其中木漿 3303 萬噸，廢紙漿5474 萬噸。我國森林覆蓋率低，木材纖維資源匱乏，國產廢紙品質較差，長期以來造紙生產用木漿及廢紙大量依賴進口，嚴重制約著造紙行業的健康良性發展。2017年4月，中央發布了《關于禁止洋垃圾入境推進固體廢物進口管理制度改革實施方案》，文件規定到2020年，我國全面禁止進口廢紙，屆時造紙行業的原料短缺問題將更加突出。開發新型造紙原料，緩解我國造紙工業原料短缺問題，勢在必行。

玉米秸稈是農作物玉米的莖稈，主要由葉、莖和髓組成，廣泛種植于世界各地。中國是玉米種植大國，據統計，每年產生的玉米秸稈超過2.2億噸，然而絕大部分玉米秸稈被棄之于地或直接焚燒，既造成了資源浪費，又產生了環境污染。若能夠充分利用玉米秸稈為原料生產紙漿，則既可以實現玉米秸稈的高附加值利用，改善焚燒產生的環境問題，又能夠有效的緩解我國造紙工業纖維原料短缺的困境。文獻1（李士，玉米秸稈制漿，中國造紙，2011（30）：65-66）、文獻2（陳洪雷，王岱，玉米秸稈在制漿造紙工業中的應用研究，華東紙業，2009（40）：15-18）、中國專利200310124000.4等報道了利用玉米秸皮為原料，采用傳統化學法經蒸煮、漂白制備化學漿的工藝。然而上述報道的玉米秸稈制漿工藝尚有諸多問題需解決，如僅利用玉米秸皮為原料，需要進行復雜且低效的皮髓葉分離工序，資源利用率低；蒸煮得率低，化學品用量高，廢液難處理等問題。中國專利申請CN201811414874.6公開了一種利用玉米秸稈全桿制備化學機械漿的方法，提高了玉米秸稈的綜合利用率，然而其化學預處理過程中使用較多的堿液，存在化學品回收困難，廢水COD負荷高，易產生環境污染等問題。生物制漿是利用酶或微生物對植物纖維原料進行預處理，降解或軟化原料中的木素及半纖維素，再通過機械磨漿處理解離成漿的制漿方法。生物制漿技術有助于減輕制漿過程所產生的化學污染，降低磨漿能耗，具有良好的應用前景。中國專利201510739676.7公開了一種玉米秸稈生物制漿的方法，其利用發酵液對玉米秸稈進行發酵處理，而后高溫蒸煮，離心分離再磨漿后得到漿料。但該工藝繁雜，化學品添加較多，成本偏高。由于上述存在的系列問題，目前玉米秸稈在制漿造紙領域中一直沒有得到實際大規模應用。

發明內容

本發明的目的在于提出一種玉米秸稈全桿利用制備生物機械漿的方法，可實現玉米秸稈的清潔高效利用，為造紙及相關行業提供新材料。

本發明采用的技術方案是：一種玉米秸稈全桿利用制備生物機械漿的方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）備料

將風干的包含葉、皮、髓的玉米秸稈切成1-5 cm的長度，洗滌、除塵，備用；

（2）熱處理

將備用原料放入汽蒸倉或反應釜中，進行蒸汽加熱或熱水浸泡處理，處理溫度60-125℃，處理時間, 20-90 min；

（3）生物酶處理

步驟 (2) 中經熱處理后的玉米秸稈原料取出，加入生物酶，進行生物處理；