利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法

摘要

本发明涉及一种利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法，本发明中的制浆用水循环利用，全程零排放，从根本上杜绝了造纸工业对环境造成的严重污染；同时金孢展齿革菌繁殖稳定快速，分解速度快，分解彻底，能高效率地大量生产优质纸浆；本发明方法生产过程中材料损耗小，能耗低，成本不到现有化学方法的一半，可以生产麦草、稻草、烟杆、芦苇、甘蔗渣、木材、竹子等为原料的纸浆，生产出的纸品优良，无任何化学毒素，应用范围广。

权利要求

1.一种利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法，其特征是该方法包括以下步骤：第一，原料破碎

将竹子、木材类材料沿纤维方向压裂成碎块，草类材料切段并沿纤维方向撕裂成碎条；

第二，生物分解

将破碎的原料浸入含有金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分为金孢展齿革菌的含量为30～38亿个/立方米水，黑腐菌5～6亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5～6亿个/立方米水，西唐氏链霉菌3～5亿个/立方米水，节杆菌3～5亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌1～2亿个/立方米水，蜂王浆10～20克/立方米水，蛋白胨50～100克/立方米水，酵母膏50～100克/立方米水，牛肉膏50～100克/立方米水，复合维生素B1.0～5克/立方米水；生物分解温度保持在30℃～45℃，池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解16～18小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

第三，疏解

将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

第四，磨浆

将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

第五，筛浆

将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

第六，挤浆

将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。

说明书

利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种纸浆生产工艺，特别是涉及一种利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法。

背景技术

[0002] 木材造纸的一大难题是是脱出木材中的木质素，传统的化学造纸工艺多利用强酸或强碱法。造纸厂废弃的蒸煮和漂白废液里含有木质素和其他碳水化合物的降解产物及其他有毒的有机化合物，流入江河湖海造成严重的环境污染，而环境污染的治理又需要昂贵的费用。为解决上述问题，生物法取代化学法生产纸浆的研究很早便产生了。生物法造纸过程中，全程水循环利用零排放，从根本上杜绝造纸工业所产生的环境污染。迄今的研究结果表明，在所有具有分解木质素能力的微生物中，木材褐腐菌、放线菌等对木质素的降解是不彻底的，一般只能改变木质素分子的结构。软腐菌培养周期长生命周期短繁殖缓慢，并不进行工业化生产。

[0003] 因此，解决造纸工业所产生的严重环境污染问题和生物制浆的工业化成了亟待解决的问题。

发明内容

[0004] 本发明公开了一种利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法，以解决现有技术强酸或强碱法制浆严重环境污染、现有生物制浆效果不佳等技术问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法，其特征是该方法包括以下步骤：

[0006] 第一，原料破碎

[0007] 将竹子、木材类材料沿纤维方向压裂成碎块，草类材料切段并沿纤维方向撕裂成碎条；

[0008] 第二，生物分解

[0009] 将破碎的原料浸入含有金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分为金孢展齿革菌的含量为30～38亿个/立方米水，黑腐菌5～6亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5～6亿个/立方米水，西唐氏链霉菌3～5亿个/立方米水，节杆菌3～5亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌1～2亿个/立方米水，蜂王浆10～20克/立方米水，蛋白胨50～100克/立方米水，酵母膏50～100克/立方米水，牛肉膏50～100克/立方米水，复合维生素B1.0～5克/立方米水；生物分解温度保持在30℃～45℃，池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解16～18小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0010] 第三，疏解

[0011] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0012] 第四，磨浆

[0013] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

[0014] 第五，筛浆

[0015] 将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

[0016] 第六，挤浆

[0017] 将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。其中，挤浆机挤出的水流回分解池、疏解池、筛浆池进行循环利用，节约水资源并实现零排放。

[0018] 粘膜炎布兰汉氏球菌、西唐氏链霉菌、节杆菌、地衣芽孢杆菌与金孢展齿革菌具有良好的降解木质素的协同作用。在降解作用的初期，西唐氏链霉菌、节杆菌、地衣芽孢杆菌使木质纤维物质发生改性, 而粘膜炎布兰汉氏球菌能转变相当数量的木质素为CO2。以利于金孢展齿革菌、黑腐菌的有效降解木质素,在降解后期，能代谢金孢展齿革菌及黑腐菌降解木质素产生的低分子量物质，使得金孢展齿革菌活性加强。

[0019] 本发明加工工序为：破碎～生物分解～疏解～磨浆～筛浆～挤浆，该六道工序中的生产用水循环利用零排放。

[0020] 本发明中的制浆用水循环利用，全程零排放，从根本上杜绝了造纸工业对环境造成的严重污染；同时在复合菌群和其它有利条件的综合作用下，金孢展齿革菌繁殖稳定快速，分解速度快，分解彻底，能高效率地大量生产优质纸浆。本发明方法生产过程中材料损耗小，能耗低，成本不到现有化学方法的一半，可以生产麦草、稻草、烟杆、芦苇、甘蔗渣、木材、竹子等为原料的纸浆，生产出的纸品优良，无任何化学毒素，应用范围广。

具体实施方式

[0021] 下面结合具体实施例进一步说明。

[0022] 实施例1：第一，原料破碎

[0023] 将木材类材料沿纤维方向压裂成长50mm左右的碎块；

[0024] 第二，生物分解

[0025] 将破碎后的原料浸入金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分含量为：金孢展齿革菌30亿个/立方米水，黑腐菌5亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5亿个/立方米水，西唐氏链霉菌3亿个/立方米水，节杆菌3亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌1亿个/立方米水，蜂王浆10克/立方米水，蛋白胨50克/立方米水，酵母膏50克/立方米水，牛肉膏100克/立方米水，复合维生素B3.0克/立方米水。温度保持30℃；池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解16小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0026] 第三，疏解

[0027] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0028] 第四，磨浆

[0029] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

[0030] 第五，筛浆

[0031] 将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

[0032] 第六，挤浆

[0033] 将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。

[0034] 实施例2：第一，原料破碎

[0035] 将麦草、稻草等材料沿纤维方向压裂成长200mm左右的碎块；

[0036] 第二，生物分解

[0037] 将破碎后的原料浸入金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分含量为：金孢展齿革菌33亿个/立方米水，黑腐菌5.2亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5.7亿个/立方米水，西唐氏链霉菌3.5亿个/立方米水，节杆菌3.5亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌1.2亿个/立方米水，蜂王浆13克/立方米水，蛋白胨60克/立方米水，酵母膏100克/立方米水，牛肉膏60克/立方米水，复合维生素B1.2克/立方米水。温度保持42℃；池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解16小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0038] 第三，疏解

[0039] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0040] 第四，磨浆

[0041] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

[0042] 第五，筛浆

[0043] 将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

[0044] 第六，挤浆

[0045] 将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。

[0046] 实施例3：第一，原料破碎

[0047] 将烟杆、芦苇等材料沿纤维方向压裂成长100mm左右的碎块；

[0048] 第二，生物分解

[0049] 将破碎后的原料浸入金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分含量为：金孢展齿革菌38亿个/立方米水，黑腐菌5.4亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5.4亿个/立方米水，西唐氏链霉菌3.8亿个/立方米水，节杆菌3.8亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌1.4亿个/立方米水，蜂王浆18克/立方米水，蛋白胨70克/立方米水，酵母膏70克/立方米水，牛肉膏70克/立方米水，复合维生素B2克/立方米水。温度保持35℃；池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解17小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0050] 第三，疏解

[0051] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0052] 第四，磨浆

[0053] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

[0054] 第五，筛浆

[0055] 将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

[0056] 第六，挤浆

[0057] 将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。

[0058] 实施例4：第一，原料破碎

[0059] 将烟杆、芦苇等材料沿纤维方向压裂成长100mm左右的碎块；

[0060] 第二，生物分解

[0061] 将破碎后的原料浸入金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分含量为：金孢展齿革菌36亿个/立方米水，黑腐菌5.6亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌5.6亿个/立方米水，西唐氏链霉菌4亿个/立方米水，节杆菌4亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌
1.8亿个/立方米水，蜂王浆18克/立方米水，蛋白胨100克/立方米水，酵母膏80克/立方米水，牛肉膏80克/立方米水，复合维生素B3克/立方米水。温度保持30℃~45℃；池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解17小时，原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0062] 第三，疏解

[0063] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0064] 第四，磨浆

[0065] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团絮状并充分帚化成粗细混杂的纤维，其中挤出的水流回疏解池；

[0066] 第五，筛浆

[0067] 将粗细混杂的纤维加水泵入高压旋翼筛，将细纸浆筛选出来，剩余粗纸浆送回磨浆工序重磨；

[0068] 第六，挤浆

[0069] 将细纸浆脱水挤干，制成含水量30％~50％的挤干浆，即成。

[0070] 实施例5：第一，原料破碎

[0071] 将烟杆、芦苇等材料沿纤维方向压裂成长100mm左右的碎块；

[0072] 第二，生物分解

[0073] 将破碎后的原料浸入金孢展齿革菌菌液的水池中进行生物分解，该水池中各组分含量为：金孢展齿革菌38亿个/立方米水，黑腐菌6亿个/立方米水，粘膜炎布兰汉氏球菌6亿个/立方米水，西唐氏链霉菌5亿个/立方米水，节杆菌5亿个/立方米水，地衣芽孢杆菌2亿个/立方米水，蜂王浆20克/立方米水，蛋白胨80克/立方米水，酵母膏60克/立方米水，牛肉膏50克/立方米水，复合维生素B5克/立方米水。温度保持45℃；池中每隔2小时用菌水循环浇一次；池中菌水不排放，水不够时，采用其他工序废水补充，连续分解原料中大量木质素被分解成二氧化碳和水，原料进一步裂解为酥松的纤维束；

[0074] 第三，疏解

[0075] 将上述纤维束加水抽入疏解池中，沿纤维方向疏解成单根纤维或小纤维团；

[0076] 第四，磨浆

[0077] 将上述纤维团或单根纤维挤干后通过磨浆机磨浆，使单根纤维或纤维团裂开成团