草类纤维生物分离复合制剂及其使用方法
【专利摘要】草类纤维生物分离复合制剂及其使用方法，由菌类组分和酶类组分组成，菌类组分包括白腐菌和发酵菌，酶类组分包括纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、蛋白酶、高温淀粉酶、木素降解酶和果胶酶。本发明草类纤维生物分离复合制剂通过生物方法对秸秆原料进行处理，处理过程中产生的生物循环液和蒸煮废液可循环使用，不用外排，可提取木质素，而且本发明方法中秸秆不需切草和除尘，蒸煮不需高温高压，省去了大量人工和电费，适用于麦草、稻草、棉杆和芦苇等多种原料，可生产桨板、纸浆模塑以及各类包装纸、文化办公用纸和生活用纸，具有成本低和绿色环保的优点。
【专利说明】草类纤维生物分离复合制剂及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物制浆【技术领域】，具体涉及一种草类纤维生物分离复合制剂及其使用方法。
【背景技术】
[0002]我国是一个农业大国，生物质资源极其丰富，仅每年的农作物秸杆产量就达7亿吨/年，其中稻草秸杆就近2亿吨，占秸杆资源量的30%左右。这些秸杆大部分被废弃在田间地头，或直接燃烧作为生活用能，造成了资源的浪费和环境的污染。农作物秸杆可用来生产纸浆，应用各种生物酶在适当温度下对秸杆中的纤维素，木素，半纤维素进行处理，保留和软化纤维素，把半纤维素以及果胶，糖类快速转化为其它可溶和可挥发物质(对造纸，制浆没有影响)，因为生物酶对木质素有软化作用，可保留一定的木质素，在不影响抄纸的前提下，减轻了水处理的负担。
[0003]但是传统的制浆方法如碱法、亚铵法、亚钠法等，在制浆过程中除了大量耗能外，在制浆蒸煮过程中还会产生大量的黑液，因此需投入昂贵的水处理设备，增加了造纸成本，延长了建设回收期。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种草类纤维生物分离复合制剂及其使用方法，以解决现有技术存在的生产成本高和产生大量废液的的问题。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种草类纤维生物分离复合制剂，由菌类组分和酶类组分组成，菌类组分包括白腐菌和发酵菌，酶类组分包括纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、蛋白酶、高温淀粉酶、木素降解酶和果胶酶，各组份所占重量比例为白腐菌10 %?15 %;发酵菌10 %?15 % ;纤维素酶8 %?12% ;木聚糖酶10%?15% ;漆酶8%?12% ;蛋白酶10%?15% ;高温淀粉酶10%?15% ;木素降解酶8%?12% ;果胶酶10%?15%。
[0007]上述发酵菌为苏柯汉生物工程有限公司生产的C3008C发酵菌。
[0008]上述木聚糖酶和蛋白酶都为碱性酶制剂，PH值大约为7.5?11。
[0009]上述草类纤维生物分离复合制剂，具体步骤如下:按照使用比例，将菌类组分和酶类组分混合，然后投入至反应釜中，然后向反应釜中加入循环水，菌类组分和酶类组分的加入质量为循环水质量的3?20%，将PH值调至7.5?11.5，搅拌溶解后，静置48小时后，向反应釜中加入秸杆原料，同时加入一定量的葡萄糖，葡萄糖加入比例为I吨循环水中加入5?10公斤，发酵结束后，将发酵好的浆料用螺杆挤浆机进行挤浆，挤出的水放回发酵液贮存池备用；将挤出的成浆放入高速洗浆机中进行洗涤，洗好的浆料用振框筛进行筛选，筛出的粗渣再送至反应釜中进行再次发酵；棉杆类原料只需经过一次磨浆，草类秸杆原料无需经过磨浆；浆料再用离心筛或压力筛进行再次筛选，成浆进入成浆池抄纸或漂白。
[0010]本发明草类纤维生物分离复合制剂可有效改善纸浆纤维返黄现象，纸浆返黄是木素活性基团在氧气存在下因受热和光线照射而被激发的，通过一系列氧化反应形成各种发色团，从而引起纤维成纸白度下降的现象。本发明通过微生物发酵产生一系列对木素活性基团有屏蔽作用的酶系，主要为羟基烷基化酶和醌还原酶，来改变活性基团的结构，使其对热的敏感度下降从而达到抑制纤维返黄的目的，生物抑制纤维返黄比化学方法更有效，不但催化效率高，而且不产生污染物。
[0011]本发明使用的木聚糖酶为半纤维素酶，半纤维素酶在本发明中主要起到切断半纤维素主链结构的作用，木聚糖酶可分解和溶解沉淀在纤维表面的木聚糖，并能改善纤维素的可漂白性，使漂白成本降低30%左右，并能分解LCC(LCC是木素和碳水化合物的复合体)，在纸浆中一部分是原料天然具有的，还有一部分是纤维分离过程中木素和碳水化合物复合而成的，木聚糖酶在本技术中起到分解LCC分子中半纤维单元使得LCC分子降解，使其分子的聚合度降低，体积减少，使木素更易溶出。
[0012]通过木聚糖酶将纤维表面的木聚糖溶出，既增加了纤维表面的通透性，又减少了对酶分子扩散的限制和屏蔽作用，再通过漆酶、蛋白酶、高温淀粉酶、木素降解酶和果胶酶处理，促进木素以及LCC的分解，使得LCC分子中的聚半乳糖葡萄甘露糖的溶出和残余木素的溶出。
[0013]本发明技术中使用的白腐菌不但降解木素的能力强，而且生长的速度快，在降解木质素的过程中会产生漆酶。
[0014]本发明草类纤维生物分离复合制剂通过生物方法对秸杆原料进行处理，处理过程中产生的生物循环液和蒸煮废液可循环使用，不用外排，可提取木质素，而且本发明方法中秸杆不需切草和除尘，蒸煮不需高温高压，省去了大量人工和电费，适用于麦草、稻草、棉杆和芦苇等多种原料，可生产桨板、纸浆模塑以及各类包装纸、文化办公用纸和生活用纸，具有成本低和绿色环保的优点。
【具体实施方式】
[0015]一种草类纤维生物分离复合制剂，由菌类组分和酶类组分组成，菌类组分包括白腐菌和发酵菌，发酵菌为苏柯汉生物工程有限公司生产的C3008C发酵菌，酶类组分包括纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、蛋白酶、高温淀粉酶、木素降解酶和果胶酶，木聚糖酶和蛋白酶都为碱性酶制剂，PH值大约为7.5?11，各组份所占重量比例为白腐菌10%?15% ;发酵菌10%?15%;纤维素酶8%?12%;木聚糖酶10%?15%;漆酶8%?12%;蛋白酶10%?15% ;高温淀粉酶10%?15% ;木素降解酶8%?12% ;果胶酶10%?15%。
[0016]上述草类纤维生物分离复合制剂，具体步骤如下:按照使用比例，将菌类组分和酶类组分混合，然后投入至反应釜中，然后向反应釜中加入循环水，菌类组分和酶类组分的加入质量为循环水质量的3?20%，把PH值调至7.5?11.5，搅拌溶解后，静置48小时等菌类组分生物代谢后，向反应釜中加入秸杆原料，同时加入一定量的葡萄糖，葡萄糖加入比例为I吨循环水中加入5?10公斤，发酵结束后，将发酵好的浆料用螺杆挤浆机进行挤浆，挤出的水放回发酵液贮存池备用；将挤出的成浆放入高速洗浆机中进行洗涤，洗好的浆料用振框筛进行筛选，筛出的粗渣再送至反应釜中进行再次发酵；棉杆类原料只需经过一次磨浆，草类秸杆原料无需经过磨浆；浆料再用离心筛或压力筛进行再次筛选，成浆进入成浆池抄纸或漂白。
【权利要求】
1.一种草类纤维生物分离复合制剂，其特征是由菌类组分和酶类组分组成，菌类组分包括白腐菌和发酵菌，酶类组分包括纤维素酶、木聚糖酶、漆酶、蛋白酶、高温淀粉酶、木素降解酶和果胶酶，各组份所占重量比例为白腐菌10%?15% ;发酵菌10%?15% ;纤维素酶8%?12% ;木聚糖酶10%?15% ;漆酶8%?12% ;蛋白酶10%?15% ;高温淀粉酶10%?15% ；木素降解酶8%?12% ;果胶酶10%?15%。
2.根据权利要求1所述的草类纤维生物分离复合制剂，其特征是发酵菌为苏柯汉生物工程有限公司生产的C3008C发酵菌。
3.根据权利要求1所述的草类纤维生物分离复合制剂，其特征是木聚糖酶和蛋白酶都为碱性酶制剂，PH值大约为7.5?11。
4.权利要求1所述的草类纤维生物分离复合制剂的使用方法，其特征是按照使用比例，将菌类组分和酶类组分混合，然后投入至反应釜中，然后向反应釜中加入循环水，菌类组分和酶类组分的加入质量为循环水质量的3?20%，PH值调至7.5?11.5，搅拌溶解后，静置48小时后，向反应釜中加入秸杆原料，同时加入一定量的葡萄糖，葡萄糖加入比例为I吨循环水中加入5?10公斤，发酵结束后，先将处理好的秸杆经过纤维分离机碎浆，分离，再用螺杆挤浆机(或常规挤浆设备)进行挤浆，挤出的水放回发酵液贮存池备用；将挤出的成浆放入高速洗浆机中进行洗涤，洗好的浆料用振框筛进行筛选，筛出的粗渣再送至反应釜中进行再次发酵；棉杆类原料只需经过一次磨浆，草类秸杆原料无需经过磨浆；浆料再用离心筛或压力筛进行再次筛选，成浆进入成浆池抄纸或漂白。
【文档编号】D21B1/30GK104179055SQ201410342212
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年7月18日 优先权日:2014年7月18日
【发明者】刘秀平, 徐夫勇 申请人:刘秀平