专利名称：一种处理利用中性亚铵法制浆废液的方法
技术领域：
本发明涉及造纸制浆废处理利用以及动物代蛋白饲料资源领域。
中性亚硫酸铵制浆造纸法是近几年在迅速推广应用的新技术，它克服了已有碱法制造草浆对环境污染严重、制浆废液难以利用的缺点。用中性亚硫酸铵制浆的废液(以下简称废液)，在农区农业生产需要时期，可以直接用作肥料(赵时来，《造纸技术通讯》1976年第2期;刘念祖 赵时来《北京农业大学学报》1985年第11卷2期)，不需要肥料时期和非农区，废液废弃、污染环境。
由于废液养分含量低、数量大，贮存困难、远距离管道引灌工程造价高，又加之受地区、季节和耕地承灌力(单位耕地允许灌溉的量)等因素的限制，用作肥料的废液数量十分有限，大部分只能自然流失，这不仅严重污染环境，而且还造成大量资源浪费。
动物饲养中使用代蛋白饲料是节约粮食、缓解动、植物蛋白饲料紧缺的一个有效方法，尿素是目前广泛使用的代蛋白饲料(J.Bonb and R.R.Oltjen(1973).J.Animal Sci.371040)但其成分单一、成本高、和农业生产用肥矛盾，加之其在动物胃内迅速分解为氨，稍过量就造成氨中毒(R.L.Shirley(1986)，In Nitrigen and Energy Nutrition of Ruminants.149-167)，由于上述原因，使应用受到较大限制。可以减少氨中毒危险的尿素缩合物或类似物，使用成本更昂贵，生产上应用困难。
本发明旨在通过新的废液处理技术，将废液加工成反刍动物代蛋白饲料，为废液利用和解决环境污染寻找新途径。
植物纤维原料中性亚硫酸铵制浆废液呈微酸性至微碱性，含有较多的硫酸铵、亚硫酸铵、糖、木素磺酸盐和K、Ca、P、Fe、Co、Mg、Mn、Zn等营养元素。理论上已经阐明，并已实际证实反刍动物瘤胃内微生物能利用铵态氨转化成微生物细胞蛋白质，然后被宿主水解成氨基酸并吸收而提供蛋白质营养(M.I.Allison(1984)In Dukes′Physiology of Domestic Animals，10th edition，340-350)。即使喂给真蛋白饲料，大部分也是被瘤胃微生物降解为氨(NH3)后，再利用于合成微生物细胞蛋白质。根据反刍动物这一消化代谢特点，造纸废液中的铵态氨是有可能代替反刍动物的日粮蛋白的。另外，废液中的硫和糖还可作为反刍动物瘤胃微生物合成含硫氨基酸的硫源和合成蛋白质的碳源，提供能量和碳架;木质磺酸盐具有粘结性、分散性和表面活性，是饲料加工的天然粘结剂，饲喂后，对饲料起分散、湿润和吸附作用，增加吸收表面积，提高饲料利用率。P、Fe、Mg、Mn、Zn等化学元素等也是反刍动物不可缺少的营养物质。以上知识和研究结果构成了发明的理论依据。
用中性亚铵法制浆废液生产反刍动物代蛋白饲料的方法包括将废液蒸发浓缩成浓缩废液代蛋白饲料及进一步加工成原粉代蛋白饲料、粉状混合代蛋白饲料、粒状混合代蛋白饲料等品种技术。生产过程如下
下面结合实验室试制不同品种代蛋白的饲料的实例详细阐述本发明的内容(1)浓缩废液代蛋白饲料的生产是将制浆废液经加热(60-80℃)、蒸发浓缩而得。
实例具体操作如下①蒸球倒浆到球下洗浆池，经假虑底网流出废液，收集于塑料桶(送蒸发浓缩与防腐);
②将塑料桶内废液倒在搪瓷蒸发盘上，通风加热(60-80℃)蒸发脱水浓缩，直至废液含干物质50-80%为止，即为浓缩废液代蛋白饲料产品。本品按比例直接拌料，自然风干后即可饲喂。
(2)原粉代蛋白饲料的生产本品由浓缩废液代蛋白饲料直接通风烘干再粉碎而得。
实例具体操作如下①将浓缩废液倒在平底搪瓷烘干盘上(厚3-4毫米)，送入烘干箱，保持80℃通风烘烤，直至浓缩废液烤干;
②铲下烘干盘上的废液固干物质，然后碾磨成粉状包装，即得原粉代蛋白饲料成品。
(3)粉状混合代蛋白饲料的生产本品是浓缩废液加草粉或混合饲料，经搅拌混合、通风烘干、粉碎而得。实例具体操作如下①草粉或混合饲料倒入混合盘，加入草粉重量0.8-1.0的50%浓缩废液。稍加混合，吸湿，投入搅拌器，搅拌混合均匀;
②将混合料盛接在烘干盘上，送入烘干箱，在80℃下通风烘干;
③粉碎包装即得粉状混合代蛋白饲料。
(4)粒状混合代蛋白饲料的生产本品生产包括混合、造粒、通风烘干三个过程。实例具体操作如下①将草粉或混合饲料倒入混合盘，加草粉或混合饲料重量0.8-1.0的50%浓缩废液，吸湿温和，移入搅拌器搅匀;
②倒入造粒机造粒;
③盛入烘干盘，送入烘干箱，在80℃左右通风烘干即得粒状混合代蛋白饲料。
根据各种代蛋白饲料每批产品的含氮量，以等氮量计算至少可以代替反刍动物蛋白质饲料的20%，搅拌饲喂即可。绵羊饲喂结果表明能促进瘤胃内蛋白质合成代谢，对VFA代谢等没有不良反应，适口性良好，尤其是干粉和颗粒状产品。
下面提供的是动物饲喂试验研究结果1、6只成年蒙古羊，用永久性瘤胃瘘管方法进行试验研究，结果表明日喂40ml浓缩废液代蛋白饲料9个月，临床和血液学有关指标以及瘤胃液pH、氨态氮浓度均保持在正常生理范围内(t值检验结果，一律P＞0.05)，废液具有良好适口性和可靠的安全性，并使瘤胃微生物数量增多(P＜0.025)，微生物蛋白质含量升高(P＜0.05)，氨基酸的百分含量增加(P＜0.001)，氨基酸的组成中必须氨基酸百分比增大。
2、通过5只绵羊瘤胃瘘管方法研究该废液作为代蛋白饲料对瘤胃糖代谢的影响，每只羊日喂50%浓缩废液代蛋白饲料100ml，连续60天。结果表明瘤胃内pH值、温度、饲草中干物质和纤维素降解率等与对照组均无显著差异，揭示浓缩废液代蛋白饲料对瘤胃内糖代谢过程和内环境无不良影响。病理组织学检查结果，废液对消化道没有直接损害。证明废液作为一种新型的反刍动物代蛋白饲料具有实际应用的价值。
本发明与现有技术相比具有如下优点和积极效果1、本发明可以克服废液排入环境造成的污染，可以节约大量资源，使制浆废液得到充分有效的利用，同时可以生产大量的代蛋白饲料，节省饲料粮，社会、生态效益十分明显。目前，国内每年的中性亚硫酸氨法制浆废液可以生产固干物40万吨，而目前国内只有5%的造纸厂采用此法制浆法造纸，还有95%的厂可改造成此制浆法。因而前景十分广阔。
2、作为代蛋白饲料更具有如下优点<1>生产设备简单，产品成本低。即使在小规模试验，能源消耗大的条件下，前述代蛋白饲料每公斤的成本约0.5-0.6元，比目前广泛应用的蛋白饲料豆饼(每公斤1.20元)低50-60%。亦比使用较广的代蛋白饲料尿素(每公斤1.00元左右)低1/3。工业化大规模生产，成本更低。
<2>与代蛋白饲料尿素比，本发明所生产的代蛋白饲料营养丰富，使用安全，本产品干物质中除含有一定量的糖、S、P、K、Ca、Zn、Mg等反刍动物生长发育所必须的营养物质外，其中所含的木素磺酸盐，具有降低表面强力等的物理性，可促进瘤胃的消化与吸收功能。因此，作为代蛋白饲料无需补充其它营养元素。更重要的是本产品在瘤胃内分解缓慢，所产生的氨可被瘤胃微生物充分利用于合成蛋白质，安全性大，不会象尿素那样迅速分解，造成动物氨中毒。
<3>市场大，需要量多中国现有乳牛260万头，其它牛7，000万头，羊1亿7，000万只。按每头奶牛每天用代替日粮中蛋白质饲料20%计，约需本产品原粉0.25-0.3公斤，全年约需90-100公斤。全国260万头奶牛每年共需约26万吨，其他牛的蛋白代替量以奶牛用量的1/3计，每年全国7000万头，共约需本产品210多万吨。羊每只每天补喂本产品0.1公斤，每年补喂3个月，每年每只需代蛋白饲料9公斤，全国1.7亿只羊，共约需153万吨，全年牛羊，共需代蛋白饲料约390万吨。
3、可以节约大量粮食，节约化肥(尿素)支缓农业生产，缓解粮食紧张的矛盾。如果按中国“八五”造纸工业发展计划，中性亚氨法制浆废液折固干物100万吨，转化为代蛋白饲料，每年可节省约100万吨粮食，节省的化肥可以在一定程度上缓解化肥供给的紧张状况。
权利要求
1.一种处理利用中性亚硫酸铵造纸法制浆废液的方法，其特征在于制浆废液经过蒸发浓缩，通风烘干，成型等工艺流程可以加工成不同品种的反刍动物代蛋白饲料(浓缩废液代蛋白饲料、原粉代蛋白饲料、粉状混合代蛋白饲料、粒状混合代蛋白饲料)。
2.根据权力要求1所述的制浆废液处理方法，其特征在于各种代蛋白饲料的加工方法是①浓缩废液代蛋白饲料将废液在60-80℃的温度下加热蒸发浓缩至干物质含量达50-80%即可②原粉代蛋白饲料在80℃的温度下，将浓缩废液代蛋白饲料通风烘干，粉碎成粉状即成③粉状混合代蛋白饲料将草粉或混合饲料与50-80%的浓缩废液代蛋白饲料按1∶0.8-1的重量比混合后，搅拌均匀，然后在80℃的温度下通风烘干，再经粉碎成粉状即可④粒状混合代蛋白饲料按1∶0.8-1将草粉或混合饲料与50-80%的浓缩废液代蛋白饲料搅拌混匀，造粒成型，再在80℃条件通风烘干即可。
全文摘要
本发明属于造纸制浆废液处理技术及动物代蛋白饲料资源领域。通过废液加热、蒸发浓缩，与草粉或混合饲料搅拌混合，再经通风加热烘干及成型等工艺流程将中性亚硫酸氨法制浆废液加工成反刍动物的代蛋白饲料。按含氮量计算，至少可以替代20％的日粮蛋白饲料。该法不仅可以有效地解决废液自然排放造成的环境污染问题，且可以有效利用资源，节约粮食、化肥。
文档编号A23K1/00GK1051952SQ89108640
公开日1991年6月5日 申请日期1989年11月22日 优先权日1989年11月22日
发明者赵时来, 刘敏雄, 高齐瑜, 王柱三 申请人:北京农业大学