一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法

本申请属于造纸，更具体地说，是涉及一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法。

背景技术：

1、中国森林资源相对匮乏，人均占有森林面积不足世界平均水平的1/4，但中国具有丰富的竹子资源，有竹类植物500多种，根据国家林业和草原局发布的《2021中国林草生态综合监测评价报告》显示，2021年我国竹林面积为756.27万hm2，占森林面积的3.31％。竹材的合理、高效、绿色利用将有效缓解中国森林资源短缺的现状。竹材纤维素含量均较高，纤维形态细长，力学性能和可塑性能均较好，竹材作为木材造纸原料的较好替代材料，可满足制造中高档纸的纸浆要求。研究表明，竹子化学成分和纤维性质具有良好的制浆性能，竹浆性能仅次于针叶材木浆，优于阔叶材木浆和禾草纸浆。大力发展竹材制浆造纸产业，对于缓解木浆原料短缺现状具有重要意义。与竹化学浆相比，竹高得率浆具有得率高、投资少、化学药品消耗低、污染负荷小等优点。

2、目前生物制浆大多采用微生物协同化学处理制浆，例如中国专利cn 115029947a公开了一种利用微生物进行预处理的双螺杆制备apmp浆的方法，在该专利中，采用6％浓度的氢氧化钠碱液，在45℃的温度下使用料液比1:4的碱水浸泡木片8h，浸渍处理后的木片再用双螺杆搓丝机进行挤压搓丝，前期的浸渍处理过程中化学药品用量很大。专利cn115637600a公开了一种利用复合菌剂制备竹浆的方法，在该专利中还需加入双氧水、硅酸钠、烧碱和dtpa等化学品。专利cn 114775317a公开了一种利用朱红密孔菌对木片进行预处理制备纸浆的方法，该专利使用了6％浓度的氢氧化钠碱液，在130℃的温度、料液比1:4条件下蒸煮30min，依然存在碱用量大以及制浆能耗高的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，制浆过程中未添加化学品，制浆废水更易得到降解、能耗较低，且白腐菌处理后成纸的物理性能优异。

2、为实现上述目的，本申请提供了一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，包括以下步骤：

3、将竹片进行水热预处理；

4、将所述水热预处理后的竹片进行挤浆处理，得到挤出浆料；

5、对所述挤出浆料进行灭菌处理，得到灭菌浆料；

6、在所述灭菌浆料中接种经过artp诱变处理后的白腐菌，并进行微生物培养处理，得到微生物处理后浆料；

7、对所述微生物处理后浆料进行磨浆处理，得到竹浆。

8、进一步地，所述artp诱变处理的条件为：诱变温度25～35℃，诱变时间80～120s，氦气流量5～15slm。

9、进一步地，所述水热预处理的温度为80～100℃，时间为1～3h。

10、进一步地，所述水热预处理过程中，固液比为1:2～1:6。

11、进一步地，所述挤浆处理在单螺杆挤压疏解机中进行，单螺杆挤压疏解机的挤出直径为80～100mm，压缩比为3:1～4:1，转速为30～40r/min，挤出次数为2次。

12、进一步地，所述灭菌处理在高压灭菌锅中进行，灭菌压力为0.1～0.14mpa，灭菌温度为120～130℃，灭菌时间为20～40min。

13、进一步地，所述灭菌浆料中所述artp诱变处理后的白腐菌的接种量为：以绝干浆料计，每100g绝干浆料加入白腐菌孢子数为2×108～3×108个。

14、进一步地，所述微生物培养处理的条件为：培养的温度为28～32℃，培养湿度为65～85％rh，培养时间为28～35d。

15、进一步地，所述磨浆处理的磨浆段数为2段，第一段磨磨盘间隙为0.4～0.2mm，第二段磨磨盘间隙为0.2～0.1mm，磨浆浓度为20％～30％。

16、进一步地，还包括对所述竹浆进行筛选、浓缩、抄片的步骤。

17、与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：

18、本申请的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法首先将竹片进行水热预处理，之后再进行挤浆处理，水热预处理后可使竹片充分润涨，使得挤出的竹丝更加分散疏松，利于后续白腐菌菌丝与竹丝更充分的接触并提升微生物制浆效率；此外，本申请利用经过artp诱变处理后的白腐菌对灭菌后的浆料进行微生物培养处理，在白腐菌作用下，竹材中出现了空洞和凹槽，孔径和比表面积增大，竹材中的半纤维素、木质素得到部分降解，同时产生的纤维细胞壁松弛也有利于磨浆时纤维的分离和细纤维化的发展，在节约能耗的同时有助于形成纸页时纤维之间的交织和结合。本申请的制浆过程中未添加化学品，制浆废水更易得到降解，能耗更低。另一方面，本申请利用经过artp诱变处理后的白腐菌处理竹浆，通过artp诱变筛选出半纤维素降解能力强而木质素降解能力较弱的菌株，该菌株处理后竹浆的半纤维素降解率高于未经过artp诱变的白腐菌处理后的竹浆，且相同处理条件下，经artp诱变后白腐菌处理竹浆的各项物理性能都优于直接使用常规白腐菌处理和未施加菌处理竹浆的物理性能。

19、本申请的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法得到的竹浆经过抄片成纸后，纸张的紧度、耐破指数、抗张强度、撕裂指数均较高，纸张展现出优异的物理性能。

技术特征：

1.一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述artp诱变处理的条件为：诱变温度25～35℃，诱变时间80～120s，氦气流量5～15slm。

3.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述水热预处理的温度为80～100℃，时间为1～3h。

4.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述水热预处理过程中，固液比为1:2～1:6。

5.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述挤浆处理在单螺杆挤压疏解机中进行，单螺杆挤压疏解机的挤出直径为80～100mm，压缩比为3:1～4:1，转速为30～40r/min。

6.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述灭菌处理在高压灭菌锅中进行，灭菌压力为0.1～0.14mpa，灭菌温度为120～130℃，灭菌时间为20～40min。

7.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述灭菌浆料中所述artp诱变处理后的白腐菌的接种量为：以绝干浆料计，每100g绝干浆料加入白腐菌孢子数为2×108～3×108个。

8.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述微生物培养处理的条件为：培养的温度为28～32℃，培养湿度为65～85％rh，培养时间为28～35d。

9.如权利要求1所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，所述磨浆处理的磨浆段数为2段，第一段磨磨盘间隙为0.4～0.2mm，第二段磨磨盘间隙为0.2～0.1mm，磨浆浓度为20％～30％。

10.如权利要求1-9任一项所述的一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，其特征在于，还包括对所述竹浆进行筛选、浓缩、抄片的步骤。

技术总结
本申请提供了一种利用白腐菌制备高得率竹浆的方法，属于造纸技术领域，包括以下步骤：将竹片进行水热预处理；将水热预处理后的竹片进行挤浆处理，得到挤出浆料；对挤出浆料进行灭菌处理，得到灭菌浆料；在灭菌浆料中接种经过ARTP诱变处理后的白腐菌，并进行微生物培养处理，得到微生物处理后浆料；对微生物处理后浆料进行磨浆处理，得到竹浆。本申请方法制浆过程中未添加化学品，制浆废水更易得到降解、能耗较低，得到的竹浆经过抄片成纸后，纸张的紧度、耐破指数、抗张强度、撕裂指数均较高，纸张展现出优异的物理性能。

技术研发人员：李群,喻婧,黎明,李志强,刘蓉蓉
受保护的技术使用者：天津科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27