本发明属于农业生产系统领域，具体涉及一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法。
背景技术：
能源草系指一类以禾本科植物为主的，一年生或多年生的，高产量、高纤维素含量的能源植物。在生物能源领域有广泛的应用，但尚未形成完整、合理的体系，因此能源草的价值没有得到最大化的利用。
纸浆是以植物纤维为原料，经不同加工方法制得的纤维状物质。可根据加工方法分为机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆，它是造纸的基本原料。通常用以制浆原料的植物可分为4大类：茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类，其中的茎干纤维类资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。每年我国所需的纸、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类，都存在原料不足的问题，其中尤以木材纤维类为最重要。目前我国木材纸浆40%以上需要从国外进口。
沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体，它的主要成分是甲烷和二氧化碳，还有少量的氮、氢和硫化氢等气体。沼气是纯化后的高浓度甲烷，也是一种可再生能源，性质与天然气相似。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、 照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等的化工原料。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供了一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法，在利用能源草生产沼气的同时也生产出纸浆，扩宽了能源草的利用范围，构筑了一个多方向综合利用能源草的系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法，以能源草为原料生产沼气和纸浆，包括如下步骤：
1) 将新鲜能源草先粉碎成0.1~5cm，然后通过机械压榨分离成草汁和草渣；
2) 能源草草汁制备沼气：将步骤1)中分离得到的草汁进行沼气发酵，温度30 ~ 55℃，总干物质含量为3 ~ 20wt.%，然后每隔3~ 10天进行一次进出料；
3) 能源草草渣制备纸浆：取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后，在超声波反应釜中加入水、混合酶，混合酶浓度为1~100mg/g，超声波频率10~100khz，先在40 ~ 70℃温度下反应1~5h后，升温至90 ~ 120℃再反应1~5h，再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。
其中，所述的能源草为狼尾草属植物、 拟高粱、甜高粱、芦竹、芦苇、类芦、斑茅、彼特草、苏丹草、五节芒、荻、芒、野古草、石芒草、青贮玉米、香茅、互花米草、大米草、柳枝稷中的一种或几种。
本发明的显著优点在于：提供了能源草的多种利用方向，在利用能源草汁发酵制备沼气的基础上，同时生产纸浆，形成一种农业上综合利用能源草的系统。本发明能够高效的地利用能源草，草汁单独发酵的效率要高于直接利用能源草发酵。本发明全过程零污染，不会产生任何污染环境的产物。本发明具有突出的创新性和实用价值。
具体实施方式
实施例1
下面用10吨巨菌草（狼尾草属植物，干物质含量25%）为实例进一步阐述本发明的具体实施方式，本发明包括但不限于以下实例。
1）将新鲜巨菌草先粉碎成3cm，然后通过机械压榨分离成草汁和草渣；
2）巨菌草草汁制备沼气：将步骤1)中分离得到的巨菌草草汁进行沼气发酵，温度55℃，总干物质含量为10wt.%，然后每隔3天进行一次进出料，产生的沼气可以直接应用到实际生产， 也可以提纯到甲烷浓度97%以上制备生物天然气。
3) 巨菌草草渣制备纸浆：取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后，在超声波反应釜中加入水、混合酶，混合酶浓度为10mg/g，超声波频率70khz，先在55℃温度下反应2h后，升温至110℃再反应2h，再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。
纸浆可进一步生产出书写纸、生活用纸和新闻用纸等。
应用本发明10吨干物质含量25%巨菌草，3天可以生产甲烷含量55%以上的沼气500立方米，同时可以生产出1.5吨干物质的纸浆，大大提高了生产效率，提升了巨菌草的经济价值。
实施例2
下面用10吨青贮玉米（干物质含量35%）为实例进一步阐述本发明的具体实施方式，本发明包括但不限于以下实例。
1）将新鲜青贮玉米先粉碎成5cm，然后通过机械压榨分离成草汁和草渣；
2）青贮玉米草汁制备沼气：将步骤1)中分离得到的青贮玉米草汁进行沼气发酵，温度37℃，总干物质含量为12wt.%，然后每隔7天进行一次进出料，产生的沼气可以直接应用到实际生产， 也可以提纯到甲烷浓度97%以上制备生物天然气。
3) 青贮玉米草渣制备纸浆：取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后，在超声波反应釜中加入水、混合酶，混合酶浓度为20mg/g，超声波频率50khz，先在50℃温度下反应1.5h后，升温至120℃再反应1.5h，再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。
纸浆可进一步生产出书写纸、生活用纸和新闻用纸等。
应用本发明10吨干物质含量35%青贮玉米，7天可以生产甲烷含量55%以上的沼气450立方米，同时可以生产出2.5吨干物质的纸浆，大大提高了生产效率，提升了青贮玉米的经济价值。
以上所述仅为本发明的2个实施例， 凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。