專利名稱：一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，具體涉及一種采用白 腐菌對(duì)凈枝條或木片進(jìn)行發(fā)酵，達(dá)到對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行分解和改性的目的的 生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝。
背景技術(shù)：
木質(zhì)素是木材主要成分，木質(zhì)素在機(jī)械紙漿制造過程中的殘留，直 接影響產(chǎn)品的白度?，F(xiàn)有工藝為了達(dá)到漂白的目的，以過氧化氫處理木 片。雖然，過氧化氫殘藥期不長(zhǎng)，不會(huì)造成環(huán)境污染，但也同時(shí)帶來(lái)木 質(zhì)素褐變，產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)因此降低的問題。
為了提高白度，可用選擇過的微生物對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，在磨漿之 前依靠白腐菌對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行分解和改性。白腐菌(^7n'fe-n^ /,gz^)多是 擔(dān)子菌亞門的真菌,因腐朽木材呈白色而得名,是能夠降解木材主要成分 的微生物。在白腐過程中大部分纖維仍保持完整，且纖維素結(jié)晶度變化不 大。由此已經(jīng)發(fā)展了利用降解木質(zhì)素選擇性好的白腐菌進(jìn)行生物造紙制 漿或生物紙漿漂白的技術(shù)。
這一方法也廣泛應(yīng)用于在非木質(zhì)制漿原料(如蘆葦、蔗渣、劍麻、黃 麻等)預(yù)處理制漿中。
國(guó)際上使用白腐菌對(duì)紙漿材料進(jìn)行預(yù)處理始于20世紀(jì)60年代。近 年化o"GM將白腐菌接種到木片上進(jìn)行化學(xué)制槳。結(jié)果表明能耗降低了 30%，使制漿成本降低了 20 60美元/T。艾尼瓦爾等利用白腐菌尸/wra^syfcr^^對(duì)蘆葦進(jìn)行預(yù)處理，用燒堿-蒽醌法制漿，漿白度較未處理對(duì)比漿 有大幅度提高，Kappa值下降。墨西哥瓜達(dá)拉哈拉大學(xué)的似mragflG^等 研究了劍麻的生物預(yù)處理制漿，可以使機(jī)械費(fèi)用降低22% 66%和能量 消耗減少大于39%。孟加拉國(guó)黃麻研究所的7Wo/z/m^^>7 G/w/am等研究 了在黃麻生物制漿中的應(yīng)用白腐菌，結(jié)果表明:紙漿Kappa值降低了 16.67% 30.49%，紙張韌性(MiO增加了 108~175%。
國(guó)內(nèi)，劉秀英等用白腐菌Cor/o/w ve^/co/w對(duì)楊木進(jìn)行預(yù)處理并用 硫酸鹽法制漿。手抄紙的白度、裂斷長(zhǎng)、伸長(zhǎng)率均高于未經(jīng)生物處理的 蒸煮時(shí)間縮短50%。尤紀(jì)雪等研究了白腐菌/Vze///"^/ /w/預(yù)處理?xiàng)钅緦?duì) 后續(xù)KP蒸煮及漿料性能的影響。在與對(duì)照漿相近的Kappa值情況下能 節(jié)省1個(gè)百分點(diǎn)的用堿量或縮短30分鐘保溫時(shí)間，紙張得率、撕裂指 數(shù)、裂斷長(zhǎng)和耐破指數(shù)均有不同幅度提高。李建軍等分別利用白腐菌的 兩個(gè)菌禾中Ce〃^on'o/M7.s raZ 6erm&po;-e ,尸/ewra/itfo Wrea^s1對(duì)蔗渣進(jìn)行 預(yù)處理,能耗比未經(jīng)過白腐菌處理的分別降低34%和22%，紙漿中的木 質(zhì)素含量分別降低31.3%和21.0%，紙漿物理強(qiáng)度均有所提高。
可以看出,白腐菌預(yù)處理在堿法機(jī)械制漿方法和硫酸鹽法、燒堿-蒽 醌法等化學(xué)制漿方法中都可以不同程度地降低制漿成本、提高紙張質(zhì)量。 白腐菌生物制漿或稱制漿前用白腐菌生物處理是今后發(fā)展的主要方向。
研究指出，生物處理制漿存在菌種選擇和加工周期較長(zhǎng)的難點(diǎn)，適 當(dāng)?shù)募庸すに囈彩怯绊懮镏茲{的主要因素，否則難以達(dá)到適度的規(guī)模 并保證穩(wěn)定的產(chǎn)品產(chǎn)出。現(xiàn)有文獻(xiàn)報(bào)道中涉及到木片原料生物處 工藝 有原木接種法、木片堆料發(fā)酵法、生物反應(yīng)器法。S卩將原木在伐木場(chǎng)直接接種，在貯運(yùn)過程中任其發(fā)酵的方法；或?qū)⒛静南髌螅由习?腐菌菌種，用類似堆肥的方法將木片堆料發(fā)酵；或?qū)⒛静南髌笾萌氪?型封閉的容器中，接種并控制溫度和強(qiáng)制通氣進(jìn)行發(fā)酵，稱生物反應(yīng)器 法。這些方法各有優(yōu)劣，都還沒有形成工業(yè)生產(chǎn)工藝程序。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，具體是一 種能有效對(duì)木質(zhì)素進(jìn)行分解和改性的，實(shí)現(xiàn)大容量加工的生產(chǎn)木漿的生 物預(yù)處理工藝。
為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理方法， 其特征在于首先將貯藏狀態(tài)下的凈枝條或木片破碎成5至15毫米大 小，用常規(guī)方法調(diào)水份60%左右，pH值控制在5-9;然后用白腐菌菌種， 采用常規(guī)的機(jī)械混播的方法進(jìn)行接種，接種的效率為每小時(shí)5-15立方 米；然后將接種好的原料進(jìn)料于發(fā)酵室，進(jìn)料效率為每小時(shí)10-30立 方米；原料進(jìn)入發(fā)酵室后鋪在發(fā)酵床架上，厚度為25-40厘米；在上 述發(fā)酵室內(nèi)保持20-70攝氏度，發(fā)酵7-30天，抽樣檢驗(yàn)，木質(zhì)素含量下 降20%-50%，最后以每小時(shí)25-40立方米的效率出料，完成預(yù)處理工藝。
進(jìn)一歩地，所述發(fā)酵床架由至少兩根床立柱之間疊加支承上支承6 層透氣床面板構(gòu)成。
進(jìn)一步地，所述透氣床面板間的間距為30-50厘米。
進(jìn)一步地，所述用白腐菌菌種進(jìn)行接種時(shí)，可用固體白腐菌菌種進(jìn) 行接種或液體種白腐菌菌種進(jìn)行接種。
進(jìn)一步地，所述固體白腐菌菌種為固體白腐菌菌種投放重量百分比比例為1%-10%，用常規(guī)方法機(jī)械或人工混合播種。
進(jìn)一步地，所述液體白腐菌菌種為液體白腐菌菌種投放的體積百 分比比例為1%-10%，用常規(guī)方法機(jī)械或人工混合播種。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明與生物反應(yīng)器法不同，生物反應(yīng)器法設(shè)備過于昂貴，加 工空間有限，不適應(yīng)于工業(yè)化生產(chǎn)，但可控制性強(qiáng)。本發(fā)明也具有可控 性，但放大了加工空間，減少了設(shè)備投入。
2、 本發(fā)明與原木接種法和木片堆料發(fā)酵法不同。這兩種方法可控 性差，容易受到自然條件變化的干擾，且周期較長(zhǎng)，容易浪費(fèi)資源。本 發(fā)明的方法不受自然條件變化干擾，且周期較短，設(shè)備設(shè)施投入增大但 還在可以接受的范圍內(nèi)。
3、 本發(fā)明可以調(diào)整生產(chǎn)中的控制條件，以適應(yīng)不同木材樹種以及 相應(yīng)不同菌種和發(fā)酵，或不同季節(jié)中同一樹種的發(fā)酵處理。即可以用于 桑枝條制漿，也可以用于楊木片；也可以隨著環(huán)境溫度的季節(jié)變化調(diào)換 菌種以節(jié)省能源。
4、 本發(fā)明采用的設(shè)備屬于通用設(shè)備，或用通用設(shè)備略加改進(jìn)組合
而成，可操作性較強(qiáng)。


圖為本發(fā)明發(fā)酵床的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及的發(fā)酵床由至少兩排床立柱1之間疊加支承上支承6層 透氣床面板2構(gòu)成，所述6層透氣床面板2之間的間距為30-50厘米。在本發(fā)明中發(fā)酵床的作用為供接種后的凈枝條或木片進(jìn)行發(fā)酵使用。 本發(fā)明的工藝步驟如下首先將貯藏狀態(tài)下的凈枝條或木片破碎成 5-15毫米大小，用常規(guī)方法將其內(nèi)的含水量調(diào)至60%左右，pH值控制 在5-9;然后用白腐菌菌種進(jìn)行接種，接種方法為常用的機(jī)械混播方 式，接種的效率為每小時(shí)5-15立方米。接種的白腐菌菌種有兩種狀態(tài) 液態(tài)和固態(tài)。
所述液態(tài)白腐菌菌種接種步驟為液體白腐菌菌種投放體積百分比 為1%-10%，用常規(guī)方法機(jī)械或人工混合播種。
所述固態(tài)白腐菌菌種接種步驟為固體白腐菌菌種投放質(zhì)量百分比 為0.5%-5%，用常規(guī)方法機(jī)械或人工混合播種。
然后將接種好的原料以每小時(shí)10-30立方米進(jìn)料于發(fā)酵室，原料進(jìn)入
發(fā)酵室后鋪在發(fā)酵床的透氣面板2上，厚度為25-40厘米；并在其內(nèi)
保持20-70攝氏度，發(fā)酵168-720小時(shí)。抽樣檢驗(yàn)，與對(duì)照相比較，其 木質(zhì)素含量下降20%-50%。最后以每小時(shí)25-40立方米的效率出料，完 成預(yù)處理工藝。
將楊木片破碎成5-15毫米大小，用常規(guī)方法將其內(nèi)的含水量調(diào)至60°/ 左右，pH值控制在9;然后進(jìn)行接種，菌種為/Vwra/wy/onWa,液態(tài)種， 接種量按體積百分比為10%，混播，入發(fā)酵室，料厚度30厘米；保持 35攝氏度，發(fā)酵360小時(shí)左右，出料。
出料前抽樣檢驗(yàn)，與對(duì)照相比較，其木質(zhì)素含量下降40%。 實(shí)施例2將去皮桑木枝破碎成5-15毫米大小，用常規(guī)方法將其內(nèi)的含水量調(diào)
至60%左右，pH值控制在，接種，接種量按重量百分比為5%，菌種為 桑1號(hào)，液態(tài)種，混播，入發(fā)酵室，料厚度30厘米，保持25攝氏度， 發(fā)酵240小時(shí)左右，出料。
出料前抽樣檢驗(yàn)，木質(zhì)素含量由19%下降到12%，下降30%。
權(quán)利要求
1、一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理方法，主要是原料用發(fā)酵法進(jìn)行預(yù)處理，其特征在于首先將貯藏狀態(tài)下的凈枝條或木片破碎成5-15毫米大小，用常規(guī)方法調(diào)水份60％左右，pH值控制在5-9；然后用白腐菌菌種，采用機(jī)械混播的方法進(jìn)行接種，接種的效率為每小時(shí)5-15立方米；然后將接種好的原料進(jìn)料于發(fā)酵室，進(jìn)料效率為每小時(shí)10-30立方米；原料進(jìn)入發(fā)酵室后鋪在發(fā)酵床架上，厚度為25-40厘米；在上述發(fā)酵室內(nèi)保持20-70攝氏度，發(fā)酵7-30天，抽樣檢驗(yàn)，與對(duì)照相比較，其木質(zhì)素含量下降20％-50％。最后以每小時(shí)25-40立方米的效率出料，完成預(yù)處理工藝。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，其特征是 所述發(fā)酵床架由至少兩根床立柱之間疊加支承上支承6層透氣床面板構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，其特征是所述透氣床面板間的間距為30-50厘米。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，其特征是 所述用白腐菌菌種進(jìn)行接種時(shí)，可用固體白腐菌菌種進(jìn)行接種或液體種 白腐菌菌種進(jìn)行接種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，其特征是 所述固體白腐菌菌種投放的重量百分比為1%-10%。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理工藝，其特征是所述液體白腐菌菌種投放的體積百分比為1 %-10% 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生產(chǎn)木漿的生物預(yù)處理方法，主要是原料用發(fā)酵法進(jìn)行預(yù)處理，其特征在于首先將貯藏狀態(tài)下的凈枝條或木片破碎成5-15毫米大小，用常規(guī)方法調(diào)水份60％左右，pH值控制在5-9；然后用白腐菌菌種，采用機(jī)械混播的方法進(jìn)行接種，接種的效率為每小時(shí)5-15立方米；然后將接種好的原料進(jìn)料于發(fā)酵室，進(jìn)料效率為每小時(shí)10-30立方米；原料進(jìn)入發(fā)酵室后鋪在發(fā)酵床架上，厚度為25-40厘米；在上述發(fā)酵室內(nèi)保持20-70攝氏度，發(fā)酵7-30天，抽樣檢驗(yàn)，與對(duì)照相比較，其木質(zhì)素含量下降20％-50％。最后以每小時(shí)25-40立方米的效率出料，完成預(yù)處理工藝。該工藝的優(yōu)點(diǎn)在于能有效降低木質(zhì)素。
文檔編號(hào)D21C3/00GK101666052SQ20091017715
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者王立臣, 薛秋云 申請(qǐng)人:南通市山野實(shí)業(yè)有限公司