專利名稱：一種復(fù)合菌群及其在生物菌液制漿工藝中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物菌液制漿法，尤其涉及一種復(fù)合菌群及其生物菌液制漿法。
背景技術(shù)：
制漿技術(shù)就是將植物的秸桿、樹枝、樹干等原料，通過降解(或解離)去除其中的木質(zhì)素和果膠等物質(zhì)，得到纖維物質(zhì)的過程。纖維是造紙的主要成分。在制漿過程中，要分離出纖維，首先要把這些非纖維物質(zhì)溶出，得到纖維就是制漿目的所在。根據(jù)中國目前制漿業(yè)的現(xiàn)狀，應(yīng)用于生產(chǎn)中主要以化學(xué)漿占主導(dǎo)地位，化學(xué)漿生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液污染化境，破壞土地，污染空氣；在制漿中加入大量的氫氧化鈉(燒堿)，漂白過程中也使用化學(xué)有害元素，產(chǎn)生廢液無法全部回收利用。而且耗能高，耗電及用水量大；在整個(gè)生產(chǎn)過程中都在使用大量的電，致使成為耗電大戶。廢液排污量大；無法再利用的廢液只能向外排放。不符合國家節(jié)能減排政策。物質(zhì)不能達(dá)到有效循環(huán)再利用?；瘜W(xué)制劑無法從廢液中分離，有機(jī)物與化學(xué)制劑混合在一起，有機(jī)物也無法得到再利用，造成大量損失。因此，有必要開發(fā)生物制漿技術(shù)，從根本上解決制漿造紙業(yè)的污染難題。雖然現(xiàn)有技術(shù)中也有采用生物制漿技術(shù)，但通常采用的生物菌是白腐菌或放線菌，其盡管相對(duì)于傳統(tǒng)的化學(xué)制漿技術(shù)有所改善，但是仍存在反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、制得的纖維純度低、得率低的缺陷，很難應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。因此，仍需進(jìn)一步開發(fā)新的生物菌，改善生物制漿工藝，以克服上述缺陷，且同時(shí)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，省水，降低生產(chǎn)成本且提高物質(zhì)的使用率。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的化學(xué)制漿法及生物制漿法的上述缺陷，提供一種新的制漿用生物菌。發(fā)明人通過長(zhǎng)時(shí)間的篩選工作，獲得了適合用于生物制漿的能夠?qū)崿F(xiàn)上述發(fā)明目的的生物菌。具體地，本發(fā)明提供一種復(fù)合菌群，其包含保藏號(hào)為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號(hào)為CGMCC N0.5972的唐山萊茵默氏菌(Rheinheimeratangshanensis)、保藏號(hào)為 CGMCC N0.5973 的魯氏不動(dòng)桿菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏號(hào)為 CGMCC N0.5975 的 Wickerhamomyces anomalus (該 Wickerhamomyces anomalus菌在麥芽汁液體培養(yǎng)基中25°C培養(yǎng)三天，細(xì)胞球形、卵形、臘腸形，大小為(4.8-14.4) X(3.6-7.2) μ m，有沉淀形成。麥芽汁瓊脂斜面25°C培養(yǎng)一個(gè)月，菌落奶酪狀，乳白色，表面平滑，不反光，邊緣根狀。玉米粉瓊脂Dalmau平板培養(yǎng)，產(chǎn)生假菌絲)。所述的復(fù)合菌群能夠用于生物菌液制漿。本發(fā)明還提供一種生物菌液制漿法，其主要包含步驟:I)菌液的配置:將上述的復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比配置成復(fù)合菌水溶液，即為菌液:
芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalu互為
1-3:1-3:1-2:2-3 ；2)原料處理:將木本原料去皮后切段或切片，或?qū)⒉荼驹锨谐啥?，將切好的原料放入浸泡池中潤脹?)制漿，其包含步驟:疏解:將潤脹的原料搓絲和/或擠碾；生物降解:將疏解后的原料浸泡到配置好的菌液內(nèi)；蒸汽殺菌:將上述生物降解后的原料從菌液中撈出、浙水，通入水蒸汽滅菌；粗磨漿:將滅菌后的原料進(jìn)行一段粗磨漿，成為纖維束；細(xì)磨漿:將上述一段粗磨漿進(jìn)行二段細(xì)磨漿，使纖維束分散成單根纖維；漿料篩選:篩選、過濾經(jīng)過一段粗磨漿和二段細(xì)磨漿后的漿料中的纖維束，再次磨漿使其制成單根纖維；消潛、洗漿:將上述制得的紙漿在溫水中浸泡，用于制紙板。其中，步驟I)中形成的菌液的密度為6X IO7個(gè)/ml菌以上。其中，步驟2)中，切好的木本原料長(zhǎng)度為3_4cm，切好的草本原料長(zhǎng)度為4_5cm。所述的潤脹時(shí)間為10-12h。
其中，步驟3)所述的生物降解溫度保持在35_40°C，時(shí)間30_34小時(shí)。疏解后的原料與菌液的質(zhì)量比為1:6-8。所述的蒸汽滅菌為常壓水蒸汽滅菌10-30分鐘。進(jìn)一步地，步驟2)中浸泡原料后的浸泡液經(jīng)絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。本發(fā)明提供的生物菌液制漿法的優(yōu)點(diǎn)是:1)不污染環(huán)境:廢液直接轉(zhuǎn)化成有機(jī)肥料，達(dá)到零排放，零污染。2)生物制漿對(duì)纖維能起到保護(hù)作用，與傳統(tǒng)的化學(xué)方法相比，本方法能夠?qū)⑷w維和半纖維都回收，因此提高了得漿率。比傳統(tǒng)制漿降低能耗30% ;紙漿得率提高20-25%。3)生物制漿是在常壓下進(jìn)行木素降解，節(jié)能、減排、低碳。4)生產(chǎn)成本低，經(jīng)濟(jì)效益高。采用該生物菌液制漿法制備的紙板達(dá)到AA級(jí)以上水平。本發(fā)明的副產(chǎn)品輸送到沉淀池絮凝、沉淀，上清液返回二次利用，再作預(yù)浸液使用。絮凝物中含有豐富的木質(zhì)素等多種有機(jī)物和N、P、K等植物營養(yǎng)素，絮凝物再與老菌液(多次降解原料粘稠菌液，也含有N、P、K、Fe及微量元素)混合，酸化，然后一同排入沼氣發(fā)酵池中，生產(chǎn)沼氣。將沼渣、沼液與粉碎的鍋爐灰混合造粒，制成顆粒有機(jī)肥，最后出廠，實(shí)現(xiàn)零排放。本發(fā)明通過提供上述的發(fā)明人經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的創(chuàng)造勞動(dòng)獲得的生物菌群，進(jìn)一步完善了現(xiàn)有的生物制漿技術(shù)，降低了反應(yīng)時(shí)間，提高了制得纖維的純度和得率，使得該技術(shù)能在實(shí)際生產(chǎn)中大規(guī)模地推廣應(yīng)用。本發(fā)明應(yīng)用生物菌在短時(shí)間內(nèi)降解植物體中木質(zhì)素生產(chǎn)紙漿、造紙，副產(chǎn)品二次轉(zhuǎn)化成沼氣，沼氣供煤、氣兩用鍋爐燃燒加熱，節(jié)省用煤量。最后，沼渣制成有機(jī)肥料，形成了一個(gè)“物質(zhì)有機(jī)轉(zhuǎn)化”的經(jīng)濟(jì)循環(huán)新模式，達(dá)到無廢物排放，也就是零排放。從根本上解決了制漿造紙業(yè)的污染難題。節(jié)能減排，省水，降低了生產(chǎn)成本，提高了物質(zhì)的使用率。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的生物菌液制漿法的流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的生物菌液制漿法的流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1菌液的配置本發(fā)明中采用的生物菌群已于2012年4月6日在中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC，北京市朝陽區(qū)北辰西路I號(hào)院3號(hào))保藏，其包含保藏號(hào)為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號(hào)為CGMCC N0.5972的唐山萊茵默氏菌(Rheinheimera tangshanensis)、保藏號(hào)為CGMCC N0.5973的魯氏不動(dòng)桿菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏號(hào)為 CGMCC N0.5975 的 Wickerhamomyces anomalus。將上述的復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比配置成復(fù)合菌水溶液，即為菌液:芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalus為
1-3:1-3:1-2:2-3 ;形成的菌液的密度為6X IO7個(gè)/ml菌以上，備用。實(shí)施例2木本原料的生物菌液制漿以檸條為原料，具體說明采用木本原料時(shí)的生物菌液制漿法。其余木本原料，例如楊樹、桉樹的生物制漿法可參照該工藝進(jìn)行。其中采用檸條時(shí)，復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比進(jìn)行配置:芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalus為3:1:2:2 ；采用楊樹時(shí)，復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比進(jìn)行配置:芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalus為3:2:1:2 ；采用桉樹時(shí)，復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比進(jìn)行配置:芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalus為2:2:1:3ο具體請(qǐng)參照?qǐng)D1，生物菌液制漿法的流程分為三個(gè)階段:準(zhǔn)備階段、制漿工段和副
產(chǎn)品工段。(一)準(zhǔn)備階段:1-4I)-2):將收割回來的檸條進(jìn)行皮桿分離。采用風(fēng)選機(jī)或其它機(jī)械分離均可。皮桿分離后，將皮輸入有機(jī)飼料車間加工飼料，脫皮后的桿輸入下一程序。3)將桿在切割機(jī)上切段，長(zhǎng)度為3-4 Cm，斜口為好，以增大滲透面積。4)將脫皮后的枝段輸入浸泡倉或浸泡池中進(jìn)行洗滌、冷浸，首先將原料外表泥土等雜物洗去，同時(shí)進(jìn)行浸泡 ，水溫為自然溫度，時(shí)間以浸透、潤脹為準(zhǔn)，10-12h。經(jīng)多次浸泡后的液體渾濁后，進(jìn)行絮凝、沉淀后上清液還可以再次使用。沉淀物輸入沼氣池發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣。以上四步可以是間歇式也可以是連動(dòng)式。(二)制漿工段:5-12
5)疏解:將潤脹的枝段輸入搓絲機(jī)或擠碾、揉搓機(jī)來改性木段結(jié)構(gòu)，使之松散成木絲狀，有利于生物菌滲透，發(fā)揮其降解作用。
6)生物降解:將疏解后的原料輸入生物菌降解倉或罐中，浸泡在實(shí)施例1制備的菌液內(nèi)，疏解后的原料與菌液的質(zhì)量比為1:6，溫度保持在35-40°C，時(shí)間30-34小時(shí)。在生物菌的條件下發(fā)生降解木素反應(yīng)，發(fā)揮其專一作用。7)蒸汽殺菌:原料預(yù)處理完成后，將原料從菌液中撈出、浙水，輸入到蒸汽倉中，通入常壓水蒸汽10-30分鐘滅菌。下端將原料輸入磨漿機(jī)。8)粗磨漿:將滅菌后的原料輸入高濃磨漿機(jī)中進(jìn)行一段粗磨漿，成為粗纖維束。9)細(xì)磨漿:從上述輸出的粗漿料再進(jìn)入高濃磨漿機(jī)進(jìn)行細(xì)磨漿，使纖維束分散成單根纖維。10)漿料篩選:經(jīng)過兩段磨漿后的漿料中，含有少數(shù)纖維束，需經(jīng)過篩選、過濾纖維束，再次磨漿已達(dá)到單根纖維。11)消潛、洗漿:經(jīng)粗磨漿和細(xì)磨漿后的紙漿，受機(jī)械摩擦，大部分打彎、扭曲變形，經(jīng)溫水中浸泡消除磨漿造成的纖維撓曲，使之舒展。12)制紙板:將上述制備的紙漿液輸入抄紙機(jī)，經(jīng)抄紙等工藝流程后制紙板。(三)副產(chǎn)品階段:A-CA、3中分離出的檸條皮含有豐富的營養(yǎng)成分，發(fā)酵轉(zhuǎn)化成牛、羊飼料。B、4中經(jīng)多次浸泡、洗滌的液體渾濁后，經(jīng)絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，通入煤氣兩用鍋爐做燃料，可起到節(jié)能降耗作用。C、生物有機(jī)肥:經(jīng)沼氣池發(fā)酵后的沼渣、沼液是豐富的生物有機(jī)肥，液體作為農(nóng)作物追肥和花卉營養(yǎng)液使用，固體造粒做基肥使用，均是綠色肥料。磨漿后紙張物理性能指標(biāo)測(cè)定結(jié)果請(qǐng)?jiān)斠娤卤鞩，各項(xiàng)數(shù)據(jù)均已達(dá)到優(yōu)等瓦楞紙AA級(jí)水平(表3):表權(quán)利要求
1.一種復(fù)合菌群，其包含保藏號(hào)為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號(hào)為CGMCC N0.5972的唐山萊茵默氏菌(Rheinheimera tangshanensis)、保藏號(hào)為CGMCC N0.5973 的魯氏不動(dòng)桿菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏號(hào)為 CGMCC N0.5975 的Wickerhamomyces anomalus。
2.權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群在生物菌液制漿中的應(yīng)用。
3.—種生物菌液制漿法，其特征在于，包含步驟: O菌液的配置:將權(quán)利要求1所述的復(fù)合菌群按照下述質(zhì)量比配置成復(fù)合菌水溶液，即為菌液: 芽孢桿菌:唐山萊茵默氏菌:魯氏不動(dòng)桿菌:Wickerhamomyces anomalus為1-3:1-3:1-2:2-3 ； 2)原料處理:將木本原料去皮后切片，或?qū)⒉荼驹锨谐啥?，將切好的原料放入浸泡池中潤脹? 3)制漿，其包含步驟: 疏解:將潤脹的原料搓絲和/或擠碾； 生物降解:將疏解后的原料浸泡到配置好的菌液內(nèi)； 蒸汽殺菌:將上述生物降解后的原料從菌液中撈出、浙水，通入水蒸汽滅菌； 粗磨漿:將滅菌后的原料進(jìn)行一段粗磨漿，成為纖維束； 細(xì)磨漿:將上述一段粗磨漿進(jìn)行二段細(xì)磨漿，使纖維束分散成單根纖維； 漿料篩選:篩選、過濾經(jīng)過一段粗磨漿和二段細(xì)磨漿后的漿料中的纖維束，再次磨漿使其制成單根纖維； 消潛、洗漿:將上述制得的紙漿在溫水中浸泡，用于制紙板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟I)中形成的菌液的密度為6X IO7個(gè)/ml菌以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟2)中，切好的木本原料長(zhǎng)度為3-4cm，切好的草本原料長(zhǎng)度為4-5cm。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟2)所述的潤脹時(shí)間為 10-12h。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟3)所述的生物降解溫度保持在35-40°C，時(shí)間30-34小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟3)所述的生物降解中，疏解后的原料與菌液的質(zhì)量比為1:6-8。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟3)所述的蒸汽滅菌為常壓水蒸汽滅菌10-30分鐘。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的生物菌液制漿法，其特征在于，步驟2)中浸泡原料后的浸泡液經(jīng)絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生沼氣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合菌群及其在生物菌液制漿工藝中的應(yīng)用。所述復(fù)合菌群包含保藏號(hào)為CGMCC No.5971的芽孢桿菌、保藏號(hào)為CGMCC No.5972的唐山萊茵默氏菌、保藏號(hào)為CGMCC No.5973的魯氏不動(dòng)桿菌、保藏號(hào)為CGMCC No.5975的Wickerhamomyces anomalus。所述方法主要包含菌液的配置；原料處理；制漿，其包含疏解，生物降解，蒸汽殺菌，粗磨漿，細(xì)磨漿，漿料篩選，消潛、洗漿。采用該生物菌液制漿法制備的紙板達(dá)到AA級(jí)以上水平。在制漿過程中產(chǎn)生的廢液可回收利用或轉(zhuǎn)化為可作為能源的沼氣或有機(jī)肥料。既節(jié)省能源又環(huán)保。
文檔編號(hào)D21C5/00GK103074249SQ20121034254
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者賈平 申請(qǐng)人:賈平