[发明专利]一种玉米秸秆生物制浆的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种玉米秸秆生物制浆的方法，属于造纸技术领域。

背景技术

造纸工业已有几百年的历史，近几十年来又有较大的发展，但是，其制浆工艺却发展比较缓慢，仍然多采用酸碱法。这种制浆的工艺方法，不仅需要消耗大量的酸、碱、盐等，造纸生产成本高；并且还要排出大量对人、畜以及农作物有害的废水，COD指标一般都达到2～3万，处理难度大，对环境污染，特别是对地下水的污染非常严重。

生物科技是二十一世纪各种传统产业结构重整与再起飞的关键技术，因此利用生物科技造纸成为现今不可忽视的重要方向。近年来采用生物技术生产纸浆，可降低生产成本，改善纸浆品质及维护造纸环境安全的方法与产品，已陆续诞生。例如利用酶除去树脂或油墨，采用木聚糖酶(xylanase)或木质素氧化酶漂白纸浆及以酶改良纸浆黏稠度(尤其是非木本植物纸浆)，但亦存有如化学方法造纸的缺失，常衍生废液污染环境，及耗费能源等问题。因此藉重生物科技解决与克服化学法造纸地缺失，确是势在必行。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对目前酸碱法制浆以及生物技术生产纸浆常常会产生大量的废液，对环境造成极大的危害，同时需要耗费大量的能源，所制的浆产出的纸的质量不高，提供了一种玉米秸秆生物制浆的方法，本发明主要是将废弃的玉米秸秆经过预处理，再利用制备的发酵液来对其发酵，接着通过高温蒸煮，离心分离，收集纤维混合物，最后将其碾磨成浆料与少量的木聚糖酶混合经漂白即可。本发明的制浆废液的CODcr、BOD₅及色度值等指标都达到国家排放标准，同时利用的是废弃的玉米秸秆，为国家节约大量木材，纸浆的质量也明显提高。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：

（1）取5～8kg玉米秸秆放入水中浸泡20～30min后，将其取出自然晾晒，待玉米秸秆含水量为35～40％时，将其放入粉碎机中进行粉碎，过筛得30～40目颗粒物，将所得颗粒放入容器中，向其中加入质量分数为5％的盐酸溶液淹没颗粒物4～6cm，将容器置于频率为150～200GHz的微波下，搅拌1～3h后过滤，收集玉米秸秆过滤物；

（2）将上述所得的玉米秸秆过滤物放入发酵池内，向其中加入发酵液浸泡玉米秸秆过滤物，向其加入过滤物质量3～4％的磷酸铵及过滤物质量1～1.2％磷酸氢二钾搅拌均匀，在温度为25～35℃下，密封发酵，直至玉米秸秆过滤物呈纤维束状，若在发酵过程中玉米秸秆过滤物出现黑色或灰白色斑点时，对发酵池内进行通风，直至黑色或灰白色斑点消失，然后继续密封发酵；

（3）待上述发酵结束后，过滤，并使用水冲洗过滤物1～3次，然后将冲洗后的过滤物放入容器中，向其中加入蒸馏水浸泡过滤物，在温度为90～110℃，转速设定为600～800r/min的转速下，蒸煮灭菌20～30min，然后自然冷却至室温，将其放入离心机中离心分离，收集纤维混合物；

（4）将上述所得的纤维混合物放入磨浆机中进行磨浆，向所得的浆料中加入纤维混合物质量10～15％的木聚糖酶，在温度为40～60℃下进行漂白40～50min即可。

所述步骤（2）中发酵液的制备方法为：

（1）取米糠放入发酵池内，向其中加入水浸泡米糠，向其中加入营养液，加入量为米糠质量20～30％，在温度为30～35℃下，密封发酵3～5天，所述营养液为按重量份数，取30～40份蛋白胨，15～20份牛肉膏，20～22份氯化钠，12～15份去离子水，9～12份琼脂及2～3份硝酸钙，搅拌均匀即可；

（2）待上述发酵结束后收集发酵液，然后按照体积比2:1与蒸馏水进行混合，再静置1～3h，即可。

本发明的应用：将上述制备的纸浆可用于造纸，造出的纸的纸张白度88～90度，紧度为0.48～0.55g/cm³、耐破指数为3～4kPa.m²/g、断裂长为7～8km。

本发明的有益效果是：

（1）制浆废液的CODcr、BOD₅及色度值等指标都达到国家排放标准，保护了环境；

（2）利用的是废弃的玉米秸秆，为国家节约大量木材，纸浆的质量也明显提高；

（3）制备步骤简单，成本低。

具体实施方式