[发明专利]一种热水处理协同生物酶处理麦草制备原色生物机械浆及副产物全利用的方法

说明书

本发明属于造纸技术与新材料技术领域，涉及一种热水处理协同生物酶处理麦草制备原色生物机械浆及副产物全利用的方法，本发明首次提出以全麦草为原料，采用热水协同碱性生物酶处理全麦草制备高强度原色生物机械浆的方法，从而满足生产原色包装纸和纸基材料要求，并对其副产物进行回收制备生物质复合肥，无需固废排放，实现了麦草的高值化全利用。本发明制备方法简单、绿色清洁高效，具有良好的实际应用价值和广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于造纸技术与新材料技术领域，尤其涉及属于造纸技术与新材料技术领域，同时制浆过程的副产物制备生物质复合肥。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

造纸工业既是消费品产业，也是重要的基础原材料产业，涉及生活、文教、工农业、国防和航空等诸多领域。2016年我国纸浆进口达2106万吨，废纸进口达2850万吨，我国的制浆造纸纤维原料的进口依赖程度接近50％，国外废纸的进口弥补了我国纤维原料的缺口，支撑了中国造纸业的发展。2017年4月中央发布了《关于禁止洋垃圾入境推进固体废物进口管理制度改革实施方案》，明确规定从2021年起我国将禁止进口未经分选的废纸。我国面临着造纸原料严重短缺的问题。为此，本项目组研发了利用农业秸秆制备生物机械浆替代废纸原料的新技术，为解决造纸原料的短缺和农业秸秆的高值化利用提供了一条重要途径。

在传统的制浆造纸中，麦草作为禾草类代表是一种重要的造纸原料，但是由于麦草叶和叶鞘等不易打浆，因此在备料过程中通常仅保留麦草秸秆，而麦草叶和麦草叶鞘则要求尽可能去除，但是去除麦草叶和麦草叶鞘等不仅造成了备料的成本增加，同时也极大降低了麦草原料的利用率。为此，本项目研发了一种清洁、高效的以全麦草为原料的制浆工艺，同时开发了制浆过程副产物制备生物质肥料的高值化利用技术，为农业秸秆的综合高值化利用开辟了一条重要途径。

发明内容

针对现有技术中的不足，本发明提供一种热水处理协同生物酶处理麦草制备原色生物机械浆及副产物全利用的方法，本发明首次提出以全麦草为原料，采用热水协同碱性生物酶处理全麦草制备高强度原色生物机械浆的方法，从而满足生产原色包装纸和纸基材料要求，并对其副产物进行回收制备生物质复合肥，无需固废排放，实现了麦草的高值化全利用。本发明制备方法简单、绿色清洁高效，具有良好的实际应用价值和广阔的应用前景。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一个方面，提供了一种热水处理协同生物酶处理麦草制备原色生物机械浆及副产物全利用的方法，包括：

将麦草进行预处理、热水处理、搓丝处理，并收集搓丝段废水；

将搓丝后的麦草浆采用碱性生物酶酶解，并收集酶处理阶段产生的废水；

将酶解处理后的麦草浆进行磨浆处理得到生物机械浆，并收集磨浆洗涤水；

将搓丝段废水、酶处理阶段产生的废水、磨浆洗涤水混合、蒸发浓缩，回收热能用于热水预处理；回收固体残渣，用磷酸调节pH后，造粒，制成生物质复合肥。

在以往传统的造纸过程中，麦草作为禾草类代表是一种重要的造纸原料，但是由于麦草叶和叶鞘等不易打浆，因此在备料过程中通常仅保留麦草秸秆，而麦草叶和麦草叶鞘则要求尽可能去除，但是去除麦草叶和麦草叶鞘等不仅造成了备料的成本增加，同时也极大降低了麦草原料的利用率。根据研究发现，不同麦草部位其原料结构、化学组成和纤维形态及含量并不相同，麦叶和叶鞘的灰分、碱抽出物和戊聚糖含量都高于秸秆部位，纤维素含量略低于秸秆部位；在化学结构方面，秸秆部位的纤维较长，而且茎基部比茎中部要长，麦叶和叶鞘的纤维细胞比秸秆部位短且粗。这使得全麦草制浆十分困难，但本发明采用弱碱性热水与生物酶联合处理的方法，可制备性能优良的生物机械浆，同时其副产物可制备易降解的生物质复合肥。