[发明专利]一种用于麦草秸秆制浆的耐碱复合微生物预处理菌剂及其应用

说明书

本发明涉及一种用于麦草秸秆制浆的耐碱复合微生物预处理菌剂及其应用。本发明的耐碱复合微生物预处理菌剂包括地衣芽孢杆菌、粪产碱杆菌、赖氨酸芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌，各菌株菌液质量比为(1～3):(1～3):(1～2):(1～3):(1～3)，在麦草秸秆的生物预处理中，各菌种间互利共生协同增效，共同促进纤维素、半纤维素和木质素的高效降解。本发明采用的是生物预处理化学制浆法制浆，利用耐碱复合微生物预处理菌剂进行生物预处理制浆，避免了大量化学制剂的使用，减少了传统化学制浆工艺中废水的排放，降低了企业的生产成本，技术先进，同时兼具环保性。

技术领域

本发明属于制浆技术领域，具体涉及一种用于麦草秸秆制浆的耐碱复合微生物预处理菌剂及其应用。

背景技术

随着我国国内用纸需求量的日益增加，国内造纸工业出现木材原料短缺的情况，急需可替代生产日常用纸的原料。非木材纤维原料在我国具有来源广、产量高、价格低廉等优点，若充分被制浆造纸工业利用，可缓解木材原料短缺带来的压力。

造纸分为两个工艺阶段，一是制浆，二是抄纸，制浆是把植物原料中的纤维分离出来，经洗涤、筛选、破碎、浓缩制成浆料；抄纸则是把浆料稀释、流送、网筛、压榨、成型、烘干制成纸张，其中制浆为造纸工艺中的重要环节，决定了纸张的质量。

目前，传统的制浆方法主要为化学制浆法，而化学制浆法在制浆过程中产生大量含残余木质素和化学物质的废液，正是造纸污染的罪魁祸首。因此，解决或改善制浆造纸工业的废水污染，研制开发无污染或低污染制浆造纸的技术已经迫在眉睫。

非木材纤维原料中的麦草在北方储量丰富，通常被遗弃或焚烧，未得到充分的利用。为了麦草资源的充分利用，以其作为制浆原料，既能减少遗弃或焚烧带来的环境污染，又能增加制浆造纸行业的原料供给。

中国专利文献CN107938411A(申请号201711054381.1)公开了一种木质素脱除制浆剂和植物纤维木质素脱除制浆方法，所述木质素脱除制浆剂，包括复合生物酶剂、复合微生物菌剂和化学辅剂，所述复合生物酶剂包括漆酶、木质素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、葡聚糖苷酶、脂肪氧化酶和辅酶，所述复合微生物菌剂包括白腐菌、子囊菌、康氏木霉和绿色木霉，所述化学辅剂包括磷酸二铵、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、十二烷基苯磺酸钠和脂肪醇聚氧乙烯醚；将含水量为20-30％的植物纤维初料与木质素脱除制浆剂混合反应，固液分离得到植物纤维粗料，进行蒸汽灭菌和搓磨，即得到造纸浆料。

中国专利文献CN108442162A(申请号201810338110.7)公开了一种农作物秸秆生物制浆方法，是将切段后的农作物秸秆采用复合生物酶制剂进行生物酶一次处理，得到农作物秸秆粗浆，进行研磨分丝处理，得到农作物秸秆研磨浆，再进行微生物菌剂二次处理，得到农作物秸秆细浆，将农作物秸秆细浆进行漂白处理，得到造纸浆料；所述复合生物酶制剂包括木素过氧化物酶、木聚糖酶、漆酶、果胶酶和打浆酶，所述复合微生物菌剂包括厌氧芽孢杆菌、射脉菌、褐腐菌和多孔菌。

上述现有技术均采用了生物制浆法，生物制浆法是以生物分解为主，物理破解为辅的创新制浆技术。虽然生物制浆法是一种清洁环保的制浆工艺，但是生物分解中所使用到的酶或微生物限制了生物制浆法的工业化推广。首先，生物分解使用的酶成本较高，重复利用率较低，且在生物分解中使用单一酶的分解效果不理想，需要使用复合酶制剂，进一步提高了生物制浆法的生产成本；其次，生物分解使用的微生物繁殖时的环境条件难以控制，容易被杂菌污染而达不到生物降解的目的；而且，现行的制浆造纸行业中多采用化学制浆法，其生产车间、生产设备均与化学制浆法相适应，若直接将生产工艺由化学制浆法整体替换为生物制浆法，对于制浆造纸企业来说成本太高，不符合实际生产要求。

生物预处理化学制浆是在化学制浆基础上逐渐发展起来的，是在化学制浆之前先对原料进行微生物或者酶预处理。与化学制浆法相比，生物预处理化学制浆法更加清洁环保，可以降低化学制浆过程的化学药品用量，降低磨浆能耗，减少废水的排放。

发明内容