專利名稱：一種秸稈生物酶降解助劑及降解制漿工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及秸稈降解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種秸稈生物酶降解助劑，還涉及一種秸稈生物酶降解制漿工藝。
背景技術(shù)：
造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一項重要工業(yè)，國內(nèi)造紙企業(yè)多數(shù)沿用傳統(tǒng)的制漿工藝，排放大量黑水，不符合國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，給我國經(jīng)濟(jì)帶來極大的損失。目前我國科研人員對生物制漿也進(jìn)行了廣泛的技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，多數(shù)采用生物菌群，如白腐菌、放線菌等，本工藝制漿的缺點是菌群要求的環(huán)境嚴(yán)格，反應(yīng)時間長，漿的硬度高、無法大規(guī)模生產(chǎn)。我國的造紙制漿技術(shù)主要有堿法、亞硫酸鹽法、中性亞胺法、機械法等，這幾種傳統(tǒng)的造紙制漿技術(shù)在過程中有大量的黑液排出，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，而且目前對造紙制漿技術(shù)的改進(jìn)，都是圍繞黑液的處理進(jìn)行的改進(jìn)。因此，需配備污水處理設(shè)備，投資大、治理不徹底，一般的廠家難以達(dá)標(biāo)，不得已關(guān)停了大量制漿生產(chǎn)線。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決秸稈制漿過程中黑水排放造成環(huán)境污染的問題，本發(fā)明提供了一種在制漿過程中利用生物酶降解植物秸稈中非纖維類物質(zhì)的秸稈生物酶降解助劑。本發(fā)明還提供了使用所述秸稈生物酶降解助劑的秸稈生物酶降解制漿工藝。本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的
一種秸稈生物酶降解助劑，包括以下重量份的組分
纖維素酶8-10%、脂肪酶6-11%、α -1，4_葡萄糖水解酶6_10%、過氧化氫酶4_10%、尿素 6-20%、硫酸鎂6-16%、脂肪醇聚氧乙烯醚8-15%、烷基酚聚氧乙烯醚0Ρ-10 11_15%，余量為賦形劑；
所述纖維素酶活性單位為25000u/g，脂肪酶活性單位為22000u/g，α -1，4-葡萄糖水解酶活性單位為15000u/g，過氧化氫酶活性單位為20000u/g。所述的賦形劑為鈣粉、元明粉、滑石粉中的一種或兩種。一種秸稈生物酶降解制漿工藝，將秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和所述的秸稈生物酶降解助劑，混合均勻，在快速制漿機中加熱至50-60°C搓磨、反應(yīng)1-1. 5小時；然后分次加入占秸稈重量30-40%的雙氧水漂白1. 5-2小時，白度大于70%IS0時，終止反應(yīng)得紙漿；
所述雙氧水中H2A的含量為27. 5wt% ；
所述秸稈的含水量< 8%，秸稈秸稈生物酶降解助劑水的重量比為1 :0. 15-0. 25
5-6。所述快速制漿機包括桶體、支腳、進(jìn)料口、出漿口、回水管、排渣口和動力裝置，所述桶體為一圓臺狀、置于支腳上，所述排渣口設(shè)置在桶體的底部，其特征在于還包括搓磨裝置和螺旋提升裝置，所述搓磨裝置通過固定裝置固定在桶體內(nèi)部，搓磨裝置的下端設(shè)有螺旋鉸刀，該搓磨裝置由設(shè)置于桶體上部的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置控制；所述螺旋提升裝置傾斜設(shè)置，其低端與桶體的下部外側(cè)連接，該連接部位設(shè)有篩板，其高端設(shè)有出漿口，所述回水管的一端與桶體上部相連，另一端與螺旋提升裝置的高端連接。所述搓磨裝置由定子、螺旋轉(zhuǎn)子和螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置構(gòu)成，所述螺旋轉(zhuǎn)子為雙螺旋結(jié)構(gòu)，由設(shè)置在桶體上方的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置帶動其旋轉(zhuǎn)；所述定子為內(nèi)壁上設(shè)有定子腭板的桶狀結(jié)構(gòu)，該定子通過固定裝置固定在桶體的內(nèi)壁上。所述的螺旋提升裝置由螺旋提升桶體、螺旋提升轉(zhuǎn)子和螺旋提升動力裝置構(gòu)成，所述螺旋提升轉(zhuǎn)子設(shè)置于螺旋提升桶體內(nèi)，由設(shè)置在其上部的螺旋提升動力裝置帶動其旋轉(zhuǎn)。所述的桶體的外側(cè)設(shè)有加強筋。所述定子腭板的表面為腭狀凸起結(jié)構(gòu)。該發(fā)明是基于酶降解纖維，軟化劑、表面活性劑加強了纖維物質(zhì)的軟化使生物酶的作用更強，起到強化和滲透軟化作用，尿素在這里起到增溶劑的作用和活化作用。采用本發(fā)明提出的生物酶降解助劑，在應(yīng)用到制漿過程中，需加溫到50-60°C，在這個溫度范圍下，酶的活性最大，制漿時間縮短，滿足快速制漿的要求。本發(fā)明的有益效果
1、本發(fā)明工藝到漂白漿需3-5小時，比傳統(tǒng)制漿快1-2小時，大大提高了工作效率，且在制漿過程中不用高溫蒸煮，不用強堿強酸、無污染，滿足環(huán)保制漿的要求，一次性可制成白度達(dá)到70%IS0以上的白漿；
2、本發(fā)明技術(shù)方案充分考慮了在整個制漿過程中加入的降解酶制品能夠把草類纖維與非纖維物質(zhì)分離比較徹底，制漿無廢水排放，不會造成環(huán)境污染；
3、本發(fā)明不產(chǎn)生黑液、無污染、省去了黑液處理設(shè)備、一次成漂白紙漿，并可節(jié)約大量生產(chǎn)用水，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，加快制漿速度，降低能耗和污染，實現(xiàn)無污染生物制漿的目的。


圖1為本發(fā)明快速制漿機的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2為本發(fā)明的磋磨裝置結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明的螺旋提升裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1桶體、2支腳、3搓磨裝置、4排渣口、5螺旋提升裝置、6出漿口、7螺旋提升動力裝置、8回水管、9螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置、10進(jìn)料口、11螺旋轉(zhuǎn)子、12定子、13螺旋鉸刀、14 螺旋提升桶體、15螺旋提升轉(zhuǎn)子、16篩板、17固定裝置、18桶體加強筋、19定子腭板。
具體實施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例來進(jìn)一步說明。實施例1
一種秸稈生物酶降解助劑，包括以下重量份的組分
纖維素酶8%、脂肪酶11%、α -1，4-葡萄糖水解酶6%、過氧化氫酶10%、尿素20%、硫酸鎂 16%、脂肪醇聚氧乙烯醚8%、烷基酚聚氧乙烯醚0Ρ-10 11%，余量為鈣粉賦形劑；
纖維素酶活性單位為25000u/g，脂肪酶活性單位為22000u/g，α -1，4-葡萄糖水解酶活性單位為15000u/g，過氧化氫酶活性單位為20000u/g。將含水量為7%的麥草秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和秸稈生物酶降解助劑，麥草秸稈秸稈生物酶降解助劑水的重量比為1 :0. 15 :5，混合均勻，在快速制漿機中加熱至50°C搓磨、反應(yīng)1. 5小時；分四次加入占麥草秸稈重量30%的雙氧水漂白2小時，雙氧水中H2A的含量為27. 5wt%,白度達(dá)到71%IS0時，加熱至90°C，使酶失活，雙氧水分解，反應(yīng)終止，放漿得打漿度為SR，漿得率65%紙漿，所濃縮后的水經(jīng)沉淀處理后再次回用?？焖僦茲{機包括桶體1、支腳2、搓磨裝置3、螺旋提升裝置5、進(jìn)料口 10、出漿口 6、 回水管8、排渣口 4、螺旋提升動力裝置7和螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置9。桶體1置于支腳2上，排渣口 4設(shè)置在桶體1的底部，搓磨裝置3通過固定裝置17 固定在桶體1內(nèi)部，搓磨裝置3的下端設(shè)有螺旋鉸刀13，該搓磨裝置3由設(shè)置于桶體1上部的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置9控制，螺旋提升裝置7傾斜設(shè)置，其低端與桶體1的下部外側(cè)連接， 其高端設(shè)有出漿口 6，回水管8 一端與桶體1上部相連，另一端與螺旋提升裝置5的高端連接。桶體1為一圓臺狀，其外側(cè)設(shè)有加強筋18，作為裝麥草、水及秸稈生物酶降解助劑的容器。搓磨裝置3由定子12、螺旋轉(zhuǎn)子11和螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置9構(gòu)成，通過固定裝置17 固定在桶體1內(nèi)部。定子12為內(nèi)壁上設(shè)有定子腭板19的桶狀結(jié)構(gòu)，定子12通過固定裝置17固定在桶體1內(nèi)部。螺旋轉(zhuǎn)子11為雙螺旋結(jié)構(gòu)，由設(shè)置在桶體1上方的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置9帶動其旋轉(zhuǎn)，該螺旋轉(zhuǎn)子U設(shè)置在定子12內(nèi)，螺旋轉(zhuǎn)子11的旋轉(zhuǎn)可以使麥草與定子12進(jìn)行搓磨、 攪拌。搓磨裝置3的底部設(shè)有螺旋鉸刀13，起到碎解的作用，可將漿料進(jìn)行碎解。螺旋提升裝置5由螺旋提升桶體14、螺旋提升轉(zhuǎn)子15和螺旋提升動力裝置7構(gòu)成，螺旋提升轉(zhuǎn)子15設(shè)置于螺旋提升桶體14內(nèi)，依靠設(shè)置在其上部的螺旋提升動力裝置7 帶動其旋轉(zhuǎn)。螺旋提升裝置5與桶體1的連接部分設(shè)有篩板。制漿機工作時，螺旋轉(zhuǎn)子傳動裝置9帶動螺旋轉(zhuǎn)子11旋轉(zhuǎn)，漿料在螺旋轉(zhuǎn)子11與定子腭板19表面的腭狀凸起進(jìn)行搓磨后，從定子12下部出來又經(jīng)過設(shè)于底部的螺旋鉸刀 13碎解，然后翻到桶體1的上部完成一個循環(huán)，隨著旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子11連續(xù)的轉(zhuǎn)動，漿料不斷被混合一搓磨一碎解，纖維被水化搓磨，滿足了制漿軟化纖維的要求。制漿機制漿過程結(jié)束，漿料可以通過篩板16進(jìn)入螺旋提升桶體14內(nèi)，螺旋提升動力裝置7帶動螺旋提升轉(zhuǎn)子15轉(zhuǎn)動，將漿料通過螺旋轉(zhuǎn)子11提升到高于桶體1的出漿口 6 部位出料，螺旋提升裝置5內(nèi)的制漿水又通過回水管8回到桶體1內(nèi)，因此螺旋轉(zhuǎn)子11既起到出漿作用也起到濃縮作用，保證了制漿水的循環(huán)利用。當(dāng)需要快速排料時可通過排渣口 4快速排料。實施例2
一種秸稈生物酶降解助劑，其特征在于包括以下重量份的組分 纖維素酶8%、脂肪酶6%、α -1，4-葡萄糖水解酶7%、過氧化氫酶4%、尿素10%、硫酸鎂 12%、脂肪醇聚氧乙烯醚15%、烷基酚聚氧乙烯醚0Ρ-10 14%，余量為鈣粉與元明粉以重量比1:1比例混合的賦形劑。纖維素酶活性單位為25000u/g，脂肪酶活性單位為22000u/g，α -1，4_葡萄糖水解酶活性單位為15000u/g，過氧化氫酶活性單位為20000u/g。一種秸稈生物酶降解制漿工藝，將含水量為8%的蘆葦秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和秸稈生物酶降解助劑，蘆葦秸稈秸稈生物酶降解助劑水的重量比為1 0. 06 5,混合均勻，在快速制漿機中加熱至60°C搓磨、反應(yīng)1小時；分四次加入占秸稈重量 40%的雙氧水漂白1. 5小時，雙氧水中H2A的含量為27. 5wt%,白度達(dá)到74%IS0時，加熱至 90°C，使酶失活，雙氧水分解，反應(yīng)終止，放漿得打漿度為27° SR，漿得率68%紙漿，所濃縮后的水經(jīng)沉淀處理后再次回用?？焖僦茲{機結(jié)構(gòu)同實施例1。實施例3
一種秸稈生物酶降解助劑，包括以下重量份的組分
纖維素酶10%、脂肪酶11%、α -1，4-葡萄糖水解酶10%、過氧化氫酶10%、尿素6%、硫酸鎂6%、脂肪醇聚氧乙烯醚11%、烷基酚聚氧乙烯醚0Ρ-10 15%，余量為滑石粉與元明粉以重量比1:1比例混合的賦形劑。纖維素酶活性單位為25000u/g，脂肪酶活性單位為22000u/g，α -1，4_葡萄糖水解酶活性單位為15000u/g，過氧化氫酶活性單位為20000u/g。一種秸稈生物酶降解制漿工藝，將含水量為8%的竹木纖維秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和秸稈生物酶降解助劑，蘆葦秸稈秸稈生物酶降解助劑水的重量比為1:0. 08:6，混合均勻，在快速制漿機中加熱至60°C搓磨、反應(yīng)1.5小時；分五次加入占秸稈重量的35%的雙氧水漂白2小時，雙氧水中H2A的含量為27. 5wt%,白度達(dá)到75%IS0時， 加熱至90°C，使酶失活，雙氧水分解，反應(yīng)終止，放漿得打漿度為SR，漿得率69%紙漿， 所濃縮后的水經(jīng)沉淀處理后再次回用。快速制漿機結(jié)構(gòu)同實施例1。降解軟化后的秸稈要加入雙氧水，進(jìn)行過氧化物漂白，由于制漿機中仍保持 50-60°C溫度，完全滿足雙氧水的引發(fā)溫度，所以反應(yīng)較激烈，雙氧水易溢出制漿機，因此添加雙氧水時應(yīng)分批添加直到紙漿白度達(dá)到70%IS0以上為止。本發(fā)明的秸稈生物酶降解制漿工藝和傳統(tǒng)蒸球制漿工藝對比
對本發(fā)明的秸稈生物酶降解制漿工藝和傳統(tǒng)蒸球制漿工藝從工藝條件到制得的紙漿性能等方面進(jìn)行了一下對比，見表1。表1使用本發(fā)明工藝所制成的紙漿與常規(guī)蒸球制紙漿性能對比表
權(quán)利要求
1.一種秸稈生物酶降解助劑，其特征在于包括以下重量份的組分纖維素酶8-10%、脂肪酶6-11%、α -1，4_葡萄糖水解酶6_10%、過氧化氫酶4_10%、尿素 6-20%、硫酸鎂6-16%、脂肪醇聚氧乙烯醚8-15%、烷基酚聚氧乙烯醚0Ρ-10 11_15%，余量為賦形劑；所述纖維素酶活性單位為25000u/g，脂肪酶活性單位為22000u/g，α -1，4-葡萄糖水解酶活性單位為15000u/g，過氧化氫酶活性單位為20000u/g ；所述的賦形劑為鈣粉、元明粉、滑石粉中的一種或兩種。
2.—種秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征是將秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和權(quán)利要求1所述的秸稈生物酶降解助劑，混合均勻，在快速制漿機中加熱至50-60°C搓磨、反應(yīng)1-1. 5小時；然后分次加入占秸稈重量30-40%的雙氧水漂白1. 5-2小時，白度大于 70%IS0時，終止反應(yīng)得紙漿；所述雙氧水中H2A的含量為27. 5wt% ；所述秸稈的含水量< 8%，秸稈秸稈生物酶降解助劑水的重量比為1 :0. 15-0. 25 5-6。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征在于所述快速制漿機包括桶體(1)、支腳(2)、進(jìn)料口(10)、出漿口(6)、回水管(8)、排渣口(4)和動力裝置， 所述桶體(1)為一圓臺狀、置于支腳(2)上，所述排渣口(4)設(shè)置在桶體(1)的底部，其特征在于還包括搓磨裝置(3)和螺旋提升裝置(5)，所述搓磨裝置(3)通過固定裝置(17)固定在桶體(1)內(nèi)部，搓磨裝置(3)的下端設(shè)有螺旋鉸刀(13)，該搓磨裝置(3)由設(shè)置于桶體(1) 上部的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置(9)控制；所述螺旋提升裝置(5)傾斜設(shè)置，其低端與桶體(1)的下部外側(cè)連接，該連接部位設(shè)有篩板(16)，其高端設(shè)有出漿口(6)，所述回水管(8)的一端與桶體(1)上部相連，另一端與螺旋提升裝置(5)的高端連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征在于所述搓磨裝置(3)由定子(12)、螺旋轉(zhuǎn)子(11)和螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置(9)構(gòu)成，所述螺旋轉(zhuǎn)子(11)為雙螺旋結(jié)構(gòu)， 由設(shè)置在桶體(1)上方的螺旋轉(zhuǎn)子動力裝置(9)帶動其旋轉(zhuǎn)；所述定子(12)為內(nèi)壁上設(shè)有定子腭板(19)的桶狀結(jié)構(gòu)，該定子(12)通過固定裝置(17)固定在桶體(1)的內(nèi)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征在于所述的螺旋提升裝置(5)由螺旋提升桶體(14)、螺旋提升轉(zhuǎn)子(15)和螺旋提升動力裝置(7)構(gòu)成，所述螺旋提升轉(zhuǎn)子(15)設(shè)置于螺旋提升桶體(14)內(nèi)，由設(shè)置在其上部的螺旋提升動力裝置(7)帶動其旋轉(zhuǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征在于所述的桶體(1)的外側(cè)設(shè)有加強筋(18)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3 6任一項所述的秸稈生物酶降解制漿工藝，其特征在于所述定子腭板(19)的表面為腭狀凸起結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及秸稈降解技術(shù)領(lǐng)域一種秸稈生物酶降解助劑，包括纖維素酶8-10%、脂肪酶6-11%、α-1,4-葡萄糖水解酶6-10%、過氧化氫酶4-10%、尿素6-20%、硫酸鎂6-16%、脂肪醇聚氧乙烯醚8-15%、烷基酚聚氧乙烯醚OP-1011-15%，余量為賦形劑。將秸稈洗凈切段，投入快速制漿機中，加入水和秸稈生物酶降解助劑，混合均勻，在快速制漿機中加熱至50-60℃搓磨、反應(yīng)1-1.5小時；然后加入雙氧水漂白，白度大于70%ISO時，終止反應(yīng)得紙漿。本發(fā)明不用高溫蒸煮，不用強堿強酸、無污染，滿足環(huán)保制漿的要求，制漿無廢水排放，且在可節(jié)約大量生產(chǎn)用水，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本，加快制漿速度。
文檔編號D21C9/16GK102230288SQ201110189859
公開日2011年11月2日 申請日期2011年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月8日
發(fā)明者李樹泉 申請人:李樹泉