[0034]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明產(chǎn)品工藝方法詳細(xì)說明如下。
[0035]如圖1所示，一種生物法提取植物纖維生產(chǎn)工藝方法，包括如下步驟:
[0036](一 )原料準(zhǔn)備-草本植物，木本植物(例如龍須草)經(jīng)過水平皮帶輸送機(jī)送入10噸/小時(shí)切草機(jī)，切草機(jī)將草類纖維原料切成30-50毫米長短的草片，木片；
[0037]原料儲(chǔ)存
[0038]原料場管理規(guī)程的重點(diǎn)是防火、防雷擊、防自燃、防水、防潮、防霉變。原料場要選擇在地勢較高，排水方便的地方，并設(shè)置有避雷針、消防栓、滅火器等消防設(shè)施。原料垛間距離要大于8米，垛群間距離要大于25米，作為防火帶和消防車通道。原料場最邊緣的原料垛離原料場的圍墻要有一定距離(一般5米以上)，用于防止墻外火星引燃?jí)?nèi)原料垛。
[0039]原料儲(chǔ)存場地平坦、不積水，垛基比自然地面高出300mm (水中儲(chǔ)料場除外)。原料儲(chǔ)存時(shí)，龍須草應(yīng)打凈，稻草應(yīng)葉少、無根莖；無霉?fàn)€及變質(zhì)現(xiàn)象，所有原料內(nèi)應(yīng)無雜草、砂粒、石塊及金屬等雜物。根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，如收購的期限及運(yùn)輸條件等，各種原料的總儲(chǔ)存數(shù)量取以下數(shù)值:6個(gè)月，最少2個(gè)月。由于廠區(qū)范圍內(nèi)原料儲(chǔ)存場地不夠儲(chǔ)存全部原料時(shí)，應(yīng)貯原料安排在中間堆場儲(chǔ)存。
[0040]原料儲(chǔ)存場的設(shè)備選用考慮機(jī)械化搬運(yùn)，按工廠每日原料需要量的1.5倍左右配備。將采用適用的轉(zhuǎn)運(yùn)方法，沿最短的距離進(jìn)行，盡可能地不進(jìn)行中間轉(zhuǎn)載，使轉(zhuǎn)載的次數(shù)盡量減少。草類原料的運(yùn)輸采用車輛運(yùn)輸方式。采用移動(dòng)式膠帶運(yùn)輸機(jī)上垛。
[0041]原料準(zhǔn)備
[0042]備料系統(tǒng)隨原料品種及半成品用途不同而異。本發(fā)明采用干法備料，由上料、切料、篩選、除塵、儲(chǔ)存等工序組成。各種半成品都必須清除塵埃、金屬物、污泥、石子等雜質(zhì)以及霉?fàn)€、變質(zhì)、燒焦的原料。
[0043](二)除塵-草片經(jīng)過水平皮帶輸送機(jī)經(jīng)過輥式篩網(wǎng)除塵器將草片中的塵土、部分草葉和草節(jié)等雜質(zhì)分離出去；除塵器為羊角除塵器或六輥除塵器。
[0044](三)發(fā)酵分解-將除塵后的草片原料利用水平皮帶輸送機(jī)依次輸送至升流式發(fā)酵反應(yīng)塔和降流式發(fā)酵反應(yīng)塔發(fā)酵分解后降解植物中的木塑和果糖果膠形成粗漿；
[0045]在升流式發(fā)酵反應(yīng)塔中發(fā)酵溫度為常溫狀態(tài)下，按噸原料0.12加入生物菌，按噸原料0.32加入常溫水，發(fā)酵時(shí)間為96小時(shí)；PH值達(dá)到6 ;在降流式發(fā)酵反應(yīng)塔中發(fā)酵溫度為常溫狀態(tài)下，按噸原料0.3加入生石灰水；發(fā)酵時(shí)間48小時(shí)。該生物菌為酵母菌分離與褐腐菌分解結(jié)合的生物菌或多種生物菌和組合菌(專利號(hào)201310246402.5)。
[0046]生物分解階段:包括升流式生物分解塔(即升流式發(fā)酵反應(yīng)塔)、降流式石灰處理塔(即降流式發(fā)酵反應(yīng)塔)和排渣、渣水分離、菌液回用、菌種池及投加等工序。
[0047]生物處理的主要目的，在于有選擇地分解原料中的木素。由于木素與其他生物高分子不同，具有網(wǎng)狀復(fù)雜結(jié)構(gòu)，不含有易水解的重復(fù)單元，所以難以用水解進(jìn)行降解。但可以降解木素的微生物很多，最主要的是擔(dān)子菌類。
[0048]木素的微生物降解機(jī)理有如下幾點(diǎn):
[0049](I)木素的代謝降解，主要在有氧條件下進(jìn)行，根據(jù)微生物處理后木素的官能團(tuán)分析，其羧基與其共軛碳基明顯增多，甲氧基含量減少，因此木素的生物降解，主要為氧化反應(yīng)。
[0050](2)木素分子末端的苯基香豆?jié)M型，及愈創(chuàng)木基甘油-松柏醚型結(jié)構(gòu)中的松柏醇基與松柏醛基，可被氧化成阿魏酸基，然后在側(cè)鏈Ca與Cf3巧之間被切斷而生成香草酸基。苯基香豆?jié)M結(jié)構(gòu)的q與巧鍵，可被加氧酶切斷，而生成香草酸基；β -芳基型結(jié)構(gòu)的醚鍵，可被加單氧酶或加雙氧酶開裂。
[0051](3)幾乎所有的白腐菌都含有漆酶，它可以氧化酚型木素單元為苯氧游離基，接著氧化側(cè)鏈位的輕基成碳基Oo-碳基經(jīng)過烯醇型結(jié)構(gòu)，在加單氧酶作用下C a與Cf3鍵開裂或β-0-4鍵開裂。
[0052](4)在漆酶作用下，可發(fā)生脫甲氧基反應(yīng)，生成的鄰醒結(jié)構(gòu)，可在纖維二糖二酷氧化還原酶作用下，被還原成兒茶酚結(jié)構(gòu)，然后在加雙氧酶作用下，進(jìn)行環(huán)開裂反應(yīng)。
[0053]如上所述在生物分解塔中，在微生物作用下實(shí)現(xiàn)對(duì)原料的疏解與軟化。
[0054]通過渣水分離工序，將原料中剩余固體廢棄物分離出來，外運(yùn)至固體廢棄物處置工段；含有生物菌的清水則循環(huán)回用至生物分解塔。
[0055]菌種池作為生物菌中間儲(chǔ)存池，用于接納盛放從育菌中心轉(zhuǎn)運(yùn)而來的菌種，并在需要時(shí)向生物分解塔中添加。
[0056](四)磨漿-將粗漿送入高溫間歇式中濃磨機(jī)中磨漿；磨漿濃度范圍為5-15%，磨漿溫度控制在70-95?，加熱所用蒸汽來自天然氣鍋爐所提供蒸汽；
[0057]磨漿過程中，按噸原料0.0I (1: 1.2:0.8)比例投加Ca (OH) 2、Η202、Na2Si03及螯合劑等，PH值控制在9以上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漿的第一步漂白；在此過程中，其一是用堿即熟石灰(氫氧化鈣，化學(xué)式:Ca(0H)2)潤脹纖維，提高成漿強(qiáng)度；其二是用過氧化氫(雙氧水，化學(xué)式:H202)漂白纖維，提高成漿白度；經(jīng)過此次漂白后，紙漿白度可達(dá)到58°左右；
[0058]按噸原料0.1(1:2)用4%的Mg(OH)2加5%的H202在75°C的溫度、25%濃度下，在高濃磨漿機(jī)內(nèi)邊磨漿邊漂白2.5小時(shí)。
[0059]磨漿工段采用先進(jìn)的中濃磨漿方法，磨漿濃度范圍為5-15%。中濃磨可適用于處理各類漿種，相較于低濃度制漿技術(shù)，能耗降低30%以上；成漿品質(zhì)提高20%以上；操作簡單，是現(xiàn)代機(jī)械制漿發(fā)展趨勢。
[0060]磨漿溫度控制在溫度為70-95?，以提高紙漿的強(qiáng)度，從而紙漿質(zhì)量得以提高；磨漿機(jī)的生產(chǎn)能力得到提高，從而降低磨漿機(jī)單位動(dòng)力消耗。加熱所用蒸汽來自天然氣鍋爐所提供蒸汽。
[0061]磨漿過程中，投加Ca(0H)2、H202、Na2Si03及螯合劑等，pH值控制在9以上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)漿的第一步漂白。在此過程中，一是用堿潤脹纖維，提高成漿強(qiáng)度；其二是用過氧化氫漂白纖維，提高成漿白度。經(jīng)過此次漂白后，紙漿白度可達(dá)到58°左右。
[0062](五)除渣-采用一級(jí)三段錐形除渣器利用離心原理去除漿料中密度不同于漿料的雜質(zhì)；漿中的水和纖維組成的良漿向上由中心管排出，而粗渣由下部排出；
[0063]除渣凈化:采用一級(jí)三段錐形除渣器。其主要工作過程如下:
[0064]I)相對(duì)密度大的雜質(zhì)在渦旋場中產(chǎn)生比纖維大得多的離心力，它從絮聚團(tuán)的核心中被剝離出來移向最外周的器壁上。
[0065]2)在渦旋運(yùn)動(dòng)中不同的旋轉(zhuǎn)半徑漿層之間的速度差產(chǎn)生的剪切力破壞了絮聚作用。
[0066]良漿(漿中的水和纖維)則由于以下的原因向中心推移:
[0067]I)渦旋除渣器(即錐形除渣器)下部直徑越來越小，即最外層空間越來越小，而良漿與粗渣的離心力之差越來越大，使相對(duì)密度大的粗渣優(yōu)先占據(jù)了最外層。
[0068]2)相對(duì)密度小的良漿被擠向內(nèi)層，空氣則在中心部分，而相對(duì)密度雖與纖維相近但體積較大的粗渣則因質(zhì)量與慣性比纖維大，它向中心移動(dòng)的速度滯后于良漿。最終，良漿向上由中心管排出，而粗渣由下部排出。
[0069]該一級(jí)三段除渣為:漿料經(jīng)過除渣器后，良漿即為合格漿料，直接進(jìn)入下一道工序?yàn)橐欢纬灰欢纬鞣蛛x出來的粗漿和雜質(zhì)再進(jìn)入一組除渣器，分離出來的良漿送到第一段除渣器的進(jìn)口為二段除渣；將第二段除渣器分離出來的粗漿和雜質(zhì)再進(jìn)入一組除渣器，分離出來的良漿送到第二段除渣器的進(jìn)口為三段除渣；三段后的雜質(zhì)則排放處理。
[0070](六)篩選-利用壓力篩進(jìn)行篩選；壓力篩采用多段封閉篩選流程，進(jìn)漿濃度控制在I %，進(jìn)漿壓力在3.0-4.0公斤/平方厘米；該壓力篩可為縫篩或孔篩；篩縫大小為0.25-0.4 暈米；
[0071]篩選、凈化目的:凈化漿，除去纖維性雜質(zhì)(非纖維細(xì)胞等)，及非纖維性雜質(zhì)(樹脂、泥