專利名稱：一種生物造紙制漿方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種造紙制漿方法，尤其是涉及一種環(huán)保造紙制漿方法。二背景技術(shù)：
在造紙工業(yè)，酸、堿法制漿產(chǎn)生的廢水、廢氣如果得不到有效及時(shí)處理， 經(jīng)常帶來的環(huán)境污染，由此導(dǎo)致許多的小造紙廠被關(guān)閉，但也由此引發(fā)原來作 為造紙?jiān)系慕斩掃^剩，在缺少方便有效的新的秸稈利用技術(shù)面前，農(nóng)民燃燒 秸稈又帶來新的甚至更嚴(yán)重的空氣污染。已經(jīng)出現(xiàn)的乙醇法制漿和低酸法乙醇制漿技術(shù)可以大大減少造紙制漿污 染。只是由于所需的乙醇和高溫高壓條件增加了造紙成本，實(shí)際推廣使用很困 難。用在分離木質(zhì)素溶劑的乙醇，如果不采用直接購買的高純度乙醇和無機(jī)酸， 制漿成本會(huì)大大降低。如果采用的乙醇直接來自本廠的生物質(zhì)乙醇發(fā)酵生產(chǎn)， 這樣的制漿技術(shù)屬于生物法制漿。乙醇來源于石化和發(fā)酵，特別是發(fā)酵。現(xiàn)階段原料主要是淀粉和糖蜜，發(fā) 酵過程產(chǎn)生乙醇的同時(shí)，釋放二氧化碳和反應(yīng)熱，乙醇和二氧化碳處在上清液 中，二氧化碳夾雜著乙醇自動(dòng)溢出發(fā)酵罐。每生產(chǎn)一噸乙醇，就有0.9噸的二 氧化碳生成。發(fā)酵過程中的酵母菌容易受到乙醇濃度的負(fù)反饋抑制，即使反應(yīng) 物剩余也不再產(chǎn)生乙醇，為了減少生成的乙醇對(duì)酵母菌的乙醇能力的抑制，形 成了不斷排除已經(jīng)生成的乙醇和不斷補(bǔ)加反應(yīng)物的乙醇連續(xù)發(fā)酵技術(shù)。造紙廠和生物質(zhì)乙醇發(fā)酵的原料可以都是秸稈、木材和雜草，蕞終利用的 都是纖維素。造紙廠蒸煮所得的纖維素是以紙漿形式存在的，其中采用的酸法、 堿法蒸煮導(dǎo)致制將通常包含有大量抑制酵母菌繁殖生長的物質(zhì)，很難直接用于 乙醇發(fā)酵。但亞硫酸鹽法制漿的廢水和乙醇法制漿、特別是乙醇法制漿獲得的 蒸煮液經(jīng)過適當(dāng)處理，則是可以用于酒精發(fā)酵的。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述背景技術(shù)中的不足之處，提供一種生物造紙制漿方法， 其將乙醇發(fā)酵和造紙制漿結(jié)合起來，有助于減少制漿成本，促進(jìn)乙醇法制將技 術(shù)的推廣，減少造紙工業(yè)環(huán)境的污染。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為-一種生物造紙制漿方法，其特征在于直接使用淀粉、纖維素糖化液和糖 蜜、單糖以及上述組分經(jīng)過乙醇發(fā)酵獲得的乙醇、二氧化碳、有機(jī)酸和無機(jī)鹽 以及余,分離木質(zhì)素和制備紙漿。上述步驟包括；首先利用淀粉、纖維素的糖化液和糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酒精，獲 得的發(fā)酵醪液直接用于制漿原料的蒸煮，在乙醇發(fā)酵罐內(nèi)，加入的糖化液在酵 母菌的作用下，產(chǎn)生酒精、二氧化碳和余熱，這些產(chǎn)物和余熱不斷的被罐內(nèi)的 秸稈、草木屑和木片吸收利用，在發(fā)酵過程中，制漿原料中的木質(zhì)素被逐漸分 離，根據(jù)實(shí)際的發(fā)酵進(jìn)程，新的糖化液間斷性的補(bǔ)加到發(fā)酵罐內(nèi)，直至發(fā)酵不 再進(jìn)行；發(fā)酵結(jié)束即開始過濾，濾液在另罐內(nèi)收集保存，隨后集中蒸餾，除去 木質(zhì)素后獲得乙醇，濾渣留作制漿，廢水再次用于乙醇發(fā)酵，用由此蒸餾獲得 的乙醇進(jìn)行脫去木質(zhì)素的再處理。上述乙醇發(fā)酵和制漿同步或非同步，在同一反應(yīng)器或不在同一反應(yīng)器進(jìn)行。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果如下1、 乙醇不需要另行購買和蒸餾，沒有乙醇的浪費(fèi)；2、 制漿和乙醇發(fā)酵同時(shí)進(jìn)行，利用了乙醇發(fā)酵前發(fā)酵液組分和乙醇發(fā)酵后 產(chǎn)生的乙醇、二氧化碳、有機(jī)酸、無機(jī)鹽和余熱對(duì)木質(zhì)纖維素的溶脹作用和脫 木質(zhì)素作用；3、 廢水用于乙醇發(fā)酵，水循環(huán)使用；4、 成本低，污染小。具體實(shí)施例方式本發(fā)明為一種生物制漿方法。將乙醇發(fā)酵和造紙制漿結(jié)合起來，乙醇發(fā)酵 和除木質(zhì)素同時(shí)進(jìn)行，用淀粉糖化液、糖蜜和單糖以及它們乙醇發(fā)酵后的乙醇 和二氧化碳及余熱直接除去木質(zhì)素。制漿需要的除去木質(zhì)素的添加物來自乙醇 和其它發(fā)酵前的糖化液、糖蜜和各種單糖以及經(jīng)過酵母菌發(fā)酵的發(fā)酵液，乙醇 發(fā)酵和制漿可同步或非同步、在同一反應(yīng)器或不在同一反應(yīng)器進(jìn)行。本發(fā)明的具體實(shí)施過程首先利用糖蜜、淀粉和纖維素的糖化液發(fā)酵生產(chǎn) 酒精，獲得的發(fā)酵醪液不經(jīng)過酒精蒸餾，直接用于制漿原料的蒸煮。在乙醇發(fā) 酵罐內(nèi)，加入的糖化液在酵母菌的作用下，產(chǎn)生酒精、二氧化碳、有機(jī)酸、無 機(jī)鹽和余熱，這些產(chǎn)物和余熱不斷的被罐內(nèi)的秸稈、草木屑和木片吸收利用， 在長達(dá)60余小時(shí)的發(fā)酵過程中，制漿原料中的木質(zhì)素被逐漸分離，根據(jù)實(shí)際的 發(fā)酵進(jìn)程，新的糖化液可以間斷性的補(bǔ)加到發(fā)酵罐內(nèi)，直至發(fā)酵不再進(jìn)行。發(fā) 酵結(jié)束即開始過濾，濾液在另罐內(nèi)收集保存，隨后集中蒸餾，除去木質(zhì)素后獲 得乙醇。濾渣留作制槳，廢水可以再次用于乙醇發(fā)酵?？梢杂糜纱苏麴s獲得的 乙醇進(jìn)行脫去木質(zhì)素的再處理。實(shí)施例1、在1L三角瓶內(nèi)，首先加入洗凈、切短為適于造紙制漿長短的小麥秸稈0. lkg， 再先后加入500ml淀粉糖化液，攪拌后煮沸加熱滅菌至無菌，冷卻至室溫后接入 已經(jīng)擴(kuò)大培養(yǎng)的酒精酵母菌種子液適量(公知的常規(guī)用量)，按照常規(guī)進(jìn)入乙醇 發(fā)酵階段，根據(jù)實(shí)際的發(fā)酵進(jìn)程，為了提高乙醇濃度，可補(bǔ)加適量(公知的常 規(guī)用量)的糖化液，直至發(fā)酵停止。發(fā)酵結(jié)束后，充分?jǐn)嚢韬筮^濾濾液在一 燒瓶內(nèi)保存，待集中蒸餾后獲得乙醇和木質(zhì)素；濾渣按照原來乙醇法造紙制漿 的其它工藝進(jìn)行再處理。乙醇發(fā)酵結(jié)束后，也可以在瓶內(nèi)保留適當(dāng)發(fā)酵液，作 為第二批發(fā)酵的種子液。實(shí)施例2、在實(shí)施例1基礎(chǔ)上，增加2個(gè)容積為1L的三角瓶，且均加入0. lkg的上述 小麥秸稈片段，三個(gè)三角瓶相互連通，實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)酵，即第一個(gè)三角瓶溢出物 進(jìn)入第二個(gè)三角瓶，第二個(gè)三角瓶溢出物進(jìn)入第三個(gè)三角瓶。在第一個(gè)三角瓶 的發(fā)酵進(jìn)入主發(fā)酵期后，開始補(bǔ)加糖化液。
權(quán)利要求
1. 一種生物造紙制漿方法，其特征在于直接使用淀粉、纖維素糖化液和糖蜜、單糖以及上述組分經(jīng)過乙醇發(fā)酵獲得的乙醇、二氧化碳、有機(jī)酸和無機(jī)鹽以及余熱分離木質(zhì)素和制備紙漿。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物造紙制漿方法，其特征在于首先利用 淀粉、纖維素的糖化液和糖蜜發(fā)酵生產(chǎn)酒精，獲得的發(fā)酵醪液直接用于制漿原 料的蒸煮，在乙醇發(fā)酵罐內(nèi)，加入的糖化液在酵母菌的作用下，產(chǎn)生酒精、二 氧化碳和余熱，這些產(chǎn)物和余熱不斷的被罐內(nèi)的秸稈、草木屑和木片吸收利用， 在發(fā)酵過程中，制漿原料中的木質(zhì)素被逐漸分離，根據(jù)實(shí)際的發(fā)酵進(jìn)程，新的 糖化液間斷性的補(bǔ)加到發(fā)酵罐內(nèi)，直至發(fā)酵不再進(jìn)行；發(fā)酵結(jié)束即開始過濾， 濾液在另罐內(nèi)收集保存，隨后集中蒸餾，除去木質(zhì)素后獲得乙醇，濾渣留作制 漿，廢水再次用于乙醇發(fā)酵，用由此蒸餾獲得的乙醇進(jìn)行脫去木質(zhì)素的再處理。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生物造紙制漿方法，其特征在于乙醇發(fā)酵 和制漿同步或非同步，在同一反應(yīng)器或不在同一反應(yīng)器進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物造紙制漿方法，其將乙醇發(fā)酵和造紙制漿結(jié)合起來，有助于減少制漿成本，促進(jìn)乙醇法制將技術(shù)的推廣，減少造紙工業(yè)環(huán)境的污染。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為直接使用淀粉、纖維素糖化液和糖蜜、單糖以及上述組分經(jīng)過乙醇發(fā)酵獲得的乙醇、二氧化碳、有機(jī)酸和無機(jī)鹽以及余熱分離木質(zhì)素和制備紙漿。
文檔編號(hào)D21C3/20GK101265673SQ20081001785
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月31日
發(fā)明者王聯(lián)結(jié) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)