一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法技术

技术编号:15292339 阅读:62 留言:0更新日期:2017-05-11 00:43
本发明专利技术涉及农业生产领域,公开了一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法,以能源草为原料高效地生产沼气和纸浆。本发明专利技术将能源草的草汁和草渣通过机械的方法分离开,草汁通过厌氧发酵制备沼气,草渣通过超声波辅助生物酶法生产纸浆。本发明专利技术实现了能源草的高效、多向化用途,为能源草的综合开发利用提供了新的途径。

Method for preparing marsh gas and pulp by utilizing energy grass

The invention relates to the field of agricultural production, and discloses a method for preparing marsh gas and pulp by using energy grass. In the invention, the grass juice and grass residue of the energy grass are separated by a mechanical method, and the grass juice is prepared by anaerobic fermentation. The invention realizes the high efficiency and multi use of energy grass, and provides a new way for the comprehensive development and utilization of energy grass.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业生产系统领域,具体涉及一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法
技术介绍
能源草系指一类以禾本科植物为主的,一年生或多年生的,高产量、高纤维素含量的能源植物。在生物能源领域有广泛的应用,但尚未形成完整、合理的体系,因此能源草的价值没有得到最大化的利用。纸浆是以植物纤维为原料,经不同加工方法制得的纤维状物质。可根据加工方法分为机械纸浆、化学纸浆和化学机械纸浆,它是造纸的基本原料。通常用以制浆原料的植物可分为4大类:茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类,其中的茎干纤维类资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。每年我国所需的纸、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类,都存在原料不足的问题,其中尤以木材纤维类为最重要。目前我国木材纸浆40%以上需要从国外进口。沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体,它的主要成分是甲烷和二氧化碳,还有少量的氮、氢和硫化氢等气体。沼气是纯化后的高浓度甲烷,也是一种可再生能源,性质与天然气相似。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外,还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等的化工原料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法,在利用能源草生产沼气的同时也生产出纸浆,扩宽了能源草的利用范围,构筑了一个多方向综合利用能源草的系统。为实现上述目的,本专利技术采用如下技术方案:一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法,以能源草为原料生产沼气和纸浆,包括如下步骤:1)将新鲜能源草先粉碎成0.1~5cm,然后通过机械压榨分离成草汁和草渣;2)能源草草汁制备沼气:将步骤1)中分离得到的草汁进行沼气发酵,温度30~55℃,总干物质含量为3~20wt.%,然后每隔3~10天进行一次进出料;3)能源草草渣制备纸浆:取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后,在超声波反应釜中加入水、混合酶,混合酶浓度为1~100mg/g,超声波频率10~100khz,先在40~70℃温度下反应1~5h后,升温至90~120℃再反应1~5h,再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。其中,所述的能源草为狼尾草属植物、拟高粱、甜高粱、芦竹、芦苇、类芦、斑茅、彼特草、苏丹草、五节芒、荻、芒、野古草、石芒草、青贮玉米、香茅、互花米草、大米草、柳枝稷中的一种或几种。本专利技术的显著优点在于:提供了能源草的多种利用方向,在利用能源草汁发酵制备沼气的基础上,同时生产纸浆,形成一种农业上综合利用能源草的系统。本专利技术能够高效的地利用能源草,草汁单独发酵的效率要高于直接利用能源草发酵。本专利技术全过程零污染,不会产生任何污染环境的产物。本专利技术具有突出的创新性和实用价值。具体实施方式实施例1下面用10吨巨菌草(狼尾草属植物,干物质含量25%)为实例进一步阐述本专利技术的具体实施方式,本专利技术包括但不限于以下实例。1)将新鲜巨菌草先粉碎成3cm,然后通过机械压榨分离成草汁和草渣;2)巨菌草草汁制备沼气:将步骤1)中分离得到的巨菌草草汁进行沼气发酵,温度55℃,总干物质含量为10wt.%,然后每隔3天进行一次进出料,产生的沼气可以直接应用到实际生产,也可以提纯到甲烷浓度97%以上制备生物天然气。3)巨菌草草渣制备纸浆:取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后,在超声波反应釜中加入水、混合酶,混合酶浓度为10mg/g,超声波频率70khz,先在55℃温度下反应2h后,升温至110℃再反应2h,再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。纸浆可进一步生产出书写纸、生活用纸和新闻用纸等。应用本专利技术10吨干物质含量25%巨菌草,3天可以生产甲烷含量55%以上的沼气500立方米,同时可以生产出1.5吨干物质的纸浆,大大提高了生产效率,提升了巨菌草的经济价值。实施例2下面用10吨青贮玉米(干物质含量35%)为实例进一步阐述本专利技术的具体实施方式,本专利技术包括但不限于以下实例。1)将新鲜青贮玉米先粉碎成5cm,然后通过机械压榨分离成草汁和草渣;2)青贮玉米草汁制备沼气:将步骤1)中分离得到的青贮玉米草汁进行沼气发酵,温度37℃,总干物质含量为12wt.%,然后每隔7天进行一次进出料,产生的沼气可以直接应用到实际生产,也可以提纯到甲烷浓度97%以上制备生物天然气。3)青贮玉米草渣制备纸浆:取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后,在超声波反应釜中加入水、混合酶,混合酶浓度为20mg/g,超声波频率50khz,先在50℃温度下反应1.5h后,升温至120℃再反应1.5h,再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。纸浆可进一步生产出书写纸、生活用纸和新闻用纸等。应用本专利技术10吨干物质含量35%青贮玉米,7天可以生产甲烷含量55%以上的沼气450立方米,同时可以生产出2.5吨干物质的纸浆,大大提高了生产效率,提升了青贮玉米的经济价值。以上所述仅为本专利技术的2个实施例,凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法,其特征在于:以能源草为原料生产沼气和纸浆,包括如下步骤:1) 将新鲜能源草先粉碎成0.1~5cm,然后通过机械压榨分离成草汁和草渣;2) 能源草草汁制备沼气:将步骤1)中分离得到的草汁进行沼气发酵,温度30 ~ 55℃,总干物质含量为3 ~ 20wt.%,然后每隔3~ 10天进行一次进出料;3) 能源草草渣制备纸浆:取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后,在超声波反应釜中加入水、混合酶,混合酶浓度为1~100mg/g,超声波频率10~100khz,先在40 ~ 70℃温度下反应1~5h后,升温到90 ~ 120℃再反应1~5h,再经过磨浆、洗涤、筛选和脱水得到纸浆。

【技术特征摘要】
1.一种利用能源草制备沼气和纸浆的方法,其特征在于:以能源草为原料生产沼气和纸浆,包括如下步骤:1)将新鲜能源草先粉碎成0.1~5cm,然后通过机械压榨分离成草汁和草渣;2)能源草草汁制备沼气:将步骤1)中分离得到的草汁进行沼气发酵,温度30~55℃,总干物质含量为3~20wt.%,然后每隔3~10天进行一次进出料;3)能源草草渣制备纸浆:取步骤1)中分离得到的草渣进一步除杂、粉碎后,在超声波反应釜中加入...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘斌谢超肖正林满红
申请(专利权)人:福建农林大学
类型:发明
国别省市:福建;35

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