The present invention belongs to the field of biological pulping. It provides a kind of straw fiber with wheat straw. The length of the fiber is well preserved, which overcomes the damage of the fine fiber in the traditional chemical pulping. The average length of the fiber is about 0.80 1.10mm, and the average weight of the fiber is about 1.20 of the fiber length. The invention also provides a wheat straw fiber, including the fiber structure of the wheat straw cellulose. The quality of wheat straw fiber can be reached: brightness (whiteness) 53, 75%, hardness 8 26K, folding resistance 30 75 times, tear index 3.3 5.5 mN m2/g, tensile index 45 62 N. M/g. The invention also provides a wheat straw separating fiber process and the use of the straw straw fiber. The production process of the invention has no high temperature chemical cooking black liquor. The quality of fiber (length, whiteness, short fiber content, etc.) is obviously superior to the quality of traditional chemical pulping. The yield of the pulp is 25% higher than that of the traditional chemical pulping rate, and the water consumption and energy consumption in the production process are more than 30% lower than that of the traditional chemical pulp.
【技术实现步骤摘要】
一种麦草纤维及其生物酶法分离纤维的工艺
本专利技术涉及一种生物酶法分离麦草纤维的工艺,属于生物制浆领域。
技术介绍
麦草秸秆主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,由葡萄糖分子连接而成的纤维素占秸秆总质量的48%左右,为含量最多的组分,这种纤维被广泛应用于制浆造纸、纤维素乙醇、生物染料、生物能源等领域。在传统麦草秸秆制浆造纸中分离纤维一般采用高温加化学助剂的方法,目前主要采用亚硫酸盐法和烧碱蒽醌法。亚硫酸盐法制浆的原理是游离的亚硫酸与木质素化合生成难溶的木质素磺酸,在有盐基存在的情况下,形成易溶的木质素磺酸盐,由于磺化而发生水解反应,木质素被裂解成更小更易溶解的分子碎片,木质素被溶解和裂解而溶出,从而释放出植物纤维。烧碱蒽醌法制浆的原理是使用氢氧化钠溶液进行蒸煮,碱液通过细胞腔并穿过细胞壁向原料的内部扩散,进入到胞间层的碱液与其中的果胶、半纤维素作用,并使其溶解,接着与胞间层的木质素作用,使其不断溶于蒸煮液中,使得纤维被分离出来。在氢氧化钠蒸煮液中加入相当于纤维原料重量0.05~0.6%的蒽醌,以阻止有害的纤维素及半纤维素的剥皮反应。这两种化学麦草秸秆制浆工艺的特点是:高温、高压、大量使用化学品助剂,在脱木质素的过程中,不仅破坏碳水化合物(纤维),使得浆率减少,而且更为严重的是在制浆的过程中形成难以处理的蒸煮黑液,由于蒸煮黑液中含有大量的木质素和化学品,是一种极其难处理的工业高浓度含固废液,无法采用已有的水处理技术解决蒸煮黑液的污染问题。目前麦草秸秆制浆蒸煮黑液的处理方法主要有两种:一是碱回收工艺,但工艺中产生了造纸白泥二次处理的问题;二是将蒸煮黑液浓缩、复配 ...
【技术保护点】
1.一种麦草纤维素,其特征在于以酶分子定向切割分离的秸秆纤维,长度‑重量平均纤维长度0.80‑1.10mm,质量‑重量平均纤维长度1.20‑1.50mm。
【技术特征摘要】
1.一种麦草纤维素,其特征在于以酶分子定向切割分离的秸秆纤维,长度-重量平均纤维长度0.80-1.10mm,质量-重量平均纤维长度1.20-1.50mm。2.一种麦草秸秆纤维,所述麦草秸秆纤维为包含权利要求1所述的麦草纤维素的纤维结构。3.如权利要求2所述的麦草秸秆纤维,其特征在于,麦草秸秆纤维品质达到:亮度≥53%,硬度8-26K;耐折度≥30次,撕裂指数≥3.3mN﹒m2/g,抗张指数≥45.0N﹒m/g。4.如权利要求2或3所述的麦草秸秆纤维,其特征在于,麦草秸秆纤维品质达到:亮度(白度)53-75%,硬度8-26K,耐折度30-75次,撕裂指数3.3-5.5mN﹒m2/g,抗张指数45.0-62.0N﹒m/g。5.一种麦草分离纤维工艺,包括酶促反应、酶解反应Ⅰ、酶解反应Ⅱ、酶解反应Ⅲ及纤维分离步骤中的一步或多步反应,其特征在于,所述工艺选自下述A、B、C或D之一:A、一种麦草分离纤维工艺,包括酶促反应、酶解反应Ⅰ、酶解反应Ⅱ、酶解反应Ⅲ及纤维分离步骤:1)酶促反应麦草原料中加入复合酶Ⅰ,升温并维持温度在80-120℃,在间歇或连续酶解反应器中均匀搅拌,反应时段维持pH9-13,反应时间40-200min;2)酶解反应Ⅰ酶促反应完成后,加入复合酶Ⅱ,搅拌均匀,温度维持在70-100℃;酶解反应Ⅰ的反应时间为20-220min;3)酶解反应Ⅱ酶解反应Ⅰ完成后,降温至40-80℃,加入复合酶Ⅲ,搅拌均匀,反应时间30-150min;4)酶解反应Ⅲ酶解反应Ⅱ完成后,降温至30-60℃,加入复合酶Ⅳ,搅拌均匀,反应时间120-720min;5)纤维分离经过上述不同阶段的酶促和酶解反应后,通过纤维挤压设备将固液分离,固形物为植物本色的麦草秸秆纤维;液体部分为酶解废液,从其中分离出木质素产品;或者:B、一种麦草分离纤维工艺,包括酶促反应、酶解反应Ⅰ、酶解反应Ⅱ及纤维分离步骤:1)酶促反应麦草原料中加入复合酶Ⅰ,升温并维持温度在80-120℃,在间歇或连续酶解反应器中均匀搅拌,反应时段维持pH9-13,反应时间40-200min;2)酶解反应Ⅰ酶促反应完成后,加入复合酶Ⅱ,搅拌均匀,温度维持在70-100℃;酶解反应Ⅰ的反应时间为20-220min;3)酶解反应Ⅱ酶解反应Ⅰ完成后,降温至40-80℃,加入复合酶Ⅲ,搅拌均匀,反应时间30-150min;5)纤维分离经过上述不同阶段的酶促和酶解反应后,通过纤维挤压设备将固液分离,固形物为植物本色的麦草秸秆纤维;液体部分为酶解废液,从其中分离出木质素产品;或者;C、一种麦草分离纤维工艺,包括上述酶促反应、酶解反应Ⅰ、酶解反应Ⅲ及纤维分离步骤:1)酶促反应麦草原料中加入复合酶Ⅰ,升温并维持温度在80-120℃,在间歇或连续酶解反应器中均匀搅拌,反应时段维持pH9-13,反应时间40-200min;2)酶解反应Ⅰ酶促反应完成后,加入复合酶Ⅱ,搅拌均匀,温度维持在70-100℃;酶解反应Ⅰ的反应时间为20-220min;4)酶解反应Ⅲ酶解反应Ⅱ完成后,降温至30-60℃,加入复合酶Ⅳ,搅拌均匀,反应时间120-720min;5)纤维分离经过上述不同阶段的酶促和酶解反应后,通过纤维挤压设备将固液分离,固形物为植物本色的麦草秸秆纤维;液体部分为酶解废液,从其中分离出木质素产品;或者,D、一种麦草分离纤维工艺,包括上述酶促反应、酶解反应Ⅰ及纤维分离步骤,1)酶促反应麦草原料中加入复合酶Ⅰ,升温并维持温度在80-120℃,在间歇或连续酶解反应器中均匀搅拌,反应时段维持pH9-13,反应时间40-200min;2)酶解反应Ⅰ酶促反应完成后,加入复合酶Ⅱ,搅拌均匀,温度维持在70-100℃;酶解反应Ⅰ的反应时间为20-220min;5)纤维分离经过上述不同阶段的酶促和酶解反应后,通过纤维挤压设备将固液分离,固形物为植物本色的麦草秸秆纤维;液体部分为酶解废液,从其中分离出木质素产品。6.如权利要求5所述的所述麦草分离纤维工艺,其特征在于,还包括原料预处理;所述原料预处理为:将麦草原料切碎为3-5cm、清洗后,放入酶解反应器;所述酶解反应器是间歇反应器或连续反应器,固液比为1:2-10,更优选的,固液比为1:3-6。7.如权利要求5或6所述的所述麦草分离纤维工艺,其特征在于,步骤1)所述的复合酶Ⅰ,以酶活大于80000U/g为基数,折算吨麦草原料添加各种酶的质量数为:高温淀粉酶20-60g;碱性高温木聚糖酶20-80g;更优选的,所述复合酶Ⅰ,...
【专利技术属性】
技术研发人员:阎永平,
申请(专利权)人:深圳市龙城生物科技股份有限公司,阎永平,
类型:发明
国别省市:广东,44
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