生物法制浆工艺及设备

生物法制浆工艺及设备第一页，共十九页，2022年，8月28日生物法简介古代生物法生物干蒸法国内外生物法技术第二页，共十九页，2022年，8月28日生物法制浆（Bio-pulping）是利用某种能够分解木素的微生物，使植物组织中的纤维彼此分离而成为纸浆的过程。对这种微生物菌株的基本要求是：它应具有繁殖速率快、分解木素的活力强、少影响或不损伤纤维素等特点。这种制浆方法与传统的发酵法不同，是生物工程的延伸和发展。

第三页，共十九页，2022年，8月28日简易流程先把木片和有关的营养盐进行灭菌处理，再置入填充床反应器内，优选好适合的菌种（白腐菌）也被放入器内。此时，启动通风机将过滤、增湿后的空气通入器内，再利用喷洒器按一定的数量将真菌的接种物通入。为确保有合适生物环境的温、湿度，还需通入蒸汽，并控制好通风速度、木片水分。经过10~14d后，排除废气、废液，将反应器内已经软化了的木片送入盘磨机，经过磨碎、复磨、筛选，即得纸浆。如有必要，可送去或进行漂白处理。

第四页，共十九页，2022年，8月28日特点由于优选菌株的困难大，菌株的酶活力较低，培养规模小，不能满足生产实际的要求。因此，目前生物法制浆还处在实验室或小试阶段，并没有实现工业化。但是，它们的利用前景十分宽广，单在造纸工业上就可以用于制浆、漂白、脱墨、改性、节能、防腐，以及环境保护（如污水处理）等许多方面。可以预见，一旦生物法制浆有了新的突破，那将会使造纸工业的面貌发生很大的变化。第五页，共十九页，2022年，8月28日古代生物法

从前，在我国古代有一种自然发酵法，它是把麻、树皮或草类等原料先浸泡在水中受厌氧性细菌的作用，然后用石灰乳“腌制”堆积起来，再以自然界的菌株进行混合发酵，经过一段较长的时间，使之“成熟”。正常的发酵纸浆，纤维色泽亮黄，软而不烂，手搓成丝状，浆水显黄色，无臭味。如果纤维奇黄，手搓成束状、挺硬，这是夹生浆，成熟不够，可再行发酵。倘若纤维颜色转黑，手搓成糊状，泥烂发黏，有霉臭味，这是过熟浆，应赶快洗去烂浆。自然发酵的过程由于是多种细菌和真菌的参与，作用十分复杂，有正面的、也有负面的反应，因此，其制浆效果还不尽如人意，不能适应大规模的生产。第六页，共十九页，2022年，8月28日生物干蒸法工艺过程：

浸泡：干净干燥的麦草（或稻草）投入含生物催解剂的溶液中浸泡。

沥干：将浸泡好的麦草捞出后沥干水分，沥出的浸泡液再回用到原浸泡池中。

装池（球）：沥干后的麦草或稻草经分丝机加工后制成纤维装入可通蒸汽的池（或蒸球）中，也可直接浸泡好的麦稻草装入。

生物催解：在较低的温度下进行木素果胶等非纤维物质的降解，使之生成水溶性的糖类等物质，以达到去除木素保留纤维的目的。

第七页，共十九页，2022年，8月28日生物干蒸法干蒸：生物降解达到一定程度后即可大量通往蒸气，温度控制在90-100℃，时间3-5小时，杀菌终止降解反应后，既可出浆。

挤压：取出蒸好的浆放入静压池中，放入少量清水进行静压溶出少量非纤维物质，静压后的浆经碎解后，放入螺施挤浆机中挤压，可制成35%以上的干浆供漂白或出售，静压挤压后的水可直接回用到浸泡水中作为浸泡液的补充水，也可经过絮凝沉淀后回用或达标排放。

漂白：挤压好的浆可直接进行漂白制浆，漂后浆白度可达80－90度，可生产各种文化用纸、生活用纸及漂白浆板用。

第八页，共十九页，2022年，8月28日性能特点粗浆的性能

粗浆硬度（KP值）8--12

粗浆得率（%）45－50

漂后浆白度85度以上技术特点:采用“生物制浆”代替“化学制浆”，“干蒸法”代替传统的“蒸煮法”不易产生黑液，从根本上解决了黑液污染问题，浸泡麦草的生物催解液可以长期回用，静压水只需采用气浮法经絮凝沉淀后，既可达到排放和回用标准，整个制浆过程既无黑液排放，又投资少，见效快，

第九页，共十九页，2022年，8月28日无污染生物法制浆技术北京前导技术有限公司研发的零排放无污染生物纸浆生产技术近期获得成功。该技术在国际上首次采用生物（HYH7黑腐菌）工艺等多项创新技术，利用我国极为丰富的龙须草、稻草等原料，生产出新闻纸、包装纸等的优质纸浆。该技术投资少，原料充裕，市场广阔，可广泛应用于各地的中小造纸企业。第十页，共十九页，2022年，8月28日无污染生物法制浆技术该技术在生产过程中水循环使用，不存在COD、BOD和悬浮物SS的排放。因为在生物分解过程中，真菌把植物秸秆中纸浆不用的木素、淀粉、果胶和果糖等物质分解生成H2O和CO2，进而又生成碳酸。碳酸进一步软化植物木素，利于真菌分解木素。该技术没有废物排出，实现了零排放。第十一页，共十九页，2022年，8月28日木聚糖酶经过多年研究，专家发现木聚糖酶可以在纸浆漂白过程中起到降低污染物排放量的作用。它的原理就是利用木聚糖酶的专一性，对纸浆进行预漂白，把木聚糖完全分解，打开纤维结构，有利于化学试剂充分完全地进行反应。第十二页，共十九页，2022年，8月28日木聚糖酶这样可以减少化学试剂的用量，尤其是含氯氧化剂的用量，从而减少污水中化学需氧量（COD）和有机卤素（AOX）的排放量，为企业带来经济效益和环境效益。苏柯汉（潍坊）生物工程有限公司于2002年将此产品引进国内，通过多年的不懈努力，木聚糖酶产品基本上覆盖了国内除棉浆之外的所有的化学制浆行业。第十三页，共十九页，2022年，8月28日formicoTMfib技术由芬兰Chempolis旗下公司———科伯利生物技术公司开发的formicoTMfib技术，可以利用包括草类在内的非木植物纤维生产纸浆。formicoTMfib工艺能较好解决草类植物制浆质量差和废水排放不达标等问题。第十四页，共十九页，2022年，8月28日formicoTMfib技术该技术的核心是用一种新型的、环保的生物溶剂将非木质材料进行高效、有选择的分馏。成品浆的质量和化学法制浆相似，白度可达到83%ISO，甚至可达到100%。蒸煮液的回收率可达99%以上，重要的是可以达标排放废水。formicoTMfib工艺用这些非木原料只需简单的操作和消耗少量的化学药物和水就能生产出高品质的纸浆。第十五页，共十九页，2022年，8月28日尽管国内不少科研单位，院校对生物技术在制浆造纸工业中的应用，进行了大量研究和开发，但与国外先进水平相比，差距较大。制浆造纸工业面临严重的问题：原料短缺、能耗过高、污染严重等。因此，生物技术的应用变得越来越重要，可有效的缓解上述问题。第十六页，共十九页，2022年，8月28日山东大学：主要研究木聚糖酶在纸浆漂白中的应用，又先后与其他院校合作研究发现，木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显助漂作用。华南理工大学国家