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秸秆生物酵解法提取纸浆零污染高效利用技术
2021-09-01 10:22  

一、成果简介

自2020年,我国全面禁止固体废物进口,这意味着国外废纸不能再进口到国内,2020年,国内废纸浆需求缺口已达380万吨,纸浆将持续稀缺。传统制浆是化学制浆,这是一种高耗能的制浆工艺。制1吨纸浆要耗费100吨水,400度电,还要排放大量废水,且不说对环境污染,仅污水处理就增加了大量成本。

以前秸秆资源化利用,是将稻草秆茎“沤烂”,而稻草秆茎是构成纸浆中硬度最强的细小纤维,能够支撑纸张的韧性和环压强度。本成果是采用生物酵解的方法利用植物秸秆进行纸浆提取,利用功能性菌剂发酵粉碎的秸秆,分解其中的木质素、半纤维素和糖分、果胶、蛋白质等成分,保留纤维素,经过磨浆,获得造纸厂的纸浆和填充纤维,该技术的核心是专用菌剂,本成果利用的专用菌剂为“东北农业大学生物菌剂研发中心”分离的多种低温发酵菌株。主要是根据不同种类植物秸秆材料所含组分特点,进行多菌株复配组合,开发出功能性微生物菌群。诠释了分解不同农作物秸秆中木质素、半纤维素、糖分、果胶、蛋白质等成分所需要的多种酶种类,明晰了低温菌株的分离、筛选、代谢产物检测的方法,创建了多菌株高效组合复配、复合培养基筛选、扩繁和秸秆低温启动发酵剂的工业化生产设备和工艺,为冬季秸秆发酵利用提供了强有力的技术支撑。

二、成果创新点

1)菌菌剂的适应性强:发酵温度范围宽:4-95℃;四季可生产,设施要求低;

2)发酵速度快:根据秸秆组成不同,酵解时间为5-15天:

3)纸浆出率高,成本低,质量好:平均2.5吨秸秆得1吨纸浆纤维,纸浆出率高;每吨生物制浆法成本为1500元,化学制浆成本为4500元,可以节省67%的成本;使用本项目技术生产的纸浆质量高于进口废纸壳再生纸浆质量,具有环压强度高、抗折裂、更环保等显著优点,纸浆卖给纸厂造纸,原生纤维纸浆添加量20%,可以明显的提升包装纸韧度和硬度,为造纸厂提供天然、优质、安全的原生植物纸浆。

4)高效,环保节能:经过筛选、搅拌、发酵、热磨等工序,半个月时间,可以获得秸秆纸浆,纸浆生产产生的生物废液,不含有化学药物,营养成分含量较高,可以直接被高效利用,实现零污染。

5)增值效率高,产业链长:建立的高附加值秸秆生物发酵方法提取纸浆的综合配套技术体系,2.5-3吨秸秆可以生产1吨优质纸浆,1.5-2吨秸秆基质,0.5-1吨的液体生物有机肥;每吨纸浆市场价1500-1800元,每吨有机肥市场价500-800元;每吨液体有机肥市场价为1.5万元;从目前行情看,纸浆和有机肥都供不应求。

三、应用推广及效益

本成果已经在黑龙江省进行了初步应用,应用实践证明,该技术较好创制出系列不同植物秸秆生物酵解法提取纸浆新型发酵剂产品;同时取得了直接相关国家专利多项,其中菌株备案号多项,纸浆生产专利2项,相关有机肥和生物菌肥专利多项。在原有纸浆生产或者造纸企业生产工艺基础上,开展新模式,增加纸浆生产的原料种类,减少造纸污水量,对纸浆废弃物进行肥料化加工及销售,拉长造纸的产业化链条。

技术领域:生物技术

合作方式:技术转让;实施许可;技术服务

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