非木材纤维植物的生物制浆法制造技术

本发明专利技术提供一种纸浆的制造方法，尤指一种非木材纤维植物生物制浆的方法，主要包含以下步骤：（ａ）提供一培养溶液；（ｂ）加入一非木材纤维植物植物体；（ｃ）加入一微生物的悬浮液；（ｄ）进行发酵培养以制备一制浆溶液；（ｅ）蒸煮该制浆溶液；（ｆ）散浆；以及（ｇ）筛分该制浆溶液，以自该制浆溶液中分离出纸浆。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术有关一种纸浆的制造方法，尤指一种非木材纤维植物生物制浆的方法。(2)
技术介绍
造纸工业为世界性的传统工业，其发展为一国经济及生活水准的指标。纸浆的来源多来自于大量的砍伐森林(生产一公吨木浆需四公吨木片，相当于砍伐二十三株树木)，使得地球上的森林面积逐渐减少，因而造成严重的生态平衡问题。此外，利用大量的水及化学药剂来漂洗木浆，造成河川及海洋的水资源受到污染。台湾每年稻草总产量约有235万公吨。稻草的有机物成份约大于95％，其中碳41.3％，氮0.81％，半纤维素20.6％，纤维素24.7％，木质素7.7％。目前处理稻草的方法一般有制做草绳、草袋、草席、纸板，畦面敷盖材料，充当燃料，或混合其他资材做成堆厩肥；也可直接掩埋土中，循环利用其养分或就地燃烧成灰。由于现今科技进步神速及工资昂贵，因此利用稻草做燃料、饲料、草袋及草席等相当少，绝大部份均采用就地燃烧或直接掩埋，故有造成空气或环境污染之虞。稻草拥有丰富的纤维，若能妥善开发利用非木材植物(稻草)的纤维，必有助于缓解「砍伐林木用于造纸」的压力。往昔世界各地利用非木材植物生产纤维的方式，大都采行化学或半化学的处理方法，然而化学制造草浆的方式，却给造纸工业制造三大难题，即(1)制程出现大量的硅酸化物与高黏稠度的黑色液体，引发回收系统产生严重的后遗症；(2)回收废液时，硅酸化物影响碳酸钙的沉降，使蒸气罐出现罐垢，又黑色黏液会使蒸发器的管路沾满鳞状物质，致常需停工清理；(3)蒸煮机器会出现不稳定的状况，因而浪费燃料，造成生产成本提高。生物科技是二十一世纪各种传统产业结构重整与再起飞的关键技术，因此利用生物科技造纸成为现今不可忽视的重要方向。近年来采用生物技术生产纸浆，可降低生产成本，改善纸浆品质及维护造纸环境安全的方法与产品，已陆续诞生。例如利用酶除去树脂或油墨，采用木聚糖酶(xylanase)或木质素氧化(Ligninoxidizing)酶漂白纸浆及以酶改良纸浆黏稠度(尤其是非木本植物纸浆)，但亦存有如化学方法造纸的缺失，常衍生废液污染环境，及耗费能源等问题。因此藉重生物科技解决与克服化学法造纸的缺失，确是势在必行。欧美各国许多学者尝试利用白腐菌如Phanerochaete chrysosporium及Cereporiopsis subvermispora等接种于木片堆中，企图去除木材中的木质素与节约造纸的能源及成本，虽有部分成效，但在室外接种白腐菌处理木材的时间却相当漫长，极不符合经济效益。(3)
技术实现思路
因此本专利技术主要目的在于提供一种非木材纤维植物生物制浆方法，尝试利用微生物分解有机物的能力，应用于废弃稻草的制浆过程，进而建立一种非木材纤维植物的生物制浆流程的模式，将可研发非木材纤维成为纸浆原料的重要来源；并避免制浆工厂的运作产物，破坏自然环境，进而解决在造纸上所遭遇的难题。根据本专利技术一方面的纸浆的制造方法，包含以下步骤(a)提供一培养溶液；(b)加入一非木材纤维植物体；(c)加入一微生物的悬浮液；(d)进行发酵培养以制备一制浆溶液；(e)蒸煮该制浆溶液；(f)散浆；以及(g)筛分该制浆溶液，以自该制浆溶液中分离出纸浆。根据上述构想，其中该非木材纤维植物体是为一稻草杆。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是经高温高压处理。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是经高温蒸气处理。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是经高温水煮处理。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是经熏蒸剂熏蒸处理。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是经常温浸水处理。根据上述构想，其中该非木纤维植物体是以4～15％的比例添加至该培养溶液中。根据上述构想，其中该微生物是由该非木纤维植物体上分离而得。根据上述构想，其中该微生物是由禽畜粪便堆肥中分离而得。根据上述构想，其中该微生物是培养于营养洋菜(Nutrient Agar，NA)培养基。根据上述构想，其中该培养基酸碱值为8。根据上述构想，其中该微生物是培养于马铃薯葡萄糖琼脂(Potato DextroseAgar，PDA)培养基。根据上述构想，其中该培养基酸碱值为8。根据上述构想，其中该微生物接种浓度是为0～108cfu/ml。根据上述构想，其中该微生物是为一格兰氏阳性细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus licheniformis(PMBP-m5)的细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus subtilis(PMBP-m6)的细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus amyloliquefaciens(PMBP-m7)的细菌。根据上述构想，其中该发酵培养溶液是为蒸馏水。根据上述构想，其中该发酵培养溶液是为乳醣牛肉煎汁酵母培养液(Lactose Beef extract Yeast extract，LBY)。根据上述构想，其中该发酵培养溶液是为葡萄糖蛋白酵母培养基(GlucosePeptone Yeast extract，GPY)。根据上述构想，其中该发酵培养温度是为20～50℃。根据上述构想，其中该发酵培养是为振荡培养。根据上述构想，其中该发酵培养是为静置培养。根据上述构想，其中该发酵培养时间是为0～10天。根据上述构想，其中蒸煮该发酵溶液还进一步包含添加0～4％(w/v)的生石灰，在120～150℃的温度下，蒸煮25～40分钟。根据上述构想，其中该发酵溶液是以18筛孔网筛过滤。根据上述构想，其中该发酵溶液是以200筛孔网筛过滤。根据上述构想，其中该发酵溶液是以270筛孔网筛过滤。根据本专利技术另一方面的生物制浆方法，包含以下步骤(a)提供一培养溶液；(b)加入一植物体；(c)加入一微生物的悬浮液；(d)进行发酵培养以制备一制浆溶液；(e)蒸煮该制浆溶液；(f)散浆；以及(g)筛分该制浆溶液，以自该制浆溶液中分离出纸浆。根据上述构想，其中该植物体的纤维是为非木纤维。根据上述构想，其中该植物体是为稻草杆。根据上述构想，其中该植物体是经高温高压处理。根据上述构想，其中该植物体是经高温蒸气处理。根据上述构想，其中该植物体是经高温水煮处理。根据上述构想，其中该植物体是经熏蒸剂熏蒸处理。根据上述构想，其中该植物体是经常温浸水处理。根据上述构想，其中该植物体是以4～15％的比例添加至该培养溶液中。根据上述构想，其中该微生物是由该植物体上分离而得。根据上述构想，其中该微生物是由禽畜粪便堆肥中分离而得。根据上述构想，其中该微生物是培养于营养洋菜(Nutrient Agar，NA)培养基。根据上述构想，其中该培养基酸碱值为8。根据上述构想，其中该微生物是培养于马铃薯葡萄糖琼脂(Potato DextroseAgar，PDA)培养基。根据上述构想，其中该培养基酸碱值为8。根据上述构想，其中该微生物接种浓度是为0～108cfu/ml。根据上述构想，其中该微生物是为一格兰氏阳性细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus licheniformis(PMBP-m5)的细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus subtilis(PMBP-m6)的细菌。根据上述构想，其中该微生物是为Bacillus amyloliquefaciens(PMBP-m7)的细菌。根据上述构想，其中该发酵培养溶液是为蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸浆的制造方法，其特征在于，包含以下步骤：　　　　（ａ）提供一培养溶液；　　　　（ｂ）加入一非木纤维植物体；　　　　（ｃ）加入一微生物的悬浮液；　　　　（ｄ）进行发酵培养以制备一制浆溶液；　　　　（ｅ）蒸煮该制浆溶液；　　　　（ｆ）散浆；以及　　　　（ｇ）筛分该制浆溶液，以自该制浆溶液中分离出纸浆。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄振文，彭玉湘，
申请(专利权)人：永丰馀造纸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]