提要：本文报导了我国稻草生化制浆新技术的研究及中试投产成果。研究成果及中试显示了用No.38工程菌酶处理的生化浆，其物理机械性能达到与优质阔叶木浆相媲美的程度，制浆排水的负载亦比常规碱法草浆低得多，排水污染防治措施有所落实。
关键词：稻草；生化法制浆；No.38工程菌；漂白浆
作者简介：钱鹭生，教授级高级工程师，中国造纸学会涂布加工纸专业委员会主任委员，中国造纸学会学术工作委员会委员，美国制浆造纸协会正会员。
我国的非木材农基原料（agro-based materials），包括稻草、麦草、蔗渣、龙须草、竹子、芦苇、玉米秆、高梁秆、韧皮纤维原料类等，迄今大部分沿用碱法制浆。其中稻草碱法浆的质量，即使比起其他非木材纤维浆，存在着成纸脆硬，松厚度差，耐折、抗撕裂、耐破差等缺点；且滤水慢等不适于近代高速纸机的抄造，制浆黑液含硅量高等弊端。另外，稻草全草整体来分析，基秆含量低，其叶、穗、根加起来占总体比例高，含硅量也高，稻草的杂细胞含量高达40%～60%，这些都是对稻草成浆强度改善以及制浆碱回收不利的。如果能够利用生物制浆方法，克服及改善稻草纤维浆存在的这些缺点和弊端，则其他非木材纤维原料应用生物法制浆，就可稍加探索、引伸而解。另外，我国有较大的产稻区，资源丰富，极易收购，价格便宜，所以本生化法的首次研究对象，就选择了稻草。
1 No.38工程菌漂白生化稻草浆及精饲料（单细胞蛋白）生产
1.1 工艺流程（如图1）
关键词：稻草；生化法制浆；No.38工程菌；漂白浆
作者简介：钱鹭生，教授级高级工程师，中国造纸学会涂布加工纸专业委员会主任委员，中国造纸学会学术工作委员会委员，美国制浆造纸协会正会员。
我国的非木材农基原料（agro-based materials），包括稻草、麦草、蔗渣、龙须草、竹子、芦苇、玉米秆、高梁秆、韧皮纤维原料类等，迄今大部分沿用碱法制浆。其中稻草碱法浆的质量，即使比起其他非木材纤维浆，存在着成纸脆硬，松厚度差，耐折、抗撕裂、耐破差等缺点；且滤水慢等不适于近代高速纸机的抄造，制浆黑液含硅量高等弊端。另外，稻草全草整体来分析，基秆含量低，其叶、穗、根加起来占总体比例高，含硅量也高，稻草的杂细胞含量高达40%～60%，这些都是对稻草成浆强度改善以及制浆碱回收不利的。如果能够利用生物制浆方法，克服及改善稻草纤维浆存在的这些缺点和弊端，则其他非木材纤维原料应用生物法制浆，就可稍加探索、引伸而解。另外，我国有较大的产稻区，资源丰富，极易收购，价格便宜，所以本生化法的首次研究对象，就选择了稻草。
1 No.38工程菌漂白生化稻草浆及精饲料（单细胞蛋白）生产
1.1 工艺流程（如图1）
图1 漂白生化稻草浆及精饲料生产工艺流程
1.2 生产工艺说明
1.2.1 生化处理
稻草经常规除尘、除杂，切短成100～150mm后，进入生物处理罐（3m3），菌种为No.38工程菌SSF等提取出来的多种强活性酶。酶处理条件：温度60℃以下，pH值3.5，时间1～2h，料液比5%～15%，原料不需消毒。
1.2.2 筛选杂细胞等
草类原料经过生化处理后呈半浆状，经水力碎浆机作用基本分散成粗浆。粗浆经过振框筛时，一些在生化处理时未能完全去除的细小杂质随水通过筛网，而得到浓缩的浆料则从筛网上进入挤压机挤干，过筛网的白水经沉淀去除细小杂物后重回水力碎浆机使用。
1.2.3 漂白
经上述步骤获得的粗浆需通过两步进行漂白，第一，碱处理：粗浆经碱煮，大量色素及其它杂质被脱除，提高了白度（其未漂浆最高白度可达40%～42%ISO左右），且完全分散成细浆，碱处理黑液进入碱回收装置。第二，H1P1或P1P2二段漂：细浆经两段漂白、洗涤，即可抄成成品纸浆板。
1.2.4 酶及单细胞蛋白的生产
上述生化处理产生的处理液（抽提液）进入发酶罐，投入补充工程菌菌种，经培养分泌出新生酶，液体中除酶外大多数有机物被转化为单细胞蛋白，此蛋白经挤干、干燥即为成品。而工程菌产生的酶则溶于液体中，此液体重新进入生化处理罐使用。
1.3 纸浆的性能
为了改善生物处理后稻草浆的机械物理性能，减少漂白废水AOX的排放量，经酶处理后的纸浆，经过螺旋压榨机挤浆，进入碱煮系统。碱煮可以用Na2CO3来完成，以达碱回收工序时的“免苛化”。蒸煮用碱量以NaOH计，对酶处理后风干浆为6.5%～7.5%，液比随生物处理浆的干度来调节，约为1/（3～4.5），常压95℃煮30min。煮后未漂浆经黑液提取后，以相当于有效氯（AC）6%的次氯酸钠漂白（ECF浆），或3.5%左右H2O2两段漂白（TCF浆），可以获得80%ISO以上的漂白稻草生化浆。表1、表2分别列出了不同程度酶处理漂白稻草浆与未漂稻草浆的物理性能。
表1 不同程度酶处理与同条件碱处理后的稻草浆物理性能
1.2.1 生化处理
稻草经常规除尘、除杂，切短成100～150mm后，进入生物处理罐（3m3），菌种为No.38工程菌SSF等提取出来的多种强活性酶。酶处理条件：温度60℃以下，pH值3.5，时间1～2h，料液比5%～15%，原料不需消毒。
1.2.2 筛选杂细胞等
草类原料经过生化处理后呈半浆状，经水力碎浆机作用基本分散成粗浆。粗浆经过振框筛时，一些在生化处理时未能完全去除的细小杂质随水通过筛网，而得到浓缩的浆料则从筛网上进入挤压机挤干，过筛网的白水经沉淀去除细小杂物后重回水力碎浆机使用。
1.2.3 漂白
经上述步骤获得的粗浆需通过两步进行漂白，第一，碱处理：粗浆经碱煮，大量色素及其它杂质被脱除，提高了白度（其未漂浆最高白度可达40%～42%ISO左右），且完全分散成细浆，碱处理黑液进入碱回收装置。第二，H1P1或P1P2二段漂：细浆经两段漂白、洗涤，即可抄成成品纸浆板。
1.2.4 酶及单细胞蛋白的生产
上述生化处理产生的处理液（抽提液）进入发酶罐，投入补充工程菌菌种，经培养分泌出新生酶，液体中除酶外大多数有机物被转化为单细胞蛋白，此蛋白经挤干、干燥即为成品。而工程菌产生的酶则溶于液体中，此液体重新进入生化处理罐使用。
1.3 纸浆的性能
为了改善生物处理后稻草浆的机械物理性能，减少漂白废水AOX的排放量，经酶处理后的纸浆，经过螺旋压榨机挤浆，进入碱煮系统。碱煮可以用Na2CO3来完成，以达碱回收工序时的“免苛化”。蒸煮用碱量以NaOH计，对酶处理后风干浆为6.5%～7.5%，液比随生物处理浆的干度来调节，约为1/（3～4.5），常压95℃煮30min。煮后未漂浆经黑液提取后，以相当于有效氯（AC）6%的次氯酸钠漂白（ECF浆），或3.5%左右H2O2两段漂白（TCF浆），可以获得80%ISO以上的漂白稻草生化浆。表1、表2分别列出了不同程度酶处理漂白稻草浆与未漂稻草浆的物理性能。
表1 不同程度酶处理与同条件碱处理后的稻草浆物理性能
疏解转数 转
打浆度 °SR
松厚度 cm3/g
抗张指数 N·m/g
（裂断长） （m）
脆性 %
耐破指数 kPa·m2/g
撕裂指数 mN·m2/g
耐折度 次
白度 %
灰分 %
得率 %
53
1.3
74.19
（7570）
-
6.15
-
421
77.9
3.19
3130000
60
1.26
69.38
（7080）
24.4
4.29
3.68
172
79.7
1.06
28.575000
54
1.29
63.47
（6470）
12.3
4.28
6.97
116
78.6
-
-15000
41
1.33
（6860）
0
4.7
7.5
303
80.6
-
-15000
39
1.26
71.54
（7300）
7.87
4.92
5.76
279
77.3
1.11
28.975000
38
1.29
73.5
（7500）
0
5.5
-
400
80
1.0
28.77100
52
1.49
69.58
（7100）
7.57
4.24
6.76
356
42.42
-
32
注：表中测试数据均由国家轻工业局上海（及华东区）纸浆、造纸测试站提供。（未完待续）
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