[发明专利]对草本植物进行微生物降解提取天然纯纤维丝的方法

说明书

本发明涉及天然植物纤维利用领域，具体涉及一种对草本植物进行微生物降解提取天然纯纤维丝的方法，该方法包括原料的预处理、复合降解干粉活菌剂的制取、曝气好氧降解、物理清洗等步骤。该方法采用复合降解干粉活菌剂对草本植物除纤维素以外的官能团进行微生物好氧降解，工艺简单，工艺周期短，效率高，脱胶彻底，能有效克服单个菌种脱胶、脱蜡、脱脂、脱木质素不完全的问题；采用本发明方法处理后所得的草本天然纯纤维丝分子结构完好无损，抗折抗拉强度高，全过程无化学手段，不添加任何化学试剂，工艺过程中产生的废渣与废水全回收、全处理、全利用，安全环保，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及天然植物纤维利用领域，具体涉及一种对草本植物进行微生物降解提取天然纯纤维丝的方法。

背景技术

植物纤维是地球上存量最大、应用领域最广、应用历史悠久的纤维。在纺织行业、造纸行业更是有上千年的应用史，目前国内纺织行业、造纸行业植物纤维用量近亿吨。草本植物纤维在植物营养体生长发育过程中形成，单位土地面积的纤维产量比棉(生殖体发育过程中形成的纤维)和木材高，纤维品质比 较好，再生速度比较快，因而，被国内外认为是纺织和造纸工业最具竞争力的纤维资源。这些纤维包裹于植物的韧皮部或叶片中，伴生有大量 果胶、半纤维素、木质素等非纤维素物质，包理、包被于纤维细胞壁内 外或镶嵌于纤维素分子之间。植物纤维是由纤维素、半纤维素、木质素、果胶等构成的超分子体系，结构复杂。要实现对纤维素的利用，就必须进行脱胶等前处理工序，去除部分木质素、半纤维素、果胶等。

目前，国内外纤维素提取方法有化学脱胶法和生物脱胶法。工厂化脱胶或制浆生产上历来采用以化学试剂蒸煮为中心的化学脱胶法来除去这些非纤维素物质以获得纯净纤维素纤维用做纺织或造纸原料。化学脱胶法是将化学试剂(氢氧化钠、硫化钠、亚硫酸盐等)配成一定浓度的溶液，然后把草本植物材料(生苎麻、红麻韧皮、龙须草等)浸泡其中并加热蒸煮数小时，用以除去非纤维素而提取纯净纤维的过程。化学脱胶法由于使用强酸强碱、高温高压煮炼，其工艺复杂，成本高，安全性差且产生大量废水，废水中含有大量的纤维素、木质素和各种化学品，耗氧量大，排除的废水对环境的污染十分严重，废水排放量大，是引起整个水体污染、生态环境破坏的重要污染源之一。该方法不仅消耗大量化工原料和能源，而且损伤纤维产量和品质、严重污染环境，不符合资源节约型、环境友好型的现代企业发展方向。为了解决化学脱胶法进行草本纤维脱胶或制浆方法存在的诸多问题，国内外广泛开展了生物脱胶法方面的研究。

而在生物脱胶法方面，也有相关的报道，如：

申请号为201610351257.0的中国专利公开了公开了一种香蕉茎秆纤维精干麻的生产方法，包括以下步骤：首先对香蕉茎秆进行刮麻，获得香蕉茎秆纤维；然后将香蕉茎秆纤维进行装笼、泡酶、洗麻、给油，最后脱水烘干获得香蕉茎秆纤维精干麻；所述泡酶步骤中按每千克香蕉茎秆纤维加入0.7～1.5ml脱胶酶液，所述脱胶酶液由体积比为10:1～15:1的果胶酶液和木聚糖酶液混合配制而成。该发明通过自配脱胶酶，降低了脱胶温度，减少了碱液的使用量，香蕉茎秆纤维精干麻强度和得率获得大幅度提升；同时本发明降低了香蕉茎秆纤维精干麻的生产成本，减少了环境污染，具有节能环保的优势，应用前景良好，且具有较大的经济价值和社会效益。但采用脱胶酶对香蕉茎秆纤维进行处理，由于酶制剂的专一性，存在着脱胶不完全的缺点，而且该方法需要对香蕉茎秆进行刮麻，纤维可能受损，还增加了人工成本和废弃物处理工序。

广西大学庞宗文等使用桑皮为碳源培养基从沼气池、池塘底泥、树林、橡胶地等样品中筛选的对桑皮有良好脱胶效果的细菌复合菌群，将干桑皮直接浸泡于脱胶液中，再将培养好的脱胶复合菌群接种于其中进行脱胶，经过水洗、干燥得到疏松的桑皮纤维。该方法存在问题，群脱胶不完全，纸浆木质素含量高，复合细菌培养时间长、而且该方法气味重不适合城市应用。