專利名稱：一種用于生物制備纖維素添加劑的復合菌群及其應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種添加劑用纖維素，尤其涉及一種用于生物制備纖維素添加劑的復合菌群及其應用。
背景技術：
纖維素是多糖化合物，是人類最寶貴的天然可再生資源。纖維素化學與工業始于160多年前，是高分子化學誕生及發展時期的主要研究對象，纖維素的主要生理作用是吸附大量水分，增加糞便量，促進腸蠕動，加快糞便的排泄，使致癌物質在腸道內的停留時間縮短，對腸道的不良刺激減少，從而可以預防腸癌發生。現有技術中制備纖維素，多通過化學方法，化學方法生產中產生的廢液污染化境，破壞土地，污染空氣，而且耗能高，耗電及用水量大。不符合國家節能減排政策。物質不能達到有效循環再利用。化學制劑無法從廢液中分離，有機物與化學制劑混合在一起，有機物也無法得到再利用，造成大量損失。因此，有必要開發生物制纖維素技術，從根本上解決上述污染難題，節能減排，省水，降低生產成本且提高物質的使用率
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的化學法制纖維素的上述缺陷，提供一種新的制備纖維素用生物菌。發明人通過長時間的篩選工作，獲得了適合用于制備纖維素的能夠實現上述發明目的的生物菌。具體地，本發明提供一種復合菌群，其包含保藏號為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號為 CGMCC N0.5973 的魯氏不動桿菌(Acinetobacter lwoffii)、保藏號為 CGMCC N0.5974 的突光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)。所述的復合菌群能夠用于制備添加劑用纖維素。本發明還提供一種制備添加劑用纖維素的方法，其主要包含步驟:I)菌液的配置:將上述的復合菌群按照下述質量比配置成復合菌水溶液，即為菌液:芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為2-3:1-2:1-2 ；2)原料處理:將木本原料去皮后切片，或將草本原料切成段，將切好的原料放入浸泡池中潤脹；3)纖維的制備，其包含步驟:疏解:將潤脹的原料搓絲和/或擠碾；生物降解:將疏解后的原料浸泡到配置好的菌液內；蒸汽殺菌:將上述生物降解后的原料從菌液中撈出、浙水，通入水蒸汽滅菌；纖維的獲取:將滅菌后的原料進行一段粗磨，成為纖維束；將上述一段粗磨進行二段細磨，使纖維束分散成單根纖維；篩選、過濾經過一段粗磨和二段細磨后的漿液中的纖維束，再次磨漿使其制成單根纖維；
滅菌:將上述制得的纖維在溫水中浸泡，然后烘干、滅菌；研磨:將滅菌后的纖維研磨成纖維素，作為添加劑。其中，步驟I)中形成的菌液的密度為6000萬個/ml菌以上。其中，步驟2)中，切好的木本原料長度為3-4cm，切好的草本原料長度為4-5cm。所述的潤脹時間為10-12h。其中，步驟3)所述的生物降解溫度保持在35_40°C，時間32_36小時。疏解后的原料與菌液的質量比為1:6-8。所述的蒸汽滅菌為常壓水蒸汽滅菌10-30分鐘。進一步地，步驟2)中浸泡原料后的浸泡液經絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發酵產生沼氣。本發明提供的生物方法制備纖維素的優點是:1)不污染環境:廢液直接轉化成有機肥料，達到零排放，零污染。2)生物方法對纖維能起到保護作用，與傳統的化學方法相比，本方法能夠將全纖維和半纖維都回收，因此提高了得率。3)生物方法在常壓下進行木素降解，節能、減排、低碳。4)生產成本低,經濟效益高。本發明的副產品輸送到沉淀池絮凝、沉淀，上清液返回二次利用，再作預浸液使用。絮凝物中含有豐富的木質素等多種有機物和N、P、K等植物營養素，絮凝物再與老菌液(多次降解原料粘稠菌液，也含有N、P、K、Fe及微量元素)混合，酸化，然后一同排入沼氣發酵池中，生產沼氣。將沼渣、沼液與粉碎的鍋爐灰混合造粒，制成顆粒有機肥，最后出廠，實現零排放。本發明通過提供上述的發明人經過長時間的創造勞動獲得的生物菌，進一步完善了現有的制備纖維素的技術，降低了反應時間，提高了制得纖維的純度和得率，使得該技術能在實際生產中大規模地推 廣應用。本發明應用生物菌在短時間內降解植物體中木質素獲得纖維，副產品二次轉化成沼氣，沼氣供煤、氣兩用鍋爐燃燒加熱，節省用煤量。最后，沼渣制成有機肥料，形成了一個“物質有機轉化”的經濟循環新模式，達到無廢物排放，也就是零排放。從根本上解決了現有技術中的化學制備纖維的污染難題。節能減排，省水，降低了生產成本，提高了物質的使用率。為讓本發明的上述和其它目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1是根據本發明的一實施例的制備添加劑用纖維素的流程圖；圖2是根據本發明的另一實施例的制備添加劑用纖維素的流程圖。
具體實施例方式實施例1菌液的配置本發明中采用的生物菌已于2012年4月6日在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心(CGMCC，北京市朝陽區北辰西路I號院3號)保藏，其包含保藏號為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號為CGMCC N0.5973的魯氏不動桿菌(Acinetobacter lwoff ii )、保藏號為 CGMCC N0.5974 的突光假單胞菌(Pseudomonasfluorescens)。
將上述的復合菌群按照下述質量比配置成復合菌水溶液，即為菌液:芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為2-3:1-2:1-2 ;形成的菌液的密度為6000萬個/ml菌以上，備用。實施例2從木本原料中制備纖維以檸條為原料，具體說明采用木本原料時的纖維素制備方法。其余木本原料，例如楊樹、柳樹的纖維素制備方法可參照該工藝進行。其中采用檸條時，復合菌群按照下述質量比進行配置:芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為3:2:2 ;采用楊樹時，復合菌群按照下述質量比進行配置:芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為2:2:2 ;采用柳樹時，復合菌群按照下述質量·比進行配置:芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為3:1:2。具體請參照圖1，纖維素制備方法的流程分為三個階段:準備階段、纖維素工段和副產品工段。(一)準備階段:1-4I)-2):將收割回來的檸條進行皮桿分離。采用風選機或其它機械分離均可。皮桿分離后，將皮輸入有機飼料車間加工飼料，脫皮后的桿輸入下一程序。3)將桿在切割機上切段，長度為3-4 Cm，斜口為好，以增大滲透面積。4)將脫皮后的枝段輸入浸泡倉或浸泡池中進行洗滌、冷浸，首先將原料外表泥土等雜物洗去，同時進行浸泡，水溫為自然溫度，時間以浸透、潤脹為準，10-12h。經多次浸泡后的液體渾濁后，進行絮凝、沉淀后上清液還可以再次使用。沉淀物輸入沼氣池發酵，生產沼氣。以上四步可以是間歇式也可以是連動式。(二)纖維素工段:5-125)疏解:將潤脹的枝段輸入搓絲機或擠碾、揉搓機來改性木段結構，使之松散成木絲狀，有利于生物菌滲透，發揮其降解作用。6)生物降解:將疏解后的原料輸入生物菌降解倉或罐中，浸泡在實施例1制備的菌液內，疏解后的原料與菌液的質量比為1:6，溫度保持在35-401:，時間32-36小時。在生物菌的條件下發生降解木素反應，發揮其專一作用。7)蒸汽殺菌:原料預處理完成后，將原料從菌液中撈出、浙水，輸入到蒸汽倉中，通入常壓水蒸汽10-30分鐘滅菌。下端將原料輸入磨漿機。8)纖維的獲取:將滅菌后的原料進行一段粗磨，成為纖維束；將上述一段粗磨進行二段細磨，使纖維束分散成單根纖維；篩選、過濾經過一段粗磨和二段細磨后的漿液中的纖維束，再次磨漿使其制成單根纖維。9)滅菌:經粗磨和細磨后的纖維，受機械摩擦，大部分打彎、扭曲變形，經溫水中浸泡消除磨漿造成的纖維撓曲，使之舒展，然后烘干、滅菌。10)研磨:將滅菌后的纖維經本領域的技術人員公知的常規技術手段(例如稀堿法)除去木質素后，再次滅菌并研磨成纖維素11)，作為食品用或醫用或日用化工用添加劑12)。(三)副產品階段:A-CA、3中分離出的檸條皮含有豐富的營養成分，發酵轉化成牛、羊飼料。B、4中經多次浸泡、洗滌的液體渾濁后，經絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發酵產生沼氣，通入煤氣兩用鍋爐做燃料，可起到節能降耗作用。C、生物有機肥:經沼氣池發酵后的沼渣、沼液是豐富的生物有機肥，液體作為農作物追肥和花卉營養液使用，固體造粒做基肥使用，均是綠色肥料。獲得的纖維素的物理性能指標測定結果請詳見下表1:表I
權利要求
1.一種復合菌群，其包含保藏號為CGMCC N0.5971的芽孢桿菌(Bacillus sp.)、保藏號為 CGMCC N0.5973 的魯氏不動桿菌(Acinetobacter lwoff ii )、保藏號為 CGMCC N0.5974的突光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)。
2.權利要求1所述的復合菌群在制備添加劑用纖維素中的應用。
3.一種制備添加劑用纖維素的方法，其特征在于，包含步驟: O菌液的配置:將權利要求1所述的復合菌群按照下述質量比配置成復合菌水溶液，即為菌液: 芽孢桿菌:魯氏不動桿菌:熒光假單胞菌為2-3:1-2:1-2 ； 2)原料處理:將木本原料去皮后切片，或將草本原料切成段，將切好的原料放入浸泡池中潤脹； 3)纖維的制備，其包含步驟: 疏解:將潤脹的原料搓絲和/或擠碾； 生物降解:將疏解后的原料浸泡到配置好的菌液內； 蒸汽殺菌:將上述生物降解后的原料從菌液中撈出、浙水，通入水蒸汽滅菌； 纖維的獲取:將滅菌后的原料進行一段粗磨，成為纖維束；將上述一段粗磨進行二段細磨，使纖維束分散成單根纖維；篩選、過濾經過一段粗磨和二段細磨后的漿液中的纖維束，再次磨漿使其制成單根纖維； 滅菌:將上述制得的纖 維在溫水中浸泡，然后烘干、滅菌； 研磨:將滅菌后的纖維研磨成纖維素，作為添加劑。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟I)中形成的菌液的密度為6000萬個/ml菌以上。
5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2)中，切好的木本原料長度為3-4cm，切好的草本原料長度為4-5cm。
6.根據權利要求3或5所述的方法，其特征在于，步驟2)所述的潤脹時間為10-12h。
7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)所述的生物降解溫度保持在35-40°C，時間 32-36 小時。
8.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)所述的生物降解中，疏解后的原料與菌液的質量比為1:6-8。
9.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟3)所述的蒸汽滅菌為常壓水蒸汽滅菌10-30分鐘。
10.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟2)中浸泡原料后的浸泡液經絮凝、沉淀，上清液回收再利用，沉淀物輸入沼氣池發酵產生沼氣。
全文摘要
本發明涉及一種用于生物制備纖維素添加劑的復合菌群及其應用。本所述復合菌群包含保藏號CGMCC No.5971的芽孢桿菌、CGMCC No.5973的魯氏不動桿菌、CGMCC No.5974的熒光假單胞菌。本發明提供的制備添加劑用纖維素的工藝過程包含步驟菌液的配置；原料處理；纖維的制備，其包含疏解，生物降解，蒸汽殺菌，纖維的獲取，滅菌，研磨。上述方法不污染環境，廢液直接轉化成有機肥料，達到零排放，零污染。生物處理過程對纖維能起到保護作用，與傳統的化學方法相比，生產成本低，經濟效益高。既節省能源又環保。
文檔編號C12N1/00GK103074225SQ20121034404
公開日2013年5月1日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者賈平 申請人:賈平