專利名稱：一種處理利用中性亞銨法制漿廢液的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及造紙制漿廢處理利用以及動物代蛋白飼料資源領域。
中性亞硫酸銨制漿造紙法是近幾年在迅速推廣應用的新技術，它克服了已有堿法制造草漿對環(huán)境污染嚴重、制漿廢液難以利用的缺點。用中性亞硫酸銨制漿的廢液(以下簡稱廢液)，在農(nóng)區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要時期，可以直接用作肥料(趙時來，《造紙技術通訊》1976年第2期;劉念祖 趙時來《北京農(nóng)業(yè)大學學報》1985年第11卷2期)，不需要肥料時期和非農(nóng)區(qū)，廢液廢棄、污染環(huán)境。
由于廢液養(yǎng)分含量低、數(shù)量大，貯存困難、遠距離管道引灌工程造價高，又加之受地區(qū)、季節(jié)和耕地承灌力(單位耕地允許灌溉的量)等因素的限制，用作肥料的廢液數(shù)量十分有限，大部分只能自然流失，這不僅嚴重污染環(huán)境，而且還造成大量資源浪費。
動物飼養(yǎng)中使用代蛋白飼料是節(jié)約糧食、緩解動、植物蛋白飼料緊缺的一個有效方法，尿素是目前廣泛使用的代蛋白飼料(J.Bonb and R.R.Oltjen(1973).J.Animal Sci.371040)但其成分單一、成本高、和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用肥矛盾，加之其在動物胃內(nèi)迅速分解為氨，稍過量就造成氨中毒(R.L.Shirley(1986)，In Nitrigen and Energy Nutrition of Ruminants.149-167)，由于上述原因，使應用受到較大限制。可以減少氨中毒危險的尿素縮合物或類似物，使用成本更昂貴，生產(chǎn)上應用困難。
本發(fā)明旨在通過新的廢液處理技術，將廢液加工成反芻動物代蛋白飼料，為廢液利用和解決環(huán)境污染尋找新途徑。
植物纖維原料中性亞硫酸銨制漿廢液呈微酸性至微堿性，含有較多的硫酸銨、亞硫酸銨、糖、木素磺酸鹽和K、Ca、P、Fe、Co、Mg、Mn、Zn等營養(yǎng)元素。理論上已經(jīng)闡明，并已實際證實反芻動物瘤胃內(nèi)微生物能利用銨態(tài)氨轉化成微生物細胞蛋白質(zhì)，然后被宿主水解成氨基酸并吸收而提供蛋白質(zhì)營養(yǎng)(M.I.Allison(1984)In Dukes′Physiology of Domestic Animals，10th edition，340-350)。即使喂給真蛋白飼料，大部分也是被瘤胃微生物降解為氨(NH3)后，再利用于合成微生物細胞蛋白質(zhì)。根據(jù)反芻動物這一消化代謝特點，造紙廢液中的銨態(tài)氨是有可能代替反芻動物的日糧蛋白的。另外，廢液中的硫和糖還可作為反芻動物瘤胃微生物合成含硫氨基酸的硫源和合成蛋白質(zhì)的碳源，提供能量和碳架;木質(zhì)磺酸鹽具有粘結性、分散性和表面活性，是飼料加工的天然粘結劑，飼喂后，對飼料起分散、濕潤和吸附作用，增加吸收表面積，提高飼料利用率。P、Fe、Mg、Mn、Zn等化學元素等也是反芻動物不可缺少的營養(yǎng)物質(zhì)。以上知識和研究結果構成了發(fā)明的理論依據(jù)。
用中性亞銨法制漿廢液生產(chǎn)反芻動物代蛋白飼料的方法包括將廢液蒸發(fā)濃縮成濃縮廢液代蛋白飼料及進一步加工成原粉代蛋白飼料、粉狀混合代蛋白飼料、粒狀混合代蛋白飼料等品種技術。生產(chǎn)過程如下
下面結合實驗室試制不同品種代蛋白的飼料的實例詳細闡述本發(fā)明的內(nèi)容(1)濃縮廢液代蛋白飼料的生產(chǎn)是將制漿廢液經(jīng)加熱(60-80℃)、蒸發(fā)濃縮而得。
實例具體操作如下①蒸球倒?jié){到球下洗漿池，經(jīng)假慮底網(wǎng)流出廢液，收集于塑料桶(送蒸發(fā)濃縮與防腐);
②將塑料桶內(nèi)廢液倒在搪瓷蒸發(fā)盤上，通風加熱(60-80℃)蒸發(fā)脫水濃縮，直至廢液含干物質(zhì)50-80%為止，即為濃縮廢液代蛋白飼料產(chǎn)品。本品按比例直接拌料，自然風干后即可飼喂。
(2)原粉代蛋白飼料的生產(chǎn)本品由濃縮廢液代蛋白飼料直接通風烘干再粉碎而得。
實例具體操作如下①將濃縮廢液倒在平底搪瓷烘干盤上(厚3-4毫米)，送入烘干箱，保持80℃通風烘烤，直至濃縮廢液烤干;
②鏟下烘干盤上的廢液固干物質(zhì)，然后碾磨成粉狀包裝，即得原粉代蛋白飼料成品。
(3)粉狀混合代蛋白飼料的生產(chǎn)本品是濃縮廢液加草粉或混合飼料，經(jīng)攪拌混合、通風烘干、粉碎而得。實例具體操作如下①草粉或混合飼料倒入混合盤，加入草粉重量0.8-1.0的50%濃縮廢液。稍加混合，吸濕，投入攪拌器，攪拌混合均勻;
②將混合料盛接在烘干盤上，送入烘干箱，在80℃下通風烘干;
③粉碎包裝即得粉狀混合代蛋白飼料。
(4)粒狀混合代蛋白飼料的生產(chǎn)本品生產(chǎn)包括混合、造粒、通風烘干三個過程。實例具體操作如下①將草粉或混合飼料倒入混合盤，加草粉或混合飼料重量0.8-1.0的50%濃縮廢液，吸濕溫和，移入攪拌器攪勻;
②倒入造粒機造粒;
③盛入烘干盤，送入烘干箱，在80℃左右通風烘干即得粒狀混合代蛋白飼料。
根據(jù)各種代蛋白飼料每批產(chǎn)品的含氮量，以等氮量計算至少可以代替反芻動物蛋白質(zhì)飼料的20%，攪拌飼喂即可。綿羊飼喂結果表明能促進瘤胃內(nèi)蛋白質(zhì)合成代謝，對VFA代謝等沒有不良反應，適口性良好，尤其是干粉和顆粒狀產(chǎn)品。
下面提供的是動物飼喂試驗研究結果1、6只成年蒙古羊，用永久性瘤胃瘺管方法進行試驗研究，結果表明日喂40ml濃縮廢液代蛋白飼料9個月，臨床和血液學有關指標以及瘤胃液pH、氨態(tài)氮濃度均保持在正常生理范圍內(nèi)(t值檢驗結果，一律P＞0.05)，廢液具有良好適口性和可靠的安全性，并使瘤胃微生物數(shù)量增多(P＜0.025)，微生物蛋白質(zhì)含量升高(P＜0.05)，氨基酸的百分含量增加(P＜0.001)，氨基酸的組成中必須氨基酸百分比增大。
2、通過5只綿羊瘤胃瘺管方法研究該廢液作為代蛋白飼料對瘤胃糖代謝的影響，每只羊日喂50%濃縮廢液代蛋白飼料100ml，連續(xù)60天。結果表明瘤胃內(nèi)pH值、溫度、飼草中干物質(zhì)和纖維素降解率等與對照組均無顯著差異，揭示濃縮廢液代蛋白飼料對瘤胃內(nèi)糖代謝過程和內(nèi)環(huán)境無不良影響。病理組織學檢查結果，廢液對消化道沒有直接損害。證明廢液作為一種新型的反芻動物代蛋白飼料具有實際應用的價值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點和積極效果1、本發(fā)明可以克服廢液排入環(huán)境造成的污染，可以節(jié)約大量資源，使制漿廢液得到充分有效的利用，同時可以生產(chǎn)大量的代蛋白飼料，節(jié)省飼料糧，社會、生態(tài)效益十分明顯。目前，國內(nèi)每年的中性亞硫酸氨法制漿廢液可以生產(chǎn)固干物40萬噸，而目前國內(nèi)只有5%的造紙廠采用此法制漿法造紙，還有95%的廠可改造成此制漿法。因而前景十分廣闊。
2、作為代蛋白飼料更具有如下優(yōu)點<1>生產(chǎn)設備簡單，產(chǎn)品成本低。即使在小規(guī)模試驗，能源消耗大的條件下，前述代蛋白飼料每公斤的成本約0.5-0.6元，比目前廣泛應用的蛋白飼料豆餅(每公斤1.20元)低50-60%。亦比使用較廣的代蛋白飼料尿素(每公斤1.00元左右)低1/3。工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，成本更低。
<2>與代蛋白飼料尿素比，本發(fā)明所生產(chǎn)的代蛋白飼料營養(yǎng)豐富，使用安全，本產(chǎn)品干物質(zhì)中除含有一定量的糖、S、P、K、Ca、Zn、Mg等反芻動物生長發(fā)育所必須的營養(yǎng)物質(zhì)外，其中所含的木素磺酸鹽，具有降低表面強力等的物理性，可促進瘤胃的消化與吸收功能。因此，作為代蛋白飼料無需補充其它營養(yǎng)元素。更重要的是本產(chǎn)品在瘤胃內(nèi)分解緩慢，所產(chǎn)生的氨可被瘤胃微生物充分利用于合成蛋白質(zhì)，安全性大，不會象尿素那樣迅速分解，造成動物氨中毒。
<3>市場大，需要量多中國現(xiàn)有乳牛260萬頭，其它牛7，000萬頭，羊1億7，000萬只。按每頭奶牛每天用代替日糧中蛋白質(zhì)飼料20%計，約需本產(chǎn)品原粉0.25-0.3公斤，全年約需90-100公斤。全國260萬頭奶牛每年共需約26萬噸，其他牛的蛋白代替量以奶牛用量的1/3計，每年全國7000萬頭，共約需本產(chǎn)品210多萬噸。羊每只每天補喂本產(chǎn)品0.1公斤，每年補喂3個月，每年每只需代蛋白飼料9公斤，全國1.7億只羊，共約需153萬噸，全年牛羊，共需代蛋白飼料約390萬噸。
3、可以節(jié)約大量糧食，節(jié)約化肥(尿素)支緩農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，緩解糧食緊張的矛盾。如果按中國“八五”造紙工業(yè)發(fā)展計劃，中性亞氨法制漿廢液折固干物100萬噸，轉化為代蛋白飼料，每年可節(jié)省約100萬噸糧食，節(jié)省的化肥可以在一定程度上緩解化肥供給的緊張狀況。
權利要求
1.一種處理利用中性亞硫酸銨造紙法制漿廢液的方法，其特征在于制漿廢液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，通風烘干，成型等工藝流程可以加工成不同品種的反芻動物代蛋白飼料(濃縮廢液代蛋白飼料、原粉代蛋白飼料、粉狀混合代蛋白飼料、粒狀混合代蛋白飼料)。
2.根據(jù)權力要求1所述的制漿廢液處理方法，其特征在于各種代蛋白飼料的加工方法是①濃縮廢液代蛋白飼料將廢液在60-80℃的溫度下加熱蒸發(fā)濃縮至干物質(zhì)含量達50-80%即可②原粉代蛋白飼料在80℃的溫度下，將濃縮廢液代蛋白飼料通風烘干，粉碎成粉狀即成③粉狀混合代蛋白飼料將草粉或混合飼料與50-80%的濃縮廢液代蛋白飼料按1∶0.8-1的重量比混合后，攪拌均勻，然后在80℃的溫度下通風烘干，再經(jīng)粉碎成粉狀即可④粒狀混合代蛋白飼料按1∶0.8-1將草粉或混合飼料與50-80%的濃縮廢液代蛋白飼料攪拌混勻，造粒成型，再在80℃條件通風烘干即可。
全文摘要
本發(fā)明屬于造紙制漿廢液處理技術及動物代蛋白飼料資源領域。通過廢液加熱、蒸發(fā)濃縮，與草粉或混合飼料攪拌混合，再經(jīng)通風加熱烘干及成型等工藝流程將中性亞硫酸氨法制漿廢液加工成反芻動物的代蛋白飼料。按含氮量計算，至少可以替代20％的日糧蛋白飼料。該法不僅可以有效地解決廢液自然排放造成的環(huán)境污染問題，且可以有效利用資源，節(jié)約糧食、化肥。
文檔編號A23K1/00GK1051952SQ89108640
公開日1991年6月5日 申請日期1989年11月22日 優(yōu)先權日1989年11月22日
發(fā)明者趙時來, 劉敏雄, 高齊瑜, 王柱三 申請人:北京農(nóng)業(yè)大學