CN101899794B

CN101899794B - 从植物体中提取纤维的绿色工艺

Info

Publication number: CN101899794B
Application number: CN2009100850147A
Authority: CN
Inventors: 尹应武; 纪桂鹏; 张双艳; 苟朝英; 万鹏; 张玉娟; 孙瑞; 张玲燕; 樊小林; 周鸣鸣
Original assignee: BEIJING YINGLI SHENGKE NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Beijing Yingli Shengke New Material Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-05-27
Filing date: 2009-05-27
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2029-05-27
Also published as: CN101899794A

Abstract

本发明涉及一种分段式的从植物原料中高效、高收率提取纤维的绿色工艺。其流程是先用石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱浸润或/和浸泡植物原料，再进行蒸或煮，最后打浆或爆破喷放、洗浆得到纤维。本发明还可以综合开发利用木质素和提取液，实现植物体的全价开发。本工艺提取液可以作为植物、微生物和藻类等生物的营养源循环利用，突破了绿色和生态产业的关键技术瓶颈，对循环经济、可持续发展战略，从生物质获得能源、新材料、生物营养源等具有重大的理论和应用价值，及其广泛深远的社会效益、经济效益和生态效益。

Description

从植物体中提取纤维的绿色工艺

技术领域

本发明涉及一种分段式的从植物原料中高效、高收率提取纤维的绿色工艺。其流程是先用石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱液浸润或/和浸泡植物原料，再进行蒸或煮，最后打浆或爆破喷放、洗浆得到纤维。本发明还可以综合开发利用木质素和提取液，实现植物体的全价开发。

背景技术

纤维的最重要用途是造纸，纸是国民生产生活中的必需品。统计数据显示，我国纸与纸板的消费量由1994年的2430万吨增加到2004年的5440万吨，占世界总消费量的比例由9.1％提高到13.2％。2006年我国纸与纸板消费总量为6600万吨，进口量3216万吨，年增长率11.3％位居世界第二位，仅次于美国。2008年全国纸及纸板消费总量为7935万吨，人均年消费量为60千克(13.28亿人)，进口量358万吨。2000～2008年，纸及纸板生产量年均增长12.78％，消费量年均增长10.48％。2008年比2000年生产量增长161.64％，消费量增长121.96％。，位居世界前列，近年来仍呈现增长趋势。

纤维在另一个潜在的应用领域——水解合成葡萄糖再发酵成酒精或其他有机物，作为化工原料和车用燃料等潜力巨大。因此，发明低成本、高收率的纤维清洁提取技术，着眼于植物体的全价开发利用，具有巨大的社会效益、经济效益、生态效益。

石灰法造纸是我国古代的四大发明之一，其工艺流程为：①切料——→②洗涤——→③浸石灰水——→④蒸煮——→⑤舂捣——→⑥打浆——→⑦抄纸——→⑧晒纸——→⑨揭纸。但由于石灰水浸泡工艺效率低、耗时长、纤维质量差、耗水量大、难以大规模生产，已被现有制浆工艺取代。

烧碱法或硫酸盐法是目前造纸工业普遍采用的方法，烧碱作为纤维提取过程中的常用化工原料，在制浆原料蒸煮过程中可有效促进纤维素与木质素的碱解分离。在烧碱法制浆过程中，烧碱的浓度为5％～15％，碱的添加量为制浆干料的17％左右；在硫酸盐法制浆中，不但大量耗碱，而且还需添加大量的硫化钠、蒽醌等助剂。两种工艺都存在着纤维得率低、物耗能耗大、“三废”严重的问题。造纸黑液中相当量的木质素、水解的纤维素、半纤维素、蛋白质、糖、单宁、核酸、钾盐等有用的物质没有被很好的利用而违规排放，虽现有大型制浆厂通过浓缩、焚烧，苛化法回收套用碱，虽部分解决了制浆黑液的污染问题，但浪费了大量资源，且设备投资大、成本高、能耗大，同时产生含有二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、二噁英等废气和含有大量的木质素、水解的纤维素、半纤维素、蛋白质、糖、单宁、核酸、钾盐等的洗涤废水以及夹带大量残碱、硫化碱、硅铝酸盐等以碳酸钙为主的白泥废渣等，导致了严重的环境污染。

现有造纸工艺的原料，例如竹子、木材等纤维提取工艺一般是采取用10％～20％的碱与硫化钠混合，在液比为1∶2.4条件下，升压至0.5MPa(温度约150℃)蒸煮4小时左右再进行磨浆、漂浆得到粗浆，通常用2～3吨的折干原料才能得到1吨纤维浆，总折百耗碱量约为0.67～0.9吨。

以木材为原料的制浆工艺中，化工原料一般占其原料成本的20％～30％，烧碱是主要成本构成；而以植物秸秆等非木材为原料的制浆工艺中碱占其成本的40％～50％。大量碱的使用会造成纤维素和木质素的破坏，导致原材料消耗偏高，不但增加了制浆成本，也产生了大量高浓度的制浆黑液。制浆黑液需消耗大量的酸才能回收木质素，且产生大量H₂S等恶臭物质，难以资源化利用。黑液中的木质素也很难被微生物降解，高浓度的钠离子和S^2-也不利于生化处理。曾有人将制浆黑液直接或浓缩作为肥料，但黑液中无机盐含量高，易造成土壤板结和盐碱化，特别是大量钠离子的存在会影响植物对钾的吸收和植物的正常生长，因此作为肥料存在很大的问题，将制浆黑液酸化后提取木质素，但由于大量的硫化物和无机盐的存在使得处理过程中臭味大，环境污染严重。因此，如能用石灰(或电石渣)替代常用的烧碱和硫化钠，尽可能借用现有的制浆设备，低污染、高效率、高收率的获得纤维，并将纤维提取液作为生物营养源广泛利用，则意义重大。

针对现有制浆工艺的不足，本发明人进行了深入细致的研究。通过实验发现，造成现有纤维提取工艺原料损耗大、纤维提取率低、质量差、性能波动大的最主要原因是碱过量以及长时间高温蒸煮所造成的纤维、木质素等有效成份的大量破坏。因此，如何有效降低用碱量和碱浓度，避免使用硫化钠、蒽醌等助剂，尝试用石灰水(或电石渣水溶液)或低浓度的烧碱溶液高收率获取纤维，避免提取液中大量无机盐对生物正常生长的影响，实现植物体的全价开发和综合利用是我们的主攻方向。

发明内容

本发明人通过长时间的反复实验摸索，发明了一种分段式的用石灰(或电石渣)替代烧碱或用少量的烧碱，从植物原料中高效、高收率提取纤维的绿色工艺。其流程是先用石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱液浸润或/和浸泡植物体，不使用硫化物、蒽醌等助剂，再蒸或煮，最后打浆或爆破喷放、洗浆提取纤维。

本发明克服了传统工艺制浆耗时长、效率低、规模小等缺点，可以充分的利用现有制浆设备大规模、低成本、高效、高收率的获得纤维，减轻了提取液中无机钠盐对生物生长的干扰，使提取液作为生物营养源成为可能，实现植物体的全价开发和综合利用的目标。

本发明人通过实验发现，造成现有纤维提取工艺原料损耗大、纤维提取率低、强度差、性能波动大的最主要原因是碱过量、过浓、碱性强、碱渗透和分布不均匀以及长时间高温蒸煮，造成的纤维、木质素等有效成份的大量溶解破坏。因此，克服上述弊端的较好的选择就是用石灰(或电石渣)替代烧碱或只用低浓度的烧碱预处理植物体。

本发明人通过反复实验探索以及对现有制浆工艺深入分析和研究发现，现有制浆工艺采取将较浓的碱溶液和造纸原料直接混合长时间高温蒸煮的方式分离纤维，容易造成碱液和制浆原料无法均匀混合，导致原料表面和局部碱液过浓，未使碱液充分渗透和扩散，体系就被迅速加热到较高温度，使得纤维素、木质素及其它有机成份大量被破坏，造成纤维和木质素分解不完全，导致碱耗物耗偏高，黑液增多，纤维性能波动大、得率低。

一个合理的技术思路是利用石灰水(或电石渣水溶液)的碱性强度适中及氢氧化钙在室温下溶解度比加热状况时更大的特点，先用石灰水(或电石渣水溶液)使造纸原料在常温下充分的润湿或/和渗透，或用稀碱浸润或/和浸泡植物体，使碱均匀、充分、适量的吸附和扩散到植物体中，再通过蒸或煮，破坏木质素与纤维素的结合，最后打浆或爆破喷放分离出纤维素和木质素，而其它植物组分则留在提取液中，故其可作生物体的营养液使用。钙法提取液中少量的钙离子对生物的生长是有益的，必要时可通二氧化碳或加碳酸氢铵等形成沉淀析出。新工艺烧碱法提取液中钠离子含量大幅降低，避免了硫化钠、蒽醌等污染性助剂的使用，提取液直接或通过膜分离去除大部分钠离子后可作为生物营养源使用，制成液态或固态有机肥。

根据上述创想，本发明人通过反复的实验探索和条件优化，终于在各种制浆原料中找到了实现上述创想的最佳工艺条件，达到了减少用碱量或用石灰(或电石渣)和废弃的秸秆开发高附加值的纤维、木质素和生物营养液的植物体全价开发的目的。

本发明方法可以采用如下具体实施方案：

一种以非木材(可主要用钙法制浆)或木材(烧碱法效率更高)为原料提取纤维的绿色工艺，它包括如下步骤：

将原料和石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)按100∶8的投料比，常温下在适量的水中进行预处理时间一定，然后在160℃左右直接蒸煮或滤出汽蒸，再取出打浆或直接爆破喷放、洗浆、滤出得到粗纤维。浸泡液提取木质素后可以再次套用打浆或直接作为生物营养源，打磨洗浆滤出液循环洗涤达到一定浓度的漂洗黑液可以进一步提取木质素，剩下的液体可直接作为液态肥或制成固态有机肥。

在优选的具体实施方案中，本发明工艺包括如下步骤：

将制浆原料浸泡于3～30倍(优选10倍左右)重量的水。对钙法而言，石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)的用量为干原料的5％～100％，优选6％～20％，常温下浸润或/和浸泡0.5～1000小时，优选4～100小时；对新工艺烧碱法而言，烧碱的用量为原料的5％～20％，优选5％～18％，常温下浸润或/和浸泡0.5～100小时，优选4～50小时。(浸泡时，若增加搅拌操作或选择热浸泡，可明显缩短浸泡时间。)将浸泡物料带压蒸煮或滤出汽蒸，加热温度为100～180℃，优选120～150℃，压力为0.1～0.8MPa，优选为0.19～0.5Mpa，汽蒸或蒸煮时间为0.5～7小时，优选为1～4小时，然后取出置于清水或前批漂洗黑液中打磨、清洗，即得到粗纤维。

更优选的具体实施方案中，本发明工艺包括如下步骤：

将制浆原料浸泡于10倍左右重量的水，加入石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)的量为干料的为6％～20％，或加入氢氧化钠的量为干料的5％～18％，在常温下浸润或/和浸泡5～30小时。(浸泡时，若增加搅拌操作，可明显缩短浸泡时间。)浸泡原料带压蒸煮或滤出汽蒸，加热温度为120～150℃，压力为0.19～0.5Mpa，汽蒸加热时间为1～4小时，然后取出置于清水或前批漂洗黑液中打磨、清洗，即得到粗纤维。

在本发明中，石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱溶液以刚好浸没植物原料为佳，滤出的浸泡液或蒸煮液套用于下一批原料浸泡处理时，根据需要补加的水和碱。浸泡液可多次循环浸泡，或提取出木质素后用于打浆或洗浆。

在本发明工艺用于制浆工艺时，造纸原料和石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱溶液的液比以刚好浸没为佳，根据工厂实际情况也可采用循环喷洒浸淋的方式(液比可以降低)。对于钙法制浆，根据制浆原料的不同，石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)的用量为干料的5％～100％，优选6％～20％，常温下浸润或/和浸泡0.5～1000小时，优选4～100小时。对于碱法制浆，根据原料的不同，烧碱的用量为干料的5％～20％，优选为5％～18％，常温下浸润或/和浸泡0.5～100小时，优选4～50小时。(浸泡时，若增加搅拌操作或选择热浸泡，可明显缩短浸泡时间。)浸泡物料直接带压蒸煮或滤出汽蒸，加热温度为100～180℃，优选为120～150℃，压力为0.1～0.8MPa，优选为0.19～0.5Mpa，进行造纸时，汽蒸或蒸煮后的原料，进行打浆或爆破喷放、洗浆、选浆等操作。

本发明工艺最适合使用的是非木材原料，例如植物秸秆(诸如小麦、水稻、玉米、大豆、高粱、棉花等农作物秸秆以及龙须草、甘蔗渣、芦苇、椰壳等)，竹子等所有可用于制浆的非木材原料，本发明工艺优选小麦秸秆、水稻秸秆、大豆秸秆、竹子、龙须草、甘蔗渣、芦苇和椰壳等。

实验证实，通过对浸泡液的重复利用，本发明工艺每吨纤维消耗的石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)的当量仅为现有工艺耗碱当量的1/3～1/2，且不使用硫化物、蒽醌等助剂。本发明工艺中每吨干秸秆只需要75Kg左右的石灰(或折合相同氧化钙量的电石渣)，粗浆得率在70％以上，细浆得率在60％左右，植物体中95％以上的纤维和木质素被提取。石灰水(或电石渣水溶液)或稀碱浸润或/和浸泡的预处理方法，可使碱液充分渗透和扩散到原料中，蒸或煮后的造纸原料很容易加水打磨或直接爆破喷放成浆。如果采取的是汽蒸的方式分离纤维，则浸泡液可补加石灰(或电石渣)或烧碱后多次套用。打浆漂洗液也可以反复数十次套用至较高浓度。由此很好的解决了原有造纸工业中黑液不能套用、耗水量大、大量黑液难以处理的技术难题，且处理过程中臭味小，漂洗液颜色浅，简化了漂白工艺。

本发明提取液冷却后可用很好的酸中和即可，也可直接作为有机肥，或提取木质素后再制成有机肥。经实验表明中和后的提取液可直接作为无土栽培的营养液和土培实验的灌溉液，植物和藻类生长良好，而同样情况现有制浆工艺黑液中和后却很难使植物存活，证明石灰水(或电石渣水溶液)替代烧碱和直接用低浓度的烧碱且未添加硫化物的提取液都是很好的生物养料，完全可能开发为植物全价营养液或固态有机肥，可避免焚烧产生大量二氧化碳、氮氧化物、二噁英等污染物，减少有机磷、有机氮、钾等宝贵资源和能源的浪费，实现资源的循环利用。

综上所述，采用本发明方法制浆，不但可以大大降低投资和制浆的原料和能耗成本，还可以大幅提高纤维得率，所得废液可以作为肥料回施于庄稼等植物促进其生长，达到节能降耗、清洁生产，植物全价利用的目的，可以形成很好的农业工业化，工业农业化的生态产业循环经济模式。用本发明工艺制得的纤维，性价比是现有工艺无法比拟的，如用秸秆每生产1吨纸浆不考虑木质素和提取液的附加值，其成本仅为现有工艺成本的1/5～1/10。提取液在提取高价值的木质素后还可以作为肥料或用于产生沼气，不但能减少处理黑液的巨大成本以及处理过程中造成得大量污染，而且促进了资源的合理与循环利用，可从中获取更好的收益，因此其经济、社会、生态效益不可估量。

该分段式工艺的优点是可用石灰水(或电石渣水溶液)浸泡或蒸煮植物体，不但能大大节省碱量，降低加热温度，缩短加热时间，高效、高收率获取纤维，而且避免了使用硫化物、蒽醌等高污染性助剂所带来的二次污染。用稀碱同样的方式处理也可以得到类似的结果。这两种方法的浸泡液、洗涤液都可以循环或/和交叉套用，进而简便的获得高浓度的液态或固态有机肥。并且整个纤维提取和母液处理过程中臭味小，能耗低，用水量小，环境友好。

总之，本发明工艺具有投资少、见效快、高效节能、清洁环保的特点，具有广泛巨大的推广应用价值，为生物质的全价开发和综合利用开辟了一条最有利用价值的新途径。

具体实施方式

本发明可用下文中的非限定性实施例作进一步的说明。

对照例1(龙须草制浆)

将40g固体烧碱溶于700克水中，加入300g龙须草(水分10.2％)，加入蒸煮锅中，密闭加热升温蒸煮。由室温升温至80℃，时间1h；由80℃升温至130℃，时间2h；130℃保温1.5h；由130℃升温至168℃，时间1h；168℃保温2h。蒸煮结束后降温泄压，出料，蒸煮料液除去黑液后进行打浆、洗浆、过滤，在105℃下烘至恒重，得到135g粗纤维，纤维得率为50.1％。

一、钙法制浆

实施例1(麦草制浆)

试验一：将0.378g固体氧化钙溶于150克水中，加入5g麦草(水分8.3％)，常温下浸泡0.5小时后，加入高压釜中密闭加热升温蒸煮。由室温升温至150℃，时间1h；150℃保温2h；蒸煮结束后降温泄压，出料，蒸煮料液直接进行打浆、洗浆、过滤，在105℃下烘至恒重，得到3.42g粗纤维，粗纤维得率为74.6％，经40目筛子筛选后得筛渣0.60g，筛渣率为17.5％，细浆得率为61.5％。

试验二：将0.378g固体氧化钙溶于150克水中，加入5g麦草(水分8.3％)，常温下浸泡24小时后，加入高压釜中，密闭，加热升温蒸煮。由室温升温至150℃，时间1h；150℃保温2h；蒸煮结束后降温泄压，出料，蒸煮料液直接进行打浆、洗浆、过滤，在105℃下烘至恒重，得到3.8g粗纤维，粗纤维得率为82.8％，经40目筛子筛选后得筛渣1.0g，筛渣率为26.3％，细纤维得率为61.0％。

实施例2(竹子制浆)

试验一：用石灰水预浸泡竹子40小时，经适当研磨后再用NaOH溶液二次浸泡后，再汽蒸打浆洗涤，得到粗浆。粗浆得率为70％，卡伯值为50.51。

试验二：用石灰水预浸泡竹子40小时，经适当研磨后再用石灰水二次浸泡40小时，再用高压锅汽蒸，打浆洗涤，得到粗浆。粗浆得率为71.9％，卡伯值为58.15。

实施例3(木材制浆)

用60℃的石灰水预浸木材20小时，经适当研磨后在石灰水中浸泡20小时，再用高压釜(160℃)蒸煮4小时，最后打浆洗涤得到粗纤维，粗纤维得率为65.7％，纤维提取率在95％以上。

二、烧碱法制浆

实施例1(常温搅拌稻草制浆)

将10g稻草(水分9％)在60℃的1.5％NaOH溶液中搅拌浸泡12小时，滤出、打浆、洗浆、过滤，得到6.2g粗纤维，粗纤维得率为68.1％。

实施例2(龙须草循环套用烧碱法制浆)

试验一：将300g龙须草(水分10.2％)、在3000ml 1.0％NaOH溶液中常温浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重，得到144g粗纤维，纤维得率为53.5％，纤维的提取率在95％以上。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。纸张性能如下：抗张指数38.86N.m/g，撕裂指数15.77mN.m²/g，耐破指数4.03kPa×m²/g，耐折度49次。

试验二：将300g龙须草(水分10.2％)于试验一中所剩的浸泡液约2500ml(残余碱含量约为0.65％)补水补碱至3000ml 1.0％的NaOH溶液中常温浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重，得到149.4g粗纤维，纤维得率为55.5％。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。纸张性能如下：抗张指数37.86N.m/g，撕裂指数14.77mN.m²/g，耐破指数3.93kPa×m²/g，耐折度47次。

试验三：将300g龙须草(水分10.2％)于试验二中所剩的浸泡液约2500ml(残余碱含量约为0.6％)补水补碱至3000ml 1.0％的NaOH溶液中常温浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重(约需10小时)，得到143g粗纤维，纤维得率为53.1％。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。纸张性能如下：抗张指数37.66N.m/g，撕裂指数14.57mN.m²/g，耐破指数3.73kPa×m²/g，耐折度46次。

试验四：常温浸泡液套用

实施例3(龙须草交叉循环套用烧碱法制浆)

将300g龙须草(水分10.2％)浸泡于提取液中(浸泡后的提取液大部分被干料吸收，且其pH为6.8～7.2，大大简化了后处理过程)，再置于1.0％3000mlNaOH溶液中浸泡6小时，滤出在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时，打磨、洗浆得到150g粗纤维，粗纤维得率为55.7％，纤维的提取率在95％以上。

本工艺打浆液、洗涤液或提取木质素后的残液可套用到前工段10次以上，直到洗脱效果很差为止。中和后的黑液直接作为无土栽培的营养液和土培实验的灌溉液，植物和藻类生长良好，同样情况下现有造纸工艺黑液中和后却很难使植物存活，证明耗碱量大为降低和未添加硫化物的本发明工艺黑液是很好的养料，可开发为植物全价营养液或固态有机肥。

实施例4(麦草热浸泡及循环套用烧碱法制浆)

试验一：将15g麦草(水分8.3％)在60℃的150ml 1.0％的碱液中浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时，滤出打磨、洗浆，在105℃下烘至恒重，得到8.64g粗纤维，粗纤维得率为62.8％，其中滤渣仅占2.3％--2.9％。

试验二：将15g麦草(水分8.3％)于试验一中所剩的浸泡液约86ml(残余碱含量约为0.42％)补水补碱至150ml 1.0％的NaOH溶液浸泡，在60℃的水浴中浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重，得到8.65g粗纤维，粗纤维得率为62.9％，其中滤渣仅占2.3％--6.7％。

试验三：将15g麦草(水分8.3％)于试验二中所剩的浸泡液约85ml(残余碱含量约为0.48％)补水补碱至150ml 1.0％的NaOH溶液浸泡，在60℃的水浴中浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重，得到9.57g粗纤维，粗纤维得率为69.5％，其中滤渣占15％--22％。

试验四：将15g麦草(水分8.3％)于试验三中所剩的浸泡液约86ml(残余碱含量约为0.5％)补水补碱至150ml 1.0％的NaOH溶液浸泡，在60℃的水浴中浸泡6小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重，得到9.28g粗纤维，粗纤维得率为67.4％，其中滤渣占41％--54％。滤渣含量偏高，可不再套用。浸泡后及循环洗涤的液体可加酸酸化提取淡黄色木质素。打浆液、洗涤液或提取木质素后的残液可以套用到前工段的洗涤10次以上，直到洗脱效果很差为止。

实施实例4的相关数据总结如下：

实施例5(楠竹制浆)

试验一：将500g楠竹(水分13.1％)、在3500ml 2.5％NaOH溶液中浸泡38小时后滤出，在0.19MPa，118℃条件下汽蒸3小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重(约需10小时)，得到273g粗纤维，纤维得率为62.8％，纤维的提取率在95％以上。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。纸张性能如下：打浆度SR 50，卡伯值118.5，抗张指数/N·m·g^-1 44.8，撕裂指数/mN·m²·g^-1 7.2，耐破指数/kPa·m²·g^-1 3.0。

试验二：将500g楠竹(水分13.1％)在3500ml 1.5％NaOH溶液中浸泡8小时后在0.19MPa，118℃条件下蒸煮2小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重(约需10小时)，得到281g粗纤维，纤维得率为64.7％，纤维的提取率在95％以上。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。打浆度SR 47，卡伯值112.3，抗张指数/N·m·g^-1 46.4，撕裂指数/mN·m²·g^-1 6.8，耐破指数/kPa·m²·g^-1 3.1。

实施例6(木材制浆)

将100g松木(已烘干)在NaOH溶液(30gNaOH、600ml水)常温下浸泡6小时后，在150～170℃条件下蒸煮3小时后取出打磨、洗浆、滤出，在105℃下烘至恒重(约需10小时)，得到47.4g粗纤维，纤维得率为47.4％，纤维的提取率在90％以上。粗纤维打浆、抄纸成型等操作，最后检测纸张性能。纸张性能如下：打浆度SR 50，卡伯值98.7，抗张指数/N·m·g^-1 52.8，撕裂指数/mN·m²·g^-1 15.2，耐破指数/kPa·m²·g^-1 3.4。

Claims

1.一种分段式的从植物原料中提取纤维的绿色工艺，该工艺包括如下步骤：将植物原料用石灰水，或电石渣水溶液，或稀碱浸润或/和浸泡一定时间，再加压蒸或煮，最后打磨或爆破喷放、洗浆得到纤维；其浸润或/和浸泡时间和碱浓度及碱量要求为：将植物原料浸润或/和浸泡于干料重量的5％～100％的石灰水中，在常温或热水下浸泡1000小时以内；或浸润或/和浸泡于0.5～100倍重量的浓度低于20w/v％的稀碱中，在常温或热水下浸泡100小时以内，浸泡过程中进行搅拌或料液泵打循环，效果更好；其蒸或煮的技术要求为：将所述原料浸润或/和浸泡后的植物体滤出后加压汽蒸或不过滤蒸煮，汽蒸或蒸煮温度为100℃～180℃，压力为0.1～0.8MPa，时间为0.5～7小时；长时间浸泡后的植物体直接打浆，省去蒸煮。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中浸泡滤出液和打浆液交叉套用于下一批原料浸泡处理，打磨洗浆滤出的漂洗黑液经中和提取木质素，剩下的液体作为打浆清洗液套回浸泡或打浆工序，或作为植物、微生物和藻类生物的营养源循环利用，或制成液态肥或固态有机养料。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中所述的植物原料是竹子、或龙须草、或甘蔗渣、或芦苇、或椰壳。

4.根据权利要求1所述的工艺，其中所述的植物原料是农作物秸秆：小麦、或水稻、或玉米、或大豆、或高粱、或棉花农作物秸秆。