本發明屬于農業生產系統領域，具體涉及一種利用能源草制備沼氣和紙漿的方法。
背景技術：
能源草系指一類以禾本科植物為主的，一年生或多年生的，高產量、高纖維素含量的能源植物。在生物能源領域有廣泛的應用，但尚未形成完整、合理的體系，因此能源草的價值沒有得到最大化的利用。
紙漿是以植物纖維為原料，經不同加工方法制得的纖維狀物質。可根據加工方法分為機械紙漿、化學紙漿和化學機械紙漿，它是造紙的基本原料。通常用以制漿原料的植物可分為4大類：莖干纖維類、韌皮纖維類、種毛纖維類和木材纖維類，其中的莖干纖維類資源遠不能滿足日益發展的制漿造紙工業的需要。每年我國所需的紙、韌皮纖維類、種毛纖維類和木材纖維類，都存在原料不足的問題，其中尤以木材纖維類為最重要。目前我國木材紙漿40%以上需要從國外進口。
沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體，它的主要成分是甲烷和二氧化碳，還有少量的氮、氫和硫化氫等氣體。沼氣是純化后的高濃度甲烷，也是一種可再生能源，性質與天然氣相似。沼氣除直接燃燒用于炊事、烘干農副產品、供暖、 照明和氣焊等外，還可作內燃機的燃料以及生產甲醇、福爾馬林、四氯化碳等的化工原料。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供了一種利用能源草制備沼氣和紙漿的方法，在利用能源草生產沼氣的同時也生產出紙漿，擴寬了能源草的利用范圍，構筑了一個多方向綜合利用能源草的系統。
為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：
一種利用能源草制備沼氣和紙漿的方法，以能源草為原料生產沼氣和紙漿，包括如下步驟：
1) 將新鮮能源草先粉碎成0.1~5cm，然后通過機械壓榨分離成草汁和草渣；
2) 能源草草汁制備沼氣：將步驟1)中分離得到的草汁進行沼氣發酵，溫度30 ~ 55℃，總干物質含量為3 ~ 20wt.%，然后每隔3~ 10天進行一次進出料；
3) 能源草草渣制備紙漿：取步驟1)中分離得到的草渣進一步除雜、粉碎后，在超聲波反應釜中加入水、混合酶，混合酶濃度為1~100mg/g，超聲波頻率10~100khz，先在40 ~ 70℃溫度下反應1~5h后，升溫至90 ~ 120℃再反應1~5h，再經過磨漿、洗滌、篩選和脫水得到紙漿。
其中，所述的能源草為狼尾草屬植物、 擬高粱、甜高粱、蘆竹、蘆葦、類蘆、斑茅、彼特草、蘇丹草、五節芒、荻、芒、野古草、石芒草、青貯玉米、香茅、互花米草、大米草、柳枝稷中的一種或幾種。
本發明的顯著優點在于：提供了能源草的多種利用方向，在利用能源草汁發酵制備沼氣的基礎上，同時生產紙漿，形成一種農業上綜合利用能源草的系統。本發明能夠高效的地利用能源草，草汁單獨發酵的效率要高于直接利用能源草發酵。本發明全過程零污染，不會產生任何污染環境的產物。本發明具有突出的創新性和實用價值。
具體實施方式
實施例1
下面用10噸巨菌草（狼尾草屬植物，干物質含量25%）為實例進一步闡述本發明的具體實施方式，本發明包括但不限于以下實例。
1）將新鮮巨菌草先粉碎成3cm，然后通過機械壓榨分離成草汁和草渣；
2）巨菌草草汁制備沼氣：將步驟1)中分離得到的巨菌草草汁進行沼氣發酵，溫度55℃，總干物質含量為10wt.%，然后每隔3天進行一次進出料，產生的沼氣可以直接應用到實際生產， 也可以提純到甲烷濃度97%以上制備生物天然氣。
3) 巨菌草草渣制備紙漿：取步驟1)中分離得到的草渣進一步除雜、粉碎后，在超聲波反應釜中加入水、混合酶，混合酶濃度為10mg/g，超聲波頻率70khz，先在55℃溫度下反應2h后，升溫至110℃再反應2h，再經過磨漿、洗滌、篩選和脫水得到紙漿。
紙漿可進一步生產出書寫紙、生活用紙和新聞用紙等。
應用本發明10噸干物質含量25%巨菌草，3天可以生產甲烷含量55%以上的沼氣500立方米，同時可以生產出1.5噸干物質的紙漿，大大提高了生產效率，提升了巨菌草的經濟價值。
實施例2
下面用10噸青貯玉米（干物質含量35%）為實例進一步闡述本發明的具體實施方式，本發明包括但不限于以下實例。
1）將新鮮青貯玉米先粉碎成5cm，然后通過機械壓榨分離成草汁和草渣；
2）青貯玉米草汁制備沼氣：將步驟1)中分離得到的青貯玉米草汁進行沼氣發酵，溫度37℃，總干物質含量為12wt.%，然后每隔7天進行一次進出料，產生的沼氣可以直接應用到實際生產， 也可以提純到甲烷濃度97%以上制備生物天然氣。
3) 青貯玉米草渣制備紙漿：取步驟1)中分離得到的草渣進一步除雜、粉碎后，在超聲波反應釜中加入水、混合酶，混合酶濃度為20mg/g，超聲波頻率50khz，先在50℃溫度下反應1.5h后，升溫至120℃再反應1.5h，再經過磨漿、洗滌、篩選和脫水得到紙漿。
紙漿可進一步生產出書寫紙、生活用紙和新聞用紙等。
應用本發明10噸干物質含量35%青貯玉米，7天可以生產甲烷含量55%以上的沼氣450立方米，同時可以生產出2.5噸干物質的紙漿，大大提高了生產效率，提升了青貯玉米的經濟價值。
以上所述僅為本發明的2個實施例， 凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾， 皆應屬本發明的涵蓋范圍。