基因重组技术生产制浆造纸原料
生物酶在制浆造纸过程中的应用及研究进展
生物酶在制浆造纸过程中的应用及研究进展摘要:科技在迅猛发展,社会在不断进步,基于生物酶的专一性、高效性和环境友好性,生物技术在制浆造纸工业已有一些成熟应用,并取得了良好的经济和环境生态效益。
本文介绍了纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶、果胶酶等生物酶在生物制浆、生物漂白、酶促磨浆/打浆、酶法脱墨、纤维酶法改性、生物法树脂障碍控制、生物法处理制浆废水等制浆造纸各单元中的应用和研究进展。
关键词:生物酶;生物制浆;酶法脱墨;生物漂白引言近年来,生态恶化,能源短缺,人们对环保的要求越来越高,传统的造纸工业由于能源消耗大,污染严重,一直饱受垢病。
生物技术以其节约能源,环境友好等特点受到造纸工作者的关注,目前生物技术已应用到制浆造纸工业的全过程,如备料、制浆、纤维性能改善、树脂障碍控制、漂白、二次纤维的脱墨、废水处理及污泥生物堆肥等。
酶是生物体中活细胞产生的一种具有催化作用的物质,能加快化学反应的速率,并使反应以一定的顺序转换。
因此,酶是一种生物催化剂。
酶的作用与一般催化剂的作用是相同的,但由于酶的化学本质是蛋白质,原来是在生物体内产生,并且在生物体内部使用的,故还有其特点。
首先,酶能在温和的反应条件下发挥作用,酶是一种生物催化剂,主要由蛋白质组成,所以酶不能耐高温、高压及能引起蛋白质凝固、变性的各种环境条件。
一般来说,酶的催化反应条件温和,即在常温、常压,近于中性的环境下进行。
其次,酶催化反应具有高效性,酶的催化效率远比无机催化剂高,一般可比无机催化剂高105~1013倍,即用少量的酶就可催化大量的底物。
酶的存在降低反应所需的活化能,并能增加底物与酶分子间的碰撞频率,因此才使酶催化反应能高速有效地进行。
此外,酶催化作用具有专一性,酶催化反应时,对底物有严格的选择性,即某一种酶只能催化某一种或某一类物质(底物)进行一定的化学反应,生成相应的产物。
生物体内含有多种酶类,它们各有分工,催化不同的生化反应,才使复杂的代谢过程有规律地进行。
造纸(纸浆)的生产工艺及流程
造纸(纸浆)的生产工艺及流程纸浆是以某些植物为原料加工而成的,它是造纸的基本原料。
通常用以制浆原料的植物可分为4大类:茎干纤维类、韧皮纤维类、种毛纤维类和木材纤维类。
其中尤以木材纤维类为最重要。
目前我国木材资源远不能满足日益发展的制浆造纸工业的需要。
为了弥补原料的不足,每年要从国外进口相当数量的纸浆。
制浆是指利用化学方法、机械方法或两者结合的方法,使植物纤维原料离解变成本色或漂白纸浆的生产过程。
1.机械木浆(MECHANICALWOOD-PULP)机械木浆亦称磨木浆,是利用机械方法磨解纤维原料制成的纸浆。
它在造纸工业中占有重要的地位。
它的生产成本低,生产过程简单,成纸的吸墨性强,不透明度高,纸张软而平滑。
适宜印刷上的要求。
但由于纤维短,非纤维素组份含量高,所以成纸强度低。
另外由于木材中的木素和其他非纤维素绝大部分未被除去,用其生产的纸张易变黄发脆,不能长期保存。
机械木浆通常指白色机械木浆和褐色机械木浆两种。
白色机械木浆主要用于生产新闻纸,也可配入其他纸浆中抄制书写纸和印刷纸;褐色机械木浆多用于生产包装纸和纸板,特别是工业用纸板。
2.硫酸盐木浆(SULPHATEWOODPULP)硫酸盐木浆是采用氢氧化钠和硫化钠混合液为蒸煮剂。
在蒸煮过程中,因为药液作用比较和缓,纤维未受强烈侵蚀,故强韧有力,所制成的纸,其耐折、耐破和撕裂强度极好。
它一般可分为漂白和未漂两种。
未漂硫酸盐木浆可供制造牛皮纸、纸袋纸、牛皮箱板纸及一般的包装纸和纸板等。
漂白硫酸盐木浆可供制造高级印刷纸、画报纸、胶版纸和书写纸等。
3.亚硫酸盐木浆(SULPHITEWOODPULP)亚硫酸盐木浆是以亚硫酸和酸性亚硫酸盐的混合液为蒸煮剂。
该浆的纤维较长,性质柔软,韧性好,强度大,容易漂白,并有极好的交织能力。
依其精制程度可分为未漂、半漂和漂白三种。
未漂浆因含少量木素和有色杂质,所以呈黄色,纤维也较硬,多用于抄造中等印刷纸、薄包装纸以及半透明纸和防油纸。
生物质精炼与制浆造纸相结合的研究与发展
的研究与发展生物质精炼与制浆造纸相结合的研究与发展董璐,李新平,张素风(陕西科技大学造纸工程学院,西安,710021)摘要:简述了生物质精炼和制浆造纸相结合的方法,制浆造纸的方法为生物质精炼提供了理想尺寸的水解底物。
综述了纤维素酶、木聚糖酶、漆酶等在制浆造纸中的应用,分析了两者在应用过程中产生的问题和发展前景。
关键词:制浆造纸;生物质精炼;磨浆能耗;成浆质量目前,人类面临着全球环境污染、资源短缺、能源危机等一系列问题。
石油、煤和天然气等能源的开采已不能满足人类日益增长的物质需求,所以生物质精炼的提出和发展,为解决这一系列问题提供了一种根本性的新方法。
生物质精炼是一种可环境友好地将木质纤维素原料转化为高附加值、多元化的生物质产品和能源,是综合多种生物转化技术和设备,将木质纤维素转化为燃料、电力和各种化学品的一种技术[1-2]。
目前,国内外对生物质的研究和应用主要体现在能源作物、燃料乙醇、生物柴油、生物质能、沼气、生物质材料等几个方面。
全球生物质精炼的研究和发展给制浆造纸工业带来了巨大的挑战,同时也提供了很好的发展机遇[3]。
制浆造纸工业为生物质资源的巨大消耗者,其与生物质精炼的结合时多方面的。
生物质精炼的原料可以是各种农作物秸秆,如玉米秸秆、麦草秸秆、棉杆等;也可以是丰富的林木资源。
我国每年仅农作物用秸秆产量就达到7亿吨,相当于3.5亿吨煤炭资源。
利用各种处理原料的制浆方法对原料进行预处理,可以提高酶水解木质纤维素原料的效率,进一步提高乙醇转化率和转化效率[4-6]。
制浆造纸工业目前面临着能耗高、污染严重等问题。
利用生物质精炼的方法对原料或浆料进行预处理,在磨解过程中降低能耗,漂白过程中减少漂液的用量、提高纸浆质量等。
加拿大某纸厂利用生物质精炼后的残渣作为制浆造纸原料,生产出符合要求的纸张[7]。
制浆造纸工业目前面临着能耗高、污染严重等问题。
1基于制浆造纸平台的生物质精炼模式1.1蒸汽爆破法在生物质精炼中的应用蒸汽爆破法是在高温高压的条件下向装有原料的反应釜中通入蒸汽,并通过瞬间减压过程实现原料组分的分离和结构的变化。
生物酶法提高制浆造纸的可持续性
生物酶法提高制浆造纸的可持续性制浆造纸是一个不可缺少的工业领域,然而,其过程中所产生的废水、废气和废渣等危害环境的问题不容忽视。
在实践中,如何实现可持续化的制浆造纸过程一直是一个难题。
近年来,生物酶法作为一种新的生产过程方式,逐渐得到了广泛应用。
生物酶法是利用微生物酶类,将制浆造纸中的木质素、纤维素等难以降解的物质转化成可生物降解的物质,从而减少对环境的污染,提高制浆造纸的可持续性。
一、生物酶法的原理生物酶法作为一种新型的处理方式,其运作原理主要基于微生物及其生物酶的作用机理。
微生物及酶类可以在适宜温度及酸碱度等条件下,将制浆造纸中难以降解的物质分解成生物可利用的低分子化合物,并通过氧化等反应进行分解,最终达到净化的目的。
二、生物酶法在制浆造纸中的应用生物酶法在制浆造纸中主要应用于以下方面:1. 木浆漂白传统的木浆漂白过程中,通常使用大量的氯气和次氯酸钠等化学试剂,造成了大量有害物质的排放。
然而,使用生物酶法处理木浆可以有效地减少化学试剂的使用,减少废水污染和废气排放,从而实现制浆造纸过程的可持续发展。
2. 印染废水处理印染废水的主要污染物包括有机物、重金属离子、硫化物等,对环境造成了很大危害。
而采用生物酶法处理印染废水可以有效地分解废水中处于有机物中的色素等有害物质,从而达到净化目的,为废水的后续处理奠定了基础。
3. 纤维素降解纤维素是制浆造纸过程中的主要成分之一,而其难以降解和回收,直接影响了制浆造纸的可持续发展。
然而,利用生物酶法技术,可以将纤维素分解成生物可利用的低分子化合物,从而提高纤维降解效率。
三、生物酶法的优势及未来发展生物酶法的优势在于其工艺简单、成本低、操作简便、环保等特点。
与传统的化学物质相比,生物酶法对环境的污染更小,且能够提高产品质量,降低生产成本。
未来,随着人们对可持续发展的重视,生物酶法将成为制浆造纸的新趋势。
同时,随着生物技术和微生物基因工程的不断进步,生物酶法在制浆造纸中的应用将会更加广泛,为制浆造纸的可持续发展提供了新的思路和方法。
制浆造纸生物质精炼技术研究进展
制浆造纸生物质精炼技术研究进展制浆造纸会产生大量的高浓度废水,对生态环境造成了严重的破坏,随着互联网科技的发展,人们对纸制品的需求越来越少,造纸厂要想在资源紧张、纸制品需求量减少的两大危机下顺利发展,必须对高耗能、高污染的造纸技术进行改良。
生物质精炼技术在制浆造纸中的应用,就很好的将造纸技术转型成为低耗能、低污染的绿色技术。
文章重点分析了制浆造纸生物质精炼技术的研究进展,以供造纸人员参考,促进造纸厂的产业转型和技术进步。
标签:制浆造纸;生物质;精炼随着生产工业的不断发展,我国的不可再生资源逐渐面临枯竭,人类对大自然的无节制索取,导致生态环境遭到严重破坏,一系列环境问题由此产生,不利于可持续发展战略。
制浆造纸作为一种非常普遍的生产技术,其具有高耗能、高污染的劣性,再加上电子信息技术的高速发展,人们对纸制品的需求越来越少,造纸厂的社会地位已经变得岌岌可危,所以必须对制浆造纸技术进行合理性改革,生物质精炼技术是一种近几年新出现的技术,它可以将传统的制浆造纸企业转型为生物精炼企业,实现产业结构的多样化,生产内容的多元化,使造纸厂不再局限于对纸制品的制造,也逐渐生产一些生物质材料、化学能源等,从而告别生产结构的单一性,减少能源的消耗,降低高浓度废水的排放。
目前制浆造纸生物质精炼技术已经成为造纸企业发展的必然趋势。
生物质精炼是通过运用蒸煮、燃烧、分离等手段对生物质原材料进行深层次的加工技术,从而改变生物质原材料的固有形态,慢慢向气态、液态转变。
制浆造纸技术的第一道工序就是对造纸原料进行蒸煮,在蒸煮的过程中,会产生大量的废水,也就黑液,黑液的成分会对生态环境造成破坏,生物质精炼技术就是为了对黑液进行转化而存在的。
当前,木材蒸煮前的提取技术以预水解提取为主,采用低浓度碱液或者酸液提取工艺;蒸煮后黑液转化技术包括黑液分离技术、黑液气化联合发电技术和黑液气化联合化学合成技术。
1 制浆造纸生物质精炼的基础技术1.1 木片抽提液的发酵技术虽然通过色谱层析法可以在木材等原材料中提取各种糖类和乙醇,但是这种提取的技术难度比较高,生产成本比较高,不能被广泛的使用,而且所提取出来的物质,研究意义比较低。
生物制浆技术在制浆造纸行业中的应用
生物制浆技术在制浆造纸行业中的应用在现代造纸行业中,生物制浆技术已经成为了一项重要的技术手段。
与传统的化学制浆方式相比,生物制浆技术不仅能够提高生产效率,同时也能够减少对环境的负面影响。
本文将从生物制浆技术在造纸行业的应用、技术原理以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、生物制浆技术在造纸行业的应用生物制浆技术是利用微生物对木材进行分解,将木材中的纤维素和半纤维素转化为纸浆的技术。
这种技术具有许多优势,比如说原料来源广泛、能耗低、生产成本较低、环保等,因此在造纸行业中得到了广泛的应用。
在美国、加拿大、欧洲等发达国家,生物制浆技术已经成为了造纸行业的标配。
而在中国,生物制浆技术的应用还处于起步阶段,但是随着环保意识不断提升,相信这种技术在未来将会得到更广泛的应用。
二、生物制浆技术的技术原理生物制浆技术的技术原理主要是利用微生物对木材中的纤维素和半纤维素进行降解,然后将降解后的物质进行分离、过滤等步骤,最终得到纸浆。
其中,微生物起到了非常重要的作用。
微生物通过分泌酶类、酸类、碱类等物质对木材进行降解,将木材中的长链聚合物分解为小分子物质,使得易于分离和提取。
此外,生物制浆技术还需要对微生物进行精细的控制,以确保制浆质量和生产效率。
三、生物制浆技术的未来发展方向随着环保意识的提高,生物制浆技术在未来将会得到更广泛的应用。
在未来的发展中,生物制浆技术还需要进一步发展和完善。
具体来说,主要有以下几个方面:1. 微生物品种和菌群的优化。
不同的木材种类和生长环境都会导致微生物菌群的差异,因此需要对生产环境进行调整和优化。
此外,还需要对微生物的酶类、代谢途径等进行研究和优化,以提高降解效率和纤维素转化率。
2. 生产环境的优化。
生物制浆技术需要在有利的环境条件下进行,比如说适宜的PH值、温度、湿度等。
因此,生产环境的调节和优化也是生物制浆技术发展的重要方向之一。
3. 生产工艺的优化。
制浆工艺的优化能够提高制浆效率和降低生产成本。
生物技术在制浆造纸中的应用与研究进展
6 酶处理改善浆料的性能 近年来, 广大研究者致力于利用酶改善纤维性
能、提高纸浆的滤水性能和纸浆强度的研究。传统方 法是利用纤维素酶和半纤维素酶来对纤维进行改性。 但是, 经过改性后的纸浆的滤水性能有所下降。最近, 利用木素降解酶中的漆酶对纤维进行改性, 以提高纸 浆强度已广为关注。
据国外报道[7], 用漆酶介体体系来改善未漂硫酸盐 浆的性能, 结果发现, 纸浆的湿强度有显著地提高。汤 镇江[8]等用漆酶处理磨石磨木浆, 发现纸张强度及增干 强度效果明显。GatenhplmP[9]等发现, 漆酶与纤维表面 的酸基进行接枝作用可以改善纸浆强度和润胀性能。
化学药品消耗量大能耗高设备投特别是制浆与漂白过程所排出的废水具有极高的bodcod负荷而且其中还含有剧毒性荷强致59marketvol16no32009太阳能加工果蔬技术获突破享誉中外的绿珍珠新疆绿葡萄干将和其它很多果蔬干一起告别灰头土脸晋级高品质产品行列这是农业部规划设计研究院的科研新成果
制浆造纸的主要术语
制浆造纸的主要术语(一)制浆1、制浆:制浆是指利用化学的方法或机械的方法或两者结合的方法使植物纤维原料离解变成本色纸浆(未漂浆)或进一步变成漂白纸浆的生产过程。
制浆方法分为化学法和高得率法。
化学法包括碱法和亚硫酸盐法;高得率制浆包括半化学法、化学机械法和机械法。
2、本色浆:不需漂白的纸浆称为本色浆,用于生产如:水泥袋纸、电缆纸、电容器纸等。
3、漂白浆:经过漂白后的纸浆称为漂白浆,用于生产如:胶版纸、书写纸、铜版原纸等高级文化用纸。
4、木浆:以木材为原料制得的纸浆称为木浆,主要包括针叶木浆(又称软木浆)和阔叶木浆(又称硬木浆).5、非木浆:以各种非木材为原料制得的纸浆称为非木浆,主要包括棉浆、竹浆、蔗渣浆、麦草浆、棉秆浆、稻草浆等。
6、废纸浆:对废纸进行处理后制得的纸浆称为废纸浆,主要包括包装废纸浆和废纸脱墨浆等.7、化学浆:以各种化学药剂作为蒸煮液制得的纸浆称为化学浆。
8、半化学浆:采用与化学法相同的蒸煮液进行较轻微的处理后再加以机械磨浆处理得到的纸浆称为半化学浆.9、化学机械浆:采用比半化学法更轻微的化学处理然后或同时加以机械磨浆处理得到的纸浆称为化学机械浆。
10、机械浆:不用化学处理,而用各种机械法生产的纸浆统称为机械浆。
11、蒸煮:蒸煮就是在蒸煮设备(蒸球、蒸煮锅、连续蒸煮器)内使蒸煮液与植物纤维原料充分混合,在一定的温度、压力下进行化学反应,脱除原料中木素、获取纸浆的工艺过程。
12、黑液:原料经碱法蒸煮后,从纸浆中分离出来的残液称为黑液。
13、纸浆得率:又称纸浆收获率,原料经蒸煮后所得绝干(或风干)粗浆重量对未蒸煮前绝干(或风干)原料重量的百分比,一般称为粗浆得率;粗浆经筛选后所得绝干(或风干)细浆的重量对绝干(或风干)原料重量的百分比称为细浆得率。
14、纸浆硬度:纸浆硬度是表示原料经蒸煮后残留在纸浆中的木素和其他还原性物质的相对量,测定时通常采用高锰酸钾作为氧化剂,以高锰酸钾值、卡伯值或贝克曼值表示。
造纸工业中备料与制浆的工艺流程
造纸工业中备料与制浆的工艺流程造纸的原料主要是植物纤维。
我国造纸工业耗用的一次纤维原料依次为稻麦秆、木材、芦苇及芒秆、蔗渣、竹子、废麻及废棉。
其中,芦苇及芒秆、蔗渣、竹子、废麻及废棉等都是相对较为抱负的非木材制浆纤维原料。
值得指出的是,我国用于造纸工业的芦苇产量已经达到芦苇总产量的75%;而我国用于造纸工业的蔗渣量仅占可用量的25%~35%,蔗渣用于制浆造纸的潜力较大。
纸的生产大体上可分为两个过程,即制浆和造纸(图41)。
制浆是指在原料中加入一些化学药品(如石灰或烧碱等)进行蒸煮;或者将原料直接用机械打碎、研磨;然后洗涤,去除不必要成分,保留纤维,制成浆料。
需要漂白的,再入药剂进行漂白。
造纸则是把浆料用网格捞起,脱水压榨干燥,最终整理成纸的过程。
一、备料备料是指原料在蒸煮或磨浆前按蒸煮(或磨浆)的要求进行初步的处理和加工。
备料的方法和其所需设备随原料种类不同而异。
即使原料种类相同,但产品类型及产品的质量要求不同时,备料的方法及选用的设备也有所不同。
按使用原料的种类备料可分为两大类,即非木材纤维原料的备料和木材纤维原料的备料。
前者运用到的设备有切草机、切苇机和甘蔗除髓机等,后者有剥皮机、削片机等。
1非木材纤维原料非木材纤维原料的备料中又可分为干法备料和湿法备料两种方法。
干法备料是指原料在一定的水分下进行切割和筛选等处理。
目前国内的草浆厂绝大多数采用此法。
湿法备料是指原料悬浮于水中,在机械作用下撕裂,并分别灰尘、草叶及谷、麦粒等。
国外有些草浆厂采用湿法备料。
我国仍在试验阶段。
2原木原料原木经过剥皮鼓剥皮后,再经削片机削片、筛选机筛选后进入下一流程。
可能存在的职业病危害因素:原木运输和各种机械设备(包括切草机、切苇机、甘蔗除髓机、多圆锯、剥皮滚筒、削片机、吹送木片风机等)产生的噪声与振动,原料在运输、加工过程中产生的粉尘以及可能存在的生物有害因素等。
二、制浆制浆的方法有化学法、机械法、化学机械法和生物法。
解读《产业结构调整指导目录(2011年本)》
2011年3月27日,国家发改委发布了新修订的《产业结构调整指导目录(2011年本)》(以下简称“目录(2011年本)”),并于2011年6月1日起施行。
新目录全面反映了结构调整和产业升级的方向内容,更加注重战略性新兴产业发展、自主创新以及对推动服务业大发展的支持,更加注重对产能过剩行业的限制和引导以及落实可持续发展的要求,对于推动产业结构调整和优化升级,完善和发展现代产业体系有重要的指导作用。
为了帮助企业更好地掌握相关政策,明确投资方向,重点对《目录(2011年本)》中涉及装备制造业、轻工业、医药、纺织及石化等5个产业作如下解读:一、装备制造业1、《目录(2011年本)》主要特点本次修订,对《目录(2005年本)》中机械相关的条目进行了较大规模的调整。
《目录(2005年本)》鼓励类别条目,原有52条,本次新增33条、修改27条、删除25条,修订后共有60条;限制类别条目原有34条,本次新增25条、修改14条、合并调整2条,修订后共有57条;淘汰类别条目,原有84条(包括落后生产工艺装备和落后产品),本次新增23条、修改3条、合并调整10条、删除6条,修订后共有91条。
与《目录(2005年本)》相比较,有以下几个特点:一是细化条目内容。
对条目内容进行了较大程度的细化,具体到产品、规格和技术参数,明确支持发展的重点。
二是提高技术要求。
对大部分鼓励类别条目,较大幅度地提高了规格参数的要求,对部分限制类和淘汰类条目,也提高了规格参数要求。
三是扩大覆盖范围。
修订后的条目,涵盖了电工、机床、仪器仪表、通用机械、农机、重型机械、石化机械、内燃机、液气密、模具、轴承、通用零部件、塑料机械、环保机械、印刷机械、食品包装机械、工程机械、文化办公、制冷、城市轨道交通,以及铸造、锻造等机械工业各个行业,覆盖更加全面。
2、《目录(2011年本)》主要内容一是瞄准薄弱领域,着力提高基础工艺、基础材料、基础元器件等基础制造能力。
生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究
生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究摘要:随着产业结构的发展,新兴的生物质精炼技术手段下,可以有效优化制浆造纸工业质量,减缓对于环境的损坏。
因为受到网络基数的影响,无纸化办公模式的出现,群众对于纸张的需求量逐渐地降低,造纸产业药箱子啊现有的资源匮乏模式下进行稳定的发展,急需对原本污染较大、能耗较高的生产方式进行转化升级。
生物质精练技术的出现,可以雨花造纸工业生产发展,有效的提升生产效能,转变原有的污染模式。
为此生物质精炼技术已经成为现代化制浆造纸工业生产的主要手段。
为此本文结合实际对生物质精炼和制浆造纸工业的发展进行了全面的分析,以求加快技术升级,推动生产烦那个是创新,为今后的造纸业发展奠定坚实的基础。
关键词:制浆造纸;生物质;精炼引言:生物质精炼是一种可以对环境污染相对较小的专业生产制造技术,主要将树木原材转化为极高、很广泛的生物质产物和能源,是综合多种生物改变技巧和设备,将木质纤维素转化为燃烧的材料、电力能源和各种化工方面用品的一种技术。
目前,国内外对生物质的研发和使用大致表现在能量作物、工业乙醇、沼气、等几个方面。
是通过运用逐层分离等手段对生物质进行更深方面的发展,从而改变生物质原材料的固定形态,逐渐向其它形态转化。
制糊造纸技术的第一种程序就是对造纸所需物品进行煮,在煮的过程中,会产生大量的废弃的液体,也就黑液,黑液的成分会对我们生活的环境造成破坏,生物质进一步提炼技术就是为了对黑液进行转化而存在的。
一、生物质炼制基础理念生物质(biomass)是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。
它包括植物、动物和微生物。
地球上每年再生的生物质总量约1700亿吨,由75%糖类、20%木质素和5%其他物质(油脂、蛋白质、脂肪等)组成。
现在人类只利用了其中的约60亿吨。
生物质炼制(Biomass refining,Biorefining)是指以可再生的生物质为原料,经过生物法、化学法、物理法等多种加工转化途径生产各种燃料、化学品和材料的新型工业模式。
生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究
中 国 造 纸 学 报Transacti ons of China Pul p and PaperVol 123,No 11,2008 收稿日期:2007209224 本课题为国家自然科学基金资助项目(30671647)。
作者简介:于建仁,男;在读硕士研究生;研究方向:制浆化学。
E 2mail:ppmyu@1631com生物质精炼与制浆造纸工业相结合的研究于建仁 张 曾 迟聪聪(华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640)摘 要:面对全球的资源短缺与能源危机,生物质资源由于其可再生性和环保性而越来越受到人们的重视。
生物质精炼(B i orefinery )作为一个重要的理念近来引起了人们的关注。
制浆造纸工业作为生物质资源的巨大消耗者,其与生物质精炼的结合可以是多方面的,文章综述了生物质精炼与制浆造纸工业相结合的有关研究与展望。
关键词:能源;生物质精炼;预处理;半纤维素;黑液;木素中图分类号:TS7;Q77 文献标识码:A 文章编号:100026842(2008)0120080205 资源与能源问题是目前全球面临的普遍问题。
据有关专家预测,若按当前经济发展速度对资源和能源的需求,地球上已探明蕴藏的可开采使用的煤、石油和天然气将分别在200年、40年和60年内耗尽[1]。
从可持续发展的角度看,只有将人类对资源和能源的需求逐步转移到生物质资源上,才能从根本上解决问题。
据世界能源部门资料统计,地球上,每年绿色生物量的增加约为1170亿t,相当于400亿t 石油,其中800亿t 分布在森林中,其余分布在草原、荒原、田野、沼泽及荒漠中[2]。
木质纤维原料因其具有可再生性和绿色环保的优点越来越引起人们的重视,由此从石油精炼(Refinery )引出了生物质精炼(B i orefinery )的概念。
生物质精炼主要是针对可再生的植物资源而言的[3],是指将其中的生物质(木素、纤维素和半纤维素)经过一定的处理转化成燃料、电热能和高附加值的化工产品等。
美、日合作用基因重组技术繁育造纸用材
美、日合作用基因重组技术繁育造纸用材
姚光裕
【期刊名称】《造纸信息》
【年(卷),期】1996(000)012
【摘要】从1993年开始日本NIPPON纸业公司与美国衣阿华(IOWA)大学合作研究基因重组技术繁育造纸用材白杨,是在美国衣阿华大学玻璃温室中进行基因重组耐病性杂交白杨无菌苗木的驯化和盆栽,插条增殖,1996年春移植到野外露地。
在日本由于农林水产省的方针,野外
【总页数】1页(P10-10)
【作者】姚光裕
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】F416.8
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1.中国造纸学会、美国克劳斯公司、芬兰造纸工程师协会将于9月14日在上海联合举办2010中国国际造纸技术报告会 [J],
2.美国采用无性繁殖培育造纸用材 [J], 姚光裕
3.美国科学家利用基因重组技术实现大鼠成体细胞之间的直接转化,有助于人Ⅱ型糖尿病治疗研究,代表再生医学的重大进展 [J],
4.基因重组技术生产制浆造纸原料 [J], 王祖瑞
5.用基因重组技术改良造纸用材品种 [J], 姚光裕
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采用生物技术_秸秆制浆造纸开创草浆绿色造纸新纪元
连续7年的运行资料证实,在蒸煮过程中,每吨 绝干草产生黑液5.5m3。
挤浆后黑液中的COD含量40000mg/L,折算成有 机物含量约220kg。
这类有机物(220kg)的去向: ①含有这些有机物的黑液经斜网纤维回收工段 处理, COD降解12000mg/L左右,即网上纤维约66kg 回用于造纸,网下黑液进入沉淀池。 ②黑液经沉淀后, COD降解2000mg/L左右,折有 机物11kg沉淀进入污泥,用作生产生物肥。 ③在生物菌池中, 少量有机物被生物菌分解成 无机气体排出, 尚有一部分以污泥形式排出, 此时 COD降解16000mg/L左右,折含有机物88kg。 ④菌液池中,黑液经生物菌的代谢作用改性后, 主要转化为用于蒸煮的有机溶剂和酶 (即蒸煮剂), 经灭活后回用于蒸煮车间。 此时蒸煮剂中COD含量 10000mg/L,折含有机物质55kg,回用于蒸球。 如此反复循环运行7年时间,没出现任何异变或 积累。 二、“采用生物技术秸秆制浆造纸” 衍生出新材 料、新工艺 传统的利用草浆生产瓦楞原纸工艺, 一般是采 用亚硫酸铵或亚硫酸钠做蒸煮剂。 而我们采用生物
一、“采用生物技术秸秆制浆造纸”的核心技术 首先在生物菌池中加入特种培养基, 将优选的 生物菌群置于培养基中, 利用菌群的代谢作用将培 养基改性为有机溶剂和酶的生物液, 这种生物液替 代了原蒸煮用化工原料生成为一种新的蒸煮剂。 以 此类生物液参与蒸煮后的黑液, 全部回输到生物菌 池替代了原特种培养基,经生物菌群的代谢作用,这 类替代特种培养基的蒸煮黑液又被改性为生物液并 继续参与蒸煮……如此反复, 秸秆制浆黑液完全形 成资源化生态循环,不仅真正使制浆黑液变废为宝, 而且从源头上彻底根治了秸秆类原料蒸煮黑液的污 染。 在这种资源化生态循环形式中, 各项技术指标 在稳定的数据范围内已经成功运行了7年,在国内外 率先实现了草类纤维原料蒸煮制浆的首端治理与资
制浆造纸生物质精炼新技术
制浆造纸生物质精炼新技术发表时间:2019-10-18T16:27:55.083Z 来源:《知识-力量》2019年11月46期作者:杨凯张郡迪肖舒文周津驰[导读] 制浆造纸易得到很多的废水,对环境形成极大的毁坏,由于互联网技术的进步,大家对纸的需要量逐渐变少,纸品制造厂要想在资源匮乏、纸量需要降低的危机下成长,必须对消耗能源大、产生有害物品多的情况改造。
生物质精炼技术在制糊造纸中的应用,就更好的将造纸技巧改变成为几乎不耗费能量、几乎没有污染的绿色技术。
所以生物质精炼(Biorefinery) 技巧一个非常重要的理想最近吸引了人们的注意。
本文主要讲述了生物质(大连工业大学)摘要:制浆造纸易得到很多的废水,对环境形成极大的毁坏,由于互联网技术的进步,大家对纸的需要量逐渐变少,纸品制造厂要想在资源匮乏、纸量需要降低的危机下成长,必须对消耗能源大、产生有害物品多的情况改造。
生物质精炼技术在制糊造纸中的应用,就更好的将造纸技巧改变成为几乎不耗费能量、几乎没有污染的绿色技术。
所以生物质精炼(Biorefinery) 技巧一个非常重要的理想最近吸引了人们的注意。
本文主要讲述了生物质精炼与制浆造纸工业相配合的有关讨论与希望。
关键词:制浆造纸;生物质;精炼生物质精炼是一种可以对环境和蔼地将树木原材转化为极高、很广泛的生物质产物和能源,是综合多种生物改变技巧和设备,将木质纤维素转化为燃烧的材料、电力能源和各种化工方面用品的一种技术。
目前,国内外对生物质的研发和使用大致表现在在能量作物、工业乙醇、沼气、等几个方面。
是通过运用逐层分离等手段对生物质进行更深方面的发展,从而改变生物质原材料的固定形态,逐渐向其它形态转化。
制糊造纸技术的第一种程序就是对造纸所需物品进行煮,在煮的过程中,会产生大量的废弃的液体,也就黑液,黑液的成分会对我们生活的环境造成破坏,生物质进一步提炼技术就是为了对黑液进行转化而存在的。
当前,木材蒸馏前的提取手段以提前水解提取为主,采用较低纯度碱液或者酸液提纯艺术;蒸馏后黑液转化技艺包括黑色液体分离技艺、等等。
生物质精炼技术与制浆造纸的结合
生物质精炼技术与制浆造纸的结合摘要:对于制浆造纸行业来说,生物质精炼技术是未来的重要发展方向,也是我国造纸行业在效率与环保等多重需求下,实现持续稳定发展的重要技术路径。
近年来我国在生物质精炼技术上与制浆造纸技术上都有着长足进步,因此本文就这两类技术的融合以及一体化生产模式进行了研究,并探索了应该如何在未来优化基于生物质精炼技术的生产模式、改善技术转化效率进行了前瞻,试图为行业发展提供一定的理论参考。
关键词:生物质精炼;制浆造纸;技术结合1.半纤维素的分离和纯化1.1 分离纯化概述在进行半纤维素分离和纯化过程中,要对硫酸盐法制浆进行全面研究和分析,由此明确科学的工作模式。
分离纯化主要是将占有木材的20%半纤维素和木质素融入制浆黑液中,并随着制浆黑液进行燃烧[1]。
半纤维素的热值较低,在具体实施中要加以观察,避免出现半纤维素浪费的问题,并将半纤维素转变为乙醇或是半纤维素及涂料,以全面提高半纤维素的附加值。
在进行加工之前,首先要分离出木质纤维中的半纤维素,并转换到其他高附加值产品中,整个实施过程都要实行严格监督,防止在半纤维素结构和性质上存在限制性因素。
通过对半纤维素的高效利用,从而达到半纤维素分离纯化的要求。
在具体加工中要加强对整个过程的全面监督以及管理,及时发现其中存在的偏差,制定有效可行的方案,确保整个加工工艺的顺利进行。
在实际应用过程中,一般会应用到的半纤维素加工方法包括机械辅助分离、功能辅助、臭氧法和有机溶剂方法等,通过将物理和化学方法的有机融合,共同制作出蒸汽爆破法和二氧化碳爆破法等,在实际加工中要做到具体情况具体分析,结合实际生产要求制定相应的技术方案。
小分子物质,诸如木糖醇和聚木糖目前在很多工厂中都得到了广泛使用,由于得到大分子物质的结构和性质存在着不均匀的特点,因此需要做好纯化工作[2]。
半纤维素纯化方法包括乙醇沉淀法和脱色除白法等,不同技术模式所具有的优势和缺点存在一定差异性。
因而在具体工作中需要加强对技术方法的研究和使用,以确保生产的顺利有序进行。
制浆造纸的生物处理技术
制浆造纸的生物处理技术摘要:随着生物科学的发展,生物技术的应用范围越来越广泛。
生物技术在制浆造纸工业中的应用已引起世界性的关注,其中最主要的是生物酶的应用。
生物酶应用于造纸行业生产已经取得了比较好的经济效果和环境效益。
基于此,本文对制浆造纸的生物处理技术进行了研究分析。
关键词:制浆造纸;生物处理;技术引言随着工业生产的不断发展,不可再生资源逐渐面临枯竭,人类对大自然的无节制索取,导致生态环境遭到严重破坏,一系列环境问题由此产生。
制浆造纸工业同样面临这些问题,阻碍了其可持续发展,所以必须对制浆造纸技术进行合理性改革。
生物技术的使用,可以使传统的制浆造纸企业减少能源消耗、降低废水排放。
1生物造纸原料随着生物技术的发展和进步,研究发现了一种细菌,能够产生一定的纤维素,为了将这种纤维素和普通的纤维素进行有效的区分,就将其称之为“微生物纤维素”。
在研究中发现,这种纤维素有许多的优点,首先,这中细菌产生的纤维素纯度非常高,所以,在应用的过程中,要进行一定的提纯容易操作,而且,经研究测试,这种纤维素具有良好的机械性能和物理性能。
其次,这种细菌形成的纤维素结构中具有许多的孔道,所以,在透水性和透气性方面比较好,另外,亲水性也比较强。
除此之外,这种细菌形成的纤维素具有非常好的弹性模数,比普通的纤维素要高很多,所以,它的抗拉强度比较高一些。
目前,这种生物技术已经开始应用在造纸工业中,由于细菌形成的纤维素具有很好的纯度,而且抗拉性比较强,因此,应用到造纸工业中,减少了很多的处理工艺和过程。
另外,这种细菌纤维素应用到纸浆的制作中,能够很好的提高纸的耐用性以及强度,而且也方便了之后的废纸回收,避免了纸纤维强度下降的问题。
造纸工业是一个对原料需求非常大的行业,因此,是目前很多国家和地区共同研究的问题,而且对环境的污染比较严重,所以,生物技术的发展和应用,对造纸工业的发展具有重要的影响和意义。
2生物制浆由于微生物在活动中能够对木质素进行分解,所以,将微生物技术应用于造纸工业的制浆过程,可以有效的减少制浆原料以及纸浆之中的木质素,让纸浆和纤维进行分离,实现较好的制浆过程。
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重 组 技 术 是将 基 囚 新 组 合 , 然 后
将 基 因转 化 或 转 移 到 细 胞 中进 行 复 制 和 表 达
无 机 填 料 的新 型 改性 方 法
对 于 无 机 填 料 的工 程 化 及 功 能 化 改性 而 言 , 基 于 除
的 技 术 , 改 良生 物 性 状 的 有 力 手 段 。基 因改 是 良造 纸 原 料 的 目的 : 少造 纸 原 料 中的 木 索 含 减 量 , 可 能 增 加 纤 维 素 的 含 量 , 提 高 造 纸 原 尽 以
制 木 素合 成 的 基 团P 4 I , t C 令其 处 于 “ 制 状 l 抑
胶乳类 物质在一定条 件下可用 r填料 的改性与处理 , 如
采 用 阴 离子 苯 乙烯 _ 丁二烯 胶 乳 对 碳 酸 钙 填 料 进 行 改 性 与
处 理 后 , 在 一 定 程 度 上 改善 碳 酸 钙 加 填 纸 或 纸 板 的 强 可201 0Biblioteka I NFORM ATI oN
纤维状 合 成 填料
基 因重 组 技术 生 产
纤 维 状 合 成 填 料 是 美 固最 近 丌发 出 的 类 人 上 合 成 填 料 ,与近 年 来 在 我 田得 到 广 泛 关 汀 的 天 然 矿 物 纤 维 填 料 仃 较 为 明 的 别 。纤 维 状 合 成 填 料 是 类 具 有 类 似 纤 维 状 结 构 的新 型 填 料 , 长宽 比 的数 值 较 大 (0:~ 5 : 其 1 l 0 1, 常 的 无 机 填 料 的 长宽 比 通 常 在 1 l 右 。 纤 维 状 合 成 填 料 用 于 造 纸 加 填 时 , 有 效 地 改 善 纸 张 的 性 能 , )而 :左 当 可 降低 造 纸 能 耗 。 与常 规 无 机 填 料 相 比 , 维 状 合成 填 料 的性 能 在 某 种 程 度 上与 纤 维 相 类 似 , 有 较 为 明显 的 优 势 , 纤 具 由 J其 结 构 的 特 殊 性 , 加 填 量 的 提 高 对 纸 张 强 度 性 能 的影 响 较 小 。已有 研 究 表 明 , 满 足 纸 张 强 度 性 能 的条 件 : 其 在 下 , 些 纤 维 状 合 成 填 料 的 加 填 晕 或 纸 张 的狄 分 含 草 可 高 达 4 %~ 5 % ( 规 尢 机 矿 物 填 料 的 加 填 量 通 常 局 限 于 某 0 0 常 l ~ 2 %之 问 ) 此 炎 填 料 的应 用 可 望 成 为 开 发 高 加 填 量 的 高档 纸 种 的 重 要 途 径 之 ’ 由于 纤 维 状 合 成 填 料 具 有 5 0 , 。 较 人 的 长宽 比, 此 律 在 纸 张 可 获得 较 高 的 留着 率 , 应 用 还 叮提 高纸 浆 细 小 纤 维 及 造 纸 湿 部 助 剂 的 留着 率 。 其 此 外 , 维状 合成 填 料 往 往 具 有 较 好 的 吸 附 性 能 , 纤 因此 町显 著 降 低 造 纸 过 程 水 的生 物 耗 氧 量 和 化 学 耗 氧 量 , 生 良 产
D y n D m n , M — D ) 超 级 沉 淀 碳 酸 钙 (u e P e i i a e a c UlC r o a e S P C 。 r i g e a d S F L D及 S p r r cp t t d C l i l a b n t , C ) I
( 燕) 周
好 的环 境 效 应 , 有 f 具 ‘ 分重 曼 的 意义 。
目前 , 外 公 丌 报 道 的 纤 维 状 合 成 填 料 主 要 为硅 酸 盐 基 纳 米 纤 维 填 料 ( i i a e a o i e , N ) 硅 闭 s l C t N n f b r S F 和 酸 盐 大 粒 填 科 ( i C t M c o p r i l s S P , 中 , 酸 盐幕 纳 米 纤 维 填 料 是 种 具 有 超 高 不透 明 S l a e a r . a tCe , M ) 其 j 硅 度 ( l r — i h p q e 的 填 料 ,呵替 代 部 分二 氧 化 钛 , 应 用 可 赋 予 纸 张 良好 的光 学 性 能 及 松 厚 度 、 滑 度 、 U t a h g O a u ) 其 平 透 气 度 及 挺 度 ; 酸 盐 人 粒 子 填 料 足 一 种 具 有 超 高 松 厚 度 ( l r — i h u k 的填 料 , 常 规 的 沉 淀 碳 酸 砗 U t a h g B l ) 钙 填料 棚 比, 相 纸 张 的 松 厚 度 几 乎 可 提 高 1 O 。此 外 , 他 种 类 的 纤 维 状 填 料 还 有 硅 酸 盐 基 微 细 纤 维 填 料 O 其 (j i a e ir i e s S F 、 有低 干 燥 能 需 求 量 的 硅 酸 盐 基 微 绌 纤 维 填 料 (i i a e i r . i e s o s 1 C t M e o f b t , M ) 具 s lc t M c o f b r L w
天 然 高 分 子 沉 积 膜 、 溶 性 聚 合 物 、 机 化 合 物 等 的 改 水 无 性与处理技 术外 , 目前 国 际上 还 出 现 了 其 他 相 关 技 术 。
料 的利用 率, 缩短树 木成材 的年 限。 国密歇 美
根 上 业 大 学 姜 立泉 实验 室 经 过 1 年 的 努力 , 2 终 f发 现 一种 通 过 基 因 改 造 的 方 法 减 少树 木 木 素 含 晕 的 方 法 : 用 一 种 称 之 为 反 义 技 术 控 使
度 性 能 , 赋 予其 抵 抗 液 体 渗 透 的 能 力 ,即 改性 填 料 也 并 可 起 到 施 胶 剂 的 作 用 ;阳离 子 铝 锆 有 机 金 属 络 合 物 偶 联 剂 在 一 条 件 下 用 于 沉 淀 碳 酸 钙 的 改 性 与 处 理 ,可改 善 定 纸 张 的 强 度 性 能 , 高填 料 留着 率 ; 提 固体 石 蜡及 A D 在 K蜡