[00935709]生物质预提取技术在APMP竹浆中的应用

由于全球经济萎缩、新闻纸消耗量的降低以及能源投资成本的增大等原因，造纸产业所获取的利润正被逐渐压缩，面临着较大的生存压力。竹子纤维素含量高，聚戊糖与阔叶木相近，性能介于针叶木与阔叶木之间；且速生型植物，分布广、适应性强，具有投资省、见效快等特点。减缓中国造纸业原料紧缺问题，大力推进竹浆产业化，是中国造纸工业可持续发展的重要途径。碱性过氧化氢化学机械浆（APMP）具有得率高、纸浆强度好、能耗低、污染少等突出优点，可以满足许多高级纸种的要求，但是由于高得率竹浆难漂性、白度稳定性差，致使竹子APMP法制浆在工业上应用非常少。该课题是校企合作开发项目，将生物质精炼与制浆造纸相结合，在生产纸浆产品的同时，制浆前对造纸原料中的半纤维素实现提取，提取液经过分离后采用微生物发酵生产乙醇或改性生成其他化工品，提取后的残渣制浆，既可以提高生物质资源的高效利用率，也能减轻制浆废液处理的负荷量。该项目采用了热水、碱性和乙醇预提取竹片中的半纤维素，研究预提取对后续APMP竹浆制备的影响。经研究发现，竹片经热水预提取、碱性过氧化氢预提取和乙醇预提取半纤维素后再采用APMP工艺制浆，可获得优异的制浆性能，解决了APMP竹浆产业生产过程中的难漂白、易返黄、磨浆能耗高等关键问题，促进了产业技术进步。同时，该项目研究了预提取过程中糖组分的溶出规律，并建立预测预提取竹子的主要聚糖和单糖溶出的动力学方程，为控制预提取过程中间抑制产物的产生以获得高得率的发酵糖组分提供理论依据，为改善竹子APMP制浆性能、综合利用竹子资源提供技术支持。此外，对提取出的半纤维素采用紫外光催化，微波、光波和超声波协同催化制备半纤维素基重金属离子吸附剂，对液体中的Cu<'2+>、Cr<'6+>、Zn<'2+>和Ag+离子具有较好的吸附能力。按旧工艺生产得的APMP竹浆，杨木APMP浆的价格是2950元/吨，竹浆与阔叶木浆非常接近，APMP竹浆按市场价2900元/吨销售，1万吨APMP竹浆的市场销售额是2900万元。按新工艺生产得的APMP浆，因白度提高了7%ISO达到近70%ISO的白度，返黄值降低58%，使用前的双盘磨打浆能耗减少了约55%，其质量可以与进口的APMP木浆媲美，参考进口APMP木浆价格（3300元每吨），该产品的市场单价可以拟3200左右，1万吨的市场销售价额是3200万元。即每生产1万吨APMP竹浆销售利润提高了300万元。因此该项目的完成可提高造纸企业的竞争力和经济效益，可以获得显著的经济效益。