生物質(zhì)精煉技術(shù)與制漿造紙的結(jié)合

韓金升

（昌樂縣高級(jí)技工學(xué)校，山東 濰坊 262400）

0 引言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，生物質(zhì)精煉主要是通過生物質(zhì)資源的開發(fā)利用構(gòu)建系統(tǒng)性的工程，從而使各部分的資源能夠得到充分地利用。近年來，隨著我國科技水平的不斷提高，生物質(zhì)精煉技術(shù)的發(fā)展水平在不斷地提升，并且與之匹配的技術(shù)模式也在不斷地更新和升級(jí)，因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)技術(shù)和設(shè)備投入力度，配合著生物質(zhì)精煉基礎(chǔ)和制漿造紙技術(shù)融合的大趨勢(shì)，優(yōu)化整體的工作模式，提高后續(xù)生產(chǎn)的效果[1]。我國政府部門開展了和生物煉制有關(guān)的973和683等工程項(xiàng)目，投了充足的資金，取得了一系列的成果，企業(yè)發(fā)展是需要加強(qiáng)對(duì)時(shí)代機(jī)遇的把握，考慮資源的利用率問題，實(shí)現(xiàn)公益模式的全面調(diào)整，以及創(chuàng)新共同的研發(fā)生物質(zhì)能源，提高后續(xù)的發(fā)展水平。

1 半纖維素的分離和純化

1.1 分離純化概述

在進(jìn)行半纖維素分離和純化工作中，需要加強(qiáng)對(duì)硫酸鹽法制漿的全面研究以及分析，以此來制定更加科學(xué)的工作模式。在這一方法中，主要是將占有木材的20%的半纖維素和木質(zhì)素融入制漿黑液中，并且隨著制漿黑液進(jìn)行燃燒，半纖維素的熱值是比較低的，在實(shí)際實(shí)施的過程中需要加強(qiáng)對(duì)這一問題的重視程度，避免出現(xiàn)半纖維素浪費(fèi)的問題[1]。在具體實(shí)施的過程中，需要將半纖維素轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖蓟蛘呤前肜w維素及涂料，從而使得半纖維素的附加值能夠得到全面的提高。在實(shí)際加工之前首先要分離出木質(zhì)纖維中的半纖維素，并且還要轉(zhuǎn)換為其他的高附加值產(chǎn)品中，在整個(gè)實(shí)施的過程中要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)工藝過程的全面監(jiān)督，避免在半纖維素結(jié)構(gòu)和性質(zhì)方面存在一定的限制性因素。通過半纖維素的高效利用，滿足半纖維素分離純化的要求，在具體加工時(shí)要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)過程的全面監(jiān)督以及管理，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)一些偏差，提出有效的應(yīng)對(duì)方案，保證整個(gè)加工工藝可以更加順利進(jìn)行。

在實(shí)際應(yīng)用的過程中常見的半纖維素的加工方法有物理方法，例如包含的是機(jī)械輔助分離和功能輔助等等，其次涵蓋了化學(xué)的方法，例如臭氧法和有機(jī)溶劑方法，物理和化學(xué)也可以進(jìn)行相互的融合，共同制作出了蒸汽爆破法和二氧化碳爆破法等等，在實(shí)際加工時(shí)需要具體問題具體分析，根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)要求來選擇正確的技術(shù)方案。小分子物質(zhì)，例如木糖醇和聚木糖在當(dāng)前很多工廠中得到了廣泛性的利用，對(duì)于得到大分子物質(zhì)由于結(jié)構(gòu)和性質(zhì)存在著不均勻的特點(diǎn)，因此需要加強(qiáng)對(duì)純化工作的重視程度。半纖維素的純化方法包含的是乙醇沉淀法和脫色除白法等等，不同技術(shù)模式的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)存在著一定的差異性。因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)方法研究和使用的重視程度，從而保證整個(gè)生產(chǎn)過程可以更加有序的進(jìn)行。

1.2 綜合性的利用

半纖維素的綜合利用是非常重要的，在進(jìn)行制作之前，要將從模片中提出來的半纖維素轉(zhuǎn)換為聚合物，乙醇應(yīng)用是非常廣泛的，在實(shí)際生產(chǎn)的過程中要先進(jìn)行水解和固液分離就在完成發(fā)酵和分離，從而使得整個(gè)加工過程能夠具備通暢性的特征。我國在2020年全面使用了燃料乙醇，這一物質(zhì)能夠代替化石原料，防止對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。截至目前我國的工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)近百年歷史了，在半纖維素初步加工時(shí)，在得到結(jié)構(gòu)和物質(zhì)之后，要轉(zhuǎn)換為高聚物的半纖維，要通過一系列的加工處理得到可降解的材料，比如可降解的膜材料和水凝膠材料等等。在水凝膠中可以作為重金屬材料，用于周邊環(huán)境的治理，應(yīng)用效果是非常好的。將半纖維素轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品，需要考慮其中能量轉(zhuǎn)換的問題，通過提取工藝再配合著硫酸鹽制漿工藝，能夠滿足對(duì)于實(shí)際蒸汽本身的需求量[2]。同時(shí)還可以加強(qiáng)對(duì)整個(gè)工藝的全面研究以及創(chuàng)新，這些方法不僅可以解決能源成本增加的問題，而且還可以根據(jù)半纖維素的提取和轉(zhuǎn)換來完成整個(gè)生物質(zhì)精煉族參數(shù)優(yōu)化，也可以適當(dāng)?shù)慕档腿芤旱臐舛龋瑧?yīng)用效果是非常好的。

2 制漿造紙

2.1 溶解漿

溶解漿包含了大量的纖維素，并且灰分含量是比較低的，塵埃度也可以符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，整體反應(yīng)效果能夠得到預(yù)期的要求，這一原料可以用于多個(gè)領(lǐng)域中，例如常溶性藥片糖衣的原料等等，根據(jù)我國的溶解漿市場(chǎng)需求來看，全球溶漿產(chǎn)量為800萬t，我國的產(chǎn)量高達(dá)443t，并且每年朝著42%的趨勢(shì)不斷地增長，但是我國溶解漿產(chǎn)能率很難滿足，相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)存在利用率不高的問題，完全是依賴進(jìn)口，我國開始針對(duì)溶解將產(chǎn)品進(jìn)行了全面的創(chuàng)新，并且適當(dāng)?shù)亟梃b了其他國家在工藝模式實(shí)施方面一些經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)我國當(dāng)前生產(chǎn)現(xiàn)狀，提出有效的優(yōu)化措施，逐漸地改善制取問題。溶解漿主要是木材和棉短絨為主要的材料，竹子和蘆葦也可以作為生產(chǎn)的材料，但是應(yīng)用并不是那么的廣泛。

針對(duì)不同的生產(chǎn)原料需要選擇相對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)工藝，如果原材料是木材，那么可以通過預(yù)水解硫酸鹽法進(jìn)行有效的處理。根據(jù)不同的材料采取有效的加工方案，從而使得材料利用率能夠得到全面的提高。在高溫的條件下要進(jìn)行亞硫酸氫鹽的蒸煮，在進(jìn)行蒸煮時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)原材料控制的重視程度，選擇的木材含量數(shù)值不要太高。在實(shí)際實(shí)施的過程中，如果想要獲得更高純度的溶解漿或者是特殊用途的造紙用漿時(shí)，那么可以采取預(yù)水解硫酸鹽的方法進(jìn)行蒸煮。在實(shí)際操作時(shí)要先進(jìn)行聚合度的調(diào)整，從而使得紙漿的反應(yīng)性能能夠得到全面的提高[3]。在酸性的條件下暴露出來的次生壁是具備較高纖維素含量的，因此在實(shí)際處理時(shí)要對(duì)這一問題加強(qiáng)重視，從而能夠全面地提高直徑的反應(yīng)性能。

在完成這一操作之后要全面的降低原料中的半纖維數(shù)量，比如可以通過改變?cè)系慕Y(jié)構(gòu)，從而使得纖維素含量能夠得到全面的提高，在進(jìn)行蒸煮時(shí)要先進(jìn)行溶液原料的全面處理，從而使得非纖維素物質(zhì)能夠和原料分離。在一般情況下這一方法的用堿量大概為15%左右，蒸煮的溫度要控制在160℃左右，不要超過175℃。在具體實(shí)施時(shí)要避免和空氣進(jìn)行直接的接觸，防止空氣對(duì)纖維素聚合度產(chǎn)生一定的影響。在實(shí)際工作中要保證蒸煮本身的均勻度，也可以加入一些表面活性劑，從而使得整個(gè)反應(yīng)過程能夠更加地快速達(dá)到預(yù)期的使用效果。

2.2 納米纖維素

隨著我國當(dāng)前科技水平的不斷提高，研究人員紛紛加強(qiáng)了對(duì)納米纖維素研究的重視程度，并且對(duì)整個(gè)發(fā)展過程進(jìn)行了深入性的探究。納米纖維素主要是指在某種程度上具有納米尺寸的生物質(zhì)及高分子材料，能夠通過機(jī)械法和化學(xué)法來進(jìn)行全面的處理。納米微晶纖維素的表面比較大，并且用于復(fù)合膜和紙板添加劑的生產(chǎn)中，如果在紙漿中添加了納米微晶纖維素的話，那么可以和紙漿纖維進(jìn)行相互的融合，使得纖維之間的結(jié)合力能夠得到全面的提高。在進(jìn)行制漿造紙的過程中，可以將納米微晶纖維素作為增強(qiáng)劑進(jìn)行全面的使用，可以通過機(jī)械處理的方法先得到那些纖維素。這一材料和傳統(tǒng)紙漿纖維存在著明顯的差異性，但是性質(zhì)是相同的，可以歸結(jié)到納米纖維素的范疇中，在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)這一物質(zhì)的全面分析以及研究。纖維素的優(yōu)勢(shì)是比較明顯的，也具備較高的抗張強(qiáng)度，能夠符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)以及要求，屬于新型的綠色環(huán)保材料，能夠應(yīng)用于紙張的制造工藝中，應(yīng)用前景非常的廣闊[4]。

3 木質(zhì)素的分離和提純

木質(zhì)素本身屬于高熱量的生物質(zhì)燃料，并且也可以產(chǎn)生其他的化學(xué)產(chǎn)品，將木質(zhì)素進(jìn)行提取分離，有效地提高了資源的利用效果。在實(shí)際實(shí)施時(shí)可以采取膜分離的方法，比如融入超濾法能夠使木質(zhì)素純度不斷提高，并且也可以防止對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的污染，但是這些方法也會(huì)存在一定的不足，例如對(duì)于周邊環(huán)境適應(yīng)性較差。同時(shí)，還可以采取化學(xué)的凝聚法，其具備較強(qiáng)的工藝適應(yīng)性以及靈活性，但是也會(huì)存在一定的不足，例如在聚合物中包含大量的有機(jī)雜質(zhì)影響木質(zhì)素分子本身的功能。在后期工作中可以采取酸烯的方法，這一方法是非常全面的，工業(yè)發(fā)展較為成熟，主要是通過調(diào)節(jié)溶液的pH值之后，再通過加酸的方法來進(jìn)行有效的加工，從而使得木質(zhì)素能夠得到全面的分離，為后續(xù)工作提供重要的基礎(chǔ)[5]。這一方法的優(yōu)點(diǎn)是操作非常地簡單，不足的是會(huì)對(duì)周邊設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕問題，導(dǎo)致廢水不能滿足排放的標(biāo)準(zhǔn)。在最后還可以采取蒸發(fā)濃縮法，主要是通過蒸發(fā)器進(jìn)行蒸發(fā)的，如果要就近使用液態(tài)黑液的話，那么可以采取這一方法。在這一方法運(yùn)用的過程中，濃縮的液體會(huì)存在大量的雜質(zhì)，但是這些雜質(zhì)并不會(huì)對(duì)木質(zhì)素的性質(zhì)產(chǎn)生影響。值得注意的是，不同的方法所產(chǎn)生的物質(zhì)和體系結(jié)構(gòu)存在著一定的差異性，所以在實(shí)際工作中需要具體問題具體分析[6]。

4 結(jié)語

在新時(shí)期下，各個(gè)國家的資源非常的緊張，環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的共同主題，因此在實(shí)際工作中為了防止出現(xiàn)資源浪費(fèi)的問題，可以通過這一綠色化學(xué)方法來改善。多種途徑利用生物制劑材料，比如對(duì)于納米纖維素來說，可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域和食品領(lǐng)域等等，其發(fā)展前景是非常寬闊的，所以在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)這一材料的全面研究，從而使得實(shí)際應(yīng)用效果能夠得到全面提高。為了促進(jìn)行業(yè)的不斷進(jìn)步，將生物質(zhì)精煉技術(shù)和制漿造紙技術(shù)相互結(jié)合是非常必要的，因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)整個(gè)工藝流程優(yōu)化的重視程度，提高植物纖維資源的利用率，轉(zhuǎn)變我國當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)模式，防止在生產(chǎn)時(shí)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，因此在實(shí)施工作中需要以實(shí)現(xiàn)制漿造紙產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展為主，促進(jìn)行業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。