生物质精炼技术与制浆造纸的结合

韩金升

（昌乐县高级技工学校，山东 潍坊 262400）

0 引言

随着我国社会经济的不断发展，生物质精炼主要是通过生物质资源的开发利用构建系统性的工程，从而使各部分的资源能够得到充分地利用。近年来，随着我国科技水平的不断提高，生物质精炼技术的发展水平在不断地提升，并且与之匹配的技术模式也在不断地更新和升级，因此在实际工作中需要加强技术和设备投入力度，配合着生物质精炼基础和制浆造纸技术融合的大趋势，优化整体的工作模式，提高后续生产的效果[1]。我国政府部门开展了和生物炼制有关的973和683等工程项目，投了充足的资金，取得了一系列的成果，企业发展是需要加强对时代机遇的把握，考虑资源的利用率问题，实现公益模式的全面调整，以及创新共同的研发生物质能源，提高后续的发展水平。

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工作中，需要加强对硫酸盐法制浆的全面研究以及分析，以此来制定更加科学的工作模式。在这一方法中，主要是将占有木材的20%的半纤维素和木质素融入制浆黑液中，并且随着制浆黑液进行燃烧，半纤维素的热值是比较低的，在实际实施的过程中需要加强对这一问题的重视程度，避免出现半纤维素浪费的问题[1]。在具体实施的过程中，需要将半纤维素转变为乙醇或者是半纤维素及涂料，从而使得半纤维素的附加值能够得到全面的提高。在实际加工之前首先要分离出木质纤维中的半纤维素，并且还要转换为其他的高附加值产品中，在整个实施的过程中要加强对整个工艺过程的全面监督，避免在半纤维素结构和性质方面存在一定的限制性因素。通过半纤维素的高效利用，满足半纤维素分离纯化的要求，在具体加工时要加强对整个过程的全面监督以及管理，及时地发现一些偏差，提出有效的应对方案，保证整个加工工艺可以更加顺利进行。

在实际应用的过程中常见的半纤维素的加工方法有物理方法，例如包含的是机械辅助分离和功能辅助等等，其次涵盖了化学的方法，例如臭氧法和有机溶剂方法，物理和化学也可以进行相互的融合，共同制作出了蒸汽爆破法和二氧化碳爆破法等等，在实际加工时需要具体问题具体分析，根据实际的生产要求来选择正确的技术方案。小分子物质，例如木糖醇和聚木糖在当前很多工厂中得到了广泛性的利用，对于得到大分子物质由于结构和性质存在着不均匀的特点，因此需要加强对纯化工作的重视程度。半纤维素的纯化方法包含的是乙醇沉淀法和脱色除白法等等，不同技术模式的优势和缺点存在着一定的差异性。因此在实际工作中需要加强对技术方法研究和使用的重视程度，从而保证整个生产过程可以更加有序的进行。

1.2 综合性的利用

半纤维素的综合利用是非常重要的，在进行制作之前，要将从模片中提出来的半纤维素转换为聚合物，乙醇应用是非常广泛的，在实际生产的过程中要先进行水解和固液分离就在完成发酵和分离，从而使得整个加工过程能够具备通畅性的特征。我国在2020年全面使用了燃料乙醇，这一物质能够代替化石原料，防止对周边环境产生一定的影响。截至目前我国的工业化发展已经近百年历史了，在半纤维素初步加工时，在得到结构和物质之后，要转换为高聚物的半纤维，要通过一系列的加工处理得到可降解的材料，比如可降解的膜材料和水凝胶材料等等。在水凝胶中可以作为重金属材料，用于周边环境的治理，应用效果是非常好的。将半纤维素转化为高附加值的产品，需要考虑其中能量转换的问题，通过提取工艺再配合着硫酸盐制浆工艺，能够满足对于实际蒸汽本身的需求量[2]。同时还可以加强对整个工艺的全面研究以及创新，这些方法不仅可以解决能源成本增加的问题，而且还可以根据半纤维素的提取和转换来完成整个生物质精炼族参数优化，也可以适当的降低溶液的浓度，应用效果是非常好的。

2 制浆造纸

2.1 溶解浆

溶解浆包含了大量的纤维素，并且灰分含量是比较低的，尘埃度也可以符合相关的标准，整体反应效果能够得到预期的要求，这一原料可以用于多个领域中，例如常溶性药片糖衣的原料等等，根据我国的溶解浆市场需求来看，全球溶浆产量为800万t，我国的产量高达443t，并且每年朝着42%的趋势不断地增长，但是我国溶解浆产能率很难满足，相关的标准存在利用率不高的问题，完全是依赖进口，我国开始针对溶解将产品进行了全面的创新，并且适当地借鉴了其他国家在工艺模式实施方面一些经验，根据我国当前生产现状，提出有效的优化措施，逐渐地改善制取问题。溶解浆主要是木材和棉短绒为主要的材料，竹子和芦苇也可以作为生产的材料，但是应用并不是那么的广泛。

针对不同的生产原料需要选择相对应的生产工艺，如果原材料是木材，那么可以通过预水解硫酸盐法进行有效的处理。根据不同的材料采取有效的加工方案，从而使得材料利用率能够得到全面的提高。在高温的条件下要进行亚硫酸氢盐的蒸煮，在进行蒸煮时需要加强对原材料控制的重视程度，选择的木材含量数值不要太高。在实际实施的过程中，如果想要获得更高纯度的溶解浆或者是特殊用途的造纸用浆时，那么可以采取预水解硫酸盐的方法进行蒸煮。在实际操作时要先进行聚合度的调整，从而使得纸浆的反应性能能够得到全面的提高[3]。在酸性的条件下暴露出来的次生壁是具备较高纤维素含量的，因此在实际处理时要对这一问题加强重视，从而能够全面地提高直径的反应性能。

在完成这一操作之后要全面的降低原料中的半纤维数量，比如可以通过改变原料的结构，从而使得纤维素含量能够得到全面的提高，在进行蒸煮时要先进行溶液原料的全面处理，从而使得非纤维素物质能够和原料分离。在一般情况下这一方法的用碱量大概为15%左右，蒸煮的温度要控制在160℃左右，不要超过175℃。在具体实施时要避免和空气进行直接的接触，防止空气对纤维素聚合度产生一定的影响。在实际工作中要保证蒸煮本身的均匀度，也可以加入一些表面活性剂，从而使得整个反应过程能够更加地快速达到预期的使用效果。

2.2 纳米纤维素

随着我国当前科技水平的不断提高，研究人员纷纷加强了对纳米纤维素研究的重视程度，并且对整个发展过程进行了深入性的探究。纳米纤维素主要是指在某种程度上具有纳米尺寸的生物质及高分子材料，能够通过机械法和化学法来进行全面的处理。纳米微晶纤维素的表面比较大，并且用于复合膜和纸板添加剂的生产中，如果在纸浆中添加了纳米微晶纤维素的话，那么可以和纸浆纤维进行相互的融合，使得纤维之间的结合力能够得到全面的提高。在进行制浆造纸的过程中，可以将纳米微晶纤维素作为增强剂进行全面的使用，可以通过机械处理的方法先得到那些纤维素。这一材料和传统纸浆纤维存在着明显的差异性，但是性质是相同的，可以归结到纳米纤维素的范畴中，在实际工作中需要加强对这一物质的全面分析以及研究。纤维素的优势是比较明显的，也具备较高的抗张强度，能够符合相关的标准以及要求，属于新型的绿色环保材料，能够应用于纸张的制造工艺中，应用前景非常的广阔[4]。

3 木质素的分离和提纯

木质素本身属于高热量的生物质燃料，并且也可以产生其他的化学产品，将木质素进行提取分离，有效地提高了资源的利用效果。在实际实施时可以采取膜分离的方法，比如融入超滤法能够使木质素纯度不断提高，并且也可以防止对周边环境产生一定的污染，但是这些方法也会存在一定的不足，例如对于周边环境适应性较差。同时，还可以采取化学的凝聚法，其具备较强的工艺适应性以及灵活性，但是也会存在一定的不足，例如在聚合物中包含大量的有机杂质影响木质素分子本身的功能。在后期工作中可以采取酸烯的方法，这一方法是非常全面的，工业发展较为成熟，主要是通过调节溶液的pH值之后，再通过加酸的方法来进行有效的加工，从而使得木质素能够得到全面的分离，为后续工作提供重要的基础[5]。这一方法的优点是操作非常地简单，不足的是会对周边设备产生一定的腐蚀问题，导致废水不能满足排放的标准。在最后还可以采取蒸发浓缩法，主要是通过蒸发器进行蒸发的，如果要就近使用液态黑液的话，那么可以采取这一方法。在这一方法运用的过程中，浓缩的液体会存在大量的杂质，但是这些杂质并不会对木质素的性质产生影响。值得注意的是，不同的方法所产生的物质和体系结构存在着一定的差异性，所以在实际工作中需要具体问题具体分析[6]。

4 结语

在新时期下，各个国家的资源非常的紧张，环境保护已经成为全球经济发展的共同主题，因此在实际工作中为了防止出现资源浪费的问题，可以通过这一绿色化学方法来改善。多种途径利用生物制剂材料，比如对于纳米纤维素来说，可以应用于医学领域和食品领域等等，其发展前景是非常宽阔的，所以在实际工作中需要加强对这一材料的全面研究，从而使得实际应用效果能够得到全面提高。为了促进行业的不断进步，将生物质精炼技术和制浆造纸技术相互结合是非常必要的，因此在实际工作中需要加强对整个工艺流程优化的重视程度，提高植物纤维资源的利用率，转变我国当前的产业模式，防止在生产时对周边环境产生一定的影响，因此在实施工作中需要以实现制浆造纸产业可持续发展为主，促进行业的进步和发展。