降低能耗、減少污染 生物酶加快造紙業綠色轉型
2021-10-28 23:17 來源:紙箱微視界 責編:張曉丹
- 摘要:
- 如果將現在的紙張與過去進行對比,不難發現這些年來紙質變得越來越好,也越來越白。
“生物精煉可以將非木質纖維原料的各種組分分別資源化利用,特別是對半纖維素、木質素的高值化利用!贝骷t旗告訴記者。
木質素大約占到非木質纖維原料組成的20%—40%,傳統制漿就是脫除木質素,獲得用作造紙原料的紙漿纖維。木質素是苯丙烷單元通過醚鍵、碳—碳鍵連接的具有三維網狀結構的高分子聚合物,視植物纖維原料類型,木質素基本構成的芳香族單體有得失電子功能,能吸收紫外線,也是有應用潛力的儲能材料。
過去,木質素的價值一直沒有被很好開發與利用,制漿廠傳統做法是把它通過燃燒回收熱能利用。戴紅旗介紹說,近年來,基于木質素酚羥基芳香族單體特殊功能,科研人員將木質素替代苯酚作為綠色膠黏劑、儲能電解質/儲能電極材料、抗紫外膜材料等。
另一個目前被看好的技術方向,是高得率化學機械漿技術。該技術不僅可以緩解我國造紙纖維原料短缺的瓶頸,而且具有在廢水處理方面難度小、成本低等優點。
“這項技術拋棄了過去提取纖維素剩下半纖維素、木質素的思路,而是將木質纖維組分全利用,共同作為紙漿用于造紙。”戴紅旗介紹說,高得率化學機械漿以機械方法為主,輔以少量生物酶、化學添加劑,這樣一來,使制漿廢水處理的工藝大大簡化、成本降低,不僅可以大量替代進口商品木漿和廢紙原料,而且將消除農作物秸稈焚燒所產生的巨大空氣污染問題。
戴紅旗透露,造紙行業已經實施了許多科研項目,并在個別企業進行試點,用麥草生物制漿做生活用紙、包裝紙等。
生物酶或將促進造紙業綠色轉型
實際上,在成本和環境的雙重壓力下,造紙業亦渴求能從污染大戶轉型為節能減排典范。
在使高污染、高耗能的造紙業“改邪歸正”方面,生物酶制劑正在發揮著越來越大的作用。
戴紅旗表示,生物酶具有專一、高效的特點。目前,生物酶應用在造紙行業的技術研究主要集中在磨漿、脫墨、漂白以及去除造紙過程膠黏物等方面。
比如,可以利用生物酶對漿料纖維的細胞壁進行改性處理,使纖維加速潤漲、松軟,促進磨漿的作用效果,降低磨漿能耗、提高成紙強度等。研究表明,生物酶可使磨得每噸紙漿的能耗降低41.4%。
此外,造紙工業大量回收利用廢紙時,需要對其進行脫墨處理。
傳統的脫墨方法是使用化學品,在適當的溫度及機械作用下,將油墨粒子從纖維上分離下來,然后采用浮選、洗滌或兩者相結合的方法將剝離下來的油墨粒子從紙漿中去除。生物酶法脫墨則是利用酶處理廢紙,并輔助以浮選或洗滌,以及兩者并用的工藝,從而除去油墨。
漂白也是造紙過程中的重要步驟。利用酶制劑,可起到“生物助漂”的效果,減少含氯漂白化學品用量,從而減少漂白廢水中可吸附有機鹵化物的排放量,降低環境污染。
然而,生物酶在造紙工業中的應用也并非一帆風順。
戴紅旗表示,關于生物酶技術的研發已經取得了一些成果,但是應用仍存在瓶頸。到目前為止,全世界還沒有真正意義上的生物制漿廠。原因是,生物酶應用于復雜且大規模的制漿生產還存在一系列技術難題。
“此外,生物酶對原料進行預處理所消耗的時間較長,而廠家需要效率保證連續生產,所以更傾向于采用效率更高的物理或者化學預處理方式!贝骷t旗說,某些酶制劑本身也存在成本較高、種類有限、受溫度和酸堿性環境影響較大、效果不明顯等問題。因此,現階段生物酶技術的應用還是輔助性的,起不到主導作用。
同時,他對生物酶在造紙行業的應用前景表示樂觀:“總體而言,生物酶專一性較強、效率較高,尤其對高污染、高能耗的造紙工業而言,環保效果明顯,和化學品相比具有獨特優勢。隨著技術進步,未來必將在造紙產業中占據主導地位!
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