制浆造纸生物技术共24页文档
生物机械法处理玉米秸秆制备纸浆、葡萄糖和木糖
摘要:开发了基于机械生物处理法的玉米秸秆利用技术,该技术将玉米秸秆加工为机械浆、葡萄糖和木糖。首先对风干的玉米秸秆进行单螺旋搓丝和筛分,实现皮瓤分离,所得皮、瓤的质量比为1∶8;所得的玉米秸秆皮进行机械磨浆和0.18 mm缝筛精制,所得纸浆相对玉米秸秆的得率为75%。硫酸盐针叶木浆和玉米秸秆机械浆进行配抄,针叶浆加入量为20%时,纸浆撕裂指数为6.0 mN.m2/g、抗张指数为22.7 N.m/g。所得的玉米秸秆瓤加入纤维素酶和木聚糖酶进行酶解糖化,50 ℃、48 h的葡萄糖产量为37.5 kg/t玉米秸秆瓤,木糖产量为16.28 kg/t玉米秸秆瓤。关键词:玉米秸秆;皮瓤分离;机械浆;酶解;葡萄糖;木糖
Abstract: In this study, a technology for utilization of corn straw based on mechanical biological treatment was developed, which processed corn straw into mechanical pulp, glucose and xylose. The air-dried corn straw was first separated by single spiral rolling and sieving to achieve a skin-to-flesh ratio of 1:8. The corn straw skin was mechanically milled and refined by 0.18 mm slit sieve, resulting in a pulp yield of 75% relative to corn straw. The pulp tear index was 6.0 mN·m2/g and tensile index was 22.7 N·m/g when the pulp was copied with sulfate coniferous pulp and corn straw mechanical, which the sulfate coniferous pulp accounted for 20%. The corn straw flesh was enzymatically saccharified by adding cellulase and xylanase, and the glucose yield was 37.5 kg/t corn straw flesh and the xylose yield was 16.28 kg/ton corn straw flesh at 50°C and 48 h.Key words: corn straw; skin-flesh separation; mechanical pulp; enzymatic hydrolysis ; glucose生物机械法处理玉米秸秆制备纸浆、葡萄糖和木糖
研发中的制浆技术(十一)——国外造纸专利概览之四十七
研发中的制浆技术(十一)
一国外造纸专利概览之四十七
蔡明德
(浙江省造纸学会、浙江省造纸行业协会,杭州,310004)
摘要:本文为《研发中的制浆技术》系列的第十一篇。主要介绍化学
制浆中的用含碳酸盐的溶液预处理切碎的纤维素材料的方法、用乙醇
和二氧化硫的汽相蒸煮法、在制浆废液中水解生物质的方法、在机械
制浆中的浆料的中浓精制方法和系统、在机械制浆中回收化学品的方
法,以及废纸制浆的方法。
关键词:化学制浆;碳酸盐预处理;汽相蒸煮;水解生物质;机械制浆;
中浓精制:化学品回收:废纸制浆
作者简介: 蔡明德先生.浙江 省造纸学会会员.正如 大家所知道的.目前主 自(十)[1-18]之后 要从事文字工作。 的,介绍如下。
1 化学制浆[1 ’】
1.1 用含碳酸盐的溶液预处理切碎的纤维素
材料的方法
木片用热水或稀乙酸激发预水解,在浆纸
工业已是确定的工艺.这已有诸多专利涉及。可
是,这种处理的更新关注,却是因为在酸性溶液
中溶解的糖类,亦即,水解产物能被作为木质纤
维素乙醇的源。
现有技术提供的,为依赖酸液和一种碳酸
盐溶液将木片预处理.并回收或回用部分处理
废水补充和/或取代部分酸和/或碳酸盐处理
液。且使产出的浆料实实在在的改善。
现有技术处理商品纤维素材料的目标之
一,包括:在第一段就采用第一种酸性液体和第
二种酸性液体处理商品纤维素材料:从酸处理
过的材料中抽提出第二种酸性液体.并回用部
分第二种酸性液体和部分第一种酸性液体;酸
处理过的材料采用第一种含碳酸盐的溶液和第
・46・ 二种含碳酸盐的溶液处理产出碳酸盐处理材
料:从碳酸盐处理过的材料中抽提出第二种含
碳酸盐的溶液并回用部分至第一种含碳酸盐的
溶液中.且碳酸盐处理过的材料用制浆化学品
处理以产出纤维素浆料。其中的目标之一,是第
一种含碳酸盐的溶液的组成大体上不含或仅少
量的氢氧离子;此外,第一种含碳酸盐溶液组成
中的OH一浓度低于NaOH所具有的OH一浓度。
关于制浆造纸工业的论文(精选5篇)
关于制浆造纸工业的论文(精选5篇)
第一篇:关于制浆造纸工业的论文
1材料与方法
进行试验的制浆企业产能100万t/a,商品浆产能40万t/a。制浆原料主要为木材、废纸和芦苇。废水处理系统的运行工艺流程为:废水→初沉池→冷却塔→选择池→厌氧池→好氧池→二沉池→深度处理(超效浅层气浮系统)→达标排放。该企业好氧系统长期稳定运行时,二沉池出水CODCr稳定在250mg/L以下。废水处理系统进水CODCr保持在1250mg/L,BOD/COD为0.45,每天进水量为45000m3,进水总氮值为2mg/L,需要补充氮磷营养,经计算每天需要投加1012kg氮源,换算成尿素为2154kg,实际每天尿素用量为2100kg。在废水处理不同时期,SN可发挥不同形态氮的协同效应,显著提高氮的利用率。为了确定SN能够高效地替代尿素,在产品开发阶段,以废水处理系统为研究对象,使用SN替代尿素,在废水中含有相同量的BOD时,尿素用量按照理论营养需求m(BOD)∶m(N)∶m(P)=100∶5∶1计算,经计算,最终确定本试验的SN总用量为原尿素用量的1/3(以尿素质量计),即SN总用量为2100kg×1/3=700kg。试验中使用SN时,采取逐步替代尿素的方法,即分三个阶段在选择池投加SN和尿素,最终使SN完全替代尿素。由于SN是液态,可直接泵入选择池;尿素则需要先在尿素罐中溶解,再泵入选择池。表1为三个阶段中SN和尿素的用量。
2检测方法
SN作为一类新型氮源药剂,无毒无害,能够高效少量地替代传统氮源。目前评判SN的高效性和安全性主要为二沉池出水的氨氮浓度、二沉池出水CODCr、好氧池末端SV30(污泥沉降比)和生物相。本试验取样地点为初沉池出口、选择池出口、好氧池出口、二沉池。水质检测项目、检测频次和检测方法。
3结果与讨论
3.1氨氮浓度 氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4+)形式存在的氮,是微生物和水体生态植物等最易吸收利用的氮源。当水体中氨氮浓度过高时,会导致水体富营养化,对鱼类及某些水生生物有害,所以工业废水处理后需要达到一定的限值才能排放。该制浆造纸企业废水处理氨氮浓度排放标准依据GB/T3544—2008中现有企业排放限值为10mg/L[8],结合当地环保部门的规范,实际排放限值为8mg/L。图1为在使用SN期间废水处理生化系统进、出水的氨氮浓度。从图1可以看出,SN逐步替代尿素时,在不同替代阶段,其氨氮浓度呈现不同的规律。第一阶段,用233kg的SN替代中试前尿素用量中的1/3(即700kg尿素),其他氮源仍为尿素,在此阶段,选择池出水氨氮浓度比较低,平均为7.9mg/L,二沉池出水氨氮浓度波动较大。出现此类规律的原因主要为:①此阶段SN仅替代了中试前尿素用量中的1/3尿素,而SN中含有部分氨态氮,剩下的为其他形态的氮,再加上初沉池废水中的氨氮含量,导致选择池出水氨氮浓度较初沉池废水更高,随着SN逐步替代尿素,选择池出水氨氮也逐渐增大,最终趋于稳定。②SN为液体氮源,其中氮形态丰富,使用它替代尿素时,系统需要短暂的适应期,从而导致二沉池出水氨氮浓度波动较大。第二阶段,用466kg的SN替代中试前尿素用量中的2/3(即1400kg尿素),其他氮源仍为尿素,在此阶段,选择池出水氨氮浓度均值为8.9mg/L,二沉池出水氨氮浓度波动较小,呈下降的趋势,主要原因在于系统逐步适应了SN作为氮源。第三阶段,用700kgSN完全替代中试前尿素用量(即2100kg尿素),在此阶段,选择池出水氨氮浓度均值高达12.2mg/L,高氨氮含量的主要来源为SN中的氨态氮及初沉池废水中的氨态氮。但在此阶段,二沉池出水氨氮浓度平稳,均值仅为1.8mg/L,远远低于排放限值标准。其结果表明,SN能够安全地替代尿素,用量仅为原尿素用量的1/3时,二沉池出水达到排放标准。系统出水氨氮浓度稳定,即SN能够很好地被微生物利用。
生物技术在制浆与漂白过程应用的研究进展
生物技术在制浆与漂白过程应用的研究进展
・论文与综述・
生物技术在制浆与漂白过程应用的研究进展
文小莉。韩卿 (陕西科技大学,陕西西安710021)
[摘 要] 简述了近年来生物技术在制浆与漂白过程应用研究的最新进展,介绍了生物制浆、生物 漂白中所应用到的各种酶制剂以及生物技术在制浆造纸其他方面的应用,并对生物制浆、生物漂白过程
的作用机制进行了阐述。 [关键词] 生物技术;生物制浆;生物漂白
近二十年来,现代生物技术在造纸工业中得
到了飞速发展。生物技术在制浆造纸中的应用,
不仅能改善制浆性能和成浆性质,而且还能从根
本上减轻或减少污染物的发生量以及能源的消
耗;在使生态环境质量得以改善的同时,也促进造
纸企业走向可持续发展的道路。目前,生物技术
遍及制浆、漂白、废纸脱墨、树脂障碍控制以及纤
维改性等各个方面。在降低化学药品消耗、改善
纤维性能、减少造纸工业废水污染方面已取得明
显成效l_1]。
1 生物制浆
生物制浆,即纤维原料经过微生物处理后用
化学和机械磨解制取纸浆的方法,是Eriksson等
人于上世纪80年代开创的新的研究领域。1987
年,美国成立了威斯康星大学生物技术研究中心
和国家林产研究所发起成立生物制浆协会,协会
组织了一批科学家对生物制浆的许多方面进行了
详细的研究 ]。生物制浆不仅具有降低磨浆能
耗,改善纸张强度,保持机械浆优良性能(如不透
明度等)等优点,而且能降低化学药品用量,减少
环境污染,是一种大有前途的制浆方法。生物制
浆包括生物化学制浆和生物机械制浆两个方面。
生物化学制浆,是利用微生物降解原料中的
部分木素,然后蒸煮获得纸浆,由此可节约化学药
品,同时对纸浆特性也有一定改善。
赵建_3 等分别用来自于Aspergillus nige— rAn一76、Bacillus pumilus A 30、Pencillium decum
收稿日期:2011—10—28 bens A一10三种菌株的发酵的半纤维素酶液,预 处理对麦草化学制浆性能的影响进行了研究。结 果表明,与常规烧碱法制浆相比,在蒸煮前用适宜
制浆方法概述
2011 年 第 1 期·综述与专论· 制浆方法概述 梁军凤 刘宗瑜 (天津理工大学, 天
津 300384) 环境科学与安全工程学院, 摘 要 把制浆方法分为传统制浆法、 生
物制浆法、 有机溶剂制浆法、 现代分析技术制浆法和氧碱制 浆法,并对每种制浆方法进行简单的概述,对现有的综合工艺进行简单的比较分析,提出应结合各 达到
种工艺的优缺点使制浆工艺相结合, “五低两高”的要求。 关键词 制浆 木素 环境
方法 结合 造纸是我国四大发明之一,纸的产生使历史记载 1.1.2 化学制浆发生了
革命性变革,具有跨时代的意义,不断发展改 目前运用较多的是硫酸盐法和亚 化
学制浆工艺,进,沿用至今。对现代社会来说, 纸仍 生活和工作中, 硫酸盐法。硫酸盐法制浆对木材的蒸煮过程为初始然起着不可替代的作用。制浆造纸工业是中
国乃至 阶段、主要脱木素阶段和残余脱木素阶段;非木材为世界经济的重要支柱产
业之一,纸与纸板的生产占世 补充脱木素阶段和残余脱木素阶段。 主要脱木素阶
段、 因此,界经济总产出的 1, 制浆工艺对国民经济来说 硫酸盐法的蒸煮液都是
以氢氧化钠和硫化钠为主的 人们对环境的要求是必不可少的。随着时代的发展, 其目的是使碳水化合物尽可能少受降解 常规蒸煮液,越来越高,制浆工艺与时俱进,
由制浆的“五高两低” 的条件下,尽快尽量的脱出木素。硫酸盐法适应范围的现象,
逐渐发展为 (五指物耗、 “五低两高” 能耗、水 广 且成本合理 工艺较成熟。但
纸浆中有较多的缩耗、污染和时间; , 两指质量和产量) 从最初的传统制 合性
木素结构和木素与碳水化合物复合体 不利于漂浆到现在的有机溶剂制浆、生物制浆和氧碱制浆等。 白,并对环境造成严重污染。近年来,有人提出通过在制浆过程中,
各种制浆方法都有其特点,现对目前 高级间歇式技术 super batch technology 和延
伸蒸煮 并对发展存在的几种制浆工艺技术及特点进行比较, 可达到良好效果。 extended cooking3改善环境绩效,趋势做简单论述。 亚硫酸盐蒸煮法先后经历了发
纸浆造纸的生产流程
纸浆造纸的生产流程
纸浆是制造纸张的重要原料,其生产流程包括制浆和造纸两个主要过程。下面将详细介绍纸浆造纸的生产流程。
一、制浆过程
1. 原料准备
纸浆的主要原料有木材、废纸和农作物秸秆等。首先,根据需要的纸张种类和质量要求,选择合适的原料。然后,将原料进行切割、剥皮、破碎等预处理步骤,使其变成适合制浆的形态。
2. 煮浆
煮浆是将原料加热至一定温度,使木质纤维素分解为纤维,并将纤维从杂质中分离出来的过程。该过程分为化学煮浆和机械煮浆两种方式。
- 化学煮浆:将原料与化学药品一起加入煮浆釜中进行煮炼。其中,硫酸法是最常用的化学煮浆方法之一,其通过与木材中的纤维素反应,使木材组织松软,并溶解掉木材中的非纤维成分。
- 机械煮浆:通过机械力的作用将原料破碎成纤维状态,达到分离纤维和杂质的目的。机械煮浆适用于废纸等纤维素含量较高的原料。
3. 筛选和洗涤
经过煮浆后,得到的是混合纤维和杂质的糊状物,需要通过筛选和洗涤来去除杂质和纤维束的大小和长度不均匀性。
- 筛选:将糊状物通过筛网进行筛分,将纤维和较大杂质分离出来。同时,通过调整筛网的孔径和振动频率,控制所需纤维的长度和纤维束的大小。
- 洗涤:用水洗涤纤维,将浆液中的杂质通过洗涤剂和水冲刷去除,使纤维更加干净。
4. 漂白
漂白是将纸浆中的杂质和色素去除,以便获得纯净、白色的纸浆。漂白一般采用化学漂白方法,如氧化漂白、还原漂白和氯气漂白等。不同的漂白方法根据纸张的种类和质量要求来选择。
二、造纸过程
1. 纸浆调理
经过制浆过程得到的纸浆还需经过调理,以控制纤维的长度和质量。调理主要通过添加化学成分,如粘合剂、抗湿剂和增白剂等,以增加纸张的强度、耐久性和光洁度。
2. 送浆
将调理好的纸浆送入造纸机,纸浆通过管道进入制浆机内部进行成型。
3. 纸张成型
纸浆在制浆机内进行湿压成型,将纸浆在筛板上均匀分布,并通过抽真空的方式将水分抽除,使纸浆成型。
研发中的制浆技术(八下)——国外造纸专利概览之四十二
研发中的制浆技术(八下)
国外造纸专利概览之四十二
叶 亮
(浙江省造纸学会、浙江省造纸行业协会,杭州,310004)
摘要:本文为《研发中的制浆技术》系列的第八篇。主要介绍制浆的方法和装备,其中前
者有木质纤维素材料的预抽提和溶剂法制浆、高压压缩和蒸汽爆破制浆、组合热化学预处
理和精制:后者有能磨出长纤维浆料的磨浆石、以及蒸煮纤雏素材料的装置。
关键词:制浆方法;制浆装备;溶剂法;爆破法;磨浆石;高压压缩机;热化学预处理;精制
高压压缩机的组成为:一套离心叶轮组合,
包含有圆盘及与圆盘连接的起码一套可更换的
叶轮板、和一套产生高压的叶轮装置。可将机械
精浆机改装成为含有一套叶轮的高压压缩机,
即。将转盘上的精浆板用叶轮板置换、将定子盘
改装成含有叶轮板和定子盘的定子构架。
图2纤维素生物质的蒸汽爆破制浆系统示意
纤维素生物质的蒸汽爆破制浆系统,如图
2所示。其中包含有一台高压压缩机,图中所示
为卧式的,等效的装置也可具体化为立式的。
高压排放压缩机提供的离心力,提升了来
自压力反应器管子的喂人材料流体的压力
(O.5一lbar以上)。改装之后,它包含有壳体、转
盘、装置动力、联动机件和轴承,并且机筒前端
的丝杆尽可能的类似于诸如MDF之类常规的
机械精浆机。蒸煮器可以包含有刮板或卸料输
送器(典型的为螺杆),使喂人材料可经由螺杆
或依赖重力抵达压缩机)。采用水平的叶轮(具
2009年第4期、2010年第1期《浙江造纸》 垂直的轴)处理来自反应器的物料可以正好滴
落到叶轮内。压缩机内连接在转盘上的是叶轮
板组合,与此相反的常规机械转盘精浆机盘上
连接的是精浆板。压缩机的叶轮板组合由环状
的离心叶轮构造使喂人材料流体加速、而并未
使材料具有实质意义上的精浆作用。
在某些爆破制浆应用中,以诸如MDF精浆
机之类机械精浆机,作为高压压缩机是合适的。
只是进行在转盘和定盘之间的精浆并非压缩和
提升压力所需要的,压缩过程产生精制的附加
研发中的制浆技术(五)——国外造纸专利概览之三十一
研发中的制浆技术(五)
——国外造纸专利概览之三十一
杨 光
(浙江省造纸学会,杭州,310011)
摘要:本文为《研发中的制浆技术》的第五篇。主要介绍针叶木类制备可发醇糖类和纤
维素的方法、回收水解产物的方法、组合的生物精制的新方法和产物;阔叶木类碱性制浆
的方法和系统:以及废纸类制浆应用的硅藻土组合。
关键词:针叶木;阔叶木;废纸‘;制浆技术;可发酵糖;水解产物;生物精制;硅藻土
在(四)[1-1o7之后出现的,介绍如下。
1 针叶木El1-14]
1.1制备可发酵糖类和纤维素的方法
自1874年始.亚硫酸盐法制浆就已商业化
运行,其中心是为了保护纤维素,在致力于此的
过程中.行业中进行6—10h不同的时间以溶解 出半纤维素和木素.从而产出低得率的可发酵
糖类。在较强的酸性蒸煮条件下,半纤维素的
水解能产出高得率的可发酵糖,但也会造成纤
维素的水解而保护不了纤维素。为减少环境影
响。最初将亚硫酸盐废液进行发酵生产乙醇的 实践始于1909年,从已披露的数据看来,乙醇
的得率未超过原始半纤维素的33%。之所以如
此之低,是由于半纤维素未完全水解为可发酵
的糖类、并进一步复合成其它的副产品,如,糠
醛、甲醇、乙酸之类,抑制发酵成乙醇。 在这种情况下生产乙醇使用的能量要较产
出乙醇的能量值高些,因此,使用亚钙和亚铵的
亚硫酸盐工艺就不设化学品回收而使化学品损
失很大。目前,合成乙醇产品和用玉米制造乙
醇的成本要低得多,所以仅有众所周知的两个
亚硫酸盐浆厂在延续着用半纤维素生产乙醇的
实践。
进入20世纪.KP法超越了SP法而成为
・46・ 主要的制浆方法.可是KP并不能将半纤维素
水解成可发酵的糖类.半纤维素在溶液中与溶
解的无机蒸煮化学品在一起.并不易于分离。 现有技术提供的.为制造可发酵还原糖的
方法,为将木质纤维素材料分级成木素、纤维素
和半纤维素。经采用脂族醇、水和二氧化硫组成
的溶液分级处理,在一、二或多段过程中脱除纤
生物技术在造纸废水处理中的应用
生物技术在造纸废水处理中的应用
摘要:造纸废水排放量大,而且污染严重,成为水处理中的重中之重。造纸废水的综合治理一直是国内外造纸工业和环保界的研究热点,而生物法处理造纸废水具有效率高、成本低、不产生二次污染等优点,今后随着造纸工业和生物技术的迅猛发展以及对环境质量要求的提高,生物法是解决我国造纸工业水污染的最终出路。本文主要介绍生物处理技术在制浆造纸工业废水处理中的应用以及发展。
关键词:造纸废水 生物技术 污染
中图分类号:x703 文献标识码:a 文章编号:1007-0745(2013)06-0020-02
目前,造纸行业是世界六大工业污染源之一,它产生的废水量约占国内工业总废水量的10%。造纸废水的综合治理一直是国内外造纸工业和环保界的研究热点。造纸废水处理应着重于提高循环用水率、减少用水量和废水排放量,同时也应积极探索各种可靠、经济和能够充分利用废水中有用资源的废水处理方法。目前造纸废水处理方法主要有物理法、化学法、物理化学法和生物法。物理法和化学法大部分是作为造纸工业废水的前处理工艺,能有效的去除悬浮颗粒物,方便生物法进一步处理造纸废水。而生物法广泛应用于造纸废水二级处理中,且能有效的处理废水的cod、bod等污染物,使污染物达标排放。
一、生物处理技术在造纸废水处理中的应用 废水的生物处理技术就是利用微生物的新陈代谢功能,使废水中的有机污染物(主要是有机氯化物)被降解并转化为无害稳定的物质。而生物处理制浆工业废水还可分为好氧法、厌氧法、酶处理法和光合细菌法等。
(一)好氧生物处理
好氧生物处理法是指在有氧参与的条件下,利用好氧微生物(主要是好氧菌)将废水中复杂的有机物加以分解的方法。好氧法主要有活性污泥法、好氧生物流化床法、缺氧一好氧两段活性污泥法、升流式曝气生物滤池、接触氧化法、循环式活性污泥系统等。
1.活性污泥法
活性污泥法是应用最为广泛的废水生物处理技术。它是利用悬浮生长的微生物絮体吸附、吸收、氧化和降解废水中的有机污染物,使之转化为无害的物质,从而使废水得以净化的一种好氧生物处理法。活性污泥法主要降低废水的bod值,但传统活性污泥法会排放出大量剩余污泥,这些污泥中饱含着各种污染物,所以处理和处置这些污泥也是一大难题,现在的活性污泥法发展趋势是污泥减量化和与厌氧法组合处理工艺。
制浆造纸工业的可持续发展与构建集成的林产生物质精炼工业
第30卷第2期 2010年4月 林 产 化 学 与 工 业 Chemistry and Industry of Forest Products V01.3O No.2 Apr.2010
制浆造纸工业的可持续发展与构建集成的
林产生物质精炼工业
Integrated Forest—biomass Biorefinery
GAO Yang ,NI Yong—hao ,ZHANG Feng.shan ,QIN Meng.hua
(1.Shandong Key Laboratory of Pulp and Paper Engineering,Shandong Institute of Light Industry,Ji nan 250353,China; 2.Limerick Pulp and Paper Research Centre,University of New Brunswick,Fredericton,NB.Canada E3B6C2; 3.Huatai Group Co.,Ltd.,Guangrao 257335,China)
Abstract:Studies on the integrated forest-biomass biorefinery are being intensively carried out.The integration of conventional pulping process with biomass conversion will be revolutionary for the forest industry.This approach can utilize lignoeellulosic materials more effectively,and has huge impacts on the related industries.This paper reviewed the concept of integrated forest biomass biorefinery,especially the conversion of a kraft pulp mill into an integrated forest—biomass biorefinery one.Novel
