对硫酸盐法制浆中碱抽提的探讨

为抽提出半纤维素并将其用作生物燃料,在硫酸盐法制浆前先对杨木木片进行了温和的碱处理。抽提在50～90℃下进行,不需要昂贵的加压反应装置,每吨木片可以回收40～50kg半纤维素,与常规蒸煮相比,抽提后的木片再经蒸煮也可以生产出等量的纸浆。预抽提需优化制浆工艺,从而缩短蒸煮时间,减少化学品用量。预抽提后的硫酸盐浆具有较高的纤维素／半纤维素比值,使抗张指数稍有下降（大约10％）,但可改进纸浆白度。此法虽然半纤维素得率低,但浆的性质和得率可保持在较高水平。回收的半纤维素比自动水解或稀酸处理后得到的糠醛更易浓缩和分离。     

溶解浆粕制备过程中降低聚戊糖含量的方法

在溶解浆粕的制备过程中,能否大量去除纸浆中的半纤维素从而提高其α-纤维素的比例是关键。研究了由木材原料通过蒸煮制备溶解浆粕过程以及由竹浆直接制备溶解浆过程中降低其半纤维素含量的方法。在由木片为原料通过蒸煮制备溶解浆的实验方案中,主要研究了预水解硫酸盐法中预水解工艺对纸浆中半纤维素含量的影响,认为预水解保温2h能较为有效地降低蒸煮所得纸浆的半纤维素含量;在由竹浆原料直接制备溶解浆的实验方案中,重点研究了酸处理工艺以及碱处理工艺对去除竹浆中的半纤维素以及降解纤维素聚合度方面的影响,并得出酸处理与碱处理相结合的方法能够最大限度地去除半纤维素同时保护纤维素聚合度。     

热水预水解对杨木半纤维素提取及后续硫酸盐法制浆的影响

基于制浆造纸过程中的生物质精炼理念,利用热水预水解预先提取杨木木片中的半纤维素,然后对水解后的木片进行硫酸盐法蒸煮,探讨预水解因子（P因子）对半纤维素提取和后续硫酸盐法制浆的影响。研究结果表明,热水预水解对半纤维素的提取效果显著,且P因子可较好地控制预水解反应过程;预水解处理能提高后续硫酸盐法蒸煮脱木素的效果,降低蒸煮用碱量,但会增大后续浆料打浆难度,同时降低成纸的某些物理性能。综合考虑后续水解液的生物质利用和水解木片的硫酸盐法制浆,当P因子为608~1060时,水解液中的聚戊糖提取率为33.18%~35.31%,相应的预水解KP制浆得率为39.47%~37.12%;与未经热水预水解处理的对照样相比,热水预水解处理后浆料性能和黑液性能均较好。     

相思木预水解液乙醇沉淀废液回用对水解木片木素抽提的影响

热水预水解处理相思木,在不同P因子条件下制备预水解液,采用乙醇沉淀法回收水解液中半纤维素,在半纤维素回收得率最大条件下,对水解木片分别进行乙醇/水抽提木素及乙醇沉淀回收半纤维素废液抽提木素的比较研究。结果发现,在P因子196条件下,水解液乙醇沉淀回收半纤维素达到最大值得率为6.01g·L-1,乙醇沉淀半纤维素废液回用的水解木片抽提液,经酸化处理后木素沉淀量高于乙醇/水的水解木片抽提液。在190℃/110min条件下,乙醇沉淀半纤维素废液回用后的水解木片抽提液,酸化沉淀回收木素量达到最大值15.77g(每100g绝干水解木片),占原料中总木素量的60.63%。通过木素的红外分析对比发现,回用乙醇废液提取木素中羟基的吸收峰强于乙醇/水抽提的木素。     

半纤维素预抽提对硫酸盐桦木浆性质的影响

将半纤维素预抽提与化学制浆工艺相结合,可将溶出的糖类物质转化成燃料及化学品。首先用热水或硫酸盐蒸煮的白液（NaOH、Na2S和Na2CO3）对白桦（Betula pendula）木片的半纤维素进行抽提,抽提工艺条件为：时间20～90min,温度130～160℃,有效碱用量为0～7%。对抽提后的木片进行硫酸盐法蒸煮、打浆及抄片,并与未抽提的试样进行对比。结果表明,硫酸盐法蒸煮前用蒸煮白液对木片进行抽提可将木聚糖溶出,但不会降低浆料得率和成纸强度,同时可将蒸煮用的碱液预浸到木片中,但当抽提液pH值〉10时会降低木聚糖浓度。热水抽提工艺溶出的木聚糖浓度最高,所得的水解液中不存在有毒或抑制性的无机物和极少的可溶木素,可用木聚糖酶水解成木糖单体和发酵成丁二酸。然而,热水抽提会对浆料性能产生不利影响,如降低成纸的压缩强度、耐破度、抗张强度及挺度,但伸长率变化较小,撕裂度稍有改善。     

桉木木片提取聚木糖后的制浆及漂白性能

桉木木片在硫酸盐法制浆前经自水解(也称高温水预水解,简称预水解)处理可以除去原料中的聚木糖类物质.文章探讨了工厂预水解后再经硫酸盐法蒸煮所得浆料的性能.当预水解温度165℃、保温60 min时,聚木糖的去除率为61％;预水解的浆料经硫酸盐法蒸煮后纸浆得率比未经预水解的参比浆样低9.4个百分点;未经预水解处理的硫酸盐浆(参比浆样)的氧脱木素效率为43.6％,而经预水解后所得的硫酸盐浆氧脱木素效率升至75％,预水解处理不仅使后续ECF漂白成本降低了36％,同时还提高了漂白段废水的质量.相比于参比浆样,经预水解后所得的硫酸盐浆松厚度高,但打浆性能、强度性能及聚木糖含量降低.桉木木片中的纤维素和聚木糖经预水解后在硫酸盐蒸煮过程中的稳定性降低,这是由于其分子质量较低和分散性高所致.与常规硫酸盐浆相比,经预水解后的硫酸盐浆中的聚木糖-木素及纤维素-木素复合体中木素的分子质量更高.     

热水预浸对火炬松硫酸盐法制浆及其抄纸性能的影响

研究了综合性林产品生物质提炼中采用热水预浸对针叶木硫酸盐法制浆以及抄纸性能的影响。在加压的条件下用170℃的热水预浸火炬松木片,使其H-因子分别达到200h和500h;然后在用碱量15％、硫化度30％的条件下进行硫酸盐法蒸煮,木素脱除效率比常规硫酸盐法制浆高40％-60％。而在相同的卡伯值条件下,热水预抽提使H-因子分别达到200h和500h时,浆料得率比常规蒸煮分别下降3％和6％。预抽提使浆料的磨浆性能下降。与常规硫酸盐浆比较,经热水预浸使H-因子达到400h时的漂白硫酸盐浆的抗张强度较差,原因是浆料中半纤维素含量较低,但纸浆黏度、零距抗张强度以及撕裂度等性能比较接近。     

蔗渣碱抽提半纤维素及蒸煮的工艺研究

蔗渣含有丰富的半纤维素,制浆过程中,大部分半纤维素溶解到黑液中,为了提高这部分半纤维素的应用价值,本研究对蔗渣采用冷碱抽提半纤维素并进行低固形物蒸煮,探索合适的抽提蔗渣半纤维素的工艺。结果表明,当碱浓度在40~200 g/L,液比8∶1,抽提时间1 h,半纤维素的抽提率先随碱浓的提高而增加,当碱浓度在100 g/L时,半纤维素抽提率达到最大,随后开始缓慢下降。在抽提过程中,碱的消耗也随着半纤维素抽出的增加而增加;在总用碱量保持不变的情况下,碱浓度40~60 g/L抽提后蒸煮得率与传统蒸煮方法相比稍有下降,浆料中半纤维素含量也稍有下降,碱浓度80~100 g/L抽提后蒸煮得率有明显下降,并且浆料中半纤维素的含量很低;碱浓度60 g/L抽提后蒸煮的脱木素效率提高,在碱浓度80~100 g/L抽提时,因蒸煮用碱不够,蒸煮脱木素效率下降。为保障蔗渣浆的质量,可采用碱浓度40~60 g/L在蒸煮前抽提半纤维素。     

预水解对硫酸盐蓝桉浆主要性质的影响性能的影响

进行了预水解硫酸盐蓝桉浆性能的研究。首先对蓝桉木片进行了5个级别的水预水解,然后对水预水解木片进行硫酸盐法蒸煮以得到3种不同卡伯值的硫酸盐蓝桉浆。实验从浆料组分、蒸煮条件、成浆卡伯值及得率、黏度、浆料纤维形态、浆料纤维表面性能及成纸主要强度性能等角度探讨了预水解对后续的硫酸盐法制浆的影响。结果表明,经过预水解的硫酸盐浆半纤维素含量从未预水解的21%~22%降到3%~4%,而纤维素含量从73%~75%增加到85%~90%。经过预水解的所有纸浆纤维长度均降低且纤维扭结指数大幅度增大。采用反相气相色谱分析法测出未预水解浆样和预水解120 min后制浆(成浆卡伯值为15)的浆样的表面能色散分量分别为30.8和34.9 mJ/m2。实验提出了2个模型方程来预估预水解中木片的质量损失和成浆卡伯值。     

桉木硫酸盐法蒸煮前预提取聚木糖的研究

研究了桉木硫酸盐法制浆前的半纤维素提取工艺。对桉木片进行预水解处理,通过改变温度和时间对半纤维素提取工艺进行优化。水解液中提取的聚木糖为12~38 g/L,相当于木片质量的9%-15%。对预水解后木片进行硫酸盐法蒸煮,结果表明,与未经预水解相比,预水解后木片更容易脱木素,成浆更易漂白,预水解中聚戊糖去除得越多,所得浆料的强度性能越低。     

生物精炼在造纸工业中的应用模式和发展趋势

对生物精炼技术的概念和木材生物精炼工厂（IFBR）的路线进行了阐述。对传统硫酸盐法制浆造纸工厂如何转化为综合林业生物精炼工厂的原理进行了分析,总结出三种转化类型。详细介绍了近中性预抽提/制浆模式、酸性预水解/制浆模式和碱预处理纤维素糖化发酵生产乙醇模式。保留制浆造纸生产的综合林业生物精炼工厂将是近期主要的发展模式,可为传统造纸工厂带来额外的经济收益。在传统制浆之前进行预抽提,分离出的抽提液可以用来生产乙醇和乙酸及其它化学品,抽提后的木片进行制浆和漂白,对纸浆强度和光学指标没有不良影响,新增用于改造的投资回报率达到7.1%～13%。根据我国造纸工业特点,木材造纸工厂转化为IFBR工厂也将走保留制浆的发展模式;草类原料造纸工厂转化为生物精炼工厂具有一定的优势和可行性。     

挤压预处理对制浆性能的影响

对螺旋挤压机挤压后的木片生产化学浆和磺化化学机械浆(SCMP)的制浆性能进行了探讨.研究发现,挤压后的木片部分抽出物、半纤维素被溶出,纤维受到一定程度的损伤.挤压显著改善了木片的药液渗透性能,用于生产化学浆(KP和Soda-AQ)时,14%用碱量下得到的纸浆硬度与常规制浆方法20%用碱量相近,而筛渣率、碱耗明显降低,制浆得率相近.由于纤维损伤,纸浆强度性能下降,而打浆性能得到改善.比较而言,挤压更适合Soda-AQ法制浆.挤压对含节子的木片的化学法制浆性能改善效果更为明显.挤压虽显著改善木片的磺化效果,可能机械损伤大于磺化的改善,最终SCMP纸浆强度性能没有得到提高.     

高得率制浆技术的发展与应用

高得率制浆新技术的出现便于开发和利用速生阔叶材和针叶材,可作为解决纤维原料短缺的重要途径之一。文章以高得率纸浆中最有代表性的碱性过氧化氢机械浆（APMP）和磺化化学机械浆（SCMP）为例,分别对它们的制浆机理、制浆特点、制浆性质及其应用等方面进行了介绍。并把APMP和CTMP、BCTMP进行比较,得出APMP制浆工艺将制浆与漂白结合在一起同时完成,可进一步降低设备投资,减少运营成本。它汇集了CTMP、BCTMP等制浆工艺和设备的优点,是一种新型的制浆方法,能够生产出优于BCTMP的纸浆。同时,它还最大限度地发挥化学预处理和机械法制浆的优点,可以显著改善浆料的光学性能,是一种更为理想的高得率制浆方法。     

蓝桉的树龄与化学组成及硫酸盐法制浆特性的关系

蓝桉是最适合制浆造纸工业要求的优良树种之一,在硫酸盐法蒸煮过程中不仅得率高,而且耗碱量也低。蓝桉的制浆性能与其树龄有密切的关系。本研究选择了三种树龄分别为６年、１０年和１８年的蓝桉为实验材料,一方面通过硫酸盐法蒸煮实验了解它们制浆特性,另一方面通过研究原料化学组分探讨影响制浆特性的主要因素。结果表明,在用碱量相同的条件下,卡伯值的顺序为６年生＞１０年生＞１８年生。而在相同卡伯值下,纸浆得率的顺序为１８年生＞１０年生＞６年生。造成不同树龄蓝桉之间制浆特性上的差异的主要原因是１％ＮａＯＨ可溶成分含量、综纤维素含量、木素含量以及中性糖组成方面的差别。     

P因子对桉木水预水解及后续KP法制浆的影响

利用水预水解法先提取桉木片中的半纤维素,然后对水解后的木片进行硫酸盐法蒸煮。探讨了P因子(预水解因子)与水预水解及后续KP法制浆结果之间的关系,研究了水预水解提取液中戊糖和糠醛等成分随P因子变化的特点,以及P因子与浆料得率、卡伯值、黏度及物理强度之间的关系,分析了P因子变化对提取液和黑液中糖类组分的影响。     

漂白高得率化学机械浆的性能及其应用

本文对比了高得率浆（HYP）和化学浆以及机械浆的性能和特征,阐述了高得率化学机械浆的制浆工艺、发展等,并对HYP在纸和纸板中的应用进行了回顾和展望。     

大豆秆AP─AQ法制化学浆初步研究

探讨了大豆秆在制浆造纸工业中应用的可能性。实验结果表明，大豆秆适于制浆造纸，在用碱量22％、最高温度170℃、蒸煮时间4h的条件下，可获得50％左右的细浆得率。所得纸浆经检测证明可用于抄造一般文化用纸     

加拿大一枝黄花制浆研究(系列报道之三)碱-蒽醌法蒸煮性能的研究

对加拿大一枝黄花碱-蒽醌法蒸煮性能进行了研究。结果表明：适宜的AP（烧碱）＋AQ（蒽醌）法蒸煮工艺条件是：用碱量17％（以Na2O计），AQ用量0．1％，蒸煮最高温度160℃，保温90min。液比1：4。此蒸煮条件下浆料的得率47．16％，卡伯值25．1，残碱15．98g／L（以Na2O计）。适宜的KP（硫酸盐）＋AQ法蒸煮工艺是：用碱量17％（以Na2O计），硫化度20％，AQ用0．1％，液比1：4，蒸煮最高温度160℃，保温时间90min。此工艺条件下浆料的得率48．44％，卡伯值21．8，残碱8．74g／L（以Na2O计）。AP＋AQ法和KP＋AQ法能显著降低浆料硬度，是生产可漂浆适合的蒸煮工艺。在相似的蒸煮条件下，AP＋AQ法和KP＋AQ（硫化度20％）法浆料性能差异不大。     

阔叶木碱-蒽醌制浆的改进

介绍了糖槭木硫酸盐、碱-蒽醌、碱-α-甲基蒽醌法制浆,虽然碱-蒽醌蒸煮过程中脱木素作用明显低于硫酸盐蒸煮,但是,当用α-甲基蒽醌代替蒽醌,蒸煮过程中脱木素速率稍低于硫酸盐蒸煮。当有效碱用量相同时,由糖槭木生产碱-α-甲基蒽醌法浆,在纸浆卡伯值相同(约20)情况下,比硫酸盐浆得率增加1.2%(对绝干木片重量计),而这两种纸浆强度基本相同。采用AlCl3催化Friedel-crafts反应是一种工业生产蒽醌方法,用甲苯代替苯可以生产α-甲基蒽醌,而甲苯价格比苯便宜,因此,碱-α-甲基蒽醌法适合于生产阔叶木化学浆。