中文摘要
林产品生物精炼是将木材制浆造纸与木材生物转化联合为一体的新构思。将传统的化学制浆转变为联合的林产品生物精炼,可在利用木材中纤维素(纤维)制浆造纸的同时,使半纤维素和木素等化学组分通过生物转化获得多种高附加值产品,部分取代目前需由石油生产的化学品、燃料和材料。这一转变对合理利用森林资源、用可再生的生物质能源取代石油能源以及保护环境都具有十分重大的意义。针对这一转变过程的相关研究在国外刚起步,国内还未见报道。本项目以国内有代表性的速生木材原料为研究对象,针对半纤维素和木素在制浆和生物转化过程中需解决的基本问题,深入研究相关的工艺和机理,探讨解决问题的方法。研究的目标是为传统的化学法制浆向联合的林产品生物精炼转变提供基础研究依据。本项目的选题具有创新意义,研究成果将对我国更高效地发挥森林功能、用可再生资源取代石油资源、保护环境、提高林业和造纸业的经济效益与竞争能力具有现实和长远的意义。
结题摘要
资源短缺和能源危机是全球共同面临的问题,制浆造纸行业作为消耗木材资源的大户,必须在合理利用森林资源方面进行更多的思考和改进。本研究针对传统的化学法制浆模式,以我国有代表性的阔叶木速生材桉木为对象,探讨生物质精炼与化学法制浆相结合的关键点:在制浆前从木片中预提取半纤维素。提取后木片继续用于制浆,所提取的半纤维素(糖)则进行转化利用。已研究的内容包括预提取半纤维素方法及条件;评价预提取半纤维素效果的快速测定方法;预提取半纤维素的反应历程及影响因素;预提取半纤维素对后续制浆及纸浆漂白的影响;预提取半纤维素对制浆产品和废液中化学组分的影响;预提取液处理及发酵制备酒精等。研究结果表明,与碱法预提取等方法比较,高温水预水解法具有半纤维素糖提取率明显提高,流程简单,纸浆漂白性能提高,提取液特性与酒精发酵条件可配合等优点,但对纸浆物理强度有一定负面作用。研究获得的提取液中己糖和戊糖快速测定方法已申报了国家发明专利;研究期间课题组成员在国内外学术期刊和学术会议已发表16篇相关论文,其中10篇被SCI、EI和ISTP收录。项目的研究成果可为森林资源的合理利用方向和路线提供真实有意义的基础研究数据。
