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生物质精炼与造纸业的集成发展王（长沙理工大学化学与生物工程学院轻化工程专业，长沙410114）摘要：对全球的资源短缺与能源危机，生物质资源由于其可再生性和环保性而越来越受到人们的重视。
生物质精炼(Biorefinery)作为一个重要的理念近来引起了人们的关注。
制浆造纸工业作为生物质资源的巨大消耗者，其与生物质精炼的结合可以是多方面的。
文章综述了生物质精炼与制浆造纸工业相结合的有关研究与展望。
关键词：能源；生物质精炼；生物酶；综合林产；黑液；木素目前，人类面临着全球环境污染、资源短缺、能源危机等一系列问题。
石油、煤和天然气等能源的开采已不能满足人类日益增长的物质需求。
所以生物质精炼的提出和发展，为解决这一系列问题提供了一种根本性的新方法全球生物质精炼的研究和发展给制浆造纸工业带来了巨大的挑战，同时也提供了很好的发展机遇。
制浆造纸工业为生物质资源的巨大消耗，其与生物质精炼的结合时多方面的。
生物质精炼的原料可以是各种农作物秸秆如玉米秸秆、麦草秸秆、棉杆等也可以是丰富的林木资源。
我国每年仅农作物用秸秆产量就达到7亿吨相当于3.5亿吨煤炭资源。
利用各种处理原料的制浆方法对原料进行预处理，可以提高酶水解木质纤维素原料的效率，进一步提高乙醇转化率和转化效率。
制浆造纸工业目前面临着能耗高、污染严重等问题。
利用生物质精炼的方法对原料或浆料进行预处理，在磨解过程中降低能耗，漂白过程中减少漂液的用量、提高纸浆质量等。
美国可再生能源国家实验室将生物质精炼定义为：以生物质为原料(木质纤维原料、植物基淀粉、农业废弃物等)，整合生物质转化的各种过程和设备，进行再资源化和增值化，生产燃料、动力和化学品的综合产业。
生物质精炼是生物转化技术和化学裂解技术的组合，可以高效地利用可再生植物资源，使源，使之成为环境友好的可持续发展的工业门类。
加拿大的研究者认为生物质精炼是综合多种生物转化技术和设备，将生物质转化成为燃料、电力和多种化学品的技术。
纸浆与纸张的生产工艺创新与效率提升随着社会的发展和人们环保意识的增强，纸浆与纸张的生产工艺创新与效率提升已经成为一个重要的课题。
本文将围绕这一主题展开讨论，分析目前纸浆与纸张生产工艺的现状和存在的问题，并提出相关的创新与提升策略。
一、纸浆生产工艺的创新纸浆生产是纸张生产的基础环节，其工艺创新将直接影响到整个纸张生产过程的效率和质量。
目前，一些新型的纸浆生产工艺已经得到了广泛的应用，例如：1. 生物质转化纸浆生产工艺：该工艺利用生物质作为原料，通过化学、物理或者微生物方法将纤维素和赖氨酸转化为纸浆的成分，同时有效地降低了能耗和污染物排放。
这种工艺的创新为可持续发展提供了一种可行的解决方案。
2. 高浓度纸浆生产工艺：传统的纸浆生产过程中，往往需要大量的水来稀释纸浆，增加了处理和排放的成本。
而高浓度纸浆生产工艺则可以在减少用水的同时，提高纸浆的浓度，降低处理成本，并提高生产效率。
3. 化学氧化纸浆生产工艺：传统的纸浆生产中使用的是还原性漂白剂，其排放的有毒化学物质对环境和人体健康造成了一定的威胁。
而化学氧化纸浆生产工艺则利用环保型氧化剂进行漂白，大幅减少了污染物的排放，同时提高了纸张的质量。
二、纸张生产工艺的效率提升纸张生产工艺的效率提升是纸张行业追求可持续发展的重要方向。
在当前的纸张生产工艺中，存在着一些常见的问题，如能耗高、废水处理难、纸张品质不稳定等。
为了提升效率，以下几个方面可以进行改进：1. 节能减排：通过引入先进的生产设备和技术，减少能源的消耗，降低生产过程中的废气和废水排放。
例如，采用高效的热交换器、废气脱硫装置等，可以有效地减少能耗和污染物排放。
2. 优化生产流程：对纸张生产的各个环节进行细致的优化，提升整体生产效率。
例如，在原料选用、搅拌与混合、过滤与分离等环节中采用先进的技术和设备，可以减少中间环节的能耗和生产时间，提高产品的质量。
3. 智能化生产：利用现代信息技术，实现纸张生产过程的全面监控和自动化控制，提高生产效率和质量稳定性。
生物技术在制浆造纸工业的应用与研究进展摘要：近年来随着生物技术研究的进步，其在造纸工业中的应用变得越来越广泛，尤其是在原料日益短缺、能源供应紧张、环境污染严重的今天，生物技术逐渐显示出在制浆造纸方面应用的优越性，成为推动造纸工业实现可持续发展的动力之一。
生物技术在制浆造纸工业中的应用涉及到制浆、造纸、漂白、脱墨、废水处理等很多方面，本文就生物技术在制浆造纸领域中的应用及研究进展做一综述。
关键词：生物技术；生物制聚；生物漂白引言随着工业生产的不断发展，不可再生资源逐渐面临枯竭，人类对大自然的无节制索取，导致生态环境遭到严重破坏，一系列环境问题由此产生。
制浆造纸工业同样面临这些问题，阻碍了其可持续发展，所以必须对制浆造纸技术进行合理性改革。
生物技术的使用，可以使传统的制浆造纸企业减少能源消耗、降低废水排放，主要应用方式有造纸原料生物处理、生物制浆、生物漂白、生物酶废纸脱墨、制浆造纸废水生物处理等。
1生物造纸原料近年发现一些细菌能产生纤维素，为了把这种微生物来源的纤维素与植物纤维素区别，把这种纤维素称为“微生物纤维素”或“细菌纤维素”。
与植物来源的纤维素相比，细菌纤维素最突出的优点：一是纤维素极纯而不含半纤维素、木素和其他细胞壁成分，提纯过程简单；二是具有优越的物理性能和机械性能；三是由于其内部有很多“孔道”，又有良好的透水、透气性能。
具有很强的亲水性。
四是细菌纤维素的弹性模数为一般纤维的数倍至10倍以上，抗拉强度高。
用细菌纤维素作为造纸原料，因其极高的纤维素纯度，免去了一般植物纤维脱木素的制浆过程。
细菌纤维素添加到纸浆中，可提高强度和耐用性，并解决了废纸回收再利用后纸纤维强度下降的问题。
造纸原料问题是全世界造纸产业面临的共同难题，利用微生物开发造纸新材料在我国还是空白，将其广泛应用于造纸工业将会是非常有意义的工作。
2生物制浆生物法制浆就是利用微生物及其产生的酶来降解木素，脱除制浆原料中的木素并对纸浆进行漂白，它包括生物化学制浆和生物机械制浆。
生物技术在纸浆造纸中的应用研究摘要：近年来，随着能源的日益紧张，在纸浆造纸中利用生物技术已经成为最新的应用，纤维素酶、淀粉酶、木聚糖酶、半纤维素酶、脂肪酶等多种生物酶被广泛应用到造纸中，起到了很好的漂白、减少污染的作用。
本文就主要讲述了生物技术在纸浆造纸中的应用情况以及未来发展前景。
关键词：生物技术纸浆造纸应用研究发展前景随着人们对生物技术的深入研究，其在纸浆造纸中的应用前景也更加诱人，而且生物技术中各种酶的应用，对生物漂白、减少污染发挥了至关重要的作用，同时，还改善了纸浆纤维的性能，提高了造纸技术。
下面笔者就简单分析生物技术在纸浆造纸中的各种应用，旨在探讨生物技术在纸浆造纸中的作用。
一、生物技术在造纸原料中的应用1.原木去皮造纸的原料就是木材，而在以木材为原料的造纸中，第一道工序就是原木去皮，当前的原木去皮都是在去皮机中完成的，为了保证纸浆的白度，去皮机必须广泛的对其进行去皮，这在一定程度上也会导致原材料的损失，对纸浆造纸是非常不利的；而近年来，科学家发现生物中的酶能够有效的降解木材形成层，从而达到对原木去皮的功效，而且生物酶去皮，还能降低去皮机的能源损耗。
2.木材的防腐化学防腐剂对人体是十分有害的，因此，近年来，我国的造纸工厂也正在减少化学防腐剂的应用，而是寻求新的木材防腐原料，经过研究发现，木材腐烂的主要原因就是其被细菌尤其褐腐菌分解，进而导致的木材腐烂，因此，想要防止木材的腐烂，我们必须寻求能阻止褐腐菌分解的生物酶，从而有效的控制褐腐菌的分解，达到木材防腐的效果。
二、生物技术在制浆中的应用1.生物技术在化学制浆中的应用传统的化学制浆就是利用硫酸盐法进行制浆，这种制浆方法只去除了原木中90%的木素，仍有10%木素留在原木中，这也导致化学制浆制出来的纸张比较暗黄、呈棕色等的主要原因。
根据传统化学制浆的这一弱点，我们在化学制浆中，利用微生物（真菌）或者生物酶对原材料进行处理，不仅能够提高原木的脱木素率，还能够有效减少化学用品的用量以及对原材料的损耗，从而更好的提高纸浆的质量。
制浆造纸生物质精炼技术研究进展制浆造纸会产生大量的高浓度废水，对生态环境造成了严重的破坏，随着互联网科技的发展，人们对纸制品的需求越来越少，造纸厂要想在资源紧张、纸制品需求量减少的两大危机下顺利发展，必须对高耗能、高污染的造纸技术进行改良。
生物质精炼技术在制浆造纸中的应用，就很好的将造纸技术转型成为低耗能、低污染的绿色技术。
文章重点分析了制浆造纸生物质精炼技术的研究进展，以供造纸人员参考，促进造纸厂的产业转型和技术进步。
标签：制浆造纸；生物质；精炼随着生产工业的不断发展，我国的不可再生资源逐渐面临枯竭，人类对大自然的无节制索取，导致生态环境遭到严重破坏，一系列环境问题由此产生，不利于可持续发展战略。
制浆造纸作为一种非常普遍的生产技术，其具有高耗能、高污染的劣性，再加上电子信息技术的高速发展，人们对纸制品的需求越来越少，造纸厂的社会地位已经变得岌岌可危，所以必须对制浆造纸技术进行合理性改革，生物质精炼技术是一种近几年新出现的技术，它可以将传统的制浆造纸企业转型为生物精炼企业，实现产业结构的多样化，生产内容的多元化，使造纸厂不再局限于对纸制品的制造，也逐渐生产一些生物质材料、化学能源等，从而告别生产结构的单一性，减少能源的消耗，降低高浓度废水的排放。
目前制浆造纸生物质精炼技术已经成为造纸企业发展的必然趋势。
生物质精炼是通过运用蒸煮、燃烧、分离等手段对生物质原材料进行深层次的加工技术，从而改变生物质原材料的固有形态，慢慢向气态、液态转变。
制浆造纸技术的第一道工序就是对造纸原料进行蒸煮，在蒸煮的过程中，会产生大量的废水，也就黑液，黑液的成分会对生态环境造成破坏，生物质精炼技术就是为了对黑液进行转化而存在的。
当前，木材蒸煮前的提取技术以预水解提取为主，采用低浓度碱液或者酸液提取工艺；蒸煮后黑液转化技术包括黑液分离技术、黑液气化联合发电技术和黑液气化联合化学合成技术。
1 制浆造纸生物质精炼的基础技术1.1 木片抽提液的发酵技术虽然通过色谱层析法可以在木材等原材料中提取各种糖类和乙醇，但是这种提取的技术难度比较高，生产成本比较高，不能被广泛的使用，而且所提取出来的物质，研究意义比较低。
生物制浆技术在制浆造纸行业中的应用在现代造纸行业中，生物制浆技术已经成为了一项重要的技术手段。
与传统的化学制浆方式相比，生物制浆技术不仅能够提高生产效率，同时也能够减少对环境的负面影响。
本文将从生物制浆技术在造纸行业的应用、技术原理以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、生物制浆技术在造纸行业的应用生物制浆技术是利用微生物对木材进行分解，将木材中的纤维素和半纤维素转化为纸浆的技术。
这种技术具有许多优势，比如说原料来源广泛、能耗低、生产成本较低、环保等，因此在造纸行业中得到了广泛的应用。
在美国、加拿大、欧洲等发达国家，生物制浆技术已经成为了造纸行业的标配。
而在中国，生物制浆技术的应用还处于起步阶段，但是随着环保意识不断提升，相信这种技术在未来将会得到更广泛的应用。
二、生物制浆技术的技术原理生物制浆技术的技术原理主要是利用微生物对木材中的纤维素和半纤维素进行降解，然后将降解后的物质进行分离、过滤等步骤，最终得到纸浆。
其中，微生物起到了非常重要的作用。
微生物通过分泌酶类、酸类、碱类等物质对木材进行降解，将木材中的长链聚合物分解为小分子物质，使得易于分离和提取。
此外，生物制浆技术还需要对微生物进行精细的控制，以确保制浆质量和生产效率。
三、生物制浆技术的未来发展方向随着环保意识的提高，生物制浆技术在未来将会得到更广泛的应用。
在未来的发展中，生物制浆技术还需要进一步发展和完善。
具体来说，主要有以下几个方面：1. 微生物品种和菌群的优化。
不同的木材种类和生长环境都会导致微生物菌群的差异，因此需要对生产环境进行调整和优化。
此外，还需要对微生物的酶类、代谢途径等进行研究和优化，以提高降解效率和纤维素转化率。
2. 生产环境的优化。
生物制浆技术需要在有利的环境条件下进行，比如说适宜的PH值、温度、湿度等。
因此，生产环境的调节和优化也是生物制浆技术发展的重要方向之一。
3. 生产工艺的优化。
制浆工艺的优化能够提高制浆效率和降低生产成本。
尽管生物质精炼概念在德国已发展了多年，但许多相关的技术发展仍然局限于实验室和中试规模。
在技术创新方面，德国林浆纸行业及相关行业发展生物质精炼还存在许多内部和外部的弱点，例如政策不统一、生物质产品市场仍不发达、技术不成熟、网络不完整等。
当然，德国在发展生物质经济方面也具有独特的优势，推动了德国木质纤维素生物质精炼的发展。
分析德国传统工业发展生物质精炼的优势与不足，可以发现，优势与不足往往是相伴相生的，如果能找准切入点，则会对今后的新兴领域发展提供参考。
近几年，人们对“森林生物质资源”的兴趣日益提高，生物质精炼领域日益受到关注。
虽然制浆造纸行业只是生物经济发展方向的一个分支（图1），但也对推动生物质精炼的发展有重要作用。
在欧洲，中欧地区生物质精炼以能源和化工领域为主，北欧(如芬兰和瑞典)和西欧(如德国)以林浆纸行业为主，因为这些国家拥有较高水平的研发力量、成熟的林业工业和配套的生物质组合资源。
为了创造更高的价值，木质纤维素生物质精炼领域一直在寻求创新技术。
尽管生物质精炼概念在德国已发展了多年，但许多相关的技术发展仍然局限于实验室和中试规模。
在技术创新方面，德国林浆纸行业及相关行业发展生物质精炼还存在许多内部和外部的弱点，例如政策不统一、生物质产品市场仍不发达、技术不成熟、⊙ 编者注：宋雯琪编译自：A forest-based bioeconomy for Germany? Strengths, weaknesses and policy options for lignocellulosic biorefineries;作者：Alexandru Giurca, Philipp Spath。
spEciAl35Mar., 2020 Vol.41, No.5China Pulp & Paper Industry网络不完整等。
当然，德国在发展生物质经济方面也具有独特的优势，推动了德国木质纤维素生物质精炼的发展。
生物质精炼与制浆造纸马乐凡（长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南长沙410114）摘要：介绍了生物质炼制的概念，以及木质纤维原料生产生物质燃料的工艺和过程，重点介绍了制浆造纸工业与生物质精炼相结合的主要技术。
关键词：生物质；精炼；半纤维素；木素；黑液气化化石资源（煤、石油、天然气）日益枯竭和化石燃料燃烧产生的大气污染是制约人类社会可持续发展所面临的重大难题。
生物质来源于绿色植物的光合作用，是一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，如果人类能用生物资源替代化石资源，就可以实现资源的可持续利用，以及地球上碳的自然循环，解决化石燃料燃烧所引起的温室效应等环境问题。
进入21世纪以后，各国政府先后制定了利用生物质资源的发展框架。
美国计划到2030年用生物质产品和生物质燃料替代25%的有机化学品、20%的运输燃料、以及5 %的电、热等能源；欧盟计划到2020和2050年分别用生物质产品替代20%的运输燃料和58%的总能源；日本和印度等国家也纷纷制定了本国的生物炼制发展战略。
同时，世界上许多大公司也参与到生物炼制（精炼）的研发中来，例如美国嘉吉(Cargill)公司建立了世界上第一座工业化的生物炼制工厂，杜邦(DuPont)公司投资近1亿美元开发生物质化学品，并成功地工业化生产出丙二醇产品，BP(British Petroleum)公司投资5亿美元，与美国加里福尼亚大学、伊利诺伊大学和劳伦斯伯克利国家实验室合作，共同研发生物质能源。
我国政府也高度重视生物质炼制产业的发展，相继启动了一大批与生物炼制有关的“973”、“863”、以及自然科学基金等研究项目，提出了到2020年用生物质能源替代运输燃料15%。
很多企业也在生物质精炼研发项目上投入了巨资，取得了一系列成果。
一、生物质炼制1、什么是生物质炼制1）概念生物质（biomass）是指一切直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。
