制浆造纸的生物处理技术

制浆造纸的生物处理技术

刘星球

广西金桂浆纸业有限公司 广西钦州 535000

摘要：随着生物科学的发展，生物技术的应用范围越来越广泛。生物技术在制浆造纸工业中的应用已引起世界性的关注，其中最主要的是生物酶的应用。生物酶应用于造纸行业生产已经取得了比较好的经济效果和环境效益。基于此，本文对制浆造纸的生物处理技术进行了研究分析。

关键词：制浆造纸；生物处理；技术

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。

1生物造纸原料

随着生物技术的发展和进步，研究发现了一种细菌，能够产生一定的纤维素，为了将这种纤维素和普通的纤维素进行有效的区分，就将其称之为“微生物纤维素”。在研究中发现，这种纤维素有许多的优点，首先，这中细菌产生的纤维素纯度非常高，所以，在应用的过程中，要进行一定的提纯容易操作，而且，经研究测试，这种纤维素具有良好的机械性能和物理性能。其次，这种细菌形成的纤维素结构中具有许多的孔道，所以，在透水性和透气性方面比较好，另外，亲水性也比较强。除此之外，这种细菌形成的纤维素具有非常好的弹性模数，比普通的纤维素要高很多，所以，它的抗拉强度比较高一些。

目前，这种生物技术已经开始应用在造纸工业中，由于细菌形成的纤维素具有很好的纯度，而且抗拉性比较强，因此，应用到造纸工业中，减少了很多的处理工艺和过程。另外，这种细菌纤维素应用到纸浆的制作中，能够很好的提高纸的耐用性以及强度，而且也方便了之后的废纸回收，避免了纸纤维强度下降的问题。造纸工业是一个对原料需求非常大的行业，因此，是目前很多国家和地区共同研究的问题，而且对环境的污染比较严重，所以，生物技术的发展和应用，对造纸工业的发展具有重要的影响和意义。

2生物制浆

由于微生物在活动中能够对木质素进行分解，所以，将微生物技术应用于造纸工业的制浆过程，可以有效的减少制浆原料以及纸浆之中的木质素，让纸浆和纤维进行分离，实现较好的制浆过程。在目前的生物技术研究中发现，可以对植物组织进行分解的细菌主要有三种类型，包括软腐菌、褐腐菌和白腐菌。其中，在造纸工业中应用比较多的是白腐菌，它对植物进行降解的效果比较好，在自然界中大概存在两三万种，是目前的生物制浆的主要选择。

生物制浆是目前生物技术发展和应用的重要方面，生物制浆的主要内容包括两个方面，主要是生物机械制浆和生物化学制浆，在生物化学制浆生产中，一般都是应用白腐菌，来作用于化学制浆的预处理工作，相比传统的制浆生产技术，在一定的纸浆硬度时取得良好的制浆效果。生物机械制浆技术，是指通过微生物的作用，对制浆的原料进行一定的处理，主要是代替化学药品的作用，实现对能源的节省，同时，达到提高纸浆强度的目的。

2.1利用生物技术处理原料

利用生物技术处理制浆原料，具有许多的优点，而且相比传统的原料处理方式，有效的节省了能源的使用，也有效的保证了纤维的存在。在传统的制浆原料处理工艺中，一般都是采用机械法来对原料进行处理，造成了原料中的纤维损失比较大，另外，过程中的能耗还很高，造成了资源的极大浪费。目前的相关研究发现，通过一些生物技术来对制浆的原料进行处理，能够使这些材料的结构得到很好的分解，而且处理的效果更好。经过这些生物技术的处理，再进行机械剥皮处理，就能实现能源的节省以及减少纤维素的损失。

2.2生物化学制浆

生物化学制浆就是指通过一些生物处理的技术和方法，对相关的原材料进行预处理，减少相关的能耗，有效的提高纸浆的质量。另外，生物技术的应用，对造纸工业的影响是多方面的，一般在制浆的过程中，化学药品的能耗和用量，也影响到纸浆的质量问题，生物技术的应用，降低了打浆过程的能源消耗，也一定的减少了后续的漂白中化学药品的使用，对漂白之后的废水也能够进行有效的处理。目前，许多研究者对生物技术都做了一定的研究，主要是应用白腐菌进行，而且相关的研究成果比较多，对造纸工业的发展具有重要的意义。

2.3生物机械制浆

生物机械制浆，主要是指对于制浆中要应用的原材料，进行微生物技术的处理，再进行机械制浆。关于机械制浆的研究在国内外都比较普遍，而且相关的研究发现，经过微生物技术处理的材料，在后续的磨浆过程中，能够有效的减少30%左右的能耗，而且纸浆的强度还会相应的提高。因此，在当前的造纸工业制浆过程中，广泛的应用了生物机械制浆技术，对于造纸工业的发展具有重要的意义。

3生物技术在漂白中的应用

生物漂白，主要是指利用微生物以及微生物分解的酶，应用在漂白过程中，能够提高浆的白度，并有效的改善对社会生态环境造成的影响。一般的漂白，使用的酶主要分为两种，包括木素降解酶和半纤维素酶两种，在当前的造纸生产中，都有所应用和发展。半纤维素酶应用于纸浆的漂白过程，主要的原理就是这种酶能够对纸浆中的碳水化合物进行结构的改变，实现对纸浆中木塑的有效排除作用。目前的研究中发现，在纸浆的漂白过程中，应用半纤维素酶能够改善纸浆的漂白性，相应的减少其他化学药品的使用，对于实现无氯漂白有很好的作用。

木素降解酶的漂白，主要木素过氧化物酶以及漆酶等进行纸浆的处理，之后再通过过氧化氢进行漂白，在一定程度上提高纸的自度问。这种生物酶处理纸浆的技术，使得纸浆木素的溶出量增加，相比传统的纸浆漂白技术，有了很大的改进，同时，对纸浆的漂白性也得到了增强。

4生物技术对在造纸工业废水的处理

目前，在造纸工业的废水处理中，应用的生物技术主要是固定化的微生物处理技术和生物处理方式。对于废水的生物处理技术，主要是从生物的新陈代谢方面去考虑，对工业废水中的污染物能够进行阵解，并做了一定的无污染化处理。在当前社会环保观念加强的同时，有利于造纸工业的可持续发展。

固定化微生物技术，主要是在固定化酶的相关研究基础上发展起来的。一般的原理是：通过微生物的生物功能，对废水中的物质进行有效的吸附。同时，将固定化微生物技术和电化学技术进行有效的结合，进行工业废水的深度处理。经过相关的实验研究，这种处理技术对废水中有害物质的祛除率是91%，同时，这些废水的导电率和色度也相应的降低，实现了对废水的有效处理。

5结束语

生物技术在制浆造纸工业中的应用研究已渗透到制浆造纸工业的很多方面。生物技术对于解决造纸工业面临的诸如原料短缺、环境污染、能耗过髙的潜力巨大，但是，生物技术的工业化大范围推广还不够。要加大生物技术在制浆造纸工业各方面作用机理的深度研究，为工业化生产提供理论依据。

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