《食品包装级原生木浆纤维绿色漂白与精制关键技术研究及应用》

项目属于轻工业科学技术中造纸技术领域。

近十年来,中国造纸工业进入稳步发展期,年产量已占全球总产量的四分之一以上。造纸工业面临的主要问题依然是资源与环境问题。纸浆漂白虽然终止了元素氯的使用,但仍然采用二氧化氯,致使纸浆和废水中存在氯化有毒物残留。因此,一方面纸浆生产食品药品级包装材料受到限制,另一方面中段水无法与蒸煮废水建立封闭循环。中国木材资源匮乏,高得率制浆有较快发展,但木材高得率浆存在的浆中抽出物多、成纸强度低、配抄性能差等弊端限制了其应用,尤其还不适用于配抄食品药品包装材料对强度和纯净度的要求。因此,研究开发绿色高效漂白和纯化精制技术成为解决上述问题、满足食品包装级纸基材料增长需求、减轻环境污染负荷、实现中国造纸工业可持续发展的根本途径。

在国家自然科学基金、山东省重点研发计划等项目资助下,研发了原生木浆全无氯漂白(TCF)和无元素氯漂白(ECF)新漂序,高得率木浆纯化和精制技术,化学木浆和高得率浆打浆与配抄技术,形成了具有自主知识产权的关键技术体系,取得了显著的经济和社会效益。

(1)创新了原生木浆全无氯漂白(TCF)技术。提出了改进的(OO)QXP、X(OOp)QP等漂序;开发了生物预处理的缓和氧脱木素技术,明显减少了纤维素降解,保护了纸浆强度;改进了过氧化氢强化的氧脱木素技术;优化了纤维素保护技术;纸浆白度可达到82%ISO以上,实现了绿色漂白和纸浆中有毒物零残留,满足了食品包装材料的生产要求。

(2)创新了原生木浆无元素氯漂白(ECF)技术。提出了改进的(OO)XZ/DEopD、X(OOp)DQP等漂序;开发出耐碱性、耐高温木聚糖酶,提高了生物漂白的效率;优化了两段氧脱木素,提高了氧脱木素率;强化氧脱木素与生物漂白的协同,ClO2的用量减少30%以上,漂白废水中COD含量减少30%以上,AOX减少50%以上。

(3)创新了生物酶协同的高得率木浆纯化精制技术和化学木浆调控技术。提出了含木素纤维润张软化的方法和理论;复合酶制剂纯化精制的技术与机理;纤维聚集态结构与纸浆性能的关系。高得率浆强度性能提高15%以上,白度稳定性得到改善,细小纤维组分含量明显降低。提出了通过补丁和桥连机理强化生物酶作用效率的方法和理论;纸浆纤维性能的生物酶调控机制与高浓高效纤维素酶催化技术。

(4)创新了化学木浆和高得率浆打浆与配抄技术。对纸浆进行梯度酶促打浆并优化配比参数;开发了无加填或低加填的纸基材料,避免了因高加填导致的纸张掉粉、掉毛问题;优化纤维构成,生产食品级白卡纸等高得率浆配比可达30%以上,降低了生产成本。

该项目核心技术居国际领先水平,已获授权发明专利17项,发表学术论文36篇。相关技术自2012年起先后在晨鸣纸业集团、山东太阳纸业集团等多家企业推广应用,生产出了高品质漂白木浆,并用于食品级白卡纸、格拉辛纸等纸基材料的生产。2016-2018年,仅项目完成单位累计实现新增销售额163.11亿元,新增利润25.27亿元,新增税收11.30亿元,产生了重大的经济和社会效益。

成果说明

根据市场需求,齐鲁工业大学与山东晨鸣纸业集团股份有限公司和山东太阳纸业股份有限公司共同研发了原生木浆ECF和TCF漂白、高得率木浆纯化精制、打浆与配抄食品级包装材料等系列技术。 在TCF漂白方面,在现有流程上取消二氧化氯漂白段,开发了生物预处理的缓和氧脱木素技术,明显减少了纤维素降解,保护了纸浆强度;改进了过氧化氢强化的氧脱木素技术;优化了纤维素保护技术;纸浆白度可达到82%ISO以上,实现了绿色漂白和纸浆中有毒物零残留,满足了食品包装材料的生产要求。 在ECF漂白方面,开发出耐碱性、耐高温木聚糖酶,

  1. 下载详细PDF版/Doc版

提示:为方便大家复制编辑,博主已将PDF文件制作为Word/Doc格式文件。