我们每天都要使用纸张,你想过纸张是由什么材料制成的吗?其实纸张主要是用我们常见的植物的秆茎为原料生产出来的,纸张中的成分是从植物中提取的形态细长的纤维状细胞,由这些细小的绒毛状的纤维交织成的各种具有不同性能的纤维“毡”就是我们日常使用的纸张。
不知大家有没有注意到,身边的废纸品最近却变成了“香饽饽”,受环保*策收紧的影响,原浆纸价格从年年初的元/吨上涨到今天的元/吨。
其实造成这样的根本原因是我国从年起将完全禁止进口固体废物,生态环境部将不再接受和批准固体废物的进口申请。这也意味着,年已全面禁止国内废纸进口。
目前全世界所用造纸(纸张)的主要原料是植物性纤维,通称纸浆。而植物性纤维分为两大类:木材纤维和非木材纤维。
生产纸浆原料又分为有三种:一是木浆(木材纤维),即以木材为原料而制成的;二是废纸浆,即利用使用过的废纸或印刷厂裁切下的纸边为原料,经过机械力量搅拌并经漂白或脱墨处理而制成的;三是非木浆(非木材纤维),即以草类为原料,用烧碱法、氯化法、生物制浆法等制得。一般草浆可掺入其他纸浆,制造文化用纸。未漂白的草浆用于制造包装纸和纸板。
据中国造纸协会统计,年我国纸浆消耗总量为万吨。木浆万吨,占纸浆消耗总量40%,其中进口木浆占25%,国产木浆占15%;废纸浆万吨,占纸浆消耗总量55%;非木浆万吨,占纸浆消耗总量5%。
我国宜林土地少,木材资源缺乏,木材价格高,原木的价格对于造纸工业来说是很贵的,造纸工业无法承受直接使用原木的高成本,加上我国全面实行禁止废纸进口禁令,纸浆市场更加供不应求。
面对如此大的原材料缺口,为了弥补制浆原料不足,非木材纤维等高性价比的草类纤维(非木浆)将成为未来我国造纸产业的主要原料和发展方向。
巨菌草是目前已知较为高产量的多年生禾本科植物,植株高大、对温度和土壤要求不高、适应能力强、热利用率高、生物量较大,最高产量可达每吨/公顷,而且由于种植菌草具有经济价值高,一次种植可连续收获15年以上,菌草生长迅速,能防止水土流失等特点。其可作为非木材纤维(非木浆)中制浆造纸的丰富原料。
按每公顷菌草亩产吨鲜草计算:可生产出45吨的菌草纸浆,相较于传统的非木材纤维原料,具有得天独厚的优势。并且因菌草木素含量低、半纤维素含量高,纤维品质良好既细又短,易成浆、易漂白,成纸紧度高、平滑度好,生产出来纸张性能优越、附加值高。
菌草制浆流程
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03:29注:超声波提取(辅助)法是采用超声波辅助溶剂进行提取,声波产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用,破坏植物药材的细胞,使溶剂渗透到药材细胞中,缩短提取时间,提高提取率
菌草草浆
菌草手抄纸数据表
注:超声波提取(辅助)法是采用超声波辅助溶剂进行提取,声波产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用,破坏植物药材的细胞,使溶剂渗透到药材细胞中,缩短提取时间,提高提取率
菌草手抄纸
菌草手抄纸
菌草制浆造纸的优势
“不论从能源、资源利用效率、经济附加值和生态保护哪个方面考虑,菌草用于生产纸浆都是更好的选择。”
01:原料来源广,均为可再生资源
用菌草作制浆造纸的纤维原料是可再生资源。菌草在生长过程中靠光合作用吸收二氧化碳而形成纤维材料,经过制浆过程后有大约50%以上的碳以纤维的形式形成了纸浆,而另外约50%经过回收用于生产能源。利用菌草制浆造纸实现了自然界的碳循环。
进入工业生产领域,在生产过程中的菌草通过生物精炼生产化工产品或肥料反哺农田,既可提高菌草的利用效率,同时也为农民提供部分就业和收入来源。
02:菌草作造纸原料具有绿色特性
用菌草作制浆造纸的纤维原料有助于减少原生林木采伐,减少温室气体和污染物的排放,体现了纸张的天然可循环的绿色属性,可称作“城市森林”。根据生产实践,使用1吨菌草可以替代使用4~7立方米的原生木材。
菌草作为造纸原料,与其他植物纤维原料相比,不需要化学蒸煮制浆过程,没有高浓度废液的产生,污染物的产生量不到其他植物制浆造纸过程的50%,大大减轻了污染。基于现有的污染物处理技术,使用菌草造纸产生的固气液废物处理可以更好地实现达标排放。
03:菌草造纸固碳减碳作用显著
制浆造纸以天然植物纤维为原料,用菌草制作出的纸产品不仅有循环再生优势,更重要的是有固碳作用。
主要体现:一可形成“牧草”碳汇:菌草生长通过光合作用吸收二氧化碳形成纤维材料,碳以纤维形态被固定,达到固定二氧化碳作用,从而可发挥出菌草碳汇功能;
二是低碳排放:菌草制浆造纸过程中黑液、废渣、污泥和沼气等可作为生物质能源回收利用,进而降低石化能源消耗,减少二氧化碳排放;
三是循环再用:绝大部分菌草纸产品使用后都能回收利用,菌草废纸经处理后可再用于造纸。这些功能和作用为造纸工业走循环经济、绿色经济、低碳经济之路奠定了基础。
随着生态环境质量要求越来越高和市场竞争越来越激烈,非木材纤维的优势也在凸显。深入开展对菌草作为造纸原料和工艺技术提升,提高非木材纤维原料应用,缓解国内纸浆资源的不足。
在目前木材和非木材纤维原料总量不足的情况下,利用好菌草作为非木材纤维原料,增加国内菌草种植面积,提高国内非木材纤维原料供给能力,降低造纸原料对外依存度过高的风险,保障造纸工业可持续发展。