（制糖工程专业论文）混合杨木apmp浆酶促磨浆工艺及其过程机制的研究.pdf

广西大学学位论文原创性声明和使用授权说日月y 1 7 3 9 2 6 3 原创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相 关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文 的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其他人已经发表过的研究成果，也不包含 本人为获得其它学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集 体，均已在论文中明确说明并致谢。 论文作者签名： 是苛 2 0 1 0 年6 月二。日 学位论文使用授权说明 本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本； 学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务； 学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文； 在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 ( 保密论文需注明，并在解密后遵守此规定) 论文作者签名：昊彳导师签名日 混合杨木a p m p 浆酶促磨浆工艺及其过程机制的研究 一 j ：，j 摘要 碱性过氧化氢机械浆( a p m p ) 工艺是随着木材节约和高效利用、清洁 生产工艺的持续推进而出现的一种高得率制浆技术，具有简单方便、药品 消耗少、环保污染负荷低等诸多优点。但是也存在明显不足：一是磨浆能 耗高；二是成纸强度低；三是白度稳定性差。特别是在磨浆能耗方面，由 于化学预处理阶段的条件比较温和，纤维细胞壁的p 层和s 1 层保留较好， 因此在机械磨浆阶段将纤维搓开分离需要很高的能量，这在很大程度上阻 碍了a p m p 制浆工艺的发展。 本课题利用木聚糖酶、复合纤维素酶、纤维素酶对第一段磨后的杨木 a p m p 浆进行处理，然后再进行第二段磨浆，目的是考察不同类型的酶在 降低磨浆能耗方面的作用以及对纸浆物理性能指标的影响。通过响应面分 析法，优化木聚糖酶纤维素酶协同作用于杨木a p m p 浆降低磨浆能耗的最 佳工艺。借助扫描电子显微镜( s e m ) 、x 射线光电子能谱( x p s ) 等多种 表面分析方法的综合利用，对酶处理前后纤维表面的物理形貌以及化学组 成进行分析，对能够降低磨浆能耗的酶促磨浆机制做了初步研究。研究结 果表明： 木聚糖酶、复合纤维素酶、纤维素酶均能有效降低一段磨后杨木a p m p 浆在第二磨浆阶段的磨浆能耗，三种酶降低磨浆能耗的最佳工艺条件分别 是：木聚糖酶用量2 0i u g ，p h 值6 8 ，温度5 5 ，时间1 5h ；复合纤维 素酶用量2 0i u g - i , p h 值6 0 ，温度5 0 ，时间1h ；纤维素酶用量0 6i u 可1 ， t ，温度5 5 ，时间1h 。通过e x c e l 软件对磨浆能耗曲线拟合相 程并粗略估算，当磨浆至游离度为2 5 0m l 时，在各自的最佳反应 下，三种酶分别能够降低磨浆能耗1 7 8 6 、2 0 5 5 、1 8 8 2 。 磨浆处理能明显改善杨木a p m p 浆的保水值，有助于提高成纸的 和光散射系数，对纸浆的物理强度则无明显降低。在酶处理之后 h 2 0 2 ( 模拟工厂的过氧化氢漂白塔) 漂白，结果发现木聚糖酶、 素酶、，纤维素酶都能使杨木a p m p 浆料的白度上升，并且对纸浆 定的抑制作用。 响应面分析法中的b o x - b e h n k e n 模式，对木聚糖酶纤维素酶协同 作用于一段磨后杨木a p m p 浆来降低第二段磨浆能耗的工艺条件进行优 化。用d e s i g n e x p e r t 软件分别建立游离度和保水值与木聚糖酶用量、纤维 素酶用量、p h 值及温度之间关系的回归模型，得出回归方程如下：游离度 m l = 2 1i + 1 0 x a 一1 0 x b 一1 3 7 5 x c 一3 7 0 8 x d + 1 5 x a x b 一1 0 x a x c 十1 5 x a x d 一3 7 5 x b x c + i 2 5 x b x d + 7 5 x c x d + 4 1 5 8 x a 2 + 4 1 5 8 x b 2 + 2 9 7 1 x c 2 + 4 0 9 6 x d 2 ；保水值 = 1 8 9 3 2 一1 1 8 3 x a + 1 6 b + o 6 x c + 4 2 5 x d + 1 4 5 a x b 一1 8 7 5 x a x c - 1 8 2 5 x a x d 一0 9 2 5 x b x c 一0 8 2 5 x b x d + 0 2 5 x c x d 一5 2 8 5 x a 2 3 7 3 5 x b 2 - 5 0 3 5 x c 2 5 0 3 5 d 2 ，其中a 为p h 值，b 为纤维素酶用量，c 为温度，d 为木聚糖酶用量。 木聚糖酶纤维素酶协同作用降低一段磨后杨木a p m p 浆在第二段磨浆 能耗的最佳工艺条件为：p h 值5 7 ，纤维素酶用量o 5i u g - 1 ，温度5 1 ， 木聚糖酶用量1 5i u - g - 1 。在上述条件下，游离度可达2 0 5m l ，保水值可达 1 9 0 5 。 根据一系列已知组成浓度的单糖脱水衍生物( 糠醛和羟甲基糠醛) 标 玎 准混合液的多波长紫外光谱和所对应的组成浓度之间的数学关系，利用化 ，。- 学计量学软件s i m c a p ，选择偏最小二乘法( p l s ) 进行多变量的回归， 建立单糖含量测定模型。将酶处理后杨木a p m p 浆酶解液的紫外光谱信息 输入校正模型，可以分别预测木聚糖酶解液和纤维素酶解液中的木糖含量 和葡萄糖含量。实验结果发现，随着酶用量的增加，木糖溶出量和葡萄糖 溶出量都呈现不断上升的趋势；当酶用量继续增加时，这两种单糖溶出量 增加的趋势逐渐趋于缓和。 分别采用木聚糖酶、复合纤维素酶、纤维素酶对一段磨后的杨木a p m p 浆进行处理，然后进行p f i 磨浆4 0 0 0 转( 模拟工厂第二段磨浆) ，采用扫 描电子显微镜( s e m ) 观察纤维表面形态变化。研究结果发现，经过p f i 磨浆之后，纤维表面均出现分丝帚化的现象，但是经过酶处理的杨木a p m p 浆的纤维分丝帚化现象更加明显。这说明酶处理使纤维达到某种程度的活 化和松弛，结构变得疏松，有助于促进磨浆过程中纤维的吸水润胀和细纤 维化程度。 采用x 射线光电子能谱( x p s ) 对酶处理前后浆料纤维表面主要化学 元素组成进行测定，计算得出c o 值。计算结果表明，与未经过酶处理的 浆样相比( o c 值0 4 5 1 ) ，经过木聚糖酶处理和纤维素酶处理的浆样表面 的o c 值均有一定程度的增加，分别为0 4 7 6 和0 4 6 6 ；c 1 峰面积均出现了 不同程度的下降，分别由2 5 7 6 下降到3 5 2 和1 5 3 7 ；c 2 的峰面积明 显上升，分别由6 4 4 5 上升到8 6 1 4 和7 1 6 8 。以上数据表明，经过酶 处理之后，纤维表面的木素含量减少，碳水化合物含量增加，这意味着纤 维表面暴露出了更多的亲水性基团，从而使纤维更容易吸水润胀，结构变 t l t 有助于纤维之间的分离并使纤维细纤维化，最终获得较好的磨浆 少磨浆能耗。 纤维质量分析仪( f q a ) 对酶处理前后经过p f i 磨浆3 0 0 0 转的杨 浆纤维质量性能进行分析，结果表明：随着酶用量的增加，纤维 度和平均扭结指数逐渐降低，平均宽度和细小纤维含量都逐渐增 明在酶的作用下纤维被降解，使纤维在磨浆过程中易于断裂和细 杨木a p m p 浆木聚糖酶纤维素酶酶促磨浆纤维表面特性 s e m s f q a s a v i n gr e f d 盯n ge n e r g yo fp o p l a ra p n 口b y e n z y n 匝sa n ds t u d yo ni t sp r o c e ss 匝c h a n i s m a bs t r a c t a l k a l i n ep e r o x i d em e c h a n i c a lp u l pp r o c e s si sak i n do fh i g hy i e l dp u l p i n g t h a tc o m e sw i t ht h ec o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o no fw o o da n dt h ed e v e l o p m e n to f c l e a np r o d u c t i o nt e c h n i q u e s a p m ph a sn u m e r o u sb e n e f i t s ，s u c ha s s i m p l e p r o c e s s ，l i t t l e c h e m i c a l sa n dl o wp o l l u t i o n h o w e v e r , t h ed i s a d v a n t a g e so f a p m p i n c l u d i n gh i g h e rr e f i n i n ge n e r g y , l o w e rp a p e rp h y s i c a ls t r e n g t ha n dp o o r b r i g h t n e s ss t a b i l i t y t h ec h e m i c a lt r e a t m e n ti ss og e n t l et h a tpl a y e ra n ds 1l a y e r o ft h ef i b e rc e l lw a l lr e m a i n sw e l l t h e r e f o r e ，i tn e e d sh i g hr e f i n i n ge n e r g yt o s e p a r a t ef i b e r si n t op u l p ，w h i c hp r e v e n t sa p m pf r o mm a k i n gm o r ep r o g r e s s g r e a t l y x y l a n a s e ，c e l l u c l a s tb g , c e l l u l a s e a r eu s e dt ot r e a tp o p l a ra p m pp u l p w h i c hi sa f t e r1 啦s t a g er e f i n i n g t h ee f f e c t so fd i f f e r e n tk i n d so fe n z y m e so n r e f i n i n ge n e r g ya n dp a p e rp h y s i c a ls t r e n g t hi n d e x e sa r es t u d i e d t h eo p t i m u m p r o c e s sc o n d i t i o n sf o rs a v er e f i n i n ge n e r g yw i t hc o o p e r a t i o no fx y l a n a s ea n d c e l l u l a s ea r eo p t a i n e db yr e s p o n s es u r f a c ea n a l y s i sm e t h o d b o t ht h es u r f a c e t o p o g r a p h ya n a l y s i sb ye n v i r o n m e n t a ls c a n n i n ge l e c t r o n i cm i c r o s c o p ea n d c h e m i c a lc h a r a c t e r i s t i c sa n a l y s i sb yx r a yp h o t o e l e c t r o ns p e c t r o s c o p yo ff i b e r s b e f o r ea n da f t e re n z y m e st r e a t m e n ta r ea l s oe x a m i n e d t h er e s u l t so b t a i n e da r e a sf o l l o w s ： i x y l a n a s e ，c e l l u c l a s tb g , c e l l u l a s ec a ns a v er e f m i n ge n e r g yo fp o p l a r a p m pp u l pa t2 n d s t a g ee f f e c t i v e l y t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fx y l a n a s e t r e a t e m e n ta r ea sf o l l o w s ：p hv a l u ei s6 8 ，t e m p e r a t u r ei s5 5 ，d o s a g ei s2 0 i u 曾1a n dt i m ei s1 5h t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so f c e l l u c l a s tb gt r e a t e m e n ta r e a sf o l l o w s ：p hv a l u ei s6 0 ，t e m p e r a t u r ei s5 0 ，d o s a g ei s2 i u 分1a n dt i m ei s1 h t h eo p t i m u mc o n d i t i o n so fc e l l u l a s et r e a t e m e n ta r ea sf o l l o w s ：p hv a l u ei s 5 0 ，t e m p e r a t u r ei s5 5 ，d o s a g ei s0 6i u g a n dt i m ei s1h w i t ht h ea i do f t h e c u r v e f i r i n go fl i n e a re q u a t i o nf o rr e f i n i n ge n e r g y i ne x c e ls o f t w a r e ，i ti s r o u g h l ye s t i m a t e dt h a ta b o v ee n z y m e sc a ns a v er e f i n i n ge n e r g yb y17 8 6 、 2 0 5 5 、18 8 2 s e p a r a t e l yu n d e rt h eo p t i m u mc o n d i t i o n sw h e nr e f m et ot h e f r e e n e s so f2 5 0m l e n z y m e st r e a t m e n ti nr e f i n i n gc a l li m p r o v et h ew a t e rr e t e n t i o nv a l u e ， o p a c i t ya n ds c a t c o e f fo fp o p l a ra p m p t h e r ea r en ob a de f f e c t st ot h ep a p e r p l a y s i c a lp r o p e r t i e s t h er e s u l t ss h o wt h a tx y l a n a s e ，c e l l u c l a s tb ga n dc e l l u l o s e c a ni n c r e a s eb r i g h t n e s sa n di n h i b i t et h eb r i g h t n e s sr e v e r s i o no fp o p l a ra p m p w h e nh 2 0 2b l e a c h i n gi sp l a c e da f t e re n z y m e st r e a t m e n t t h eo p t i m u m p r o c e s sc o n d i t i o n sf o rs a v er e f i n i n ge n e r g yw i t hc o o p e r a t i o n o fx y l a n a s ea n dc e l l u l a s ea r eo b t a i n e db yb o x b e h n k e nm o d ei nr e s p o n s e s u r f a c ea n a l y s i sm e t h o d r e p r e s s i o nm o d e l sf o rb o t hf r e e n e s sa n dw r vw h i c h a r er e l e v a n tt ox y l a n a s ed o s a g e ，c e l l u l a s ed o s a g e ，p hv a l u ea n d t e m p e r a t u r ea r e o b t a i n e d f r e e n e s s ( m l ) = 2 1l + 1 0 x a - 1 0 x b 一1 3 7 5 x c 一3 7 0 8 x d + 1 5 x a x b 一1 0 x a x c + 1 5 x a x d - 3 7 5 x b x c + 1 2 5 x b x d + 7 5 x c x d + 4 1 5 8 x a 2 “1 5 8 b 2 + 2 9 7 1 x c 2 + 4 0 9 6 x d 2 , w r v ( ) = 1 8 9 3 2 - 1 1 8 3 x a + 1 6 x b + 0 6 x c + 4 2 5 x d + 1 4 5 x a x b 一1 i i 8 7 5 x a x c 一1 8 2 5 x a x d 一0 9 2 5 x b x c 一0 8 2 5 x b x d + 0 2 5 x c x d - 5 2 8 5 x a 2 - 3 7 3 5 x b 2 5 0 3 5 c 2 5 0 3 5x d 2 i na b o v ec h e m i c a lf o r m u l a s ，as t a n d sf o rp h v a l u e ，b s t a n d sf o rc e l l u l a s ed o s a g e ，cs t a n d sf o rt e m p e r a t u r ea n dds t a n d sf o rx y l a n a s e d o s a g e t h eo p t i m u m p r o c e s s c o n d i t i o n sf o r s a v i n gr e f i n i n ge n e r g y w i t h c o o p e r a t i o no fx y l a n a s ea n dc e l l u l a s ea r ea sf o l l o w s ：p hv a l u ei s5 7 ，c e l l u l a s e d o s a g ei s0 5i u g - ，t e m p e r a t u r ei s51 ，x y l a n a s ed o s a g ei s15i u g u n d e r a b o v ec o n d i t i o n s ，f r e e n e s sc a nr e a c ht o2 0 5m la n dw r vc a nr e a c ht o19 0 5 as e r i e so fs t a n d a r dm i x t u r eo fl i q u i d sw i t hk n o w nc o n c e n t r a t i o n so f m o n o s a c c h a r i d ed e w a t e r i n gd e r i v a t i v e sw h i c ha r ec o m p o s e do ff u r f u r a la n d 5 - h y d r o m e t h y l 一2 一f u r a l d e h y d ea r ep r e p a r e d b a s e do nt h em a t h e m a t i c a lr e l a t i o n b e t t w e nu v s p e c t r u mo fm o n o s a c c h a r i d ed e w a t e r i n gd e r i v a t i v e sa n dv a r i o u s c o r r e s p o n d i n g c o n c e n t r a t i o n s ，t h e c o n t e n td e t e r m i n a t i o nm o d e lo f m o n o s a c c h a r i d ei so b t a i n e db yp l sr e g r e s s i o n t h ec o n t e n to fx y l o s ea n dm - g l u c o s ec a nb ef o r e c a s t e db yf e d d i n gt h ed a t a so fu vs p e c t r u mo fe n z y m a t i c h y d r o l y s a t eo fp o p l a ra p m pt r e a t e dw i t hd i f f e r e n te n z y m e si n t ot h em o d e l t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ea m o u n t so fx y l o s ea n dg l u c o s ei n c r e a s ew i t ht h e e n z y m e se n h a n c e m e n t ，b u tt h e nk e e pm o s t l yu n c h a n g e a b l e x y l a n a s e ，c e l l u c l a s tb gc e l l u l a s ea r eu s e dt ot r e a tp o p l a ra p m pp u l p w h i c hi sa f t e r1ms t a g er e f i n i n g ，t h e np f ib e a t i n gf o r4 0 0 0r o u n dt oi m i t a t e2 n d s t a g er e f i n i n g s c a n n i n ge l e c t r i cm i c r o s c o p e ( s e m ) a n a l y s i sw a su s e dt o o b s e r v et h ef i b e rs u r f a c em o r p h o l o g yb e f o r ea n da f t e re n z y m e st r e a t m e n t t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h ep o p l a ra p m pf i b r e sw i t he n z y m e st r e a t m e n th a v et h e i i i r e m a r k a b l ef i b r l l a t i o na f t e rr e f i n e rb e r i n g e n z y m e st r e a t m e n tm a k e sf i b r e st o a c t i v a t ea n dr e l a x ，w h i c hh e l p sf i b r e st oa b s o r bw a t e ra n d e x p a n s i o n x p s a n a l y s i sr e s u l t ss h o wt h a ti nc o m p a r i s o n 、i t hf i b e r sw i t h o u te n z y m e s t r e a t m e n t ，s o m ec h a n g e so ff i b e r sw i t hx y l a n a s et r e a t m e n ta n dc e l l u l o s e t r e a n t m e n ts e p e r a t l ya r ef o l l o w s ：o cv a l u ei n c r e a s e df r o m0 4 51t o0 4 7 6a n d 0 4 6 6s e p e r a t e l y , p e a ka r e ao fc 1d e c r e a s e df r o m2 5 7 6 t o3 5 2 a n d1 5 3 7 s e p e r a t e l y , p e a ka r e ao fc 2i n c r e a s e df r o m6 4 4 5 t o8 6 14 a n d7 1 6 8 s e p e r a t e l y a b o v ed a t a ss h o wt h a te n z y m e st r e a t m e n th a sc h a n g e dc h e m i c a l c o m p o s i t i o no ff i b e r ss u r f a c e ，l e a d i n gt oi n c r e a s eo fc a r b o h y d r a t ea n dd e c r e a s e o fl i g n i n ，w h i c hm e a n sm o r eh y d r o p h i l i cg r o u p sa r ee x p o s e do nf i b r e ss u r f a c e t h e r e f o r e ，t h ef i b r e sc a na b s o r bw a t e ra n de x p a n s i o ne a s i l y , w h i c hi sb e n e f i tt o s e p a r a t ef i b r e st og e tb e t t e rr e f i n i n ga n dl e s sr e f i n i n ge n e r g y t h ef q aa n a l y s i sr e s u l t ss h o wt h a tw i t ht h ee n h a n c e m e n to fe n z y m e s d o s a g e ，t h ea v e r a g el e n g t ha n dt w i s t so ff i b r e sd e c r e a s e ，w h i l et h em e a nw i d t h a n df i n e si n c r e a s e e n z y m e sc a nd e g r a d ef i b r e sa n dm a k et h e mt ob r e a km o r e e a s i l yu n d e re n z y m e s t r e a t m e n td u r i n gr e f i n i n g k e yw o r d s ：p o l a ra p m p ；x y l a n a s e ；c e l l u l a s e ；r e f i n i n ge n e r g y ；s u r f a c e t o p o g r a p h y ；s e m ；x p s ；f q a i v 目录 摘要i a b s t r a c t i 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 1 1 造纸行业发展现状l 1 1 2a p m p 制浆技术2 1 2 生物技术在制浆造纸行业的应用4 1 2 1 生物制浆4 1 2 2 生物漂白o o ooo ooooooooo5 1 2 3 生物脱墨5 1 2 4 生物法处理废水6 1 3 纤维素酶7 1 3 1 纤维素酶的组成及来源7 1 3 2 纤维素酶的作用机理8 1 3 3 纤维素酶在制浆造纸上的应用8 旺 1 4 木聚糖酶9 1 4 1 木聚糖酶的组成及来源9 1 4 2 木聚糖酶的作用机理1 0 1 4 3 木聚糖酶在制浆造纸上的应用1 0 1 5 影响酶反应的因素1 1 1 5 1 温度的影响。1 2 1 5 2p i - t 值的影响1 2 1 5 3 酶激活剂和抑制剂的影响1 3 1 5 4 酶用量的影响1 4 1 5 5 反应时间的影响1 4 1 5 6 底物浓度的影响1 5 1 6 分析与检测方法1 5 j r j 5 j 17 17 19 ：! ( ) ：z ：! 2 2 2 3 ：! z l ：z l ：! z ：! ：； ：! ! ； 2 7 ：2 8 ：1 8 ：1 8 ：；：! 3 7 ：；9 第三章酶促磨浆对混合杨木a p m p 浆抄造性能和成纸质量的影晌。4 0 3 1 实验原料与方法4 0 3 1 1 原料4 0 3 1 2 酶4 0 3 1 3 酶处理。j 41 3 1 4p f i 磨浆4 1 3 1 5 漂白4 1 3 1 6 抄片4 2 3 1 7 纸浆的分析与检测4 2 3 1 8 保水值的测定一4 2 i l 3 1 9 返黄值的测定4 3 3 2 结果与讨论4 3 3 2 1 酶促磨浆对保水值的影响4 3 3 2 2 酶促磨浆对纸浆物理强度的影响4 5 3 2 3 酶促磨浆对松厚度的影响4 8 3 2 4 酶促磨浆对白度及返黄值的影响4 9 3 2 5 酶促磨浆对不透明度和光散射系数的影响5 0 3 3 本章小结o 5 2 第四章响应面分析法优化木聚糖酶纤维素酶协同作用降低磨浆能耗的工艺研究5 4 4 1 实验原料与方法。5 4 4 1 1 原料j 5 4 4 1 2 酶处理5 4 4 1 3p f i 磨浆5 5 4 1 4 游离度的测定5 5 4 1 5 保水值的测定5 5 4 1 6 响应面优化实验设计5 5 4 2 结果与讨论5 7 4 2 1b o x b e h n k e n 实验结果5 7 4 2 2 回归模型的建立及方差分析5 8 4 2 - 3 响应面曲线分析6 1 4 2 3 影响因素的优化取值6 7 4 3 本章小结6 8 第五章p l s 法测定杨木a p m p 酶促磨浆过程中溶出单糖的含量6 9 5 1 实验原料与方法7 l 5 1 1 实验原材料7 l 5 1 2 实验方法7 1 5 2 结果与讨论7 4 5 2 1 单糖脱水衍生物标准混合液的紫外扫描图谱7 4 5 2 2p l s 法建立单糖含量测定模型7 4 5 - 2 3 单糖含量测定模型的检验7 6 i i i 5 2 4 纸浆酶解液中糖的组成和含量变化7 7 5 3 本章小结7 8 第六章杨木a p m p 酶促磨浆机制及其表面形貌和化学特征7 9 6 1 实验原料与方法7 9 6 1 1 实验原料7 9 6 1 2 酶处理7 9 6 1 3 扫描电镜观察8 0 6 1 4x 射线光电子能谱分析8 0 6 1 5 纤维质量性能分析8 0 6 2 结果与讨论8 0 6 2 1 纤维表面s e m 观察8 0 6 2 2 纤维表面化学成份的x p s 分析_ 8 3 6 2 3 纤维质量性能f q a 分析9 2 6 3 本章小结。9 8 第七章结论_ 9 9 参考文献。l0 4 致谢11 4 攻读学位期间发表的学术论文目录1 0 4 1 5 i v 缩写、符号说明 a p m p ：a l k a l ip e r o x i d em e c h a n i c a lp u l p ，碱性过氧化氢机械法制浆 w r v ：w a t e rr e t e n t i o nv a l u e ，保水值 s e m ：s c a n n i n ge l e c t r o n i cm i c r o s c o p e ，扫描电子显微镜 x p s x m yp h o t o e l e c t r o ns p e c t r o s c o p y ，x - 射线光电子能谱 f q a - f i b e re q u i p m e n ta n a l y z e r ，纤维质量分析仪 广西大掌博士学位论文混合杨木a p m p 浆酶伍u 备浆工艺及其过程机制的研究 1 1 研究背景 第一章绪论 1 1 1 造纸行业发展现状 造纸术是我国四大发明之一，纸的发明使我们的生活发生了巨大改变。蔡伦发明的 纸结束了人们使用绳结、竹片和布帛做记录的时代，让人类的历史和智慧得到了更好的 保存，为社会的发展做出了巨大的贡献。到目前为止，纸已经成为了人们必不可少的生 活和生产资料，纸和纸板的消费水平已成为衡量一个国家现代化水平和文明程度的重要 标志之一。制浆造纸行业已经成为国民经济的重要产业，中华人民共和国工信部公布的 数据表明，从1 9 9 1 到2 0 0 6 年的1 5 年间，我国纸和纸板总产量和消费量分别以年均9 7 1 和9 8 3 的速度增长，我国成为近年来全球纸业增长最快的国家。2 0 0 9 年从1 月份到 1 1 月份，我国国内纸和纸板的生产量达到了8 4 6 7 万吨，与2 0 0 8 年同比增长了1 1 9 ， 其中1 1 月份单月产量就已达到了8 7 2 万吨，涨幅达到了2 8 8 ；纸浆累计产量达到1 7 5 6 万吨；进口纸浆1 2 6 7 万吨，废纸2 5 2 0 万吨，纸和纸板进口2 9 9 万吨，出口3 2 9 万吨。 我国是纸张生产大国是也纸张消费大国，近些年来我国的造纸工业得到迅猛发展，纸张 的消费量和生产力均已位居世界第二，预计2 0 1 0 年国内纸张消费量将达到9 1 8 0 万吨， 人均消费量达到6 8 千克，中国纸张及纸板消费量还有很大的上升空间。 随着造纸业的迅猛发展，造纸行业面临着的原料短缺、污染严重、动力短缺等问题 也越来越突出。我国虽然地大物博，但是森林覆盖面积却远远低于世界平均水平，严重 制约了造纸行业的发展。为解决造纸原料短缺的问题，高得率制浆越来越得到重视，化 学机械浆和机械浆的研究和投产暂时缓解了原料短缺的问题。2 0 0 4 年，国家发改委颁布 全国林纸一体化工程建立“十五及2 0 1 0 年专项规划，该规划指出实施林纸一体 化是解决造纸原料短缺的最好办法，国外的大型造纸厂基本上都已经拥有自己的林场， 实现了林纸一体化，林纸一体化是中国现代化纸业发展的必经之路。传统上认为保护森 林资源和发展造纸业是对立的，认为我国林业资源缺乏是木浆造纸发展的最大障碍。但 是经验表明，造纸工业比