・论文与综述・

对生物制浆几个问题的思考和对策

李学凤 ,秦梦华

(

山东轻工业学院制浆造纸省级重点学科

山东济南

250353)

[ 摘　要 ] 　对生物制浆过程中的几个问题进行了讨论。在看到生物制浆的良好应用前景下 ,也不应忽视生

物预处理制浆存在预处理时间较长、

酶预处理化学制浆过程中酶催化效率较低的问题。并针对上述问题初步提

出一些相应的改善措施。

[ 关键词 ] 　生物制浆 ;酶预处理 ;化学制浆 ;效率

　　传统的机械法制浆带来的高能耗和化学制浆带来

的环境污染问题促使造纸工作者不断进行新的清洁制
浆方法的尝试。在这其中生物制浆因其环境友好性而
得到众多研究者的关注。但目前单独依靠微生物或是
酶的作用来达到类似传统的化学法制浆对植物纤维原
料的木素脱除的效果还存在着一定的困难 ,因此 ,便出
现了生物预处理与传统的机械法、

化学法、

有机溶剂法

制浆相结合的过程 ,以其在环境方面和能源节省等方
面的潜在优势

[ 1

4 ]

而预示着未来清洁制浆的发展方向

之一 ,并初步取得了一定的效果。对于机械制浆 ,可以
节省 30 %～40 %的能耗 ,成浆强度效果较好 ;对于化
学制浆 ,可以在达到相同脱木素条件下降低用碱量 ,改
善成纸的物理指标。在看到生物制浆的良好应用前景
下 ,也不应忽视生物预处理制浆存在的问题。

1 　微生物处理天数相对较长

过去的几十年 ,人们对生物制浆表现出浓厚的兴

趣 ,取得了令人鼓舞的成果。筛选出了生物制浆用优
良菌种 ,其中研究较多的是黄孢原毛平革菌 ,杂色木云
芝。其初步的应用显示出良好的降解木素的能力 ,但
同时对纤维素半纤维素存在着不同程度的降解。目

前 ,纯粹降解木素的菌株或是高度地表现出具有对木
素降解选择性的菌株较为稀少。事实上 ,木素在植物
天然的进化过程中具备一定的对菌株降解的反抗性 ,
而纤维素、

半纤维素由于分子学特性使其相对于木素

来说更容易作为菌株生长过程中的碳氮源而被微生物

所利用。微生物在植物纤维原料上的生长过程不同于

化学制浆过程中蒸煮药品对纤维原料的作用过程 ,前
者更多的是量变的过程 ,而后者则在一定时间内完成
对纤维的解离 ,因此 ,生物制浆往往需要一定的相对较

收稿日期

:2007 - 05 - 09

长的处理周期 ,文献报道较多的一般为两周以上 ,这对
于现代制浆造纸工业是难以接受的。但是一旦低于两

周 ,往往又起不到较好的效果。国外研究较多的是对
木材原料 ,生长周期可能更长。近几年 ,我国也开展了
对非木材原料的生物制浆探讨。如龙须草生物制浆技

术等通过技术鉴定 ,显示出了良好的制浆前景。草类
原料一个显著不同于木材原料之处就是其组织结构较

为疏松 ,半纤维素含量较为丰富 ,因此 ,较之木材可能
更有利于菌株的生长。我国草类原料制浆所排放的污

染物占较大的比例 ,如果能够成功地运用生物技术降
低制浆时的污染 ,无疑对我国更具有现实意义。世界
范围内的原材料短缺、

进口废纸浆的价格走高都使造

纸工作者对草类原料的合理利用有了新认识。将来生

物技术更多地可能运用到草类原料的生物机械浆以生

产瓦楞纸为主。因为随着现代制浆技术的成熟 ,碱回
收技术使得生物预处理化学浆对用碱量的节省显得不

那么重要 ,主要考虑还是随着用碱量的降低对纤维素
的保护更加有利 ,实现低碱蒸煮高得率高质量制浆。

如果生物制浆过程成为可能 ,对大批植物纤维原

料进行灭菌处理较为困难 ,还有就是为了达到较好的
菌株生长效果 ,往往需要一定的温度和湿度 ,这对于有
较大季节温度差异的地区来说 ,无疑将增加处理的难
度。对于具有相对较适宜温度、

湿度的南方地区则有

可能率先实现室外生物预处理。另外 ,通过试验观察 ,
生物制浆前应该尽量避免纤维原料水溶性抽出物的溶
出 ,因为这部分物质很可能作为菌株生长初期的碳氮
源 ,它们的溶出不利于菌株初期的生长 ,从而减弱生物
处理的效果。另外 ,生物预处理可能需要几种具有不
同降解特性的菌株协同作用以取得较为理想的效果。

国外开展的菌株筛选一般以木材为底物 ,对草类原

料的研究较少。草类原料半纤维素含量高导致其成纸

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　2008 年　第 1 期　　　　　　　　　　

《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　　　　　