劉 婧,劉海棠,2,3
(1.中國輕工業造紙與生物質精煉重點實驗室,天津市制漿造紙重點實驗室,天津科技大學輕工科學與工程學院,天津300457;2.中國林業科學研究院林產化學工業研究所,江蘇省生物質能源與材料重點實驗室,南京210042;3.天津市海洋資源與化學重點實驗室(天津科技大學),天津300457)
資源短缺和能源匱乏是現在全球面臨的共同問題。據專家推斷,現在世界上所有已知儲備量的化石類能源,如煤炭、石油等,在200年之內將全部耗盡[1]。在被能源及環境問題限制了全球造紙工業發展的背景下,生物質精煉的發展成為不可抵擋之勢。在美國能源部的支持下,美國林產與造紙工業協會(American Forest and Paper Association,AF&PA)制訂了2020年發展規劃[2],提出了“高效組合的林產品生物精煉”(integrated forest products biorefinery,IFBR)的概念,核心是整合全部的生物質原料,比如木材纖維等,并通過能源轉化、包裝等手段充分發揮利用其自身的價值[3]。制漿造紙產業會消耗大量的生物質資源(主要是木、竹、草等),在其所有的工序中,除了纖維素以紙漿的形式被有效地使用之外,大部分半纖維素和木質素都以廢液的形式被排出或焚燒,不僅增加了環境負荷,還浪費了大量的生物質資源。在全球資源不足和能源危機的背景下,生物質精制的概念被用于改變傳統的造紙產業,特別預水解液的增值化利用給傳統造紙行業帶來了額外的利潤。
預水解液的成分比較復雜,包括低聚木糖、木糖、木質素、甲酸、乙酸和糠醛等。其中,木糖含量最高,是生產糠醛的最主要原材料,擁有很高的潛在價值?!?br>