王亚静 张美芳

[摘    要]造纸行业属于技术密集型企业，涉及到多个学科知识和专业技术。从生产的角度来说，造纸行业需要投入的资金成本过高，造纸企业通常都是规模较大的产业，这样才能保障经济利润的提升。造纸对于原材料有着一定的依赖性，从目前我国的制浆造纸企业来看，虽然实现了对造纸技术的更新和完善，但是在设备使用情况、污染防治等方面仍然存在一定的漏洞，将生物技术应用在其中是现阶段的一个发展趋势。本篇文章通过对现代化制浆造纸的流程进行阐述，分析生物技术的特点和优势，从而就生物技术在制浆造纸工业中的应用进行探讨，并且展望它的未来应用发展。

[关键词]生物技术;制浆造纸工业;应用前景

[中图分类号]TS74 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2020）12–00–03

[Abstract]The paper industry is a technology intensive enterprise， which involves multi-disciplinary knowledge and professional technology. From the perspective of production， the capital cost of paper industry is too high， and paper enterprises are usually large-scale industries， so as to ensure the improvement of economic profits. Papermaking has a certain dependence on raw materials. From the current situation of China's pulp and paper enterprises， although they have achieved the updating and improvement of papermaking technology， there are still some loopholes in the use of equipment， pollution prevention and control， etc.， and the application of biotechnology in it is a development trend at this stage. In this paper， through the elaboration of modern pulp and paper process， the characteristics and advantages of biotechnology are analyzed， so as to discuss the application of biotechnology in pulp and paper industry， and look forward to its future application and development.

[Keywords]biotechnology; pulp and paper industry; application prospect

制浆造纸是现代造纸企业进行纸张加工生产的主要方式，从工艺上看，它可以分為制浆和造纸两个方面。制浆过程主要是提取植物纤维原料，通过机械法、化学法等手段分解为纸浆的过程。造纸过程则是通过打磨、加胶填充等方式将纸浆变成纸张的状态。造纸是起源于我国的工艺技术，传统造纸技术的工艺流程比较复杂，涉及到的技术较多，需要耗费大量的时间和精力。在现代科学技术的发展下，造纸工艺与过去相比实现了各个环节上的简化，并且引入了全新的生产设备以及原料进行操作，形成了一种集成化和系统化的生产模式，实现了专业上的创新和优化，尤其是生物技术的应贯穿于造纸的整个加工流程，包括原料提取、漂白、脱墨等环节，使得制浆造纸在效率和质量上得到了相应的发展。

1 现代制浆造纸的基本流程

1.1 制浆过程

制浆是造纸生产中的第一步，主要是将原材料转化为浆料的过程，一般情况下，它可以分为机械法、化学法以及化学机械结合的方法。机械法制浆是利用机械设备对原料进行旋转摩擦使其变成预期性状的一种方式。它需要根据实际情况选择合适的方法，包括磨石磨木浆、褐色磨木浆以及盘磨机械浆等，尽量提高纸浆的纯净度，再经过筛选、沉淀等方法对其进行净化。化学法制浆是指在原材料中掺入相应的化学药剂，包括纤维素、半纤维素、木质素等和化学药剂等，使其发生不同的化学反应，从而得到特定性能的纸浆。化学药剂在选择的过程中需要结合原料的特点，通常来说包括减法制浆以及亚硫酸盐制浆两种类型。在完成蒸煮等反应后，同样需要进行净化工作。化学机械制浆是结合二者之间的优点，通过化学药剂对原料进行软化等工作，然后进行机械加工，这样可以提高它的工作效率和质量，满足性能上的要求。在时代的发展下，生物技术逐渐应用在制浆过程中，并且起到了不同的作用。

1.2 造纸过程

纸料调制是造纸的关键部分，它与纸张的强度和色调有着直接的关系。首先，工作人员需要在调制之前先将之前制造的浆料进行分解和离散，控制它的酸碱度，使其在特定浓度下与水混合形成符合造纸要求的原料。其次，将浆料与水的混合物进行机械处理，在打浆机等设备的帮助下进行打磨，提高浆料中的纤维细度以及纤维表面分丝帚化的程度，提高纸张的强度以及不透明度。另外，可以在已经调制好的浆料中进行胶粘剂的添加或者充填一些材料，使其可以满足在性能方面的需求。将稀释的浆料经过脱水、干燥、压光等操作后，使其保持完整的纸张状态，在此过程中可以采用机械力的方式压出其中的水分，最后对其进行裁剪、包装等工作。这属于现代化的造纸流程。

2 生物技术的特点以及应用优势

2.1 生物技术的特点

生物技术具有一定的综合性，它是在一定基础上对生物体进行研究，从中提取出有用的物质和技术，来满足社会的发展要求，为人们提供更舒适的生活环境。近年来，在现代技术的发展下，生物技术的研究和应用非常迅猛，包括蛋白质工程、生化工程以及酶工程等都取得了不同的进步。通过生物技术的应用，在一定程度上改善了传统工艺带来的弊端，并且实现了能源以及环保等方面的迈步，是人们非常关注的一个话题。生物技术是以改造生物体或者加工生物原料作为研究的前提，将生物与各行各业联系在一起，开拓了一个全新的领域，它涉及到分子生物学、遗传学以及生物化学等多种学科，在一定程度上代表了人类文明的发展。在如今，有关部门更是将生物技术、信息技术等结合到一起，实现现代生物技术的创新，将其运用到加工、制造等行业中，取得了不同程度的进步。

2.2 生物技术在制浆造纸工业的应用优势

在传统的制浆造纸工业中，化学制浆方法是非常普遍的，但是在实际的操作过程中，它所排放出的污水中含有大量的COD、BOD、SS等有害物质，对于环境有着一定的伤害，在生物技术的应用下，它对制浆过程进行了全面创新，可以实现清洁型纸浆生产线的建设，通过生物分解的方式对原材料进行相应的优化，从而达到理论上的“零污染”情况，有效地解决了造纸过程中产生的工业污染等问题。另一方面来说，生物技术在制浆造纸工业中的应用，可以提高纸浆的性能，包括耐折性、强度等。同时，生物制浆已经逐渐形成了一种环保项目，它可以与化学制浆方法结合到一起，有效的低生产成本，提高能源利用率，用一些生物原料替代了进口原料。此外，生物技术在造纸中的应用还形成了一条产业链，并且加入了扶贫项目中，有效地提高了农作物的应用范畴，需要有关人员对此大力推广。

3 生物技术在制浆造纸工业中的具体应用

3.1 生物技术在制浆中的应用

3.1.1 原材料处理中的应用

在传统的制浆过程中，一般都是通过机械加工的方式获得纤维状的物质，但是这种机械剥皮的方式能耗较高，容易造成纤维物质的损失，在生物技术的应用下，可以通过生物酶、果胶酶、半纤维素酶对植物原料进行处理，它们的酶分解技术可以在一定程度上起到催化作用，降低纤维中的活化性能，使得原材料中纤维之间的作用力降低，在这种情况下，再通过机械设备进行处理，可以有效提高它的工作效率，提高纤维的处理量，而且如今在科学技术的发展下，可以加强过程中的调节控制，使得生物体更加适应环境的变化，将生物反应过程维持在一个良好的状态下，提取活性物质。

3.1.2 在化学制浆中的应用

在传统的化学制浆中，通常来说都是通过蒸煮的方式将原料制作成纸浆，可以将化学药剂与原料中的木素在一定的条件下发生化学反应，从而去除纤维中的杂质，达到预期的性能。但是在发生反应的过程中，往往达不到预期的效果，还有一些木素仍然保留在纤维中，这种情况下可以将生物技术应用在制作的过程中，利用微生物的方法减少化学药品在过程中的用量，实现制浆过程中的完整反应，满足纸张在制造过程中的性能要求。通过生物酶等一些真菌的运用，实现对原材料的加速反应，可以有效提高材料的利用率。例如白腐菌就是在造纸过程中常用的一种生物真菌，它可以实现对木质素的预处理，有效提高化学药剂与纤维之间的反应效率，在一定程度上保证最终产品在色度上的稳定性，但是对于白腐菌来说，它的菌种筛选以及预处理时间是比较长的，在未来的发展中，有关部门还应该加强在这方面的研究和探索，从而实现大规模的应用。

3.1.3 在机械制浆中的应用

机械制浆过程中最大的损失就是能源的消耗，尤其是对于盘磨类机械制浆工艺来说，它的手法是比较粗糙的，在加工的过程中可能会导致原材料性能上的破坏，生物技术在机械制浆中的应用可以有效减少能源方面的损耗，提高纸浆的各种性能，使其达到一定的标准。在机械磨浆前将木片用木素降解菌处理，能降低机械制浆过程磨浆能耗，提高纸浆强度。在生物技术的应用下，机械制浆还可以对原料中的可溶性物质进行控制，从而降低原木中的树脂含量。

3.2 生物技术在漂白中的应用

纸浆漂白是造纸中的重要工艺，它是除去纤维材料物质中所含的杂质，使其变白的一个过程。在传统的造纸工艺中，都会通过漂白粉、漂白剂的应用构建相应的化学反应，但是这类漂白物质属于杀菌消毒剂的一种，可能会对工作人员的健康造成不同程度的影响，通过皮肤接触甚至可能出现溃烂等情况，而且漂白粉在水的作用下具有强烈的腐蚀作用，它可能分解出次氯酸等酸性很高的物质，产生严重的危险隐患。生物技术在漂白过程中的应用就是通过生物酶提高纸浆的稳定性，同样可以达到漂白粉的效果，而且它的过程更加安全。

3.3 生物技术在脱墨中的应用

一般来说，造纸过程中的脱墨都是通过脱墨剂实现纤维中的油墨分离，破坏油墨对于纸纤维的粘附力，可以实现对纸张的湿润、渗透以及乳化等功能。现阶段来说，在生物技术的应用下，可以通过生物酶脱墨剂的应用减少它的纤维损失，而且条件和反应过程更加温和，有利于环保工作，它具有相应的综合性，可以提高机械设备的运行效率，在使用过程中比较简单。

3.4 生物技术在造纸废水处理中的应用

对于生物技术来说，可以对制浆造纸过程中产生的废水进行相应的处理。它是以生物分解为主，配合各种物理破解与机械破解交叉组合的复合工艺，可以有效实现对有害物质的控制，形成分解、催化等反应过程。另外，生物技术在污水处理的过程中还可以实现良性循环，通过SR系列的复合功能菌进行相应的回收，实现合理的调控。

4 生物技术在制浆造纸工业中的发展

在未来的造纸技术研究过程中，有关人员还应该加大投资力度，从造纸企业的规模以及生产特点等方面出发，对生物技术进行具体的开发，实现不同种类生物体与生产过程的结合，并且在一定程度上降低造纸过程中的投资成本，实现各方面的合理应用，形成具体的生物生产流水线，达到封闭循环的效果，彻底改变造纸技术对于环境的污染。

5 结束语

制浆造纸工业与人们的生活有着密切的关系，它包括制浆、漂白以及脱墨等多种工艺流程，通过生物技术在生产过程中的应用，可以有效地提高纸张的性能，保障材料的利用率，减少能源的浪费。

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