禾草类氧系高效节能清洁化纸浆制备体系的研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    21276119
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    B0816.资源、环境与生态化工
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

The cereal straws are abundant in natural resources. It seems, however, that the application of them in paper industry is conditioned by their well-known handicaps such as high silica content and more non-fibrous cells, so as not to reach the level of high efficiency, energy-saving, and clean production of wood pulp. It is also true that making full use of the straw's characteristics superior to wood is a prerequisite to high-efficient, energy-saving and clean production of straw pulp. This study is to aim at establishing the total oxygen pulping system for straws. Rice straw and wheat straw as straw representatives are pulped with alkali-oxygen at low-temperature, then highly selectively bleached with ozone. Firstly, it is hoped that the two-stage pulping give rise to high quality of straw pulps with brightness of ca. 80% ISO, where the lost of the pulps in viscosity is within 10% during ozonation. An additional bleaching with hydrogen peroxide would brighten the pulps up to 84% ISO or more, becoming genuine total oxygen pulps. Secondly, the organic substances such as acids, phenolic compounds etc. will be screened out from the ozone bleaching waste liquors as ozonation additives and carbohydrates protectors, to try to meet the need of self-sufficient additives and carbohydrate protectors in ozone bleaching. Thirdly, the black liquors from low-temperature alkali-oxygen pulping, the waste liquors from ozone bleaching as well as hydrogen peroxide bleaching will be recycled to a great extent in order to eliminate the effluent ultimately. Finally, through revealing the reaction mechanisms during the pulping, it will help to establish a truly total oxygen pulping system with high-efficient, energy-saving and clean, for rice straw and wheat straw, and advance the straw pulping technology, also accelerate the utilization of straw pulps in paper industry.
禾草类植物纤维原料资源量巨大,却碍于其先天的不足而难以具备与木材纸浆所具有的高效、节能、清洁制备的优势,使其在造纸工业中的应用受到了极大的限制。要提升禾草类纸浆的竞争优势,充分利用好禾草类纤维原料的特点是实现高效、节能、清洁纸浆制备的前提条件。氧系制浆以稻草和麦草作为禾草类原料的代表,对它们分别进行低温氧碱蒸煮和高效臭氧漂白,两步制浆直接获取白度达80%ISO,臭氧化黏度损失低于10%的高品质稻、麦草浆;之后加一步过氧化氢漂白将获取84%ISO以上的高品质高白度稻、麦草氧系浆;活用臭氧漂白废液中有机组分作为臭氧化反应助剂和碳水化合物保护剂,力求由臭氧漂白废液提取分离的有机酸、酚类等供给臭氧漂白;对氧碱蒸煮黑液、臭氧漂白废液及至过氧化氢漂白废液高度循环利用;揭示整个制浆体系的反应机理与特征,建立稻、麦草真正意义上的高效、节能、清洁的氧系浆制备体系,将禾草类制浆提升至一个更高的发展平台。

结项摘要

禾草类氧系高效节能清洁化纸浆制备体系的研究是在克服及规避禾草制浆饱受诟病问题,以禾草类特性通过氧系制浆以期扬长避短,建立能与木材制浆水平相当的新型制浆体系以为重振草类制浆工业夯实基础的大背景下提出来的。通过对稻、麦草各自的氧系制浆体系的系统研究,最终达成了纸浆制备蒸煮的高效节能清洁化目标。.对稻草先碱预蒸后于105℃低温氧碱蒸煮,可得到得率52%、卡伯值9.6、白度51.6%ISO、黏度848mL/g的稻草氧碱浆。将其在草酸保护作用下进行臭氧漂白两步法可漂白至80%ISO,且得到废液循环漂白纸浆质量稳定的效果。进一步优化稻草氧碱蒸煮还获得了得率54.4%、卡伯值6.7、白度58%ISO、黏度858mL/g的低卡伯值稻草氧碱浆,对其一步臭氧漂白得到80%ISO白度、选择性接近20的漂白浆。与此同时,与稻草传统碱法蒸煮相比,稻草氧碱蒸煮黑液的含硅量降低约85%,黏度临界点的固形物浓度可达近60%、热膨胀系数成倍增加,热解温度降低25-30℃,非常利于碱回收。.对麦草先预蒸煮,置换部分黑液,再于110℃低温氧碱蒸煮,可得到得率近46%、卡伯值8.6、白度近60%ISO、黏度682mL/g的麦草氧碱浆。其在草酸保护作用下的臭氧漂白轻松达到80%ISO的白度,而漂白选择性可上100。该结果的意义在于一步臭氧漂白可冲击高白度漂白浆,即氧碱蒸煮加臭氧漂白两步过程就能获得高质量的麦草氧系漂白浆。.对稻、麦草氧系制浆反应的机制、机理的基础性研究,得到了大量的科学数据,揭示了许多内在的规律,让氧系制浆体系变得更为清晰,充实了氧系制浆的理论。它不仅为草类氧系制浆技术的发展提供理论依据,也为在工程化推广与应用提供重要的科学依据。经过稻草氧碱制浆在工程化应用中的成功运行试验,禾草类氧系制浆体系的应用前景就更为值得期待。

项目成果

期刊论文数量(7)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
蔗渣木素在湿法堆存和氧碱制浆过程中的结构变化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
通过超声预处理4-乙酰基-TEMPO氧化制备水溶性纤维素糖酸钠盐
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Archives of Acoustics
  • 影响因子:
    0.9
  • 作者:
    陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
烧碱蒽醌和氧碱制浆稻草黑液在不同反应终点的热解性能
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ENERGY & FUELS
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
稻草氧碱悬浮物以及pH对于黑液物化性质的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    BioResources
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
通过含氧试剂从蔗渣中提取并表征纤维素
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    BioResources
  • 影响因子:
    1.5
  • 作者:
    陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利

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其他文献

稻草氧碱浆打浆特性的研究
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    林产化学与工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵思成;吴初柱;陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
稻草氧碱浆疏解特性的研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    林产化学与工业
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邵思成;吴初柱;陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利
蔗渣氧碱法制浆的技术瓶颈及应对措施
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    造纸科学与技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈克利;李欣欣;朱正良;字建祥;雀静;张永鑫;李学彬;柴欣生
  • 通讯作者:
    柴欣生
稻麦草浆滤水性能测定时所用散浆方式的确定
  • DOI:
    10.16112/j.cnki.53-1223/n.2017.04.015
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    昆明理工大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    孙家豪;陈克利
  • 通讯作者:
    陈克利

其他文献

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陈克利的其他基金

禾草薄壁细胞分离、分析及其成膜机制的研究
  • 批准号:
    51363013
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    50.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
蔗渣生物预处理节能清洁化氧碱制浆的研究
  • 批准号:
    20567001
  • 批准年份:
    2005
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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