工作站與湖北工業大學謝益民教授及其團隊就制漿工藝白腐菌技術研發及工業化應用項目開展合作,針對公司發展需要,逐步開展新技術研究,并實現產業化。深度開展校企合作,通過專家工作站建設,將高端專業人才及創新團隊引入企業,與公司研發團隊聯合進行技術開發、項目合作和人才培養,尤其是進行關鍵核心技術攻關,促進了企業技術創新,實現了技術產業化,先后實施了高得率制漿技術研究、污水封閉回用技術、防近視紙研發等專項技術開發,獲得防近視用紙、白腐菌處理技術、高濃度磨漿等12項專利,成為企業高質量發展的澎湃動力。

湖北華海纖維科技股份有限公司自2010年始與湖北工業大學制漿造紙學院院長謝益民教授及其團隊建立了良好的合作關系,2021年雙方簽訂合作協議,經湖北省科學技術協會批準成立湖北華海纖維科技股份有限公司專家工作站,形成了以謝益民教授為核心的技術研發團隊,團隊共由11人組成,其中博士5人,高級工程師3人,每年安排科研經費1300萬元,開展關鍵技術攻關,先后實施了高得率制漿技術研究、污水封閉回用技術、防近視紙研發等專項技術開發,獲得防近視用紙、白腐菌處理技術、高濃度磨漿等12項專利。
造紙行業是我國能耗較高的行業之一,節能減排是造紙行業一項重要且緊迫的任務。在我國現有的木漿制漿工藝中,由于楊木無法得到有效地降解,纖維短、成紙強度較差,導致楊木制漿花費時間長,且能耗高、污染負荷大。通過專家工作站建設,將高端專業人才及創新團隊引入企業,與公司研發團隊聯合進行技術開發、項目合作和人才培養,尤其是進行關鍵核心技術攻關,促進了企業技術創新,實現了技術產業化。

新技術研發
白腐菌協同雙螺桿堿性過氧化氫處理。經過研究,發現與其他制漿方式相比,雙螺桿APMP工藝有著顯著的優勢。經過白腐菌預處理后,木片變得疏松,NaOH浸漬效果更好,有利于后續雙螺桿擠碾機處理。另外,H2O2可以有效的除去木素的有色基團,從而達到漂白的目的。近些年,本實驗室與合作企業不斷完善雙螺桿APMP制漿工藝,認為其有良好的應用前景。在整個工藝過程中,楊木心材經削片機切片后,依次經過白腐菌預處理、NaOH浸漬處理、雙螺桿搓絲、H2O2漂白和高濃磨漿。流程如圖1所示。同時,雙螺桿APMP得率達到84%,明顯比傳統的CMP高。
白腐菌處理楊木心材的機理研究。楊木心材中有白腐菌生長所需要的碳源(木素、抽提物、半纖維素),接種到木片上的菌絲會自由生長覆蓋至木片的表面。并且隨著處理時間的增加,白腐菌菌絲的密度也逐漸增加,白腐菌的產酶酶活也隨之增加,從而達到降解木素的效果。根據菌體在木片上生長狀態的觀察,當菌體在木片上生長至10天后,菌絲量開始逐漸減少,產酶酶活逐漸降低。

白腐菌處理對楊木心材雙螺桿APMP漿成紙性能的影響。白腐菌處理后經雙螺桿處理的APMP法制漿所得成紙的緊度、環壓指數、耐破指數、抗張指數、撕裂指數、分別提高了15.6%、5.8%、15.8%、37.3%以及8.4%。白腐菌處理之后紙頁的白度有所降低,這可能是在洗滌木片時未能完全洗凈木片上的菌絲,木片上殘留的菌絲消耗了部分漂白劑H2O2,導致紙頁的白度降低。


技術產業化
新技術的核心價值體現在產業化上。通過技術嫁接與應用,推進新產品開發,實現市場價值。團隊緊盯市場需求,大力推進制漿工藝白腐菌技術的工業化應用,根據華海生產工藝實際,開展防近視紙研究,在紙漿色澤調整上下功夫,生產的紙張色澤淡黃,光澤適中,對學生的視力具有保護作用,先后開發出適應市場的練習簿用紙,作業本紙等產品。
華海公司專家工作站在謝益民教授及團隊的引領和指導下,通過制漿工藝白腐菌技術研發及工業化應用以及高得率制漿技術、污水封閉回用技術等20多項技術研究,帶動了華海生產技術和工藝的提升,建成了國內首家自有知識產權的木片預處理生產線,獲得防近視用紙、白腐菌處理技術、高濃度磨漿等12項專利,其中發明專利3項,實用新型專利4項。通過項目實施,有效縮短了漿紙生產反應時間,減少了物料消耗,并將制漿廢液回收利用,回收率大幅提高;電耗由1200度降低到1050度,噸紙耗電降低20%;打漿度由20度提升到25度,效率提升20%,形成日處理300噸木片能力;2023年銷售收入達到4.5億元,利稅2500萬元,年增加效益600萬元;與湖北、湖南、江西、陜西、安徽、河南、江蘇等地的7家大型國有出版集團以及國內30多家知名客戶建立了戰略合作關系。企業因此被納入襄陽市“隆中人才支持計劃B類”;防近視紙產品通過“湖北精品”認定,被湖北省經信廳列入2024年度湖北省創新產品應用示范推薦目錄;以華海公司專家工作站為基礎,與湖北工業大學聯合建立的制漿造紙研發中心被省科技廳認定為“省級校企研發工作中心”。
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