来自葡萄牙阿威罗大学和科英布拉大学的科学家评估了提高纸浆和造纸行业循环性的策略。他们的发现发表在《能源》杂志的一篇新论文中。

 

　　循环经济模式

 

　　人口增长、不断变化的消费模式和日益增长的工业化导致气候紧急情况日益严重。温室气体排放和大量产生的废物造成了前所未有的生态破坏，最近的极端天气事件似乎只是冰山一角。

 

　　循环经济模式已在多个行业广泛提出，以解决当前的气候问题。在这个概念中，废物被回收和再利用，变成增值产品。与目前开放的线性生产模式相比，循环制造模式是一个零浪费的闭环系统。

 

　　与传统的线性制造相比，循环经济的生产模式具有多项优势。首先，它否定了通过利用废物流来开发原始资源和原材料；其次，减少垃圾的产生，避免倾倒和焚烧对环境造成的破坏；再次，减少碳排放，节省资金。

 

　　当产品被丢弃而不被回收时，这些产品中的宝贵资源就会丢失。采用循环生产和废物管理模式可以回收这些具有商业价值的材料，并将其重新用于新产品。

 

　　造纸和纸浆行业

 

　　造纸和纸浆行业可以从循环制造模式中受益匪浅。这些行业消耗了世界上生产的大部分木质纤维素生物质。2020年，仅欧洲造纸和纸浆行业就消耗了约1.465亿立方米的木材，向绿色经济方法的过渡是这些行业的主要关注点。

 

　　仅在欧洲，这些行业每年就产生约1100万吨废物。这些废物流包括锯末、树皮、污泥和废加工液。这些废品在生物燃料、材料和工业化学品等应用中的潜在用途已催生相关人士重点研究并关注提高造纸和纸浆行业的循环性。

 

　　为了成功地回收这些废物流，并使其价值化以生产新产品，对结构和化学成分的深入了解至关重要。这些废物流本质上极其复杂，与其回收和再利用相关的挑战促进了集中于回收和加工策略的深入研究。

 

　　研究

 

　　能源领域的新研究回顾了纸浆和造纸行业当前最先进的方法，以实现废物利用的循环方法，用于增值生物产品。研究中强调了生物乙醇、沼气和较少研究的生物产品（如PHA）的生产是废物增值和循环利用的合适途径。作者审查和分析了200多篇论文，涵盖了纸浆和造纸行业循环性的各种技术、实验和经济方面。这些先前的研究分析了将生物质转化为有价值的商业产品（如生物燃料）的多种策略。

 

　　木材制备、制浆、造纸过程和废水处理过程的简化流程图

 

　　根据他们的评论，在生物精炼概念中评估废物流的价值，是改善这些行业循环性的一种有前途的方法。由于已经建立了物流、服务和工业设施，造纸和纸浆行业在实现循环方面具有优势。这将帮助他们更轻松地将生物精炼方法整合到他们的运营中。

 

　　可以增值的产品

 

　　造纸和纸浆行业的许多副产品都具有多种应用价值。例如，锯末可用于建筑，或者通常用作工业过程中的能源，从而减少对化石燃料的需求。可持续的家用加热颗粒也由这种废物资源生产。

 

　　从生物精炼的角度来看，许多副产品可以被回收来生产生物燃料和化学品。例如，可以对树皮进行化学处理以回收有价值的提取物。糖可以从用过的亚硫酸盐溶液中回收，用于微生物生物处理方法。该副产品还可用于生产氢气、生物乙醇和 PHA。

 

　　其他有用的副产品包括黑液、纸浆和造纸污泥，以及废水残留物。污染物和无机化合物可能存在于残渣、污泥和液体中，这有助于特定的处理协议。相关人员正在研究新工艺，以提高纸张和纸浆生产的各种废物副产品的资源回收率。

 

　　未来展望

 

　　这些行业仍需克服若干挑战，以改善纤维素生物乙醇和化学品的生产。例如，废料可能具有低糖含量，这增加了资源需求和下游加工的相关成本。另一个挑战是微生物对己糖和戊糖的发酵不足，也可能存在有毒副产物。

 

　　作者建议克服当前限制的一种策略，是在多产品生物精炼厂中使用联合生产方法。这可以抵消增加的资本和生产成本。此外，造纸和纸浆行业还有提高灵活性和提供替代收入来源的空间。最后，政府激励措施可以在提高循环性方面发挥关键作用。