竹柳在造纸工业中的应用

2014-04-02厦门桦冠生物科技有限公司福建厦门361000

华东纸业 2014年2期

关键词：速生纸浆白度

（厦门桦冠生物科技有限公司，福建厦门 361000）

竹柳在造纸工业中的应用

（厦门桦冠生物科技有限公司，福建厦门 361000）

引进美国竹柳作为制浆木材有诸多优点，木浆白度达50%～60%，木材出浆率90%～95%，原料损耗低，用碱量低（仅为4%），加工温度低，压力低、降低了生产成本。竹柳的速生性、可高密性、耐轮伐、产量高，适合作为速生丰产的纸浆林发展。

美国竹柳白度出浆率速生性高密性耐轮伐

美国竹柳是美国加州农大与美国几家最大的纸业及种苗公司联合研究的新品种。它是利用美国寒柳、朝鲜柳、筐柳等多元遗传种质材料，通过高新技术复合杂交选育。其中美国寒柳基因32．8%，朝鲜筐柳基因22．0%，美国毛竹基因18．4%，巴基斯坦柳基因26．8%，具有多种植物的遗传基因；又因树干修长，轮纹似竹节，叶饰浓绿，长势如竹，材质如柳而得名。它是具有强、快、好特点的优质超速生新树种。

美国竹柳是通过染色体加倍实现了倍性优势0000和杂种优势的综合特点，因此与一般的杂交育种树相比，不仅生长速度快，同时还明显改良木材特性。尤其适合生产纸浆材，是造纸的优良原料。

1 世界纸浆价格走势与中国纸浆需求情况

随着现代经济的快速发展，我国己成为世界上仅次于美国的笫一大纸品消费国，各类纸和纸制品消费量占世界消费总量的14% ；同时我国又是森林资源匮乏的国家,大量造纸原料需要进口,在各大纸浆生产国中，中国的净进口量最大。2012年国际纸浆价格为340 美元/t，而2013年国际纸浆价格却达到了近1 000 美元/t，一年飙涨190%。多个品种纸浆的价格都己超过近10年来最高点。长期以来纸浆价格居高不下，致使纸品成木增加，必须解决纸浆用材需要日益增长与森林资源匮乏日显突出的矛盾，以及与国际进口纸浆价格暴涨之间的矛盾。

中国纸业生产每年将有1 000 万t制浆需求缺口，木材消耗量达到了3．37 亿m3，中国木材进口量每年以16%的速度增加，其中以大径级的木材和阔叶林资源尤其稀缺。据统计，至2008年底，我国的中、高密度纤维板年设计能力将达到3 396．85万m3，林木原料短缺以及木材供不应求的市场格局在短期内仍不会改变。因此，总量巨大的市场需求将带动木材成本价格不断上涨，数据显示，目前国内生活用纸涨价约10%，文化用纸涨价30%，包装用纸涨价30%左右，其屮新闻纸从2008年1月的4 850 元/t暴涨至3月份的5 450 元/t，2008年底甚至已涨到了6 500 元/t。比年初涨了将近2 000元/t。相当每吨每月涨200 元，涨幅创5年最猛记录，涨到了 14%左右，而其他种类如箱板纸、书写纸等价格，上涨幅度也都超过了10%。

建立纸浆原料林基地，逐步减少对国外进口资源的依赖，显得非常迫切。营造速生丰产纸浆林“速生竹柳”是最好的树种之一。

2 速生竹柳与纸浆原料

速生竹柳属于乔木柳，中国制浆造纸研究院进行了“竹柳材性纤维质量及制浆性能的研究”。检测分析表明：竹柳材质色浅且密度适中，木粉自然白度达59．53%，比杨树高，木材密度在0．384～0．443 g/cm范围。纸浆要求木材密度范围在0．35～0．65 g/cm，速生竹柳纤维质量较好，纤维长宽适中且柔软，符合制浆工业对木材要求。根据竹柳木材密度和材质白度分析，该原料适宜做高得率化学机械浆。竹柳可以作为纸浆材合理地种植并开发利用。

3 竹柳造纸纸浆的主要性能分析

竹柳基本密度好，自然白度高，不空心、不黑心，得浆率高，纤维细而长，细胞壁薄、壁腔比小，在打浆过程易扁塌成带状，是较好的纤维纸浆材。

（1）一年生竹柳木粉自然白度达到59．53%，密度0．426 8 g/cm3，细胞壁厚3．24μm，壁腔比0．72,成浆打浆时易分丝帚化，在打浆度46oSR时，浆张断裂长9．44 km,撕裂指数4．11 mN·m2/g,耐破指数4．3 kPa·m2/g,耐折度达到1 270次。

（2）五年生竹柳木材平均基本密度为0．384～0．443 g/m3。欧洲树种的纤维素含量仅为48．26%，而竹柳的纤维素含量可达68．47%，综合纤维素含量为89．8%，因此成浆效率高，其中机械浆为92%～95%，化学浆为52%，磨浆能耗比一般造纸树大约低18．2%，比黑杨派低26%以上。

（3）五年生竹柳纤维平均长度为1．263 mm，比五年生速生杨和桦树长，而且长度分布均匀，长宽比值大，达到49．2；纤维细胞壁薄，壁腔比小，仅为0．68。这些指标明显优于其他树种品系。

竹柳本色浆白度为56%～58%，达到了新闻纸张水平，易于漂白, 有利于配抄白度较高的纸张，减少了漂白和污染治理费用，化学品消耗可节约48%以上，对环境起到保护作用。可作为生产新闻纸和百年不变色的高级档案纸用材。用竹柳木材取代以上材料可填补我国高档纸张用材的空白，且具有较高的经济效益。

4 竹柳超短期轮伐种植

竹柳除了可以作为常规的用材林栽植外，根据竹柳的相关生物学特性观察，发现竹柳的速生性、可高密植、耐轮伐、产量高等优良特性特别适合作为营造速生丰产纸浆林发展。利用快繁技术，通过“竹柳在最佳密度下当年生产纸浆”的各个项目的研究测产实验，并充分调研当前市场其他生物质能源的效益产出后，进行保守处理，采用林纸一体化栽培，超短期轮伐种植，最佳密度为每亩2 000株以上（15 亩=1 hm2）。该种植模式适合浅滩、荒涂等大面积种植，行距、株距按50cm×50cm种植，每亩可栽种2 668棵。生长3～4年，平均胸径可达10～12 cm，高度可达12～13 m，亩产鲜木材重量约达140～150 t。

5 竹柳制浆的优势

竹柳木质品质好，竹柳木材抗压、抗弯、抗拉、抗剪等能力比野生的桦木和杨树更好，是制造胶合板、纸张和优质枢架的上等材料，且木质细密均匀，不空心、不黑心，从边到心色度洁白。漂白前，自然白度达50%～60%，且木材得浆率高（90%～95%)，纤维柔软高织力强，因而所产的木浆质量高，且原料损耗低，用碱量低（仅为4%) ，加工温度低，压力低。这样，既降低了生产成本，也大大降低了污染负荷。经权威部门检测，竹柳纤维长度、宽度、粗度以及纤维分布频率、细小纤维百分比含量、细胞壁厚度等各项指标均表现良好，同类指标优于其他当前常用速生林树种。

竹柳如作为造纸厂的纸浆用材，自然白度可达60%以上，出浆率高达90%以上，远远超过传统的杨树、柳树等普通树种。众所周知现在纸浆急缺，造纸厂对鲜木材的收购价大都在350～450元/t。美国竹柳由于出浆率高于其他树种1倍以上，收购价和其他树种相比自然也就高很多，最低的购价鲜料应该在550 元/t，照此计算，栽种一亩地的速生竹柳三年后的产值能达到5万元以上；并且在每次砍伐后第二年又可长出新苗，而且长势更猛，三年后又可再伐，二次砍伐后，产量要高于第一次砍伐30%以上，并可连续砍伐七八次，被业界称为取之不尽的“绿色银行”。