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“林业资源培育及高效利用技术创新”成果推介

信息来源:admin     时间:2021-10-14     浏览: 65次


    国家重点研发计划“林业资源培育及高效利用技术创新”重点专项是“十三五”我国林业科技创新的重要战略部署,以支撑国家木材安全、生态安全、绿色发展和“三区”(山区、沙区、林区)经济发展为目标,确定速生用材、珍贵用材、工业原料等树种为对象,按照产业链布局创新链、一体化组织实施的思路,从基础研究、关键技术创新与区域技术集成示范3个层次,共部署14项重点任务,涉及26个项目。近年来,林化资源加工关键技术取得了重要进展,多项成果在我国林业产业建设中广泛应用,对推动人工林剩余物清洁高效利用、助力特色产业发展起到了重要作用,本期主要推介以下6项成果。

一、人工林剩余物清洁高效利用技术

基质桉树木屑的杏鲍菇工厂化生产技术、燃油挥发控制用木质颗粒活性炭制备技术、农林剩余物高得率清洁制浆技术3项成果,均属于国家重点研发计划“林业资源培育及高效利用技术创新” 重点专项“人工林剩余物资源化利用技术研究”项目,突破了人工林剩余物生物、化学和热化学高效转化、污染控制与减排等关键技术,创制高附加值产品,实现人工林剩余物清洁高效多元化利用。
  1、桉树木屑的杏鲍菇工厂化生产技术
  杏鲍菇含有7种人体必需的氨基酸,且寡糖含量丰富,与双歧杆菌共用,有改善肠胃功能和美容的效果。吉林农业大学研发的基质桉树木屑的杏鲍菇工厂化生产技术,可降低杏鲍菇产业生产成本、提高机械化水平并改善商品外观。

该技术成果创制了一种杏鲍菇优质高产低价配方。桉树优于阔叶树木屑、棉籽壳、甘蔗渣、玉米芯等农副产品下脚料组成的基质,为杏鲍菇生长提供了适宜的碳源、氮源和碳氮比。使用该技术成果可获得杏鲍菇产量每袋470克,产量提高11.9 %。

该技术成果已建立“人工林剩余物-食用菌-生物质颗粒燃料”循环再利用产业示范基地,既实现了人工林剩余物综合利用,又解决了食用菌产业原料短缺问题,改变了传统“大量生产、大量消费、大量废弃”的增长模式,提高了资源利用率和经济效益。

2、燃油挥发控制用木质颗粒活性炭制备技术
  目前,国内汽油车在出厂时都必须装备碳罐。燃油挥发控制用活性炭是指装填于汽车碳罐的高端活性炭产品,通过吸附化油器、汽缸等处挥发出的汽油蒸气而防止燃油逸出所造成的能源浪费和环境污染。

中国林业科学研究院林产化学工业研究所针对当前我国车用燃油挥发控制活性炭依赖进口的现状,开展以人工林剩余物制备汽车燃油挥发控制用高性能木质颗粒活性炭技术研究,开发出高性能汽车燃油挥发控制用颗粒活性炭,可满足中国汽车国六排放标准的活性炭产品要求。
  该技术成果以磷酸为活化剂制备高吸附-脱附能力的木质颗粒活性炭,创新了原料预热解技术,显著提高活性炭吸附性能;开发了原料粒度调控技术,使活性炭表观密度增加10%以上,有效提高活性炭丁烷工作容量;研发了真空捏合技术,提高了活性炭强度;创制的高性能活性炭产品的丁烷工作容量、耐磨强度、灰分等指标达到国际先进水平。

该技术成果适用于木质活性炭制造企业,还可提升人工林剩余物的附加值,带动和促进相关产业的技术进步和转型升级。目前已建立年产1000吨的车用燃油挥发控制用木质颗粒活性炭示范生产线1条,试产500吨以上,实现新增经济效益2500万元。
  3、农林剩余物高得率清洁制浆技术
  我国优质木材原料供应短缺,目前和今后较长时间内,制浆工业只能利用大量农林剩余物等低质混合纤维原料进行生产。由于材性和纤维品质差异大,普遍存在药液渗浸难、木片软化效果差、生产消耗高、纸浆质量差和污染发生量大等问题。
  为此,
中国林业科学研究院林产化学工业研究所针对相关基础科学理论问题和技术关键难点进行系统研究,开发出具有自主常识产权的农林剩余物高得率清洁制浆技术和配套核心设备。创新了混合木片快速识别、均质浸渍软化、低温解离节能磨浆、高效清洁漂白和废水低成本高效处理与回用等关键技术,创制了适合农林剩余物及混合材特点的节能挤压疏解及磨浆关键设备,实现了低质原料优质化制浆,填补了国内空白。
  该技术成果可减少化学品用量20%以上,节约磨浆电耗30%以上。纸浆强度高、均一性好,纤维束含量减少50%以上,减少进口化学木浆用量10%以上。符合木质纤维和秸秆类非木纤维原料高得率、低能耗、低污染清洁制浆和装备自主化要求,推广应用前景广阔,已成功应用于多家企业。

二、林化资源加工关键技术

矮化人工林枝叶采集预处理及挥发油高效提取关键技术与装备、皂荚多糖高效分离及改性利用技术、木豆叶资源高值化加工利用关键技术三项成果,均属于国家重点研发计划“林业资源培育及高效利用技术创新”重点专项“人工林非木质林产资源高质化利用技术创新”项目,为推动我国林产化工行业进步,特色产业发展提供了重要技术支撑。

1、矮化人工林枝叶采集预处理及挥发油高效提取关键技术与装备

针对我国人工林枝叶人工采集劳动强度大、效率低、挥发性成分易损失,人工林枝叶资源利用率低、挥发性成分提取效率不高等问题,国家林草局哈尔滨林业机械研究所、江西农业大学以我国南方主要经济林树种矮化香樟为对象,成功研究开发了矮化人工林枝叶采集预处理及其挥发油高效提取关键技术与装备,突破了人工林枝叶采集预处理及挥发性成分高效提取关键技术。

矮化人工林枝叶采集预处理关键技术与设备创新性在于成功研制爬坡和越障性能好、适应性强的枝叶自动采集机轻型履带式动力底盘和枝叶把扶护茬切割装置,完成矮化人工林枝叶采集预处理设备样机试制,并成功应用于人工林枝叶采集试验。设备技术指标达到采集量3-5亩/小时、预处理枝叶成料长度30-60毫米。开发人工林枝叶挥发油高效提取技术与装备创新性在于改进传统水蒸气蒸馏技术,开发了三段减压水蒸气蒸馏枝叶挥发油提取技术与装备,矮化香樟枝叶挥发油提取率提高到96%以上。

该技术成果适用于我国南北方各主要林业省区尤其是矮化人工林种植加工区域。已在江西建立了矮化香樟人工林枝叶采集试验示范基地,建立人工林枝叶挥发性成分高效提取中试生产线1条。

2、皂荚多糖高效分离及改性利用技术

皂荚全产业链开发可满足我国对高质量多糖胶的需求。皂荚多糖高效分离及改性利用技术成果,为皂荚全产业链开发提供了新技术、新工艺,可实现多糖资源的高值化利用,同时可促进农民增收,形成特色产业。由北京林业大学、南京林业大学、南京野生植物综合利用研究院、浙江省林业科学研究院、中国林业科学研究院亚热带林业研究所共同研究。项目制定了《皂荚多糖胶》国家标准、《野皂荚多糖胶》和《皂荚皂苷》林业行业标准。

该成果采用燃气旋转炒炉进行皂荚种子多糖预处理,选用一、二、三级研磨机选择性破碎种皮,多糖分离过程不使用化学试剂,不消耗水,多糖得率及固体得率高。皂荚多糖分级提纯技术,实现了皂荚多糖胶产品的分级利用,具有高的甘露糖/半乳糖比值的产品更适合用于制备凝胶多糖材料。皂荚多糖微水固相改性技术,将皂荚多糖胶片在含有改性试剂水溶液中水合,再经过挤压、干燥、制粉工艺,获得皂荚多糖胶改性产品,使皂荚多糖胶改性产品的附加值得到大幅度提升。

皂荚多糖凝胶微水固相改性技术、多糖凝胶制备技术、皂荚多糖胶分级提纯技术等已转让北京瓜尔润科技股份有限企业、北京拜尔泰克科技有限企业和凉山州朝扬新农村绿色产业有限责任企业实现成果转化,多糖膳食纤维等部分产品已经面向市场销售。适用基于多糖开发的食品行业、日用化妆品行业和医药行业等。

3、木豆叶资源高值化加工利用关键技术

木豆是世界上唯一的木本食用豆类植物,叶、花、果实均可食用,具有多种医疗和保健功效,尤以木豆叶的药用功效最为显著,是我国治疗股骨头坏死特效药“通络生骨胶囊”的唯一原料。东北林业大学研发完成的木豆叶资源高值化加工利用关键技术项目主要致力于木豆叶资源高值化加工利用关键技术开发研究。

该成果以酶诱导原料炮制、空化强效传质提取等为核心关键技术。与传统工艺相比,木豆目标活性成分含量提高了约30%,木豆资源利用度提高了约25%,生产成本降低了约40%。空化强效传质提取时间缩短了约30%,提取次数降低了约33%,溶剂用量降低了约25%,能耗降低了约40%。利用上述核心关键技术,在显著降低原料成本和生产成本的同时,可获得活性成分含量高的优质木豆提取物原料。

该技术具有提取率高、周期短、能耗低、生产成本低、附加值高等优势。可推广并提升我国其他林源非木质资源加工利用水平,对我国林业生物制剂产业的技术创新、产业结构升级具有重大的示范作用和积极的促进作用。目前企业已建成年加工能力9吨木豆叶提取物规模生产线。


 

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