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  • 林产化学加工

    林产化学加工是以森林植物为主要原料,借化学或化工方法加工成产品的过程。作为工业生产时称林产化学工业,和森林采伐运输工业、木材加工工业一起,称为森林工业的三大组成部分,对合理利用现有森林资源、发展多种经营有重要作用。作为一门学科,林产化学加工是以林学、木材化学、化学工程为理论基础,研究树木等原料及其产品的化学组成、性质和加工技术的应用学科。

    编辑摘要

    目录

    原料/林产化学加工 编辑

    林产化学加工 林产化学加工

    森林植物中的林木(干、枝、根、皮、叶、花、果)、林木的加工剩余物(板皮、木屑、碎片)、林木受伤后流出的分泌物以及由于寄生昆虫的作用而产生的物质都可作为林产化学加工的原料。一般说,树木的主体木材是由细胞壁物质和非细胞壁物质所构成。由纤维素、半纤维素和木质素组成的细胞壁物质,是木材的主要成分。非细胞壁物质是存在于细胞壁间和细胞腔内的、分子量较低的物质,是木材的另一类成分(见木材化学)。木材的化学组成和结构特征随树种、生长环境、树龄以及所在部位而异。因此,林产化学加工技术也须根据原料的组成和结构、产品的理化性质和规格要求确定。

    加工范围/林产化学加工 编辑

    林产化学加工的内容和重点因各国的资源、历史、社会经济条件和对林产品的需要而有不同。在中国,加工范围主要包括木材制浆造纸、树木提取物加工、木材热解和气化、木材水解和林副特产品的化学加工利用等5大门类。

    木材制浆造纸

    制浆是按照抄纸的要求,用化学、物理或两者相结合的方法,从木材等植物纤维原料中分离和净化纤维的加工过程。再加入辅助材料(胶料、填料),把纤维加工成厚度均一的薄层,即成纸张和纸板等产品(见木材制浆造纸)。

    树木提取物加工

    木材的非细胞壁物质──内含物含量少,成分复杂,可用水、水蒸气或有机溶剂提取所得产品称为提取物。其中有些产品有特殊的用途和经济价值,如栲胶(主要成分是单宁)、樟脑、树脂、色素等。树木的分泌物主要有松脂等。中国绝大多数的松香和松节油是由采自松树树干的松脂加工制得。这种松香和松节油在国际上称脂松香和脂松节油。

    木材热解和气化

    即在隔绝空气或控制进气量的条件下,使木材受热分解,从而得到固态(如木炭)、液态(如木醋液、木焦油等)和气态(如木煤气)产品(见木材气化)。

    木材水解

    即将木材中以纤维素和半纤维素形式存在的高聚糖,在催化剂参与下与水作用,使之分解成葡萄糖、木糖等单糖。木材水解不仅可以利用森林资源生产国民经济需要的产品,而且能以非食用的原料代替工业用粮生产的产品(见植物原料水解)。

    林副特产品化学加工利用

    即对油茶、油桐、橡胶树、漆树等经济林木,以及在某些林木上放养的白蜡虫、紫胶虫、五倍子蚜虫等进行化学加工,从而得到茶油、桐油、天然橡胶、生漆、虫白蜡、紫胶、五倍子等产品。

    历史与现状/林产化学加工 编辑

    中国古代对木炭、造纸、 松脂、紫胶、虫白蜡等的生产、使用已有记载。如在商代冶铜遗址中发现木炭;东汉时已有纸浆造纸等。但过去都是手工或作坊式生产,不能满足社会需要。中华人民共和国成立后,按照本国特点发展以提取物加工为主的林产化学工业,产品数量迅速增加。如松香1936年最高年产量才1.6万吨,到80年代增加至28~32万吨,除满足国内市场外,还可大量出口。紫胶除主要产区云南外,现又在广西、广东、福建等地发展了新产区。此外,活性炭、糠醛生产也具相当规模。木材制浆造纸是林产化学工业中产量最大、 产值最高的部门。 1985年中国纸和纸板的产量达1113万吨(包括台湾产量),居世界第4位。同时适应林产化学工业的需要,有关的科研教育事业也有发展。1950年东北林务总局成立化工处研究室。1952年原林业部林业科学研究所设置林产化学研究室,1956年又在上海设立林产化学工业试验室。1960年上述两单位合并,在南京成立了中国林业科学研究院林产化学工业研究所。此外还在一些重点林业省区的林业科学研究所和大专院校相继开展林产化学加工方面的研究工作。1956年南京林学院(见南京林业大学)首先建立化学科学与工程专业,1959年扩建为系。以后东北林学院(见东北林业大学)、北京林学院(见北京林业大学)、中南林学院和福建林学院都设置相应的专业,培养专门人才。1979年成立中国林产化学化工学会和林产化学工业科技情报中心站,并出版专业刊物《林产化学与工业》、《林化科技通讯》等。

    林产化学工业在美国、 加拿大、瑞典、 芬兰等国是以木材制浆造纸为中心,同时生产浮油松香、木素磺酸盐、香草素、 酒精、饲料酵母等。美国有松脂加工、松香和紫胶再加工、木材气化等产业。日本也是以制浆造纸为主,兼有烧炭、松香和紫胶再加工、香蕈生产等。这些国家除木材制浆以外的林产化学加工在国民经济中所占的比重很小。苏联的林产化学工业包括松香生产、木材热解、木材水解等,已形成独立的工业体系,国家设有专门的主管部门和科研机构,高等学校有专业设置,并出版专门刊物。20世纪80年代,世界浮油松香、饲料酵母、糖醛、纸浆等产品的增长速度较快,活性炭在环境保护方面的用量也有增加。用木材热解方法对木材剩余物进行的综合利用也进一步受到重视。

    发展趋势/林产化学加工 编辑

    林产化学加工是森林资源综合利用的一个重要方面。其发展趋向表现在:①建立优良的原料基地,以有利于改进目的树种的品质,并便于管理、采集。②开发林产化学产品的利用途径,除提高原有产品的质量和扩大使用范围外,对某些初制品进行改性或再加工,以改善其原有性能和提高使用价值。③进一步发展林副特产品,包括对传统产品如生漆、五倍子、虫白蜡等提高其采集、贮存和加工利用的水平,以及开拓木本精油、树脂、树胶、色素和药物的加工利用范围。此外,木炭、木煤气、酒精及其他一些化学转化产品还是生物质能的来源,活性炭可用于废水处理和解决空气污染;葡萄糖、酵母等产品则可为日益增长的世界人口将提供部分食物来源。

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