太阳纸业的商业模式简析

3.2.1.1 企业概况^[38]

山东太阳纸业股份有限公司隶属于山东太阳控股集团，公司建于1982年，是全球先进的跨国造纸和林浆纸一体化企业。集团主要包括山东太阳纸业股份有限公司、万国纸业太阳白卡纸有限公司、山东国际纸业太阳纸板有限公司、山东万国太阳食品包装材料有限公司等。公司主导产品有高档涂布包装纸板、高级美术铜版纸、高级文化办公用纸、特种纤维溶解浆、生活用纸、工业包装用纸等六大系列。

太阳纸业拥有博士后科研工作站、院士工作站、国家企业技术中心、上海新材料技术中心等高层次的科研创新平台。配备了世界上先进的I GT印刷适性检测仪、匀度计、层间结合强度仪等科研设备。集团拥有合作院士、博士生导师、科技带头人以及博士各类专业人才586人，形成了结构合理的高、中、低人才梯队。太阳纸业先后承担了国家“863”计划、国家“十一五”“十二五”科技支撑计划、国家科技重大专项及国家发改委、工信部、财政部、省重大专项等科研项目数十项，其中“中高浓度纸浆清洁漂白技术”获得2010年国家科技进步二等奖。截至2017年，集团销售收入近500亿元，浆纸产能近600万t，员工1万余人，位列中国500强企业第306位，是中国造纸行业领军企业，位列世界造纸百强行列^[38]。

3.2.1.2 精炼模式

山东太阳纸业股份有限公司的生物精炼模式是以木片为原料，通过不加酸的自催化预水解及多段逆流脱木素技术实现木片三大组分的连续深度分离，半纤维素、纤维素和木质素分别炼制功能性糖醇、高纯度纤维和表面活性剂等高值化产品，从而实现全组分的高效综合利用。

（1）主要工艺流程和参数^[39]

山东太阳纸业股份有限公司的木片生物炼制生产线是利用一条年产15万t硫酸盐漂白木浆生产线进行升级改造的，蒸煮前增加了预水解过程，产品也由原来的常规漂白硫酸盐木浆升级为高级溶解浆并副产功能性糖醇、高活性木质素等产品，具体技术路线图如图3-1所示。

图3-1 木片组分深度分离炼制高值化产品技术路线图

木片首先经过预汽蒸，然后按照木片与水的质量比1∶4的比例，用泵将木片的水溶液打到独立连续水解塔的顶部，在塔体内170℃水解反应2.5h，反应完成后将水解液从水解塔下部的抽提口抽出。预水解后的木片使用硫酸盐法蒸煮，蒸煮条件为有效碱 20%（以NaOH计），硫化度为28%，蒸煮温度150℃，液比为3.5，蒸煮时间3h。采用氧脱木素和木聚糖酶处理的清洁漂白方法，其中两段氧脱木素条件为NaOH用量1%～4%，氧气用量3.5%，纸浆质量浓度10%，温度90℃，塔顶压力0.5MPa，第一段氧脱时间15min，第二段氧脱时间50min。强酸条件下二氧化氯漂白：浆料浓度10%，二氧化氯用量1 .3%，pH2.0、温度 80℃，时间 90min。氧气和过氧化氢强化的碱抽提：NaOH用量2.0%，过氧化氢用量1 .5%，氧气用量1 .0%，温度为80℃，时间90min，浆浓10.0%，塔顶压力为0.3MPa。二氧化氯漂白：二氧化氯用量0.4%，温度90℃，浆料浓度10.0%，pH3.0。木聚糖酶处理：木聚糖酶用量120mL/t浆、pH7.0、温度60℃、时间60min，浆料浓度10.0%。漂白后的纸浆白度≥91% ISO，α纤维素含量≥94%，灰分≤0.10%，聚戊糖含量≤2.70%。

木片连续深度分离出的富含半纤维素的水解液，经过分离纯化制备木糖、阿拉伯糖等功能性糖醇。木糖甜度约为蔗糖的70%，与葡萄糖甜度接近，风味也与葡萄糖相似。木糖醇是一种白色结晶散状物体，无气味，易溶于水，甜度与蔗糖一样，发热量是蔗糖的50%。具有不经胰岛素可直接被人体吸收和预防龋齿的功能，被发达国家广泛采用。木糖醇是重要的化工产品和原料，既可作为甜味剂应用于功能性食品等的生产，满足糖尿病患者对糖的需求，也可作为化工原料用于制取表面活性剂、乳化剂、破乳剂、醇酸树脂及涂料，同时在医药工业也被作为制造各种药物的原料，被广泛应用于食品、保健品、医药、香精、轻工和化工等多个行业。

预水解液中的低相对分子质量木质素直接销售，可以代替苯酚制备环保型木质素酚醛树脂胶黏剂等产品。黑液中的大相对分子质量木质素在碱回收炉中燃烧回收热量和化学品，也可以通过改性制备高效表面活性剂（经过预水解过程木糖的抽提，碱木质素纯度更高），实现木质素的分级分别高效利用。高纯度纤维主要用来生产黏胶人造丝、玻璃纸以及纤维素衍生物等纤维素材料，具有广阔的市场前景。(www.xing528.com)

（2）主要装备^[40]

太阳纸业木片生物炼制模式的核心装备是实现木片中半纤维素溶出的独立连续水解塔，具体结构如图3-2所示。

经过预汽蒸的木片，按照木片和水的质量比1∶4的比例，泵送至独立连续水解塔的顶部，在塔体内170℃水解反应2.5h，反应完成后将水解液从水解塔下部的抽提口抽出进入下一段的立式连续蒸煮锅，继续进行硫酸盐法蒸煮。其中水解塔包括塔体、塔体上部有进料口，塔体底部有出料口，塔体下部有带过滤装置的抽提口，塔顶有蒸汽入口，利用蒸汽来维持塔内的温度。塔体内的上部有螺旋送料机构，螺旋送料机构包括双层筛网、与双层筛网固定连接的底板和位于底板上方的螺旋输送轴。双层筛网的内层为筛网，外层为挡料层，挡料层固定在筛网外，筛网与挡料层之间有间隙，双层筛网的下部有进料口和循环水出口，木片中多余的水经过筛网筛出，由循环水出口流出。抽提口的端部设置有筛滤板，筛滤板位于塔体内壁上，可以防止抽提水解液时将木片一起抽出。在水解塔底部有稀释水口，位置位于出料口和抽提口之间，在塔内木片反应过程中，由于重力作用，塔底的木片会过于紧密不利于木片的流动，此时可以通过稀释水口往塔内注入高压水，防止木片过于紧密。在水解塔塔体内的底部有搅拌器，防止木片在水解塔底部形成料塞。

图3-2 独立连续水解塔

1—塔体 2—底板 3—筛网 4—螺旋输送轴 5—进料口 6—循环水出口 7—蒸汽入口 8—筛滤板 9—抽提口 10—搅拌器 11—出料口 12—稀释水口 13—挡料层

该独立连续水解塔的设置，不仅投资少、生产效率高，而且工艺简单、操作方便，在不需加酸的条件下实现了半纤维素的高效溶出，减少了无机酸对纤维素的降解和设备的腐蚀，并且获得的溶解浆的质量和性能稳定，α-纤维素的含量高达96%以上。

3.2.1.3 主要特征

太阳纸业木片生物精炼模式是首个采用不加酸的自催化连续预水解工艺，溶解并分离半纤维素的生产线，结合多段逆流脱木质素技术、氧脱木质素技术、生物酶预处理及无元素氯漂白实现溶解浆的清洁制备，其核心是具有自主知识产权的独立连续水解塔的设置，可以分离水解液中的半纤维素制备功能性低聚木糖或木糖醇产品，工艺中获得的低相对分子质量木质素可以改性制备木质素复合材料，实现了木片组分的深度分离和全组分高值化利用。

随着市场需求的扩大，太阳纸业集团紧接着又在山东太阳宏河纸业有限公司建立30万t天然纤维素项目，生产采用同样的预水解连续蒸煮及无元素氯漂白工艺，并于2015年11月份投产。

太阳纸业生物精炼模式也正在向世界推广，2016年4月26日太阳纸业集团与美国阿肯色州正式签订了年产60万t溶解浆的项目，标志着太阳纸业的生物精炼模式正式落地美国阿肯色州。该项目每年约需要350万t针叶木片，可以产生约60万t溶解浆，终端产品除了黏胶纤维之外，还包括织物、汽车轮胎、香烟过滤嘴、药品、清洁剂、油漆等。规划的副产品还包括约5万t/年的塔罗油、木素萃取物、甲醇、乙酸、生物乙醇、乳酸、食品级木糖、木糖醇以及饲料级的木寡糖等。其中塔罗油可作为浮选剂用于矿山企业选矿，或用于化工企业分馏生产浮油松香、浮油脂肪酸和浮油沥青。而乙醇和乳酸在目前的生产中以玉米淀粉为主要原料，但该项目却是以溶解浆生产过程中的废液为原料，通过生物发酵或化学转化法生产乙醇或乳酸，在充分发掘木材原料价值的同时，打破了传统行业中这两种产品对粮食原料的单纯依赖。