将秸秆“吃干榨尽”,圣泉集团:培育高价值专利推动高质量发展

一项高价值的发明专利,意味着什么?对企业来说,可能是源源不断的经济效益;对产业来说,可能是一条不断延伸的产业链条;对国家来说,则可能是抢占战略制高点的利器。

在圣泉集团,培育高价值专利,不仅意味着可以将秸秆“吃干榨尽”,更关系到企业更高质量的发展。

一项获奖的专利

日前,圣泉集团“一种木质纤维素生物质的综合利用工艺”(ZL2)获得第四届山东省专利奖二等奖,这是社会对这项专利技术价值和经济价值的认可,也是对企业及科研人员发明创造的最大褒奖。

这项工艺是一种综合利用木质纤维素生物质中纤维素、半纤维素和木质素的方法,通过混合有机酸酸解木质纤维素生物质,最大限度地保证纤维素、木质素和半纤维素三种产物较高的综合提取率,其中纤维度提取率为75%~100%,木质素提取率为55%~90%,戊糖提取率为85%~95%。

“这是生物质综合利用的主干类工艺。”圣泉集团副总裁唐磊告诉济南日报记者,专利主要是解决“三素”分离问题,是在大量实验基础上,对多条技术路径进行验证后,综合得出的技术水平、经济效益都比较好的一条路线,解决了圣泉一开始只能有效利用半纤维素的局限,为企业多路线综合利用生物质开辟了新的空间。

“这个工艺,适用于多种生物质,玉米秸秆、稻草、麦秸、芦苇、蓖麻秆、沙棘、竹子、杨木……我们实验过二三十种,但重点还是禾本科秸秆。”唐磊介绍,不同生物质“三素”比例不同,用途和精炼方法也不同;根据市场需求,企业可采取不同技术路线来生产相应的产品,产品线不再局限于“糠醛-糠醇-呋喃树脂”产品链。

在此基础上,圣泉集团与多家单位联合攻关,于2019年进一步研发成功“圣泉法”秸秆精炼一体化绿色技术。这是一项具有国际水平的原创性技术,解决了秸秆“三素”难以高效分离的全球性难题,真正做到了将秸秆“吃干榨尽”,可利用秸秆生产上百种产品,且整个流程无污染物排放,绿色环保,高效节能。

一个无限的链条

“半纤维素还有个名称叫多糖,一般有六肽糖、五肽糖,六肽糖常见的比如葡萄糖,五肽糖比如木糖、阿拉伯糖。”唐磊介绍。在糖类领域,如今圣泉集团已成为亚洲最大的木糖生产基地和全球最大的L-阿拉伯糖生产基地。

半纤维素另一个主要用途是糠醛及其衍生物。从1979年建厂之初用玉米芯提取半纤维素生产糠醛开始,几十年来,通过糠醛-糠醇-呋喃树脂链条,圣泉集团已成为全球最大的呋喃树脂供应商,是铸造辅助材料领域的国家单项冠军企业。

“纤维素最大作用是做纸浆或溶解浆。”唐磊告诉记者,圣泉集团除了在造纸黑液处理方面有多项绿色环保技术,还能提炼出有多种功能用途的高性能新型材料——纳米纤维素,可用在造纸、涂料等领域,“这是圣泉的一个特殊技能。”此外,纤维素还是圣泉集团生产生物质石墨烯的原材料。

“木质素应用更广,最大的用途是做表面活性剂。”唐磊介绍,工业用的比较多的是燃料分散剂、混凝土减水剂、冶金粘结剂,高醇木质素还可用在化妆品领域,有很好的抗氧化、抗紫外线作用。此外,高活性木质素还可生产沥青乳化剂、染料分散剂、木香树脂、军用航空煤油。圣泉集团现在是亚洲最大的木质素染料分散剂生产企业。

2018年5月初沙棘浆多少钱一瓶,一则“济南圣泉集团打破日美垄断,研发出制造中国芯的关键性材料——光刻胶用酚醛树脂”的新闻刷爆朋友圈。里面提到的酚醛树脂,其原材料正是木质素经过加工得来。如今圣泉集团大酚醛产业产销规模已跻身亚洲第一、世界前三,多种产品打破日美等国垄断,成为全球主要的酚醛树脂供应商,产品广泛应用于耐火材料、摩擦材料、保温材料、涂覆磨具、绝缘材料、轮胎橡胶、航空航天等领域。

一条圣泉的道路

依托上述专利技术,圣泉集团在黑龙江大庆市新建了一个秸秆综合利用项目,年设计处理50万吨秸秆沙棘浆多少钱一瓶,可年产20万吨纤维素、2.5万吨糠醛、16万吨生物炭(木质素衍生品),以及部分有机肥,年产值超10亿元,目前正进行生产调试,未来将成为企业新的增长点。

在以秸秆为主的生物质综合利用领域,目前国内多数企业只盯住某一个方面发力,像圣泉集团这样系统化开展多种生物质原料研究,多条工艺路线齐头并进,并在下游拥有多个应用方向,实现“三素”全方位应用的企业,在国内为数不多。

唐磊表示,未来圣泉集团一方面要继续探索更高效更绿色的“三素”分离办法,另一方面要探索纤维素、木质素产品的更高端应用。后者比如用木质素生产炭基材料,向超级电容器、锂离子电池、钠离子电池等电极材料方向发展;再比如将酚醛树脂用木质素改性后生产生物基材料,“相关的改良工艺将在大庆工厂应用。”木质素生产高热稳定性航空煤油已在实验室取得突破,千吨级中试正在进行。多种生物质原材料的研究也将继续进行,以寻找来源和性能更稳定的原材料。

截至目前,圣泉集团已累计申请国内外专利1200多件,累计授权800余件,在行业内建立起自己的专利护城河。“十四五”规划和2035年远景目标纲要,首次将“每万人口高价值发明专利拥有量”纳入经济社会发展主要指标。“在省、市知识产权局大力支持下,我们也在积极培育企业的高价值专利,以进一步推动企业实现高质量发展。”圣泉集团知识产权部总经理王恩华告诉记者,通过选择具有前沿创新点和广阔前景的技术,来满足用户需求或解决用户痛点,形成拥有较强市场竞争力和控制力的高价值专利成果。 (本报记者刘文忠)

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