黒液は、製紙工場におけるセルロース製造過程で発生する廃棄物です。現在では、蒸解薬品の回収や、パルプ製造・製紙工程に必要な高圧蒸気の生成に利用されています。黒液には、リグニン、ヘミセルロース、水酸化ナトリウム（NaOH）、硫化ナトリウム（Na₂S）など、様々な物質が含まれています。バイオ燃料は、黒液に含まれるリグニン化合物を用いて製造することができます。
しかし、IEA のレポートによると、黒液は地球上で最も重要なエネルギー源のトップ 5 の 1 つと考えられており、エネルギー源としての将来は明るいそうです。
黒酒の特性
基本的なプロパティは次のとおりです。
- 蒸発装置設計の基礎: 熱伝達、材料特性、プロセスに基づいて設計を最適化します。
- 酒類サイクル化学の変化の影響: 設計値の偏差を定期的に管理することは、蒸発器の性能を確保するために不可欠です。
- 粘度： これは動きと熱伝導に影響し、固形物含有量と温度が高くなると増加します。
- 沸点上昇: 蒸発中に沸点が上昇し、化学組成と濃度の影響を受けるため、装置はそれに対応する必要があります。
こちらもご覧ください：再生可能エネルギー資源とは？
黒液の熱特性
1.熱伝導率の相関関係：
黒液の熱伝導率は、±4%k、W/m°C -0.58 +1.44×10 -3 (T°C) -3.35×10 -3 (%S)という相関式でモデル化されます。約3の不確かさで、この式は固形分（%）含有量に関する任意の温度での熱伝導率の正確な値を与えます。
2.比熱（Cp）：
黒液には Cp で示される不均一な比熱があり、固形分含有量と温度に応じて変化します。この変化は 2700 ～ 3900 J/kg/°C または 0.65 ～ 0.95 Btu/lbm/°F の範囲です。この理解は黒液の熱伝達において重要になります。
3.蒸発熱：
蒸気の熱量は-2325 kJ/kgまたは1000 Btu/lbである。このパラメータの存在は、黒液の蒸発に関連するプロセス設計および最適化において非常に重要であり、この相転移中に必要となるエネルギー量を決定することを可能にする。
こちらもご覧ください：バイオマスとは？
製紙業界で生産される黒液
この物質には大量の浮遊物質、有機汚染物質、有毒化合物が含まれており、近隣の水源に直接放出されると深刻な汚染を引き起こします。主な危険性は以下のとおりです。
- 水域に過剰な繊維、色素、無機塩を含む製紙産業の廃棄物が存在すると、水は濃い黒色になり、独特の悪臭を放ちます。
- 製紙産業の廃棄物に含まれる黒液には高濃度の有機汚染物質が含まれている 生化学的酸素要求量（BOD）が高い 5000～40000g/Lです。
- パルプ化工程で使用される押し出し黒液は、 リグニンの濃度が高い。 リグニンスルホン酸塩製品を黒液の形で製紙用に完全利用します。
- 原料として、濃縮、硫酸化、散布された黒液が リグニンスルホン酸製品の製造に総合的に利用されています。
- 開発における生態学的安全性と自然との調和のため、製紙黒液を総合的に利用してリグニン製品に変換し、生態学的影響を軽減します。
こちらもご覧ください：E燃料とは？
製紙で黒い液体が出るのはなぜですか?
製紙工程に廃液が存在する理由は、3種類の水が排出されることにある。
- 1 つ目は、パルプ化と蒸解の過程で生成される廃液で、一般に製紙廃液として知られています。
- 2 番目のタイプは、水とも呼ばれる液体からパルプを分離した後、パルプを洗浄、選択、すすぐために使用される水です。
- 最後に、抄紙機で処理して再利用できる水があります。
これらの水のうち、中間水は黒液抽出後に残る量の10%以上を占めています。しかし、工場から排出される汚染物質の90%は黒液排出物に由来することに留意する必要があります。結果として、これらの排出物は製紙工場における汚染源となります。
製紙工程中に、酒の組成が変化します。製紙に使用される材料、例えば藁には、セルロース、リグニン、ヘミセルロース（グリカン）が含まれています。紙の製造にはセルロース（40%）のみが使用され、木材からは25%が供給されます。残りの18%はヘミセルロースとキシロース、カリウム、窒素、リンなどの元素で構成されており、これらは酒とともに廃棄されます。黒酒には、リグニンやヘミセルロース、キシロース、カリウム、窒素、リンなどの物質が含まれており、これらは工業および農業において重要な用途があります。
こちらもご覧ください：再生可能燃料基準（RFS）とは？
