一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝的製作方法
2023-10-08 19:16:19 1
一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，採用木聚糖酶用於本色蔗渣漿酶促打漿工藝，包括漿料疏解、酶處理、洗滌、PFI打漿、抄片和物檢六個步驟，採用該工藝處理可以有效降低本色蔗渣漿打漿能耗，在木聚糖酶以30IU/g幹漿劑量下進行酶處理時，可以大幅提高打漿度達19.2%，同時能保護蔗渣漿纖維素酶不被破壞，對於蔗渣漿生產工業用紙有著重要意義。
【專利說明】一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝
【技術領域】
[0001] 本發明屬於造紙打漿工藝領域，具體涉及一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝。
【背景技術】
[0002] 蔗渣是糖廠的副產品，是具有廣西特色的高度集中的造紙纖維原料。甘蔗含約 10?13%的纖維分，1噸甘蔗壓榨後可產出22?24%含水分約47?50%的蔗渣，這些蔗 渣均可以用來造紙。利用蔗渣漿可生產多種文化和生活用紙。蔗渣原料可用常規鹼法或硫 酸鹽法製造化學漿，易煮易漂，紙漿性能良好。蔗渣漂白化學漿摻配一定的長纖維，可抄造 各種勻度良好的高檔文化與生活用紙，如複印紙、膠版印刷紙、高級衛生紙、餐巾紙等。漂白 蔗渣化學漿還是生產瓦楞紙和各種紙板的好原料。
[0003] 製漿造紙是一個高能耗的工業，能耗佔18%?25%的生產成本。在製漿造紙過程 中，打漿要消耗15%?18%的總能耗。在環境和經濟雙重壓力下，企業必須想方設法降低打 楽能耗，因此創新節能的造紙工藝成為當今的研究熱點。出現了改善磨盤磨紋，改善打楽濃 度，增加流量和改善打漿工藝等多種決絕方案。但是，這些方法多數需要增加硬體投入。因 此，需要尋找一種更加簡單有效的方法替代。生物酶在造紙工藝中的應用有望成為突破口， 酶法打漿一直是研究的熱點。
[0004] I942 年，Didhm, R. A.等申請了 Bacillus and various Aspergillus species 半 纖維素酶促進打楽和纖維潤漲的專利；1959年，Bolaski等人申請了 Aspergillus niger 纖維素酶分離和羽化漿料的專利；以上傳統的酶處理紙漿在降低能耗的同時也會影響漿料 性質和得率，特別是纖維素酶的作用使紙漿中的纖維水解從而降低得率，使得酶促打漿的 應用遇到了障礙。近年，隨著優質、特效纖維素酶和半纖維素酶的不斷出現，有關酶改性纖 維提高打漿性能的研究呈上升趨勢，這些酶促打漿不僅能有效降低打漿能耗，而且會保持 漿料性質和得率，如天津科技大學的胡惠仁、張正健、劉延志和趙晶發表的專利：裡氏木黴 液體深層發酵纖維素酶及其酶促打漿工藝，授權號為：CN 101418289 B，公開了一種裡氏木 黴液體深層發酵纖維素酶及其酶促打漿工藝，採用裡氏木黴為發酵菌株，通過深層液體發 酵的方式自製纖維素酶用於酶促打漿的新工藝。該技術工藝是採用所要處理的紙漿為發酵 碳源，通過深層液體發酵的方式，經過發酵培養基和發酵條件優化製得所需要的纖維素酶， 用於該紙漿的酶促打漿。本發明工藝簡單，設備投資少、陳本低、工藝流程緊湊，採用所要處 理的紙漿為發酵碳源能顯著提高酶液的適應性，纖維素酶的酶活高、用量少，效果好，具有 降低打漿能耗的效果。適合應用於我國現有的造紙原料結構狀況的製漿原料的打漿工藝。 以上工藝主要針對馬尾松、落葉松和思茅松硫酸鹽漿來進行酶促處理，與蔗渣漿酶促打漿 有較大差別，另外以上專利中用於打漿酶處理的酶種類均為纖維素酶，而半纖維素酶未見 有報導，而半纖維素酶在未漂漿的酶促處理過程中較纖維素酶有更佳應用意義。
[0005] 另外，酶促打漿的研究主要集中在漂白漿的打漿工藝，對未漂漿的酶促打漿研究 少有報導，未漂漿是是生產工業用紙一牛皮卡紙及箱紙板的主要原料，近年我國工業用紙 生產能力有了大幅度增加，對未漂漿及其漿種的需求不斷增加和豐富，蔗渣漿作為一種具 有明顯優勢的可再生漿種將逐步成為工業用紙的重要原料之一，深入研究未漂甘蔗渣漿的 酶促打漿工藝具有重要的經濟和社會意義。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於提供一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，使用木聚糖酶作為酶促 處理的活性酶，可以有效降低未漂蔗渣漿打漿能耗和生產成本。
[0007] 本發明為實現上述目的，採用的技術方案如下： 本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，包括漿料疏解、酶處理、洗滌、PFI打漿、抄片和物檢六個 步驟。
[0008] 本發明中漿料為未漂蔗渣漿，所述酶處理為用木聚糖酶處理未漂蔗渣漿以提高打 楽率。木聚糖酶（Xylanase)，又名內1，4-β-木聚糖酶，英文別名Pentopan Mono，CAS號： 9025-57-4。木聚糖酶是半纖維素酶，其作用原理是木聚糖酶可導致紙漿纖維LCC結構化學 鍵的斷裂，溶解與木素有化學連接的半纖維素，提高細胞壁內木素的可擴展性，從而使得纖 維上的木素更易溶出，改善纖維表面結構變得多孔、分層、羽化、柔軟，易於吸水潤漲，從而 使打漿更加易於進行。基於木聚糖酶的作用原理和未漂漿的半纖維素含量較漂白漿高的事 實，發明人認為，用木聚糖酶預處理未漂漿進行打漿研究要比漂白漿更具應用可行性。
[0009] 所述酶處理過程為：漿料疏解完畢後，加入10_50IU/g幹漿的木聚糖酶，在漿量 35g幹漿、漿濃5%，pH值6. 0,溫度50°C條件下分別處理漿料60min，在處理過程中，每間隔 20min用手揉搓一次聚乙烯瓶，以保證酶與紙漿的均勻混合。
[0010] 優選的，所述酶處理過程為：漿料疏解完畢後，加入30IU/g幹漿的木聚糖酶，在 漿量35g幹漿、漿濃5%，pH值6. 0,溫度50°C條件下分別處理漿料60min，在處理過程中，每 間隔20min用手揉搓一次聚乙烯瓶，以保證酶與紙漿的均勻混合。
[0011] 所述漿料疏解採用高頻疏解機，進漿壓力為〇. 15-0. 2MPa，轉子轉速為 2000-3000r/min，並在進槳口處配有淨化設備，疏解時間為30-90min。
[0012] 所述PFI打漿過程為：待漿料酶處理反應完畢，用水徹底洗淨漿料，分別採用 ZQS7-PF I型立式磨漿機進行打漿，打漿濃度為10%，打漿間隙為0. 2mm，飛刀轉子轉速為 1400轉/分，漿池轉速為636轉/分。
[0013] 所述抄片和物檢為：打漿完畢，徹底洗淨漿料，測定其得率、打漿度和溼重；抄制 成定量60g/m 2的紙張，測定其抗張指數、耐破指數和撕裂指數。
[0014] 本發明的有益效果是： 1、採用木聚糖酶作為酶促打漿工藝的活性酶，對於處理未漂漿較常規的纖維素酶更有 優勢，在打漿的同時保護纖維素不被破壞，而且可以有效降低耗能，獲得更高的打漿效率。
[0015] 2、採用木聚糖酶作為酶促打漿工藝的活性酶，反應溫度溫和，要求酸鹼度弱酸即 可進行處理，工藝簡單，條件溫和，不需要高溫高壓等硬性條件，生產成本低。
[0016] 3、採用木聚糖酶作為酶促打漿工藝的活性酶，對於處理蔗渣未漂漿具有針對性， 在本色蔗渣漿的酶促打漿工藝中具有酶活高，效果明顯等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明本色蔗渣漿的酶促打漿工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1 如圖1所示，發明人在實驗室對南寧糖紙廠提供的未漂蔗渣漿進行了酶促打漿處理。
[0019] 以南寧糖紙廠提供的未漂蔗渣漿為原材料，採用高頻疏解機，進漿壓力為 0. 15-0. 2MPa，轉子轉速為2000-3000r/min，並在進槳口處配有淨化設備，疏解時間為 30-90!1^11，按0，10,20,30,40和50(幾/^幹漿)的酶劑量在漿量358幹漿、漿濃5%，？!1值 6.0,溫度50°C條件下分別處理漿料60min，在處理過程中，每間隔20min用手揉搓一次聚乙 烯瓶，以保證酶與紙漿的均勻混合。反應完畢，徹底洗淨漿料，分別採用ZQS7-PF I型立式 磨漿機進行打漿，打漿濃度為10%，打漿間隙為〇. 2mm，飛刀轉子轉速為1400轉/分，漿池轉 速為636轉/分。打漿完畢，徹底洗淨漿料，測定其得率、打漿度和溼重。同時抄製成定量 60g/m 2的紙張，測定其抗張指數、耐破指數和撕裂指數。
[0020] 所需木聚糖酶由實驗室內發酵生產，所需儀器有：ZQS7_PF I型立式磨漿機、ZQS3 型漿料脫水機、ZQS4型纖維解離器、ZQJ1-B- I型紙樣抄取器、ZQS12-100型打漿度測定儀、 YT-P1600紙張耐破測試儀、YT-WL300臥式電腦拉力儀、PN-TST1000紙張撕裂度測量儀。
[0021] 具體分析方法如下： 打漿度：用ZQS12-100型打漿度測定儀測定。
[0022] 溼 重：用ZQS12-100型打漿度測定儀測定。
[0023] 耐破指數：用研特科技公司YT-P1600紙張耐破測試儀進行測定。
[0024] 抗張指數：用研特科技公司YT-WL300臥式電腦拉力儀進行測定。
[0025] 撕裂指數：用品亨科技公司PN-TST1000紙張撕裂度測量儀進行測定。
[0026] 試驗結果如下：
【權利要求】
1. 一種本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，包括漿料疏解、酶處理、洗滌、PFI打漿、抄片和物 檢六個步驟，其特徵在於：所述漿料為未漂蔗渣漿；所述酶處理為用木聚糖酶處理未漂蔗 渣漿。
2. 根據權利要求1所述的本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，其特徵在於：所述酶處理過程 為：漿料疏解完畢後，加入10-50幾/^幹漿的木聚糖酶，在漿量358幹漿、漿濃5%，？!1值 6. 0,溫度50°C條件下分別處理漿料60min，在處理過程中，每間隔20min用手揉搓一次聚乙 烯瓶，以保證酶與紙漿的均勻混合。
3. 根據權利要求2所述的本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，其特徵在於：所述酶處理過程 為：漿料疏解完畢後，加入30IU/g幹漿的木聚糖酶，在漿量35g幹漿、漿濃5%，pH值6.0， 溫度50°C條件下分別處理漿料60min，在處理過程中，每間隔20min用手揉搓一次聚乙烯 瓶，以保證酶與紙漿的均勻混合。
4. 根據權利要求1所述的本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，其特徵在於：所述漿料疏解採 用高頻疏解機，進漿壓力為〇. 15-0. 2MPa，轉子轉速為2000-3000r/min，並在進槳口處配有 淨化設備，疏解時間為30-90min。
5. 根據權利要求1所述的本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，其特徵在於：所述PFI打漿過 程為：待漿料酶處理反應完畢，用水徹底洗淨漿料，分別採用ZQS7-PF I型立式磨漿機進行 打漿，打漿濃度為10%，打漿間隙為0. 2mm，飛刀轉子轉速為1400轉/分，漿池轉速為636轉 /分。
6. 根據權利要求1所述的本色蔗渣漿的酶促打漿工藝，其特徵在於：所述抄片和物檢 為：打漿完畢，徹底洗淨漿料，測定其得率、打漿度和溼重；抄製成定量60g/m 2的紙張，測定 其抗張指數、耐破指數和撕裂指數。
【文檔編號】D21D1/02GK104213451SQ201410502114
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】梁智群, 成顯波, 陳桂光, 黃時海, 吳昊 申請人:廣西大學