利用木聚糖酶和過氧化氫、過酸或其組合物的漂白段的製作方法

2023-06-11 05:29:56

專利名稱：利用木聚糖酶和過氧化氫、過酸或其組合物的漂白段的製作方法
技術領域：
本發明涉及漂白紙漿的方法。更具體地說，本發明涉及用木聚糖酶和過氧化氫、過酸或其組合來漂白紙漿的方法。
背景技術：
漂白化學紙漿的生產是世界範圍內的主要工業。每年生產的漂白漿超過5,000萬噸。漂白化學紙漿是所有白紙的主要組分，包括用作複印紙、書寫紙和包裝紙的紙。另外，漂白化學紙漿還用於賦予一些不太高級的紙如新聞紙以強度。由於其高的亮度和清潔度、亮度穩定性、高強度和其所提供的印刷面的容易性(ease)和均勻性，漂白化學紙漿具有巨大的市場。只有當有色的並且降低纖維素的纖維間粘合的木質素幾乎完全從紙漿中除去時，才能夠達到這些性能。
在化學紙漿的處理過程中，原料主要由木片組成，該木片被加入到被稱作蒸煮器的反應室內，並用化學品處理溶解紙漿中的木質素。現有技術中已知的化學製漿法有多種。兩種主要的化學製漿法是其中將紙漿在鹼性溶液中蒸煮的牛皮紙漿製法和其中將紙漿在酸性溶液中蒸煮的亞硫酸鹽製漿法。牛皮紙漿製法和亞硫酸鹽製漿法都可以在分批或連續的蒸煮器中進行。
製漿法的一個主要目的是除去木質素，該木質素粘合原料中的纖維素纖維。製漿法將原料中85％至95％的木質素溶解。在製漿段後，將紙漿用水洗滌以除去溶解的木質素。
儘管通過製漿除去了原料中的大多數木質素，但是它不能夠在不破壞原料的纖維素纖維的前提下將所有的木質素除去。剩下的木質素要通過漂白從紙漿中除去。
紙漿漂白法可以由多個階段組成。例如，在製漿之後，紙漿漂白法可以包括鹼性氧氣脫木質素段(O)、酶處理段(X)、一個或多個二氧化氯段(D)和一個或多個鹼性萃取段(E)。紙漿漂白法還可以包括一個或多個水洗步驟，或者每一段都可以包括一個水洗步驟作為這一段的最後一步。因此，典型的紙漿漂白工序可以表示為D-E-D-E-D，其中紙漿用三個二氧化氯段和兩個鹼性萃取段漂白。同樣，包括鹼性氧氣脫木質素段、酶處理段、三個二氧化氯漂白段和兩個鹼性萃取段，其中每一段之後都是一個水洗步驟的紙漿漂白工序可以用O-X-D-E-D-E-D表示。
紙漿廠一般在進行化學漂白紙漿之前進行鹼性—氧氣脫木質素段。該方法是將紙漿用氧氣和鹼在高溫下(大約100℃)反應約1小時。鹼—氧氣脫木質素作用將紙漿中木質素含量降低了35至50％，但是該方法對於紙漿來說是苛刻的，當脫木質素程度大於50％時，經常伴隨著紙漿中的一些纖維素纖維的破壞。鹼—氧氣脫木質素之後，將紙漿按照上述方法洗滌除去溶解的木質素。
鹼—氧氣脫木質素之後的下一個漂白段一般是用氧化性化學品的化學漂白，所述氧化性化學品大多數是二氧化氯(ClO2)。然而，用ClO2漂白之前，已經公開了幾種方法，可以漂白、輔助漂白或者提高漂白。這些方法包括(1)使用過氧化氫和過酸，和(2)使用木聚糖酶處理。
過氧化氫是一種常用的漂白化學品。當在漂白車間之前加入到褐色原料中，它提供了使紙漿部分脫木質素和/或增亮的可能性(Bleackley，1991)。然而，當過氧化氫的用量較高時，明顯具有破壞纖維的可能性。
與過氧化氫組合使用木聚糖酶和錳過氧化物酶、木質素過氧化物酶或漆酶，或者順序加入，增加了過氧化氫的作用(Bermek等，2000；Niku-Paavola等，1994)。不幸地是，以工業規模製備和使用錳過氧化物酶、木質素過氧化物酶或漆酶是不切實際的。然而，這些報導中也沒有公開單獨含有過氧化氫和木聚糖酶的混合物。
過去的四十年來，研究集中在使用過酸作為漂白漿的漂白劑。過酸是通過過氧化氫與相應的酸之間的反應形成的，即乙酸與過氧化氫生成過乙酸。將過氧化氫變為過酸的優點在於，過酸具有更高的氧化電位，因此是比過氧化氫更強的漂白劑。過乙酸(PAA)形式的過酸在Scandinavia的幾個廠中被用做漂白化學品。過甲酸(Milox法)被用於試驗廠中，過一硫酸、過硝酸和過一磷酸也被廣泛地研究(Poppius-Levlin等，2000)。
製備過酸的主要方法包括(1)將過氧化氫與有機酸(如乙酸和甲酸)混合形成過羧酸。過羧酸的通式是R(CO)OOH，其中R是烷基(對於過乙酸，R是CH3)。(2)將過氧化氫與無機酸(如硫酸)混合。過一硫酸的分子式是HO-SO2-OOH，它被稱作Caro酸。(3)將過氧化氫與活性劑混合形成過酸。最引人注意的活性劑是四乙醯基乙二胺(TAED)。
紙漿漂白可以用較純的過酸或兩種或多種過酸混合物進行。當用於漂白紙漿時，過酸可以在漂白段之外製成並加入到紙漿中，或者將反應物化學品加入到紙漿中，原位生成過酸。在外面生成過酸的實例是將乙酸與過氧化氫反應形成過乙酸，然後將該過乙酸通過蒸餾純化。在外面生成過酸的另一個實例是將過一硫酸鉀與鄰苯二甲酸或硫酸反應生成過一硫酸(可從Du Pont以Oxone得到)，然後將它加入到紙漿中(Springer and McSweeney，1993)。
有時考慮原位生成過乙酸，包括向紙漿中加入過氧化氫和乙酸，或過氧化氫和乙酸酐。過乙酸是在紙漿存在下通過過氧化物和乙酸之間的反應生成的(Christiansen等，1966)。對於所有漂白化學品來說，過酸和用於製備它的方法的選擇取決於化學品的價格和漂白效果。
儘管對過酸的興趣和用量日益增加，但是由於需要加入兩種或多種不同的化學品而帶來的過酸較高費用限制了過酸在此的使用。
木聚糖酶被用於提高紙漿的漂白並減少氯化物在漂白段的用量(Erickson，1990；Paice等，1988；Pommier等，1989)。對於木聚糖酶的漂白作用已經提出了幾種機理。其中之一是木質素通過木聚糖和木聚糖酶結合到結晶纖維素上，通過水解木聚糖促進紙漿的漂白，從紙漿中除去有色木質素。第二種提出的機理是，木聚糖酶除去了木聚糖，從而提高了紙漿的鹼可萃取能力。不管機理如何，木聚糖酶處理使得隨後漂白物(如氯氣、二氧化氯、過氧化氫、或這些化學品的組合)比不含有木聚糖酶時更加有效地漂白紙漿。化學漂白之前用木聚糖酶預處理紙漿，增加了最終紙製品的亮度和質量，並減少了必須用於漂白紙漿的氯基化學品的用量。而這又減少了通過該方法產生的氯化排放物。
木聚糖酶已經從包括細菌和真菌的多種有機體中分離出來。一般，真菌的木聚糖酶在約3.5至5.5的酸性pH值下和約50℃的溫度下具有最佳活性。而細菌的木聚糖酶在5至7的pH值下和最好50℃至70℃的溫度下具有最佳活性。然而，還有其它木聚糖酶，它們在其它條件下具有最佳活性。例如，Campbell等的US5,405,789公開了來自環狀芽胞桿菌的低分子量木聚糖酶的熱穩定突變體的結構。Sung等的US5,759,840公開了來自裡氏木黴屬的第11科木聚糖酶的改性，與天然木聚糖酶相比，改性後的木聚糖酶提高了嗜熱性、嗜鹼性和熱穩定性。Fukunaga等的US5,916,795公開了來自芽胞桿菌屬的熱穩定木聚糖酶。一份標題為「Xylanase Treatment of Oxygen-BleachedHardwood Kraft Pulp at High Temperature and Alkaline pH Levels GivesSubstantial Savings in Bleaching Chemicals」的出版物(Shah等人)(2000，該文獻被引用在本文中作參考)公開了用來自ThermotogaMaritima的木聚糖酶在pH為10下溫度為90℃下處理氧氣脫木質素的硬木紙漿，隨後漂白該紙漿。這些文獻公開了在化學漂白之前用木聚糖酶酶處理紙漿。
在過酸或木聚糖酶處理之後，普通紙漿漂白法中的下一步一般是用二氧化氯、氯氣或者有時候用二氧化氯和其它氧化漂白劑的組合物漂白。例如，化學漂白法中的第一個二氧化氯段經常稱作D0或D100段。隨後的二氧化氯漂白段稱作D1、D2等。對於不含有鹼-氧氣脫木質素段的漂白車間，D0是第一個化學漂白段。D0段一般在pH值為1.5至3.0下進行。在小型且數目日益減少的工廠中，高達30％至50％氯氣被加入到ClO2中，以嘗試達到更高的木質素脫除效率。這樣的階段也稱作CD段。D0段或CD段之後，將紙漿用水洗滌，並且鹼抽提。鹼抽提是用氫氧化鈉或碳酸鈉將pH值調整到9.0至12.0並在60℃至120℃下進行30至90分鐘。鹼抽提階段後，將紙漿用水洗滌。重複二氧化氯漂白段、洗滌和鹼抽提直到紙漿被適當地漂白。大多數情況下，紙漿被適當地漂白之前，需要在二氧化氯段和鹼抽提段之間交替進行兩輪至三輪漂白。
美國專利5,645,686公開了通過一系列處理段來漂白化學紙漿的方法，所述處理工序包括至少一個使用過氧化氫的工段和至少一個使用過酸的工段。除了紙漿漂白工序之外該專利還公開了木聚糖酶處理段。該專利沒有建議同時用木聚糖酶處理段和過酸處理段來處理紙漿。
通常，儘管與不包括木聚糖酶處理的等價紙漿漂白方法相比，在紙漿漂白方法中，木聚糖酶處理提高了紙漿的漂白，但是現有技術中需要提高木聚糖酶處理的效率。紙漿廠處於減少使用含氯漂白化學品(如氯氣和二氧化氯)的壓力之下，因此，對於紙漿廠來說，任何能夠整合到紙漿漂白方法中來降低含氯漂白物或由於使用這種化學品而產生的有毒排放物的方法都是重要的並且也是有價值的財富。工廠也可以通過使用更少的化學品(如漂白段的二氧化氯和鹼抽提段的氫氧化鈉和過氧化氫)而節約資金。提高木聚糖酶處理的效率將進一步減少化學品的使用，從而解決這些問題。
現有技術中需要一種新型的和更加有效的漂白紙漿的方法。此外，現有技術中需要這樣一種方法其能夠整合到已有的紙漿漂白法中來提高漂白處理的效率，減少含氯漂白化合物的使用或由於這些化學品的使用而產生的有毒排放物。還需要通過減少化學品的使用而節約資金。
本發明的目的是克服現有技術中的缺點。
上述目的通過獨立權利要求的特徵的組合而達到。從屬權利要求進一步公開了本發明有利的實施方案。
發明簡述本發明涉及漂白紙漿的方法。更具體地說，本發明涉及利用木聚糖酶和過氧化氫、過酸或它們的組合的漂白紙漿的方法。
根據本發明，提供了一種包括漂白段的漂白化學紙漿的方法，所述漂白段含有至少一種木聚糖酶和氧化性化學品，所述氧化性化學品含有過氧化氫、一種或多種過酸或過氧化氫和一種或多種過酸的混合物。本發明的漂白段是在pH值約為5.0至約9.0之間進行的。
本發明還涉及一種如上所述方法，其中過酸選自過乙酸、過甲酸、過一硫酸、過一磷酸、過硝酸和它們的組合。優選的過酸是過乙酸、過甲酸或它們的組合。
本發明還涉及如上所述的方法，其中漂白段之前有一個或多個鹼氧氣脫木質素段。此外，漂白段之前有臭氧-過酸處理過程。
本發明還包含了上述方法，其中漂白段之後還有一個漂白工序。漂白工序可以包括二氧化氯漂白工序和/或氧氣-過酸漂白工序。
本發明還提供了降低化學紙漿的卡伯值的方法，包括
i)將化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品的漂白段，得到處理紙漿，所述氧化性化學品包括過氧化氫、一種或多種過酸、或過氧化氫和一種或多種過酸的組合；ii)洗滌處理紙漿；和iii)用二氧化氯、臭氧、氧氣、過酸、鹼抽提、或它們的組合來漂白處理紙漿；本發明涉及一種降低化學紙漿漂白過程中所需二氧化氯量的方法，包括iv)將化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品的漂白段，得到處理紙漿，所述氧化性化學品含有過氧化氫、一種或多種過酸、或過氧化氫和一種或多種過酸的組合；v)洗滌處理紙漿；和vi)用二氧化氯漂白處理紙漿。
此外，本發明提供了一種漂白化學紙漿的方法，包括i)將化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和過酸的漂白段得到處理紙漿，漂白段在pH值為約5.0至約9.0之間，含有0.5至約5kg/t紙漿的過乙酸，在約40℃至約70℃溫度下和紙漿稠度約4％至約12％之間進行約20至約60分鐘；ii)洗滌處理紙漿；和iii)通過二氧化氯漂白工序漂白所述處理紙漿。
本發明方法比起木聚糖酶和過酸的單獨處理是個改進。本發明方法僅使用一個漂白塔而不是兩個。令人驚奇地是，過氧化氫和過酸的存在不破壞木聚糖酶的活性。工廠從使用過酸與木聚糖酶中所得到的效果大於單獨使用過酸所得到的效果。這使得工廠能夠運轉一個不太昂貴的漂白操作，或者進一步減少含氯漂白化學品的用量。
工廠中可以將本發明的紙漿漂白方法作為較大的紙漿漂白方法中的一部分。此外，化學紙漿包括牛皮紙漿、鹼法紙漿或亞硫酸鹽紙漿。
同樣根據上述本發明方法，第一漂白步驟之前可以有鹼氧氣脫木質素階段。
木聚糖酶可以選自BioBriteTMEB或BioBriteTMUHB木聚糖酶(可以購自Iogen Corporation)、野生型木黴屬reesei木聚糖酶II或者在溫和的抽提段條件下為活性的其它木聚糖酶。
本簡述並非對本發明所有必要特徵的描述，而本發明還存在於所述特徵的次級組合。


圖1表示在60℃或75℃下，各種漂白處理對紙漿漂白工序之後紙漿的最終亮度的影響。對比的ClO2處理(□)；過乙酸處理(pH6.5，◇)；過乙酸處理(pH9.8，◆)；木聚糖酶(■)；和木聚糖酶和過乙酸(▲)。
圖2表示60℃或75℃下，各種漂白處理對紙漿漂白工序之後紙漿的最終亮度的影響。對比的ClO2處理(◆)；過一硫酸處理(pH5.5，■)；過一硫酸處理(pH6.5，□)；過一硫酸處理(pH9，●)；木聚糖酶(▲)；和木聚糖酶和過一硫酸(△)。
優選實施方案的描述本發明涉及漂白紙漿的方法。更具體地說，本發明涉及利用木聚糖酶和過氧化氫、過酸或它們的組合的漂白紙漿的方法。
下面的描述僅僅是實施例形式的優選實施方案，而不限制為實施本發明的必要特徵的組合。
根據本發明，提供了一種含有漂白段的漂白化學紙漿的方法，所述漂白段含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品，所述氧化性化學品包括過氧化氫、一種或多種過酸、或過氧化氫和一種或多種過酸的混合物。
術語「化學紙漿」是指通過化學製漿處理並隨後成為適合漂白形式的任何類型的新纖維、次級纖維、木或非木纖維、軟木、硬木或它們的混合物，例如但不限於牛皮紙漿、鹼法紙漿或亞硫酸鹽紙漿。在非限定性實施例中，化學紙漿含有新纖維。
化學紙漿還包括在實施本發明方法之前，被暴露於鹼氧氣脫木質素段的牛皮紙漿、鹼法紙漿或亞硫酸鹽紙漿。鹼氧氣脫木質素段之後可以進行水洗。與製備包括牛皮紙漿和亞硫酸鹽紙漿的化學紙漿有關的其它條件描述在Pulp BleachingPrinciples and Practice，Dence andReeve編輯，1996(該文獻被引用在本文中做參考)。
術語「漂白」是指將紙漿與一種或多種化學品接觸足夠長的時間，並在合適的pH和溫度下，以實現部分脫木質素作用和/或紙漿的增亮。可以用於漂白的化學品的實例包括但不限於ClO2、H2O2、過酸、NO2或本領域技術人員已知的其它化學品。
術語「漂白段」是指其在工業上的通常含義。它包括用於從洗滌機到漂白塔之間輸送紙漿的管道、泵和斜槽；漂白塔本身；和用於將紙漿輸送到下一個洗滌機以將溶解的化學品從紙漿中洗滌出去的管道、泵和斜槽的組合。本發明的漂白段優選是一個車間中的幾個漂白段之一。本文中所述漂白段之前可以有一個或多個氧氣脫木質素段。這裡，本文中所述漂白段可以放在典型的漂白工序的末端，所述典型的漂白工序包括但不限於利用二氧化氯(CPPA Technical Section，Dence and Reeve編輯，1996，該文獻被引用在本文中做參考)、臭氧、氧氣-過酸(Bouchard等，2001)、鹼抽提，或它們的組合。另外，本發明的漂白段可以在典型的漂白工序之前進行。該實施方案中，本發明所述漂白段之後可以是一個或多個化學漂白段，該漂白段包括但不限於二氧化氯、臭氧、氧氣-過酸、鹼抽提或它們的組合。
漂白段中存在的木聚糖酶可以是任意木聚糖酶，它在本發明方法所用條件下能夠水解木聚糖並促進紙漿的漂白。木聚糖酶在該段的pH和溫度下必須是活性的，並對存在的氧化性化學品具有抵抗能力。木聚糖酶的劑量優選為每克紙漿約0.5至約2.0木聚糖酶單位。測試木聚糖酶的方法公開在實施例2中。
野生型和基因改性的木聚糖酶都可以用於本發明方法中。例如，(但非限制地)可用於本發明方法中的木聚糖酶包括真菌的木聚糖酶和細菌的木聚糖酶，所述真菌的木聚糖酶在約3.5至約5.5的酸性pH下和約50℃的溫度下具有最佳活性，而細菌的木聚糖酶在約5至約7的pH值下和約50℃至約70℃的溫度下具有最佳活性。然而，應理解的是，可以使用其它的木聚糖酶，這些木聚糖酶表現出不同的溫度和pH分布。這裡，所需溫度和pH範圍取決於所用的木聚糖酶。
因此，本發明考慮了使用木聚糖酶，它包括但不限於野生型熱穩定的和鹼穩定的木聚糖酶，如US5,405,789(該文獻公開了來自環狀芽胞桿菌的低分子量突變體)和美國申請號60/213,803(PCT/CA/01/00769，該文獻被引用在本文中做參考)所教導的，後者公開了相對於野生型木黴屬木聚糖酶具有增加的嗜熱性和嗜鹼性的木聚糖酶，例如但不限於HTX-18木聚糖酶(購自Iogen Corporation)或野生型裡氏木黴屬木聚糖酶II，例如但不限於BioBriteTM(購自Iogen Corporation)或者改性的裡氏木黴屬木聚糖酶II，例如但不限於EB木聚糖酶(購自Iogen Corporation)。此外，其它木聚糖酶也可以用於本發明方法中，包括熱穩定的木聚糖酶如Caldocellumsaccharolyticum、Thermotoga maritima和Thermotoga sp菌株FJSS-B.1(Lüthi等，1990；Winterhalter and Leibl，1995；Simpson等，1991；這些文獻被應用在本文中做參考)。本發明方法還考慮了衍生自下列木聚糖酶的木聚糖酶(但不限於)裡氏木黴屬木聚糖酶I、綠色木黴木聚糖酶、鏈黴菌屬木聚糖酶B、鏈黴菌屬木聚糖酶C、或其它非第11科木聚糖酶，例如，但不限於Caldocellum saccharolyticum、Thermotoga maritima和Thermotoga sp菌株FJSS-B.1。
基因改性的木聚糖酶突變體也可以組合或單獨用於本發明的酶處理段，只要它們能夠促進紙漿的漂白，也就是在隨後的漂白段的條件下促進木質素從紙漿中除去。基因改性的突變體比對應的野生型木聚糖酶在更寬的pH值、溫度或氧化性化學品濃度範圍內具有更優異的能力。
對本領域技術人員顯而易見的是，有些天然木聚糖酶既具有木聚糖酶活性又具有纖維素酶活性。附加的纖維素水解活性由於其對纖維素(紙中的主要材料)的破壞作用因此對於紙漿漂白來說是不利的。優選的是，本發明方法使用了一種或多種木聚糖酶，所述木聚糖酶沒有纖維素水解活性或者具有降低的纖維素水解活性。在非限定性實施例中，本發明方法使用了一種或多種降低或削弱了纖維素酶活性的木聚糖酶。
術語「氧化性化學品」是指具有漂白紙漿能力的化學品，即使紙漿部分脫木質素、增亮，或者既部分脫木質素又增亮。氧化性化學品以能夠漂白紙漿的含量、pH和溫度存在。氧化性化學品的非限定性實例包括過氧化氫和過酸。
在本發明一方面中，漂白段含有木聚糖酶和氧化性化學品如過氧化氫。過氧化氫的存在濃度為約0.25至約10.0kg/t紙漿。例如，過氧化氫的濃度為約0.25至約5kg/t紙漿。低於該濃度，過氧化氫在紙漿的脫木質素和/或增亮中是無效的。超過該濃度，過氧化氫可能破壞紙漿。當沒有過酸時，將過氧化氫以本領域技術人員熟悉的方式加入到紙漿中。諸如硫酸鎂和矽酸鈉的試劑可以與過氧化氫一起加入來使之穩定和/或保護纖維素，由此增強紙漿。
在本發明的一個替代實施方案中，漂白段可以包括木聚糖酶連同一種或多種過酸(也稱作過氧酸)一起作為氧化性化學品。當過氧化氫被加入到有機酸或無機酸中時，形成過酸。本發明的漂白段可以使用一種過酸，或者使用過酸的混合物。
如果過酸是有機酸，那麼根據本發明可以使用的過酸的非限定性實例包括過乙酸、過甲酸、過一硫酸、過一磷酸、過硝酸、或它們的組合。一種或多種有機過酸可以是，但不限於過乙酸、過甲酸或它們的組合。有機過酸的摩爾濃度可以是過氧化氫的約兩倍至約十倍。更優選的是，一種或多種過酸的摩爾濃度為過氧化氫的約2至約5倍。當單獨使用時，多種過酸中的一種的濃度約為0.5至約5kg/t紙漿。
如果過酸是無機酸，那麼優選過一硫酸、過硝酸、過一磷酸或它們的組合。無機過酸的摩爾濃度為過氧化氫的約1至3倍。在本發明所述漂白段中，也可以使用有機過酸和無機過酸的組合。
過酸可以在漂白車間之外製成(例如Spinger and McSweeney中所述，1993，該文獻被引用在本文中作參考)並直接加入到紙漿中。這一步可以通過將化學品的水溶液泵入紙漿中來完成，優選不直接與木聚糖酶接觸。或者，可以通過將過氧化氫、和一種或多種酸或其它反應物加入到紙漿中，原位生成過酸(例如，Christiansen等中所述，1966，該文獻被應用在本文中作參考)。紙漿可以已經含有木聚糖酶，或者在原位生成一種或多種過酸之後將該酶加入。
過氧化物活化劑例如但不限於TAED(四乙醯基乙二胺)可以在加入到紙漿中之前或之間與過氧化氫反應(Turner and Mathews，1998，該文獻被應用在本文中作參考)。所得產物含有過乙酸，其中含有或者不含有過氧化氫。
在本發明的另一方面中，漂白段含有木聚糖酶和作為氧化性化學品的過氧化氫和過乙酸的混合物。當一起使用時，過氧化氫的濃度為約0.25至約10.0kg/t紙漿，而一種或多種過酸的摩爾濃度為過氧化氫的約2至約10倍。非限定性實例中，過氧化氫的含量約1至約5kg/t紙漿，而一種或多種過酸是有機過酸，並且摩爾濃度為過氧化氫的約1至約5倍。
木聚糖酶與過氧化氫、過酸或者過氧化氫和過酸的組合在卡伯值和紙漿亮度、脫木質素作用、加速下遊漂白或者這些性能組合方面起到了促進作用。而木聚糖酶與腐蝕性漂白化學品的組合通常被認為會破壞酶。
漂白段可以含有木聚糖酶和過氧化氫、過酸或者過氧化氫和過酸，可以在pH約為5.0至約9.0下進行。例如，本發明的漂白段是在pH約為6.5至8.0下進行的。
本發明所述漂白段可以在約40℃至約70℃下，或者約50℃至約60℃，紙漿稠度約4％至約12％下進行20至60分鐘。然而，如果需要可以使用更長的處理時間。
本發明的漂白段可以在下一步漂白紙漿之前，包括水洗作為該階段的最後一步。本發明的漂白段可以在常規漂白工序之前或之後進行，所述常規漂白工序包括但不限於使用二氧化氯、臭氧、鹼抽提、氧氣-過酸處理或者它們的組合的那些(參見pulp BleachingPrinciplesand Practice.Chapter 4)。
本發明所述漂白段之後，紙漿中木質素的含量可以通過測試紙漿的卡伯值來估計，所述測試方法可以根據實施例1來進行。
與現有技術已知的常規紙漿漂白方法相比，本發明的紙漿漂白方法提高了紙漿的亮度、或者降低了紙漿的卡伯值。通過提高亮度(或者降低卡伯值)，減少了在隨後的漂白工序中紙漿所需的化學處理，由此節約了漂白的費用，並減少了向環境中排放的化學品。例如，如圖1所示，當在漂白段內使用過乙酸時，漂白紙漿樣品所需要的ClO2的量減少了約3.9％，當在漂白段內使用木聚糖酶時，漂白紙漿樣品所需要的ClO2的量減少了約13.6％。在本發明所述漂白段內使用了過乙酸和木聚糖酶的組合，隨後進行漂白工序，結果使ClO2的加入量減少了約18.5％。當紙漿的亮度(例如圖1；表2，實施例6)或卡伯值(例如表1，實施例5)確定了時，觀察到由木聚糖酶和過乙酸的組合所產生的協同作用。圖2表明，當漂白段內使用了過一硫酸時，漂白紙漿樣品所需要的ClO2的量減少了約0.27-0.81％，而當漂白段內使用了木聚糖酶時，所需的ClO2的量減少了約12.4％。在本發明所述的漂白段內使用了過一硫酸和木聚糖酶的組合，隨後進行漂白工序，由於所需要的ClO2的量減少了約16.2％，因此觀察到協同效果。當紙漿的亮度(例如圖1)或卡伯值(例如表1和2、實施例5)確定了時，觀察到由木聚糖酶和過一硫酸的組合產生的協同作用。
本發明的紙漿漂白方法容易整合到現有技術目前實施的紙漿漂白方法中。已有的預處理塔例如目前用於木聚糖酶處理的塔，可以適用於過氧化氫、一種或多種過酸、或它們與木聚糖酶的組合。同樣，漂白工序末端所用的漂白塔可以適用於本發明所述的漂白段。
上面的描述絕對不應理解為對本發明的限制。此外，特徵的所述組合絕對不是本發明解決方案所必須的。
本發明將在下面的實施例中進一步說明。然而，應當理解為，這些實施例僅僅是以說明為目的的，絕對不應當用於限定本發明的範圍。
實施例1卡伯值的測定使用公開在TAPPI測試方法1996-1997中的用於測定紙漿卡伯值的TAPPI方法(T 236cm-85)來測定紙漿的卡伯值(該測試方法被引用在本文中作為參考)。簡單地說，卡伯值是在該方法指定的條件下，1g烘乾紙漿所消耗的0.1N高錳酸鉀的體積(毫升)。結果被校正為加入的高錳酸鉀的50％消耗量。
在25℃±0.2℃的恆定溫度下，連續攪拌的同時進行卡伯值的測量。然而，可以按照下述方法對溫度變化進行校正。
紙漿的含水量是根據TAPPI T 210中的「Sampling and TestingWood Pulp Shipments for Moisture」測試的，該方法被引用在本文中作參考。簡單的說，將紙漿樣品分解在約800mL蒸餾水中並攪拌。向淤漿中加入100mL 0.1N高錳酸鉀和100mL 4N的硫酸(使總體積達到約1L)，並使之反應10分鐘。10分鐘結束時，通過加入20mL 1.0N碘化鉀來停止反應，用0.2N硫代硫酸鈉滴定該溶液。
紙漿的卡伯值可以通過下式計算K＝(p×f)/w其中，p＝(b-a)N/0.1其中，K是卡伯值，f是用於校正至50％高錳酸鉀消耗量的因數，其取決於p的值(f＝10(0.00093×(p-50))；w是樣品中以克表示的烘乾紙漿的重量；p是以mL表示的被測試樣品消耗的0.1N高錳酸鉀溶液的量；b是空白測試中，以mL表示的所消耗的硫代硫酸鈉溶液的量；a是以mL表示的被測試樣品消耗的硫代硫酸鈉溶液的量；和N是硫代硫酸鈉溶液的當量濃度。
在20℃和30℃之間測試的紙漿卡伯值的校正可以根據下式進行K＝(p×f)(1+0.013(25-t))/w其中，t是實際反應溫度(攝氏度)。
實施例2測試木聚糖酶活性的標準分析方法木聚糖酶分析#1內木聚糖酶試驗專門用於測定內-1，4-β-D-木聚糖酶的活性。用木聚糖酶培養偶氮木聚糖時，當向反應混合物中加入乙醇時，基質被分解生成低分子量著色片段，它保留在溶液中。通過離心分離除去高分子量物質，並測量上清液的顏色。分析溶液中木聚糖酶的活性是參照標準曲線確定的。
基質將基質純化(以除去澱粉和β葡聚糖)。將多糖用Remazolbrilliant Blue R染色至約1染料分子/30個糖殘基。將粉末基質溶解在水和乙酸鈉緩衝液中，並將pH調整為4.5。
分析方法將木聚糖酶用0.5M乙酸鹽緩衝液稀釋至pH為4.5。將2毫升溶液在40℃下加熱5分鐘。將0.25mL預熱的偶氮木聚糖加入到酶溶液中。將混合物培養10分鐘。終止反應，加入1.0mL乙醇(95％v/v)沉澱出高分子量物質，同時在渦流混合器中劇烈攪拌10秒。將反應試管平衡至室溫下10分鐘，然後在2000rpm下離心6-10分鐘。將上清液轉移到分光光度計比色杯中，並在590nm下測試空白液和反應溶液的吸光度。參照標準曲線確定活性。空白液是通過在加入酶之前向基質中加入乙醇製成的。
下面的分析方法也可用於定量分析木聚糖酶的活性。
木聚糖酶分析#2所述定量分析測定由可溶性木聚糖生成的還原糖末端的個數。用於本分析的基質是溶解在水中的樺木木聚糖餾分，其來自5％的樺木木聚糖懸浮液(Sigma Chemical Co，)。除去不溶性部分後，將上清液冷凍乾燥並儲存在乾燥器中。具體活性的測試如下將含有預先稀釋在分析緩衝液(50mM檸檬酸鈉，pH為5.5，或測試木聚糖酶的最佳pH)中的100mL 30mg/mL木聚糖、150mL分析緩衝液和50mL稀釋在分析緩衝液中的酶的反應混合物在40℃(或者測試木聚糖酶的最佳溫度)下培養。在多個時間段取出50mL的反應混合物，用1mL5mM NaOH稀釋來停止反應。利用羥基苯甲酸醯肼試劑(HBAH)測定還原糖的量(Lever，1972，Analytical Biochem 47273-279)。一單位酶活性定義為40℃(或者酶的最佳pH和溫度)下1分鐘中內產生1mol還原糖。
實施例3二氧化氯的製備試驗室中，二氧化氯是根據標準方法製成的，所述標準方法是將氯氣和氮氣混合物通過一系列裝有亞氯酸鈉的柱子，並用冷水收集排出氣體。二氧化氯以10.4g/L的濃度冷凍儲存在水中。對於製備二氧化氯的其它細節可以參見Chlorine Dioxide Generation，由Paprican，Pointe Claire，Quebec出版，(該文獻被引用在本文中做參考)。
實施例4紙漿的常規木聚糖酶處理這是紙漿漂白之前，進行常規木聚糖酶處理的步驟。
將具有指定卡伯值的15g紙漿樣品用紙漿過濾器調整到稠度為10％(wt/vol)，並將紙漿的pH用1N的硫酸溶液調整到6.2至6.8之間。加入BioBriteTMUHB木聚糖酶(購自Iogen Corporation)之前，將紙漿樣品加熱到60℃。將酶加入到樣品中，在60℃和10％紙漿稠度下，將紙漿樣品培養60分鐘。培養之後，在60℃下，通過用2升自來水洗滌紙漿的方法停止反應並將樣品空氣乾燥過夜。預先的測試表明，一整夜培養沒有明顯增加酶的作用。
酶的劑量是500ml/t紙漿，這相當於5.0單位木聚糖酶活性(根據實施例2中描述的第一木聚糖酶分析方法測得的)每克紙漿。為了比較，在沒有木聚糖酶的條件下對對比紙漿樣品進行模擬處理，以便於比較不同的漂白工序。
實施例5過氧化氫和過乙酸存在下的木聚糖酶處理將得自Quebec工廠中的硬木牛皮紙漿(K＝16.7)按照下述方法進行處理對比紙漿按照實施例4中給出的方法處理該紙漿，但其中不加入木聚糖酶或氧化性化學品。
用木聚糖酶處理的紙漿按照實施例4中給出的方法用木聚糖酶處理該紙漿。
用過氧化氫處理的紙漿用0.045％過氧化氫漂白紙漿。按照實施例4給出的方法處理該紙漿，只是在紙漿的pH調整之後加入過氧化氫但是不加入木聚糖酶之外。
用木聚糖酶和過氧化氫處理的紙漿按照實施例4給出的方法處理紙漿，只是在紙漿的pH調整之後，向紙漿中加入0.045％過氧化氫，並隨後加入木聚糖酶。
過乙酸/過氧化氫處理通過以3.5∶1.0∶0.3的比例混合34％過氧化氫水溶液、冰醋酸和濃硫酸，製備過乙酸和過氧化氫的混合物。將反應物在室溫下混合，靜置60分鐘，然後冷凍。儲存一個月後，用Swern(1970)方法測試過氧化氫的濃度，該方法包括用硫酸鈰氨滴定樣品。測得過氧化氫的濃度為47.6g/L。然後用Greenspan(1948)方法測量過乙酸的濃度，該方法包括用碘化物滴定樣品。測得過乙酸的濃度為158.4g/L。將過乙酸/過氧化氫混合物加入到紙漿中，以使過乙酸在紙漿中的濃度為0.15％，過氧化氫在紙漿中的濃度為0.045％。用氫氧化鈉將紙漿的pH調整到6.2至6.8。除了不向紙漿中加入木聚糖酶之外，其它的按照實施例4中給出的方法處理紙漿。
木聚糖酶、過乙酸和過氧化氫該紙漿處理中，按照上述方法(過乙酸/過氧化氫處理)將過乙酸和過氧化氫加入到紙漿中，並將紙漿的pH值用氫氧化鈉調整到6.2至6.8。pH調整步驟之後，加入木聚糖酶。除此之外，按照實施例4中給出的方法處理紙漿。
所有的處理之後，將紙漿用水洗滌，並根據實施例1測量卡伯值。結果表示在表1中。
表1不同漂白段處理對紙漿卡伯值的影響。沒有對紙漿進行其它漂白。

木聚糖酶的加入使紙漿的卡伯值(K)降低了約1.5單位。當前條件下，過氧化氫對紙漿的脫木質素作用無效。然而，木聚糖酶和過氧化氫的組合使K降低了1.6單位。這比單獨使用木聚糖酶的作用稍好，這表明，木聚糖酶在過氧化氫的存在下仍然有效。
過乙酸和過氧化氫使K降低了約0.5單位。然而，木聚糖酶與過乙酸和過氧化氫的組合使K降低了1.8單位，這比過乙酸和過氧化氫組合的效果更好，並且也比單獨使用木聚糖酶的效果更好。這些結果說明了將木聚糖酶與過乙酸和過氧化氫相結合的協同效果。此外，這些結果表明，木聚糖酶在過乙酸和過氧化氫存在下是有效的。
實施例6用木聚糖酶和過乙酸對經過ClO2部分漂白的紙漿進行處理將從加拿大東部紙漿廠的D1段取來的硬木紙漿按照下述方法處理對比紙漿按照實施例4中給出的方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。另外，用碳酸鈉(防止鹼誘導的回色)而不是用硫酸將pH調整至6.5。
木聚糖酶處理按照實施例4中給出的方法處理所述紙漿，只是用碳酸鈉而不是用硫酸將pH調整至6.5，酶劑量為150ml/t。
過乙酸處理按照實施例4中給出的方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。同時，pH是用碳酸鈉而不是用硫酸調整至6.5，然後每噸紙漿加入1kg過乙酸。
木聚糖酶和過乙酸處理按照實施例4中給出的方法處理所述紙漿，只是用碳酸鈉而不是用硫酸將pH調整至6.5，然後每噸紙漿加入1kg過乙酸，酶劑量為150ml/t。
所有的處理之後，將紙漿用水洗滌，並根據實施例8的方法測定紙漿的亮度。結果表示在表2中。
表2木聚糖酶和過乙酸處理對經ClO2部分漂白的紙漿的作用。沒有對紙漿進行其它漂白。

木聚糖酶處理使得紙漿比對比樣品的亮度增加了1.5單位，而過乙酸則使得紙漿比對比樣品亮度增加了1.9單位，這表明，過乙酸比木聚糖酶更有效。木聚糖酶和過乙酸組合處理導致的亮度增加最大，為2.1單位。與單獨使用木聚糖酶或過乙酸相比，木聚糖酶和過乙酸的組合使用增加了部分漂白紙漿的亮度。
實施例7二氧化氯漂白硬木紙漿樣品對紙漿樣品進行二氧化氯漂白處理，該工段與Glossary ofBleaching Terms CPPA技術部分(該文獻在此引用作參考)所述類似，所用最佳條件是紙漿中含1.0％至2.3％的CLO2，40℃-60℃，3-10％紙漿稠度，30-60分鐘培養期，pH2.5至3.0。
紙漿是來自美國西部工廠的硬木牛皮紙漿，K為15.0。
二氧化氯漂白段(D0)第一個二氧化氯漂白段是D0段。將CLO2加入到紙漿中，將體系保持在可熱封的塑膠袋中。將紙漿混合物冷卻到4℃以將蒸發降至最低。以紙漿卡伯因數為0.194、0.217、0.239和0.262計算漂白段所需的二氧化氯加入量。二氧化氯的加入量是利用下式確定的二氧化氯加入量(kg/t紙漿)＝10×卡伯因數×卡伯值/2.63當卡伯因數為0.194，卡伯值為15.0時，對應的二氧化氯使用量為11.1kg/t紙漿。加入CLO2後，紙漿稠度為4％，pH為2.5至3.0，將袋子放入50℃水浴中60分鐘。培養期後，將紙漿樣品用2L自來水洗滌。隨後，對D0段紙漿樣品進行常規鹼抽提(Eop)。
鹼抽提段(Eop)第一個二氧化氯漂白段(D0)後，將紙漿樣品進行鹼抽提段(Eop)。Eop段包括，在77℃下培養紙漿，10％(wt/vol)稠度，氫氧化鈉加入量1.4％，過氧化氫加入量0.65％(wt/wt)，氧氣壓力5psig，每噸紙漿消耗6kg氧氣，進行90分鐘。培養結束時，抽提介質的pH約為11.0。培養期後，將每個紙漿樣品分別用2L自來水洗滌。
二氧化氯漂白段(D1)抽提段後，所有紙漿都進行D1段。D1段一般以與D0段類似的方法進行。簡單的說，將紙漿樣品調整到稠度為10％(wt/vol)，並在pH為3.6至約4，75℃下培養180分鐘。根據卡伯因數0.09、0.101、0.111和0.122選擇D1段的二氧化氯加入量，所述卡伯因數從最低到最高對應於D0段中的紙漿順序。培養期後，分別將每個紙漿樣品用2L自來水洗滌。抽提後，根據實施例8測定紙漿的亮度。這就是紙漿的D1段亮度。
實施例8測定紙漿亮度紙漿亮度是根據PAPTC-標準測量方法1997.7(Standard E1brightness of Pulp，Paper and Paperboard，該文獻被引用在本文中作參考)中所述方法測定的。簡單的說，用3.75g氧氣脫木質素紙漿樣品形成亮度板。將紙漿樣品放入500mL容器中，並加入約200mL水。每個容器中加入約2mL硫酸溶液並充分攪拌。將紙漿倒入一個真空漏鬥中，隨後用柱塞擠壓該板，由此形成亮度板。將紙漿板置於兩個吸水紙之間用液壓機擠壓。將紙漿板在室溫下乾燥一整夜。
ISO亮度測定亮度是用Elrephometer測得的。將樣品用高反射積分球漫射。在與樣品垂直的角度上測量反射光。將反射比與基於完全反射的絕對反射比相比較，完全漫射表面被認為亮度為100％。氧化鎂是一個用於與紙漿亮度相比的標準。波長457nm的藍光被用於亮度讀數。
實施例9在過乙酸存在下用木聚糖酶處理的紙漿漂白實驗對來自美國西部工廠的硬木牛皮紙漿(K＝15.0)進行下述處理對比紙漿按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。另外，將實施例4的方法改為處理過程是在75℃，pH為9.8下處理1小時。
木聚糖酶處理的紙漿按照實施例4所述方法用木聚糖酶對所述進行處理，酶劑量為150ml/t，溫度60℃，pH為6.5下處理1小時。
過乙酸處理，pH為9.8按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是在pH調節步驟之後加入過氧化氫和四乙醯基乙二胺(TAED)的混合物。此外，用稀氫氧化鈉將紙漿的pH調整到9.8，並且將紙漿在75℃下培養1小時。製備過氧化氫和TAED混合物，使得其中在100ml去離子水中含有0.34g過氧化氫和1.14gTAED。用10％的氫氧化鈉將所述混合物的pH調整至7並緩慢加熱以溶解TAED。一旦TAED溶解了，將溶液靜置15分鐘。這時，Swern(1970)的滴定法表明，過氧化氫濃度低於測量下限。Greenspan(1948)的滴定法表明，過乙酸濃度為6.6g/L。將溶液冷凍儲存。將過乙酸以0.1％的量(以紙漿量為基準)加入到紙漿中。
過乙酸處理，pH為6.5採用上述方法(實施例9的過乙酸處理)用過乙酸對所述紙漿進行處理。然而，紙漿是在60℃，pH為6.5下培養的。
木聚糖酶和過乙酸按照實施例4的方法製備紙漿樣品，只是在將紙漿的pH用氫氧化鈉調整到6.5之後，將按照上述方法製備的過乙酸(過乙酸處理，實施例9)加入到紙漿中，隨後以150ml/t的酶劑量加入木聚糖酶。在60℃，pH為6.5下將所述處理進行1小時。
在經過上述所有的處理之後，將紙漿用水洗滌，然後按照實施例7中的方法進行D0EopD1漂白。漂白之後，根據實施例8的方法測定紙漿亮度。結果表示在圖1中。
亮度目標是87.5ISO。未處理的對比紙漿需要20.6kg/t ClO2來達到該亮度值。
單獨用木聚糖酶處理可以將紙漿亮度達到87.5所需的ClO2量減少到17.8kg/t，減少了13.6％。這與關於木聚糖酶處理在ClO2漂白中的有益效果的公開報導一致。
過乙酸在最佳pH(9.8)時是有效的，其將漂白紙漿所需要的ClO2的量減少到18.1kg/t，減少了12.1％。用1kg/t過乙酸處理節約ClO22.5kg，這與過乙酸對漂白紙漿的影響的公開報導一致。
在次最佳pH(6.5)下，過乙酸對於減少ClO2不太有效。通過該處理僅節約3.9％ClO2。
通過木聚糖酶和過乙酸的結合將漂白紙漿所需要的ClO2的量減少了18.5％。這比單獨使用木聚糖酶或過乙酸都更有效。這表明，利用木聚糖酶和過乙酸的組合可以節約更多的ClO2。
實施例10在過一硫酸(Oxone)存在下用木聚糖酶處理紙漿的漂白實驗對來自美國西部工廠的硬木牛皮紙漿(K＝16.59)進行下述處理對比紙漿按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。
木聚糖酶處理的紙漿按照實施例4所述方法用木聚糖酶對所述紙漿進行處理，酶劑量為150ml/t。
過一硫酸(Oxone)處理，pH為5.5按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。還有，在紙漿pH調整為5.5後，在每噸紙漿中加入4kg Oxone(過一硫酸絡合物，Sigma-Aldrich，St.Louis，MO)。
過一硫酸(Oxone)處理，pH為6.5按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。還有，在將紙漿pH調整為6.5後，向每噸紙漿中加入4kg Oxone。
過一硫酸(Oxone)處理，pH為9按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是不加入木聚糖酶。還有，在將紙漿pH調整為9後，向每噸紙漿中加入4kg Oxone，並將樣品在75℃下培養。
木聚糖酶和過一硫酸(Oxone)按照實施例4所述方法處理所述紙漿，只是在將紙漿pH調整為6.5後，向每噸紙漿中加入4kgOxone，酶劑量為150ml/t。
在所有上述處理之後，將紙漿用水洗滌，然後按照實施例7中的方法進行D0EopD1漂白。對於D0段，使用卡伯因數為0.277、0.249和0.222的紙漿作為對比紙漿。D0段的其它紙漿的卡伯因數為0.249、0.222和0.193。所有的D0段樣品都在稠度為4.3％、66℃下培養40分鐘。所有紙漿樣品的Eop條件為77℃、10％稠度、氫氧化鈉加入量為1.5至2.2％，過氧化氫加入量為0.75％，氧氣為0.6％，培養時間為90分鐘。對於D1段，使用卡伯因數為0.146、0.132和0.117的紙漿對比紙漿，其它紙漿的卡伯因數為0.132、0.117和0.103。漂白之後，根據實施例8的方法測試紙漿亮度。結果列於圖2中。
亮度目標是89％ISO。對比紙漿需要23.4kg/t的ClO2來達到該亮度值。
用木聚糖酶處理的紙漿需要20.5kg/t的ClO2來漂白紙漿使之達到89％ISO，減少了12.4％。
分別在pH5.5、6.5和9下進行過一硫酸(Oxone)處理的紙漿分別需要23.3kg/t、23.2kg/t和23.3kg/t的ClO2來漂白紙漿使之達到89％的亮度，分別僅減少了0.27％、0.81％和0.54％。
用木聚糖酶和過一硫酸(Oxone)處理的紙漿需要19.6kg/的ClO2以達到89％ISO，ClO2的量減少了16.2％。這比單獨使用木聚糖酶或Oxone更加有效，表明利用木聚糖酶和過一硫酸的組合可以節約更多的ClO2。
所有的參考文獻都被引用在本文中作為參考。
本發明對於優選實施方案進行了描述。然而，對本領域技術人員顯而易見的是，在不偏離本發明所述精神的前提下可以對其作出多種改變和改進。
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權利要求
1.一種漂白化學紙漿的方法，包括將化學紙漿暴露於漂白段，所述漂白段含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品，所述氧化性化學品包括過氧化氫、一種或多種過酸、及過氧化氫和一種或多種過酸的混合物。
2.根據權利要求1的方法，其中所述漂白段是在pH值約5.0至約9.0之間進行的。
3.根據權利要求2的方法，其中所述過酸選自過乙酸、過甲酸、過一硫酸、過一磷酸、過硝酸和它們的組合。
4.根據權利要求3的方法，其中所述過酸是過乙酸或過甲酸。
5.根據權利要求3的方法，其中所述過酸是過一硫酸。
6.根據權利要求3的方法，其中所述過酸是在所述漂白段之外製備的，然後加入到所述漂白段中。
7.根據權利要求3的方法，其中，所述過酸是在所述漂白段內製備的。
8.根據權利要求3的方法，其中所述漂白段在溫度約40℃至約70℃，紙漿稠度約4％至約12％下進行20至60分鐘。
9.根據權利要求1的方法，其中所述化學紙漿包括牛皮紙漿、鹼法紙漿及亞硫酸鹽紙漿。
10.根據權利要求1的方法，其中所述方法是在紙漿廠中進行的。
11.根據權利要求3的方法，其中所述pH在約6.5至約8之間。
12.根據權利要求1的方法，其中所述木聚糖酶選自BioBriteTMEB木聚糖酶、HTX-18和野生型裡氏木黴屬木聚糖酶II。
13.根據權利要求1的方法，其中所述漂白段之前有一個或多個鹼氧氣脫木質素段。
14.根據權利要求1的方法，其中所述漂白段之前有臭氧-過酸處理。
15.根據權利要求1的方法，其中所述漂白段之後有一漂白工序。
16.根據權利要求15的方法，其中所述漂白段包括一個二氧化氯漂白工序。
17.根據權利要求15的方法，其中所述漂白工序包括一個臭氧-過酸漂白工序。
18.根據權利要求1的方法，其中所述氧化性化學品是過氧化氫，所述過氧化氫的含量為約1至約10kg/噸紙漿。
19.一種降低化學紙漿的卡伯值的方法，包括i)將所述化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品的漂白段，得到處理後的紙漿，所述氧化性化學品包括過氧化氫、一種或多種過酸、及過氧化氫和一種或多種過酸的組合；ii)洗滌所述處理後的紙漿；iii)用二氧化氯、臭氧、氧氣、過酸、鹼抽提、或它們的組合來漂白所述處理後的紙漿。
20.一種減少化學紙漿漂白過程中所需二氧化氯量的方法，包括i)將所述化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和至少一種氧化性化學品的漂白段，得到處理後的紙漿，所述氧化性化學品包括過氧化氫、一種或多種過酸、及過氧化氫和一種或多種過酸的組合；ii)洗滌所述處理後的紙漿；和iii)用二氧化氯漂白所述處理後的紙漿。
21.一種漂白化學紙漿的方法，包括i)將所述化學紙漿暴露於含有至少一種木聚糖酶和過酸的漂白段，以製備處理後的紙漿，其中，所述漂白段在pH值為約5.0至約9.0之間，含有0.5至約5kg/t紙漿的過乙酸，在約40℃至約70℃溫度下和紙漿稠度約4％至約12％之間進行約20至約60分鐘；ii)洗滌所述處理後的紙漿；和iii)通過二氧化氯漂白工序漂白所述處理後的紙漿。
22.根據權利要求21的方法，其中在所述暴露步驟(步驟i)中，所述pH約6.5。
23.根據權利要求22的方法，其中在所述暴露步驟(步驟i)中，所述溫度約60℃。
24.根據權利要求22的方法，其中所述暴露步驟(步驟i)中，設定所述化學紙漿的pH，隨後加入所述過乙酸，然後加入所述木聚糖酶。
全文摘要
本發明公開了漂白化學紙漿的方法，所述方法將木聚糖酶與過氧化氫、過酸或它們的混合物結合起來。所述方法包括進行化學製漿的步驟，隨後任選用氧氣將所得紙漿脫木質素，然後將木聚糖酶與過氧化氫、過酸或它們的混合物結合起來漂白紙漿。所述方法使紙漿廠能夠在一個漂白塔中既使用木聚糖酶又使用過酸，減少了二氧化氯和其它漂白化學品的用量。本發明的紙漿漂白方法可以在紙漿廠中作為複雜的紙漿漂白工序中的一部分。
文檔編號D21C9/10GK1630756SQ02824075
公開日2005年6月22日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月3日
發明者傑弗裡·託蘭, 米羅·蘇黑 申請人:埃歐金生物製品公司