一種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法
2023-12-05 18:14:46 1
專利名稱:一種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法
技術領域：
本發明涉及一種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，具體是涉及一種利用木素
降解酶和脂肪酶的協同即聯合或複合作用以脫除機械漿、亞硫酸鹽漿和化學機械漿中樹脂 的方法。
背景技術：
樹脂是造紙原料的一種組成成份， 一般佔木材幹重的2 6%左右。樹脂類物質是 存在於造紙原料並伴隨整個生產過程中的主要汙染物，難降解，不容易處理，這些汙染物隨 造紙機系統進入廢水中，使得廢水處理後雖能達標排放但無法進一步清潔回用，浪費了豐 富的水資源。樹脂類物質的存在導致製漿廢水難以處理後清潔回用；存在於抄紙系統中的 樹脂類物質會引起"樹脂障礙"，即造成紙機斷頭、紙張白度和強度下降並導致機器設備嚴 重堵塞等現象。目前，造紙工廠清除樹脂是在一種電解膜上實現的，需消耗大量電能，而且 這種方法只是一種轉移樹脂成份的方法，並沒有將樹脂成份清除；還有一種方法是加入一 些分散劑如高嶺土，使樹脂類物質分散，不容易在紙張或設備表面上凝結成團。國內造紙工 廠的現有脫除方法不但要耗費大量電能，而且也只是一種轉移樹脂的方法，並沒有降解樹 脂，大量的樹脂成份仍會進入抄紙和廢水系統中，使廢水難以達標回用。 國內外近幾年提出用真菌包括長喙殼菌(0phiostoma piliferum)和白腐菌如射 脈側菌(Phlebia radiate)脫除木片或用脂肪酶脫除紙漿中樹脂的專利技術，具有一定的 脫脂效果。但存在作用時間長(真菌作用需3天以上)、脫脂效果少(脂肪酶單獨作用脫脂 率 60目的木粉培養 基)篩選得到，並進一步經過紫外線照射誘變，通過7 10代的遺傳選育，篩選出的菌株， 是公開使用的微生物。使用前作適應性馴化。
所述的脂肪酶為果絲孢酵母、擴展青黴菌、白地黴或根黴菌，絲孢酵母、擴展青黴 菌、白地黴和根黴菌從馬尾松等木片中自然產生的菌落中篩選，並用Co6°幅照1 30min或 40Wt紫外線照射1 5min ;經10 18代遺傳選育後獲得的不產生藍色代謝產物的菌株， 是公開使用的微生物。使用前作適應性馴化。
上述的脂肪酶的發酵條件可為以下兩種
(1)全脂豆粉1 4%， MgS040. 01 1%、K2HP040. 1 1%、 (NH4)2S040. 2 2%、 花生油0. 1 2%， pH自然。
(2)蠶蛹粉1 10%、蔗糖0. 5 2%、橄欖油0. 1 1. 5%、 (NH4)2S040. 1 2%、 MgS04 7H20 0.05-2%、 K2HP040 . 01 1 % ， pH自然。
所述的脂肪酶的最佳產酶條件為初始pH 6.5 9.5，3(TC培養12 60h，產鹼性 脂肪酶活力10 加OOOIU/ml。
與已有技術相比，本發明具有的有益效果為對紙漿中的樹脂進行有效脫除，樹脂 總脫除率超過90%，製漿廢水經一級生化處理後可以清潔回用。
具體實施方式
以下結合具體的實施例來對本發明作進一步的描述
實施例1
原料馬尾松TMP漿，TG平均值1. 86% 。將木素降解酶(為活性153IU/ml的木素過氧化物酶)和脂肪酶(活性為178IU/ml)按l : l液比加入到紙漿中，加入到紙漿中， 總加入量為紙漿乾重的0. 01% (v/w);和紙漿充分混合後，在pH 6. 5的0. 2mmol/L的檸檬 酸或醋酸緩衝液中反應40min，溫度為39°C ;木素酶反應後，再加入佔紙漿乾重0. 01 %的 脂肪酶，脂肪酶活性178IU/ml ;反應在pH 7. 2的0. 25mol/L磷酸緩衝液中進行，作用時間 50min ;室溫。
結果如表1所示
表1.經實施例1所述條件處理後的紙漿脫脂結果
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酶處理前tg含酶處理前tg"ii""""Siiiii^
時間_量(％)___(%)
15"5^1^ ^了—『—...—.........................................—u
2004.11.12 1.88 0.12 93.6
2004.12.14 1.83 0.15 91,8
2005.01.25 1.85 0.11 94.1
注TG含量為紙漿中樹脂物質的含量。
實施例2
原料馬尾松TMP漿，TG平均值1. 86% 。木素降解酶(為活性267IU/ml的木素過 氧化物酶)和脂肪酶(活性為303IU/ml)按1 : 1液比加入到紙漿中，總加入量為紙漿幹 重的O. 03% (v/w);反應在pH 6. 5的O. 3mmol/L檸檬酸緩衝液中進行，作用時間50min，溫 度為35°C。
結果如表2所示
表1.經實施例1所述條件處理後的紙漿脫脂結果
■ 酶處理前tg含酶處理前tg含量""""
噴司 —__—
(0/o) (0/o)
麗^TI—— ——"
■—'
517—— ——93:0
2004.11.13 1.87
0.09 95.2
2004.12.15 1.89
0.11 94.2
2005.01.26 1.86
0.08 95.7
注TG含量為紙漿中樹脂物質的含量。
實施例3
原料馬尾松磺化化機槳，TG平均值1. 93% 。木素降解酶(為活性219IU/ml的木 素過氧化物酶)和脂肪酶(活性為248IU/ml)按l : l液比加入到紙漿中，總加入量為紙漿 乾重的0.03% (v/w);反應在p朋.5的O. 15mmol/L擰檬酸緩衝液中進行，作用時間55min， 溫度為36°C。
結果如表2所示
表1.經實施例1所述條件處理後的紙漿脫脂結果實施 酶處理前TG含酶處理前TG含量樹脂脫除率
—日^|5_______量(％)______ (0/02 ...........(%)
2004.1U3
1.92 0.17 91.2
2004.12.15
1.96 0.13 93.4
2005.01.26
1.94 0.15 92.3
注TG含量為紙漿中樹脂物質的含量。
權利要求
一種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於為通過木素降解酶與脂肪酶的聯合作用脫除紙漿中的樹脂，具體包括如下步驟(1)木素降解酶單獨作用紙漿；將木素降解酶中的一種或按1∶1重量比混合的任二種或按1∶1∶1重量比混合的三種加入到紙漿中，與紙漿充分混合後，在pH 2～6.5的0.1～100mmol/L的檸檬酸或醋酸緩衝液中反應30～240min，反應溫度為18～50℃；木素降解酶的總加入量為紙漿乾重的0.001～5％；所述的木素降解酶分別為活性100～15000IU/ml的木素過氧化物酶、活性100～15000IU/ml的錳過氧化物酶和活性為100～15000IU/ml的漆酶；(2)木素降解酶反應後，再加入佔紙漿乾重0.001～5％的脂肪酶反應，脂肪酶活性10～20000IU/ml；反應在pH 3～7.5的0.025～2.5mol/L磷酸緩衝液中進行，作用時間30～240min，室溫條件。
2. 根據權利要求
l所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述 的木素降解酶來自白腐菌，白腐菌產酶液體培養基的組成和每升中的含量為0. 1 lg K2HP04、1 10g KH2P04、0. 24 2. 4g MgS04、0. 1 1. Og CaCl2、0. 01 0. lg NaC1、0. 1 1. Og FeS04 7H202、0. 01 0. lg ZnS04 7H202、0. 02 0. 2g CuS04 5H202、0. 08 0. 4g MnS04 *H202、0. 01 0. lg CoCl2、0. 01 0. lg鹽酸妣眵醇，並加入1 5%的葡萄糖和0. 1 1. 0%的酒石酸銨作為碳源和氮源；培養時，pH 2 6、溫度為18 39°C 。
3. 根據權利要求
2所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的脂 肪酶為果絲孢酵母、擴展青黴菌、白地黴或根黴菌。
4. 根據權利要求
3所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的脂 肪酶的發酵條件為(1) 全脂豆粉1 4%，MgS04 0 . 01 1%、K2HP04 0. 1 1%、 (NH4)2S04 0. 2 2%、花 生油0. 1 2%， pH自然；或(2) 蠶蛹粉1 10%、蔗糖0. 5 2%、橄欖油0. 1 1. 5%、 (NH4)2S04 0. 1 2%、 MgS04 7H20 0.05-2%、 K2HP04 0 . 01 1X，pH自然。
5. 根據權利要求
4所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的 脂肪酶的產酶條件為初始pH 6. 5 9. 5，3(TC培養12 60h，產鹼性脂肪酶活力10 20000IU/ml。
6. —種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於為通過木素降解酶與脂肪酶 的複合作用脫除紙漿中的樹脂，具體包括如下步驟將木素降解酶中的任一種和脂肪酶按l:1的重量比同時加入到紙漿中，脂肪酶活性 10 20000IU/ml ;反應在pH 2 6. 5的0. 1 10Ommol/L的擰檬酸或醋酸緩衝液中進行， 作用時間30 240min，溫度為28 45°C ;所述的木素降解酶分別為活性100 15000IU/ml的木素過氧化物酶、活性100 15000IU/ml的錳過氧化物酶和活性為100 15000IU/ml的漆酶；木素降解酶的總加入量為紙漿乾重的0. 001 5%。
7. 根據權利要求
6所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的木素降解酶來自白腐菌，白腐菌產酶液體培養基的組成和每升中的含量為0. 1 lgK2HP04、 1 10g KH2P04、0.24 2.4g MgS04、0. 1 1. 0g CaCl2、0. 01 0. lg NaC1、0. 1 1. Og FeS04 7H202、0. 01 0. lg ZnS04 7H202、0. 02 0. 2g CuS04 5H202、0. 08 0. 4g MnS04 *H202、0. 01 0. lgCoCl2、0. 01 0. lg鹽酸妣眵醇、並加入1 5%的葡萄糖和0. 1 1. 0%的酒石酸銨作為碳源和氮源；培養時，pH2 6、溫度為18 39°C 。
8. 根據權利要求
7所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的脂 肪酶為果絲孢酵母、擴展青黴菌、白地黴或根黴菌。
9. 根據權利要求
8所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的脂 肪酶的發酵條件為(1) 全脂豆粉1 4%，MgS04 0 . 01 1%、K2HP04 0. 1 1%、 (NH4)2S04 0. 2 2%、花 生油0. 1 2%， pH自然；或(2) 蠶蛹粉1 10%、蔗糖0. 5 2%、橄欖油0. 1 1. 5%、 (NH4)2S04 0. 1 2%、 MgS04 7H20 0.05-2%、 K2HP04 0 . 01 1X，pH自然。
10. 根據權利要求
9所述的多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法，其特徵在於所述的 脂肪酶的產酶條件為初始pH 6. 5 9. 5，3(TC培養12 60h，產鹼性脂肪酶活力10 20000IU/ml。
專利摘要
本發明公開了一種多酶協同作用脫除紙漿中樹脂的方法。本發明的方法為通過木素降解酶與脂肪酶的聯合作用或複合作用脫除紙漿中的樹脂。本發明能對紙漿中的樹脂進行有效脫除，樹脂脫除率超過90％，顯著降低廢水中的COD汙染負荷，經一級生化處理後可以清潔回用。這是一種全新的樹脂脫除方法。
文檔編號D21C9/08GKCN1718918 B發布類型授權 專利申請號CN 200510035390
公開日2010年4月14日 申請日期2005年6月24日
發明者何北海, 林鹿 申請人:華南理工大學導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (1),