碱性脂肪酶在二次纤维清洁生产过程中的应用研究

摘要

针对目前国内外的酶脱墨研究大多局限于纤维素酶和半纤维素酶的情况，虽然其脱墨效果，与化学法相比，具有白度高、尘埃度低、滤水性能好及可漂性强等优点，但对纸浆强度和得率的损害却很大。碱性脂肪酶是一类以分解油脂酯键为主的水解酶，它可以水解油墨中所含的树脂或粘结剂，分解油墨与纤维表面的连接料的方式释放出油墨粒子，对纤维强度和得率的影响较小，对纤维素基本无降解作用；并且在废纸制浆过程中为了提高油墨的脱除效率，提高过氧化氢漂白效果，一般PH值在8左右，而对于一般的酶都是在酸性条件下作用，因此碱性脂肪酶在废纸脱墨中更有潜力。 本论文主要研究了碱性脂肪酶最佳脱墨工艺，探讨了相关的脱墨机理，对脱墨废水进行了初步研究，并在实验室研究的基础上对碱性脂肪酶进行了工厂初步中试。 主要研究结果如下： 1．碱性脂肪酶脱墨的最佳工艺条件应为pH值8.5，温度35℃，浆浓8％，反应时间为30min，浮选时间10min，最佳酶用量0.75u/g左右。 2．酶与表面活性剂协同脱墨效果要优于单一的酶脱墨及其传统的化学法脱墨。并且经研究发现本实验所用的碱性脂肪酶与AEO-9、OP-10、十二烷基苯磺酸钠有好的协同脱墨作用。 3．碱性脂肪酶与纤维素酶混合脱墨的最佳配比为60/40。此时脱墨浆的各项性能指标达到最好，并且此时脱墨浆的得率最高，达到92％。碱性脂肪酶与纤维素酶混合脱墨能优势互补，即保留了脂肪酶和纤维素酶优良的脱墨能力，又克服了纤维素酶易对强度造成损伤的缺陷。 4．酶法脱墨废水的污染负荷指标比化学法低，并且可生化性强。脱墨废水经循环使用后研究发现，酶法脱墨废水的各项指标累积情况要远远小于化学法脱墨废水。PAC和PAM配合使用处理脱墨废水具有很好的使用效果。处理生物酶法脱墨废水，最佳用量为：PAC用量为200mg/1，PAM用量为3mg/1。用同样条件处理化学法脱墨废水，却不能达到相同的处理效果。因此，生物法脱墨废水较化学法脱墨废水易处理。 5．通过扫描电镜观察和纤维形态的分析，碱性脂肪酶处理对废纸浆及其纤维表面的细小纤维没有很大的去除作用，这也是纸浆得率提高的原因。通过对酶处理后脱墨浆滤液还原糖含量变化的测定发现，适当的温度和pH值环境有利于浆料中少量可溶性分子糖的溶出，所以对照浆也有还原糖产生。还原糖分析能很好地证明两种酶脱墨浆为何在强度、滤水性和得率方面出现差异。并且有红外光谱分析可知，酶处理没有改变混合废纸浆中纤维素、半纤维素及木素的特征吸收峰，只是相对吸收强度有所改变。 6．将该碱性脂肪酶用于工厂中试，不但能提高脱墨浆的性能，还可以避免了强碱性条件容易使胶粘物分散情况， 并且由于该酶在脱墨过程中主要是以分解油墨与纤维表面的连接料的方式释放出油墨粒子，只有在浮选机中产生足够的泡沫，其他工艺段泡沫很少，而且泡沫消失较快，有利于清洁生产，同时也使圆网浓缩机、侧压浓缩机等相关设备的生产效率提高，为整条生产线提高产量创造了条件。并且通过直接成本和间接成本分析可以看出，该酶用于脱墨在经济方面也具有很大优势。

目录

文摘

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第一章绪论

第二章碱性脂肪酶用于混合废纸脱墨的工艺探讨

第三章碱性脂肪酶法脱墨废水的初步研究

第四章碱性脂肪酶脱墨机理的探讨

第五章碱性脂肪酶用于工厂中试实验

总结

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢