生物酶水解漂白阔叶木硫酸盐浆中半纤维素的研究

摘要

生物酶水解技术是基于生物酶专一性、高效性、副产物少等特点，被应用来去除纸浆中的半纤维素和木素。通过选择一种与底物对应的酶进行酶水解，将底物水解或氧化成单糖，达到选择性去除底物的目的，而且酶水解对浆料中其他的成分造成破坏较小，生成的副产物也较少，更重要的是生物酶水解或氧化处理在温和的条件下就能达到处理效果。为此，如何将生物酶水解技术在溶解浆生产中找到合理应用，对于促进清洁型制浆技术的发展有着重要的意义。
　　 试验以漂白阔叶木硫酸盐浆板为原料，对浆料进行了木聚糖酶处理、木聚糖酶协同碱处理、木聚糖酶协同PFI磨浆处理和木聚糖酶协同表面活性剂处理，通过分析浆料α-纤维素含量、聚戊糖含量、聚合度、灰分、白度和得率，优化出三种不同预处理漂白阔叶木硫酸盐浆制备溶解浆的适宜工艺参数。
　　 木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆的影响因素较多，主要讨论了酶用量、浆浓、pH和时间对木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆的影响，设计了一个四因素四水平的正交试验。结果表明:木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆各因素对α-纤维素含量的影响为:酶用量的影响最为显著，其次是pH和反应时间，最后是浆浓。在此基础上，用单因素试验优化出适宜工艺条件为:pH=8.0，酶用量为9U/g，浆浓为7.0％时间为60min。在此工艺条件下，α-纤维素为90.06％、聚合度为723、聚戊糖7.01％、白度85.45％、灰分0.31％和得率88.61％。
　　 木聚糖酶协同碱处理漂白阔叶木硫酸盐浆试验中，讨论了单独碱处理与木聚糖酶协同碱处理对漂白阔叶木硫酸盐浆的影响，优化了木聚糖酶协同碱处理的工艺条件。结果表明:碱处理的适宜工艺参数为碱用量5.0％、时间80min和温度40℃，在此工艺条件下，漂白阔叶木硫酸盐浆α-纤维素为95.02％、聚合度617、聚戊糖5.19％、白度85.61％、灰分0.12％和得率81.11％。
　　 通过PFI磨浆处理、木聚糖酶处理和碱处理三步处理漂白阔叶木硫酸盐浆，漂白阔叶木硫酸盐浆能够满足粘胶纤维用溶解浆的质量指标。研究了PFI磨浆转数、酶用量和时间对PFI磨浆处理协同木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆的影响，优化出适宜工艺参数为:转数9000r、酶用量11U/g和时间45min，在此工艺条件下，α-纤维素为92.86％、聚合度为656、聚戊糖5.02％、白度86.41％、灰分0.20％和得率87.11％。在PFI磨浆处理、木聚糖酶处理基础上进行不同碱碱用量处理漂白阔叶木硫酸盐浆。结果表明:碱用量为4.0％时，处理过的漂白阔叶木硫酸盐浆符合我国溶解浆的质量标准。
　　 木聚糖酶协同表面活性剂处理漂白阔叶木硫酸盐浆试验中，研究了表面活性剂种类，表面活性剂用量，木聚糖酶用量对处理效果的影响。优化出的适宜工艺条件为:表面活性剂选用非离子表面活性剂，其用量为0.06g/g(绝干浆)，酶用量为9U/g。在此工艺条件下，浆料的α-纤维素91.87％、聚合度614、聚戊糖5.81％、白度86.95％、灰分0.23％和得率88.14％。在木聚糖酶协同非离子表面活性剂处理漂白阔叶木硫酸盐浆的适宜工艺条件下，用不同碱用量处理纸浆。结果表明:碱用量为6.0％时，处理过的漂白阔叶木硫酸盐浆能够符合国外溶解浆的质量标准。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 溶解浆概述

1．2．1 溶解浆定义

1．2．2 溶解浆制备方法

1．2．3 影响溶解浆质量的因素

1．2．3 溶解浆质量标准

1．2．4 国内外溶解浆的研究现状

1．2．5 溶解浆市场分析

1．3 本课题的研究目的、意义及研究内容

1．3．1 本课题研究目的与意义

1．3．2 本课题研究内容

2 木聚糖酶预处理漂白阔叶木硫酸盐浆工艺的研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验设备与试剂

2．2．3 实验方法

2．3 结果与讨论

2．3．1 木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆对α-纤维素含量的影响

2．3．2 各因素对木聚糖酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆性能的影响

2．4 小结

3 碱处理对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料

3．2．2 实验设备与试剂

3．2．3 实验方法

3．3 结果与讨论

3．3．1 碱用量对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

3．3．1 时间对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

3．3．1 温度对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

3．4 小结

4 PFI磨浆协同酶处理对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料

4．2．2 实验设备与试剂

4．2．3 实验方法

4．3 结果与讨论

4．3．1 PFI磨浆转数对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

4．3．2 酶用量对磨浆后酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

4．3．3 时间对磨浆后酶处理漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

4．3．4 碱抽提对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

4．4 小结

5 表面活性剂协同酶处理对漂白阔叶木硫酸盐浆组分研究

5．1 引言由于表

5．2 实验部分

5．2．1 实验原料

5．2．2 实验设备与试剂

5．2．3 实验方法

5．3 结果与讨论

5．3．1 表面活性剂种类对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

5．3．2 表面活性剂用量对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

5．3．3 酶用量对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

5．3．4 碱抽提对漂白阔叶木硫酸盐浆组分的影响

5．4 小结

6 总结

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

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