废纸浆中微细胶黏物的测试方法及控制的研究

摘要

随着废纸利用率逐年增加，废纸回用过程中的胶黏物问题越来越受到重视，根据粒子尺寸废纸浆中的胶黏物可分为大胶黏物、微细胶黏物和二次胶黏物。微细胶黏物是指粒子尺寸小于100μm或150μm，且大于1～5μm的胶黏物，能够通过0.1mm或0.15 mm的缝筛，导致大量的微细胶黏物粒子分散于白水系统中。在实际生产过程中随着白水的循环微细胶黏物会堵塞网孔，会在循环管道、烘缸以及压榨部形成黏性物质，给生产带来不便，严重时会出现纸页断头和停车，如此将会耗费大量生产时间和增加造纸成本。因此微细胶黏物引起的胶黏物问题亟待解决，而微细胶黏物含量的测定目前还缺乏有效的方法。
　　本论文研究目的是建立一种简单有效的适用于工厂微细胶黏物含量的测试方法，并采用该测试方法评价生物酶对胶黏物的控制效果。论文内容主要分为三部分:(1)建立微细胶黏物含量的测试方法;(2)酯酶类复配酶制剂的制备及用于胶黏物控制的研究;(3)完成生物酶用于山东华泰新闻纸机的胶黏物控制项目，并将建立的微细胶黏物测试方法用于检测工厂白水中微细胶黏物含量。
　　第一部分采用重量法测试微细胶黏物含量。白水中悬浮物以微细胶黏物、细小纤维和无机填料等为主，实验采用纤维素酶与纤维二糖酶将白水中游离的以及与微细胶黏物黏附在一起的细小纤维降解;酶处理后白水用孔径为1～3μm定量滤纸过滤，再通过检测截留物中的灰分含量来确定无机填料的含量;同时用间苯三酚显色法和固体紫外分别分析不含细小纤维的白水固形物中半纤维素与木素含量;根据不同组分含量总结出微细胶黏物含量的计算公式。
　　结果表明:处理不含微细胶黏物和无机填料的漂白和未漂硫酸盐浆白水得出纤维素酶与纤维二糖酶对细小纤维的酶解率达96％（即可作为处理DIP和OCC白水的酶解率，用以校正未降解的细小纤维带来的偏差）。采用纤维素酶与纤维二糖酶处理DIP和OCC白水，通过灰分含量检测得出酶处理后白水固形物中无机填料的含量分别为:DIP白水30.71％，OCC白水27.58％;半纤维素含量占酶处理后白水固形物的百分比为:DIP白水1.23％，OCC白水1.43％;木素的百分比为:DIP白水2.14％，OCC白水2.53％。由上述结果看出半纤维素与木素含量很少，因此在计算微细胶黏物含量的过程中可以将其忽略;最后确定微细胶黏物含量=（1-k）M*96％(k:酶处理后白水中固形物无机填料的百分比％;M:酶处理后白水中固形物的含量g/L)，计算得出实验室所用白水中微细胶黏物含量为DIP白水:0.497 g/L; OCC白水:0.587 g/L。
　　第二部分用酯酶与表面活性剂混合制成酯酶类复配酶制剂A1、A2、B1和B2，分别检测不同保存时间下的酶制剂对OCC和DIP废纸浆中胶黏物的去除效果。根据TAPPI T277检测大胶黏物含量;采用实验室确定的检测方法来检测微细胶黏物含量。实验结果表明与分开添加的酯酶与表面活性剂的作用效果相比:酯酶类复配酶制剂对OCC纸浆大胶黏物去除率最高提升11.45％，微细胶黏物的去除率最高提升4.64％;对DIP纸浆大胶黏物去除率最高提升20.28％，微细胶黏物的去除率最高提升6.57％。通过观察，四种酯酶类复配酶制剂均未出现沉淀或者分层等物理现象。
　　第三部分配合诺维信公司应用生物酶对山东华泰新闻纸机的胶黏物问题进行控制，生物酶的添加点为二段1＃和2＃多盘，分别从漂白塔、中浓泵、DIP浆塔和抄前池取样检测胶黏物含量的变化。结果表明生物酶的使用有效控制了生产车间中的胶黏物问题，纸机停机清洗周期由7天延长至30天，成纸质量得到提高，浆料滤水性能也得到改善。用新建立的微细胶黏物含量测试方法来测试工厂纸机白水中的微细胶黏物含量，结果证明这个方法对白水中微细胶黏物含量的检测具有一定适用性，可以作为控制微细胶黏物问题的依据。

目录

声明

摘要

1 前言

1．1 废纸回用现状及问题

1．1．1 废纸回用现状

1．1．2 废纸回收利用过程中存在的胶黏物问题

1．2 胶黏物来源

1．2．1 天然树脂

1．2．2 人工合成聚合物

1．3 胶黏物分类

1．3．1 根据胶黏物尺寸大小分类

1．3．2 根据胶黏物的结合状况分类

1．3．3 其它分类方法

1．4 微细胶黏物概括与危害

1．4．1 微细胶黏物概括

1．4．2 对造纸设备的影响

1．4．3 对成纸质量的影响

1．5 微细胶黏物含量的检测

1．5．1 抽提法

1．5．2 沉积法

1．5．3 其他方法

1．6 微细胶黏物控制

1．6．1 物理控制

1．6．2 化学控制

1．6．3 生物控制

1．7 酯酶、脂肪酶以及纤维素酶的介绍

1．8 研究内容、目的及意义

1．8．1 本课题研究内容及目的

1．8．2 本课题研究意义

2 材料和方法

2．1 实验材料与设备

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验药品

2．1．3 实验仪器

2．2 纸机白水的制备

2．2．1 漂白和未漂硫酸盐浆白水样品的制备

2．2．2 OCC和DIP浆白水样品的制备

2．4 纸机自水处理

2．4．1 优选纤维素酶用量

2．4．2 优化纤维二糖酶用量

2．5 样品中单糖及固形物含量的测定

2．6 无机填料测定

2．7 酶处理后白水固形物中半纤维素及木素含量分析

2．7．1 半纤维素含量分析

2．7．2 木素含量分析

2．8 酯酶类复配酶制剂控制胶黏物

2．8．1 酯酶类复配酶制剂的配制

2．8．2 实验样品的处理

2．9 山东华泰新闻纸机胶黏物控制

2．10 胶黏物含量检测

3 结果与讨论

3．1 微细胶黏物测试方法的确定

3．1．1 处理漂白硫酸盐浆自水

3．1．2 处理未漂硫酸盐浆白水

3．1．3 处理DIP浆白水

3．1．4 处理OCC浆白水

3．1．5 半纤维素及木素含量分析

3．1．6 微细胶黏物的计算公式

3．2 酯酶类复配酶制剂控制胶黏物

3．2．1 酶制剂配制初期对胶黏物的控制效果

3．2．2 不同保存时间下的酶制剂对胶黏物的控制效果

3．3 山东华泰新闻纸机的胶黏物控制

3．3．1 生物酶的优选

3．3．2 生物酶用量的优化

3．3．3 与其它生物酶复配对胶黏物的作用效果

3．3．4 实际生产中应用

4 结论

4．1 微细胶黏物含量检测方法的确定

4．2 酯酶类复配酶制剂控制胶黏物

4．3 山东华泰新闻纸机的胶黏物控制

5 展望

参考文献

7 攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢