[发明专利]一种复合酶制剂及利用该酶制剂制备溶解浆粕的工艺

说明书

技术领域：

本发明属于再生纤维素纤维制造技术领域，本发明公开了一种复合酶制剂及利用该酶制剂纯化α-纤维素以制备溶解浆粕的工艺。

背景技术：

溶解浆粕通过化学改性可以用于生产粘胶纤维、醋酸纤维素、硝酸纤维素、羧甲基纤维素等产品。这种“特殊浆料”是纤维素衍生物产品的重要原料。目前绝大部分溶解浆是由改进硫酸盐法和亚硫酸盐法生产的，其目标是为了获得高纯度的纤维素，而通过化学改性损失了部分纤维素，降低得率，提高了生产成本。棉花和针叶木是溶解浆生产的主要原料，也有部分使用阔叶木原料，随着竹纤维的开发和利用，利用竹子去除其木素、半纤维素，生产高纯纤维素也成为溶解浆的一个来源。

由于我国是产棉大国，而木材相对产量较低，因此我国溶解浆生产领域中，主要以棉短绒制备溶解浆为主。其传统的制浆工艺包括开包、除尘、蒸煮、洗料、打浆、除砂、漂白、抄浆等步骤。其中棉短绒蒸煮要经过投料、一次升温、一次小放汽、二次升温、二次小放汽、三次升温、保温、大放汽、加温水、倒料这几个程序。蒸煮通过蒸球内通入浓碱液17.5-18%和160-175℃高温水蒸汽达到升温和纤维素解聚的目的，采用边升温边小放汽的方法实现保温时要求的温度和表压。蒸煮时棉短绒在保温阶段通过皂化和乳化作用，去除油脂、蜡质、灰铁等杂质，提高α-纤维素的相对含量，充分破坏棉纤维的初生壁，降低纤维素的聚合度，提高溶解浆的反应性能。经蒸煮的浆料纤维长度仍在6-10mm且强度大，打浆能耗高。传统工艺的漂白采用氯漂，其过程包括预酸、氯化、漂白、脱氯、酸处理、水洗，工序复杂，所产“白水”pH低且含有大量氯元素，增大了污水处理难度。

传统工艺蒸煮过程中产生大量黑液，其COD高达10×10⁴mg/L，残碱10-15mg/L，主要包括木素、半纤维素、有机酸及大量黑色有机物，且由于用棉短绒作原料所产生的污水中固形物热值低，不适宜用浓缩、燃烧、碱回收的方法给其处理带来了极大的不便，也给环境带来了极大污染。同时蒸煮采用高温高压，蒸汽能耗消耗大。

综上所述，传统的棉短绒制浆工业是一个高耗水、高耗能、高污染、高耗碱的“四高”产业。随着环保要求的逐渐提高，只有改进传统棉短绒制浆工艺，降低能耗，降低污染，降低化学药品用量制浆造纸行业才能生存发展下去。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种应用于溶解浆粕制备的复合酶制剂及应用该酶制剂制备溶解浆粕的工艺，该复合酶制剂分为复合酶制剂Ⅰ和复合酶制剂Ⅱ；复合酶制剂Ⅰ主要由阿魏酸酯酶和脂肪酶等组成；复合酶制剂Ⅱ主要由木聚糖酶、纤维素酶等组成。将该复合酶制剂应用于纯化α-纤维素并制备溶解浆的工艺包括如下步骤：原料除杂、酶法预处理、酶解打浆、螯合处理、碱性羟基活性氧蒸煮、酸处理、洗涤、除砂、抄浆即可完成。本发明的方法制备工艺简单，借助复合酶制剂处理原料浆可以对木质素、半纤维素、果胶质和蜡质有效脱除，同时降低α-纤维素的聚合度，且该方法为生物酶法与化学法结合的生化制浆方法，使α-纤维素纯化和解聚所需的温度条件从传统碱蒸煮的170℃，降低到80-130℃，极大地降低了反应条件和能耗；并且化学药品NaOH用量从17.5-18%降至5-15%使得制浆废水COD值小，溶解浆得率高，α-纤维素含量高且聚合度均一，能够满足纺织用溶解浆粕和粘胶纤维的生产要求。

本发明的目的之一是提供一种用于纤维素纯化和溶解浆粕转化的复合酶制剂，该复合酶制剂分为复合酶制剂Ⅰ和复合酶制剂Ⅱ，其中复合酶制剂Ⅰ各组成成分及重量百分比含量为：阿魏酸酯酶0.1-5%、脂肪酶1-10%、果胶酶1-10%、漆酶1-5%、抗氧化剂0.5-2%、防霉剂0.5-2%、驱虫剂0.1-0.5%、其余为载体；

所述复合酶制剂Ⅱ各组成成分及重量百分比含量为：木聚糖酶1-10%、纤维素酶1-10%、葡聚糖酶1-10%、阿拉伯糖酶1-10%、抗氧化剂0.5-2%、防霉剂0.5-2%、驱虫剂0.1-0.5%、其余为载体；

所述的载体为可溶性淀粉或糊精或其混合物。

更进一步的发明人获得的优选配比为：所述复合酶制剂Ⅰ的组成成分及重量百分比为：阿魏酸酯酶0.2-2%、脂肪酶1-5%、果胶酶1-5%、漆酶1-3%、抗氧化剂0.5-1.5%、防霉剂0.5-1.5%、驱虫剂0.1-0.3%、余量为可溶性淀粉；

所述的复合酶制剂Ⅱ组成成分及重量百分比为：木聚糖酶1-5%、纤维素酶1-5%、葡聚糖酶1-5%、阿拉伯糖酶1-5%、抗氧化剂0.5-2%、防霉剂0.5-2%、驱虫剂0.1-0.5%、余量为可溶性淀粉。