[发明专利]一种基于漆酶/谷氨酸用于抑制再生纤维强度下降的生物处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及制浆造纸领域，具体涉及一种基于漆酶/谷氨酸用于避免再生植物纤维造纸所使用的再生纤维强度下降的生物处理方法。

背景技术

近年来，再生植物纤维的回收利用越来越受到人们的重视。中国已成为世界纸品生产、消费和进口大国，且纸品需求仍在以每年10％的速度递增，到2012年，纸产量已达1亿吨以上。在我国造纸行业中再生纤维是非常重要的原料，2013年全国纸浆生产总量为7651万吨，其中再生纤维浆为5940万吨，再生纤维浆占总浆的77.6％。利用1吨废纸相当于节约3m³的木材，且利用废纸生产1吨高白度脱墨浆较利用植物原料生产1吨化学浆可节约水50％，节约化学药品60％～70％，节约能源50％以上。因此再生纤维的回收利用不仅能够减少造纸原料的使用而且降低了化学药品、能量、水的消耗，更减少了造纸行业对环境的污染。

但是再生纤维回收利用存在着难脱墨，成纸性能下降，细小纤维留着率低等问题。再生植物纤维经过了蒸煮、打浆、干燥、压榨等一系列制浆造纸工艺，与原纤维相比，性质发生了许多变化，如因滤水性能、润胀能力下降而导成纸强度下降。再生植物纤维强度的降低大大影响了其回收利用，对其进行改性是有必要的。

漆酶用于改善再生植纤维性能或脱墨成为现在研究的热点，并且越来越受到人们的关注。近年来漆酶/介体用于改善再生植物纤维对纤维性能有一定的改善，漆酶的催化氧化反应只需空气中的氧气，副产物只有水，是“绿色催化剂”，但受到成本等影响，漆酶/介体用于改善植物纤维性能一直没实现工业化。本发明采用漆酶/谷氨酸用来改善再生植物纤维性能基于以下理由：一是谷氨酸分子含有两个羧基，羧基含量高，当谷氨酸分子进入纤维后，增加了纤维中羧基的含量，有利于纤维的吸水润胀，最终使纤维强度及纤维间的结合力增大；二是从经济角度来说，谷氨酸的来源广泛，价格便宜，使其容易应用于工业化生产中。

发明内容

本发明的目的在于克服现有再生纤维改性的不足，提供了一种基于漆酶/谷氨酸用于抑制再生纤维强度下降的生物处理方法。

本发明通过以下技术予以实现：

一种基于漆酶/谷氨酸用于抑制再生纤维强度下降的生物处理方法，包括以下步骤：

(1)向再生植物纤维原浆中加入漆酶和谷氨酸，得到混合液，用水合柠檬酸和十二水合磷酸氢二钠组成的缓冲液调节混合液pH为4-6.5，在室温下进行反应；

(2)完成反应后用水洗涤过滤，得到滤渣浆样。

上述方法中，步骤(1)中所述再生植物纤维原浆为旧瓦楞箱板纸或旧报纸。

上述方法中，所述再生植物纤维原浆的占混合液质量的4％-6％。

上述方法中，所述漆酶用量为再生植物纤维原浆的0.10％-0.30％。

上述方法中，所述谷氨酸用量为再生植物纤维原浆的1％-3％。

上述方法中，所述一水合柠檬酸在缓冲液中的浓度为0.1-0.2mol/L，十二水合磷酸氢二钠在缓冲液中的浓度为0.2-0.3mol/L。

上述方法中，步骤(1)所述反应时间为150-240min。

上述方法中，步骤(2)中所述过滤为用水进行洗涤过滤，直至滤液呈无色。

上述方法中，所述反应是在转速为100-200r/min搅拌条件下进行的。

本发明的反应原理：

向原浆中加入漆酶和谷氨酸，通过漆酶的氧化还原作用，把谷氨酸嫁接到植物纤维内，从而引进羧基。羧基含量的增加，可以提高纤维的润胀能力和纤维间的结合力，从而提高由改性再生植物纤维抄造而成的纸页的强度物理性能。

采用本发明的生物酶与谷氨酸处理引进羧基含量来改善再生植物的润胀能力和纤维间的结合能力，不仅可以提高纤维的成纸性能，延缓纤维品质衰变，而且具有明显的优点：

与现有技术想比较，本发明具有以下优点：

(1)对纤维造成的损伤很少，本发明能从源头上抑制再生植物纤维的品质衰变，生产成本低适合应用于工业生产，能够提高再生纤维的回用次数，这将给造纸行业带来巨大的经济效益。

(2)本发明的化学药品价格便宜，并且改性效果明显，给环境带来的污染较小。反应的条件温和操作简单，在室温下搅拌即可反应。

(3)本发明对再生植物纤维成纸强度有明显的提高效果，与未经过处理的浆样相比抗张指数，耐破指数，撕裂指数分别提高了31.8％，21.24％，7.8％。

具体实施方式