[发明专利]一种应用生物酶的打浆方法

说明书

技术领域

本发明涉及造纸加工领域，尤其涉及一种应用生物酶的打浆方法。

背景技术

打浆需消耗大量的能量，约占从木材到成纸生产总能耗的15％～18％。降低纸浆的打浆能耗，是造纸工业节能减排的一项战略性问题。造纸工业节能有两种途径：①从管理方面降低单位产品能耗；②利用新技术降低单位产品能耗。其中，生物技术受到更多的关注，因为它可以减少对环境的破坏、节约能源、提高产品质量。与一般非生物催化剂相比，酶具有温和性、专一性、高效性和可调性等特点。

酶促打浆是指在一定条件下使用生物酶预处理浆料，可促进纤维的吸水润胀和细纤维化程度，使打浆性能得到改善，起到降低打浆能耗的作用。用酶降低打浆能耗有着广阔的应用前景，但酶对纸浆的作用规律及酶促打浆的广泛工业化还有待进一步的研究。

中国专利号201410113637.1公开了一种生物酶高强改性节能纸浆，由如下组分组成：抗菌剂0.5～5份，增韧剂1～3份，增厚剂1～5份，再生纸浆40～60份，填料10～20份，消泡剂1～5份，稳定剂2～8份，助留剂1～3份，纤维10～30份和生物酶5～20份。该专利采用木浆生物酶，降低了能耗，但纤维的机械性能较差、生物酶的酶活力位点有限，酶活性较差、较为不稳定。

发明内容

因此，针对以上内容，本发明提供一种应用生物酶的打浆方法，解决现有技术的打浆方法消耗的能量高、生产成本高、制得的纸张物理性能低、酶活力位点有限、酶活性较差、较为不稳定的缺陷。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种应用生物酶的打浆方法，包括以下处理步骤：

(1)配浆：针叶浆和阔叶浆按6～7：4～3的重量比混合，得到混合浆；

(2)准备打浆生物酶：采用改性的生物酶，所述改性的生物酶由以下重量份的各原料组成：纤维素酶40～45份、半纤维素酶40～45份、漆酶10～15份、组氨酸50～65份、L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐40～55份、1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐70～80份、活性炭10～15份；

(3)混合浆预处理：在碎浆机加入0.2～0.4kg/吨浆的步骤(2)的改性的生物酶预处理混合浆，温度控制在40～50℃，反应2小时后再送入磨浆机中打浆；

(4)打浆：打浆后浆料的扣解度为75°SR。

进一步的改进是：在磨浆机中打浆时还加入生物酶稳定剂，所述生物酶稳定剂由以下重量份的各原料组成：叠氮化钠30～40份、苯甲酸钠15～20份、脂肪醇聚氧乙烯醚40～55份。

进一步的改进是：所述生物酶稳定剂的用量为混合浆的1～3wt％。

进一步的改进是：所述改性的生物酶的制备方法为：将漆酶与1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐及L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐在室温下混合反应1～2h，接着再加入组氨酸混合，添加pH调节剂，使pH＝4.8～6.0，在室温下反应0.3～0.5h，再加入纤维素酶、半纤维素酶及活性炭，混合搅拌均匀，即得到改性的生物酶。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的针叶浆和阔叶浆按6～7：4～3的重量比混合，针叶浆和阔叶浆打浆都比较困难，需消耗大量的能量，本发明采用改性的生物酶作为打浆酶加入碎浆机中预处理纸浆纤维，加入量为0.2～0.4kg/吨浆，温度控制在40～50℃，反应2小时后再送入磨浆机中打浆，达到相同的打浆度，可以降低打浆电耗30％，提高纸张物理性能；本发明的一种应用生物酶的打浆方法，其采用改性的生物酶，改性的生物酶的作用机理是粒子尺寸很小的纤维素酶或半纤维素酶制剂穿过细胞壁进入细胞腔内，通过其本身对细胞壁中纤维素或半纤维素的适度降解，促使细胞壁结构松弛，增加水分子的渗透性，促进纤维润胀，降低纤维的内聚力，有利于纤维压溃与分丝帚化，使纤维之间有更多的结合点，提高成纸强度以及成形匀度，降低打浆机械力的作用；另一方面，本发明的1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐活化漆酶中氨基酸残基末端的羧基(-COOH)，活化后的漆酶与L-苯丙氨酸甲酯盐酸盐中的氨基发生交联反应形成肽键，使得漆酶链上的活性基团羧基得以保护，漆酶天然构象产生一定的刚性，不易伸展失活，并减少了漆酶分子内部基团的热振动，使得漆酶活性、热稳定性得到提高；接着再加入组氨酸混合，利用小分子物质接枝到漆酶上，通过增加漆酶的活性点位来提升其活性和稳定性，选择漆酶/组氨酸体系对纤维进行脱墨改性能大大提升混合浆的强度性能，因为组氨酸中的羧基基团可显著提高纤维电荷、增加纤维的润胀性能。

具体实施方式