CN101787655A - 一种使用蛋白酶的造纸制浆方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使用蛋白酶的造纸制浆方法，其采用蛋白酶减少已经广泛使用的碱、酸和盐，有效治理造纸制浆的废水污染。本发明包括以下步骤：将作物秸秆剪切、除杂、水洗、煮沸灭菌、降至室温，调节酸碱度，加入蛋白酶，保温酶解，然后进入后续制浆工序。蛋白酶包括酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、胶原蛋白酶或其它蛋白酶。

Description

一种使用蛋白酶的造纸制浆方法

一、技术领域：

本发明涉及一种造纸制浆方法，尤其是涉及一种使用蛋白酶的造纸制浆方法。

二、背景技术：

目前的造纸制浆采用的方法，在造纸原料蒸煮时通常加入酸或碱，伴随高温、高压蒸煮，导致造纸废液中含有大量的难以回收、污染环境的酸、碱、盐和木质素。

用白腐菌那样的微生物和能够降解木质素的酶降解木质素以及用纤维素酶实施的生物制浆技术效果差，成本高，难以推广实施。

用多种酶，例如纤维素酶、蛋白酶和漆酶及果胶酶等联合预处理造纸原料成本高，各种酶之间存在相互作用，例如蛋白酶可以水解其它本质为蛋白质的酶，各种酶的催化所需条件也各不相同。

人们误认为生物质、例如秸秆中的蛋白质含量极少，揣测这些蛋白质在制浆过程中受到高压、高温处理时会分解，不会对木质素、纤维素和半纤维素之间的交联产生多大影响。产生这一错觉的原因在于目前对生物质中木质素的结构、对木质素、纤维素和半纤维素之间的结构关系认识不清。

面对造纸制浆的废水污染，治理的措施之一在于减少酸、碱添加量。

三、发明内容：

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种使用蛋白酶的造纸制浆方法，其采用蛋白酶减少已经广泛使用的碱、酸和盐，有效治理造纸制浆的废水污染。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种使用蛋白酶的造纸制浆方法，其特征在于包括以下步骤：将作物秸秆剪切、除杂、水洗、煮沸灭菌、降至室温，调节酸碱度，加入蛋白酶，保温酶解，然后进入后续制浆工序。

上述蛋白酶包括酸性蛋白酶、碱性蛋白酶或胶原蛋白酶。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：

1、本发明添加蛋白酶除去秸秆中的蛋白质，促使木质素、纤维素和半纤维素彼此分离。

2、本发明产生的废水少，减少了人为添加的、而后成为废液残留物的酸、碱和盐。

四、具体实施方式：

本发明造纸制浆方法采用蛋白酶，蛋白酶包括酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、胶原蛋白酶或其它蛋白酶。蛋白酶的使用量范围可以是0.1％-100％(重量百分比)，和纤维素酶、漆酶和果胶酶相比较，多数蛋白酶来源广，价格低廉。生产工艺包括：经过粉碎的农作物秸秆、木材，除去尘土、泥沙和金属、塑料等异物，然后加入到容器煮沸灭菌，降至室温后加入蛋白酶，在最适温度、酸碱度下水解，然后进入其它造纸制浆工序。

本发明的特点在于首先用蛋白酶水解造纸原料中的蛋白质，促进木质素、纤维素和半纤维素彼此分离，从而减少了随后蒸煮工艺所需的酸碱用量，因此较少了制浆废水污染。

本发明的原理是，秸秆、木材中的变性蛋白质是木质素、纤维素和半纤维素之间的交联物。例如叫做扩张蛋白的蛋白质，其氨基酸序列中富含羟脯氨酸，属于糖蛋白类。例如一种叫做富含甘氨酸的蛋白质(glycine richprotein，GRP)，50％左右的氨基酸是甘氨酸，其结构类似于动物胶原蛋白，在未变性时促进纤维素酶水解纤维素，而变性后和胶原蛋白一样具有很强的柔韧性，反而阻止纤维素酶水解纤维素，而且粘附在木质素、纤维素和半纤维素之间，阻止它们彼此分离。所以首先通过蛋白酶除去这些蛋白质会促进木质素、纤维素和半纤维素之间的分离，也可简化制浆后的漂洗。

实施例：

将小麦秸秆粉碎成1-2cm大小，除去粉尘、异物。放入到能加热和保温的容器中煮沸并强力搅拌揉搓，以此破坏表面蜡层，然后降至室温，调节pH为4-5，加入酸性蛋白酶(酶活50000U/g，添加量为50mg/g秸秆)至浸润，充分搅拌均匀后50℃保温48小时。过滤除去滤液，滤液可用于第二次酶解，随后工艺同一般制浆技术，例如加入适量酸、碱。

Claims (2)

1.一种使用蛋白酶的造纸制浆方法，其特征在于包括以下步骤：将作物秸秆剪切、除杂、水洗、煮沸灭菌、降至室温，调节酸碱度，加入蛋白酶，保温酶解，然后进入后续制浆工序。

2.根据权利要求1所述的一种生物质预处理方法，其特征在于：蛋白酶包括酸性蛋白酶、碱性蛋白酶或胶原蛋白酶。