CN102753753B - 从纸中除去油墨的方法 - Google Patents

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Abstract

一种从印刷纸中除去油墨的方法，包括：(a)在至少约3%的稠度下将其中至少25重量%为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆；(b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含：(i)脂肪酶与至少一种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剂，其中所述脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0.001重量%的量存在，且所述至少一种第二酶：脂肪酶之比为至少约1.2:1；和(c)在脱墨步骤中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在所述脱墨步骤之前实施。

Description

从纸中除去油墨的方法
技术领域
本发明的领域涉及一种使印刷纸脱墨和脱色的方法。更具体地，本发明涉及一种从包含旧新闻纸的纸浆中除去油墨的方法。
背景技术
几十年来，纸工业一直在实施废纸回收，从而再生可利用的纤维素纤维以进行造纸。在这些方法中，使用合适的脱墨组合物从废纸浆中脱墨。脱墨方法由否则的话可能终止于垃圾掩埋的材料获得新纸或纸板产品。
由于公众需求日益增多，再生纸的使用稳步上升。为了从废纸中回收纤维以用于造纸，通常必须实施废纸脱墨工艺以除去印刷中所用的油墨，且因此获得适于再次利用的特性。随着参与回收的最终消费者增多，可得废纸如旧新闻纸(ONP)和废杂志(WM)的量日益增多。
在常规纸回收过程中，脱墨程序包括如下步骤：使废纸转化成纸浆并使所述纸浆与包含化学脱墨剂的碱性含水脱墨介质接触。机械作用和所述含水介质的碱度导致从所述纸浆纤维中部分除去油墨。所述脱墨剂完成该油墨去除并产生油墨颗粒的含水悬浮液和/或分散体。随后处理所得混合物以将悬浮/分散的油墨与纸浆分离。该分离可通过本领域已知的浮选和/或洗涤技术实现。
常规脱墨化学物质包含各化学物质如氢氧化钠、硅酸钠、螯合剂、过氧化氢、表面活性剂、分散剂、捕集化学物质和附聚化学物质的复杂混合物。通常，在脱墨物质中一般包含显著量的碱性物质，这是因为据信需要碱性物质以使油墨树脂充分皂化和水解。此外，还提及苛性物质对纤维的溶胀部分导致油墨颗粒与纤维表面的分离。在该脱墨工艺中的pH值通常为约9.5-约11。使纤维素纤维和木素纤维素暴露于该碱度往往导致纤维黄变，且因此通常需要添加氧化性或还原性漂白剂，如过氧化物或连二亚硫酸钠。通常在脱墨工艺结束时采用还原性漂白步骤，同时在碎浆机中添加过氧化氢。在一些脱墨操作中，在该工艺末期添加过氧化氢。
此外，所述碱性方法导致纸浆纤维发生不可逆的变化，且因此除使用所述化学品的成本之外，导致设备的成本增加。使用苛性物质也使造纸添加剂和涂料溶剂化，这导致由于在造纸机器上沉积而产生运行问题。
因此，需要能避免这些短处，安全且在经济方面和环境方面是所需的脱墨方法。
本发明人发现用本发明的脱墨体系处理包含纸浆的废纸的方法满足上述对该脱墨工艺的要求。
发明简述
本发明涉及一种从印刷纸中除去油墨的方法。在一个实施方案中，本发明涉及一种从包含旧新闻纸(ONP)的纸浆中除去油墨并维持或提高在中性脱墨工艺中脱墨的纸浆的白度的方法。
在第一方面中，本发明涉及一种从印刷纸中除去油墨的方法，其包括：(a)在至少约3%的稠度下将其中至少25重量%为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆；(b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含：(i)脂肪酶与至少一种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剂，其中脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0.001重量%的量存在，且所述至少一种第二酶：脂肪酶之比为至少约1.2:1；和(c)在脱墨步骤(例如脱墨浮选步骤)中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在脱墨步骤之前实施。
在本发明的一个实施方案中，所述酶组合为脂肪酶与木聚糖酶的组合。木聚糖酶：脂肪酶之比可为至少约1.5:1。在本发明的实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比可选自约1.5:1-约5:1，约1.5:1-约4:1，约1.5:1-约3:1，约1.5:1-约2.5:1，约2:1-约4:1或约2:1-约3:1。在其他实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比可选自约2:1、2.5:1或3:1。
在本发明的实施方案中，所述非离子表面活性剂可选自脂肪酸烷氧基化物、脂肪醇烷氧基化物或其混合物。所述非离子表面活性剂可选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。
在本发明的实施方案中，存在于所述脱墨体系中的(i):(ii)之比可选自约1:1-约1:10，约1:1-约1:5或约1:2-约1:4。
在本发明的另一方面，上述脱墨体系可进一步包含(iii)肥皂。在另一方面，所述脱墨体系可进一步包含(iv)碱性试剂。在又一方面，所述脱墨体系可进一步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂。
在一个实施方案中，稠度可为约3-约30%。在其他实施方案中，稠度可选自约10-约17%或约18-约23%的值。
在本发明的实施方案中，所述印刷纸包含至少约40重量%的ONP。在另一实施方案中，所述印刷纸包含至少约50重量%的ONP。在其他实施方案中，所述印刷纸包含选自约40-约95重量%，约45-约90重量%或约50-约80重量%量的ONP。在本发明的又一实施方案中，所述印刷纸进一步包含旧杂志印刷品(OMG)。
在一个实施方案中，当所述脱墨体系包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂时，酶组合(i)可为脂肪酶与木聚糖酶的组合。在该实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比可如上文所述。
在本发明的一个实施方案中，所述肥皂可为脂肪酸皂。在另一实施方案中，所述脂肪酸皂可衍生自牛脂。在又一实施方案中，所述脂肪酸皂可衍生自植物油。
在本发明的一个实施方案中，所述碱性试剂为硅酸钠。在一个实施方案中，酶组合(i)为脂肪酶与木聚糖酶的组合；所述非离子表面活性剂(ii)选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)；所述肥皂(iii)为牛脂脂肪酸皂；且所述碱性试剂(iv)为硅酸钠。在该实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比和(i):(ii)之比可如上文所述。
在本发明的一个方面中，将组分(i)与(ii)预混以形成酶组合物(v)，然后将(v)作为所述脱墨体系的组分添加至所述液体浆中。在一个实施方案中，所述酶组合物(v)以约0.04-约0.5重量%的量添加至所述液体浆中，所述肥皂(iii)以约0.1-约1重量%的量添加至所述液体浆中，且所述碱性试剂(iv)以约0.5-约2重量%的量添加至所述液体浆中，所有值均基于该淤浆的固体含量。
在一个实施方案中，所述淤浆的pH值保持在约6-约11的范围之内。优选范围为6.7-9.5，更优选的范围为7-9，最优选的范围为7.5-8.8。
在本发明的一个实施方案中，所述淤浆基本不含亚硫酸钠。在另一实施方案中，所述淤浆基本不含氢氧化钠，或者如果添加至淤浆中的话，氢氧化钠以基于所述淤浆为小于约0.15重量%的量添加。在又一实施方案中，所述淤浆基本不含过氧化氢。在又一实施方案中，满足这些要求(不含特定物质)中的两个或全部。
在研究下文描述部分后，本领域技术人员将了解其他方面、优点和新颖特征。
附图简介
图1是显示实施例1脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图2是显示实施例1脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图3是显示实施例1脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图4是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图5是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图6是显示实施例2脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图7是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图8是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图9是显示实施例3脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图10是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图11是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图12是显示实施例4脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图13是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图14是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图15是显示实施例5脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图16是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图17是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图18是显示实施例6脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图19是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图20是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图21是显示实施例7脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图22是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图23是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图24是显示实施例8脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图25是显示实施例9脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图26是显示实施例9脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图27是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图28是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图29是显示实施例10脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图30是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图31是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图32是显示实施例11脱墨体系的纸来源、酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图33是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图34是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图35是显示实施例12脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图36是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图37是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图38是显示实施例13脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图39是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图40是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图41是显示实施例14脱墨体系的酶和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
图42是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(碎浆机)的影响的图。
图43是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度(浮选和过洗)的影响的图。
图44是显示实施例15脱墨体系的酶、氢氧化钠和亚硫酸钠对白度差(相对于常规)的影响的图。
发明详述
本发明涉及一种从印刷纸中除去油墨的方法。在一个实施方案中，本发明涉及从包含旧新闻纸(ONP)中的纸浆中除去油墨并维持或提高中性脱墨工艺中的脱墨纸浆的白度的方法。
在一个方面中，本发明涉及一种脱墨体系，所述体系包含(i)脂肪酶与至少一种选自淀粉酶、木聚糖酶或纤维素酶的第二酶的组合，和(ii)使油墨从所述液体浆中释放出的有效量的非离子表面活性剂，其中脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少约0.001重量%的量存在，且所述至少一种第二酶：脂肪酶之比为至少约1.2:1。
在本发明的一个实施方案中，所述酶组合为脂肪酶与木聚糖酶的组合。木聚糖酶：脂肪酶之比可为至少约1.5:1。在本发明的实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比可为选自如下范围的比值：约1.5:1-约5:1，约1.5:1-约4:1，约1.5:1-约3:1，约1.5:1-约2.5:1，约2:1-约4:1或约2:1-约3:1。在其他实施方案中，木聚糖酶：脂肪酶之比可选自约2:1、2.5:1或3:1。
在所述脱墨方法的实施方案中，添加至所述脱墨体系的液体浆中的酶的总量为小于0.5磅(0.23kg)、或0.45磅(0.2kg)、或0.4磅(0.18kg)、或0.3磅(0.14kg)，基于每吨(2000磅)干纸浆。
在所述脱墨方法的实施方案中，所述脱墨体系的各组分以在随后的脱墨浮选步骤中获得至少约50%，或至少约60%，或至少约70%或至少约80%的脱墨效率的量存在。脱墨效率意指基于在用所述脱墨体系处理并进行脱墨步骤以提供脱墨的纸浆之前，所述印刷纸浆中所含油墨的初始量的除去的油墨百分比。例如，50%脱墨效率意指脱墨纸浆具有比起始印刷纸浆低50%的油墨。在本发明的实施方案中，在脱墨步骤(例如脱墨浮选步骤)之后的液体浆具有显著降低量的油墨，包括印刷油墨体系中通常所含类型的印刷油墨树脂或油。
在本发明的实施方案中，所述脱墨纸浆包含小于0.2重量%或基本不含印刷油墨中的植物油和矿物油。在所述脱墨方法的实施方案中，不向所述液体浆中添加植物油或矿物油。
非离子表面活性剂的实例包括高级脂族醇烷氧基化物、脂族酸烷氧基化物、高级芳族醇烷氧基化物、链烷醇胺的脂肪酸酰胺、脂肪酸酰胺烷氧基化物、丙二醇烷氧基化物、氧化乙烯与氧化丙烯的嵌段或无规共聚物或高级醇聚乙烯-聚丙烯嵌段或无规加合物。
在本发明的实施方案中，所述非离子表面活性剂可选自脂肪酸烷氧基化物、脂肪醇烷氧基化物或其混合物。所述非离子表面活性剂可选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。在本发明的实施方案中，选择所述非离子表面活性剂或将其掺入体系中以提供低起泡脱墨体系。所述非离子表面活性剂本身或者包含所述表面活性剂的组合物可为低起泡的。可用于本发明中的市售表面活性剂产品的实例包括获自Eka Chemicals的Eka RF 4000和4200系列脱墨产品，尤其是Eka RF 4031和Eka RF 4291。在一个实施方案中，优选包含Eka RF 4291脱墨产品。
在本发明的一个方面中，所述脱墨体系可进一步包含(iii)肥皂。在另一方面中，所述脱墨体系可进一步包含(iv)碱性试剂。在又一实施方案中，所述脱墨体系可进一步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂。
所述肥皂可为脂肪酸皂。所述脂肪酸皂可衍生自牛脂或者可衍生自植物油。
在本发明的一个实施方案中，所述碱性试剂为硅酸钠。
实施例
实施如下实施例以评价脱墨体系在中性脱墨工艺中的性能：
1.使用70%旧新闻纸(ONP)与30%旧杂志印刷品(OMG)比例的浮选研究通过使用华尔街日报(Wall Street Journal)和洛杉矶时报(Los AnglesTimes)的混合物进行。该实施例表示具有类似废料(reject)量和过洗(hyperwash)ERIC值的测试平均值。测试条件基于油墨性质随着老化而变化的假设选择，因此具有类似过洗ERIC值意指所述结果为具有相当老化效应的纸的值。
2.仅使用华尔街日报的浮选研究基于初步测试进行，其显示了不同新闻纸对废料量的影响。
3.仅使用加拿大环球邮报(Globe and Mail)进行浮选研究。
4.在加拿大进行的生产规模测试结果。
实施例1-15所用的典型设备、配料和条件如下：
表1：实施例中所用的碎浆机部件
设备和配料：
表2：实施例的制浆条件
条件：
表3：实施例的碎浆机和脱墨化学品
碎浆机化学品和脱墨剂量：
在各实施例中，测试以随机顺序进行以防止运行顺序出错，但各表中列出了在所用条件下(例如所用的槽水平和酶)测试的组的次序以使分析更为容易。在一些实施例中，表中省略了其中进行两次测试或者使用独特的化学品(例如添加其他组分，使得该测试与本发明无关或者不具备可比性)测试数量。在两次测试的情况下，表中所列结果为所述两次测试结果的平均值。
就纸浆液pH值而言，尽管不能总是或者容易地实时测定具体研磨设置下的合并的制浆化学品和稀释水的pH值，但是可在实验室设置下测定。因此，下文实施例中将所测得的合并化学品和稀释水的pH值称为“纸浆液pH值”，这有助于分析所添加的碱性试剂的变化是如何影响pH值的。
实施例1：
实施例1中所用的制浆配方(测试1-16)列于下表4中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。实施例1所用的pH值操作范围列于下表5中。
表4：制浆配方和测试1-16(实施例1)
表5：实施例1中性脱墨的pH值范围
  制浆液   制浆浮选进料
  最高pH   9.6   7.6
  最低pH   9.4   7.3
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表6中。
表6：测试1-16的脱墨结果(实施例1)
除了表6中的结果之外，还观察到下述结果：测试3、5和6具有较少的泡沫，因此产生较少的废料；测试7和8(使用酶混合物)获得了最好的脱墨效果；试11、12、15和16产生过多的废料量；测试13显示出良好的脱墨效果，但产生过多的废料。对于该实施例而言，废料量超过350g即认为产率损失过高。
实施例1的脱墨测试结果图示于图1-3中。观察这些图，显示脂肪酶与木聚糖酶以50/50或66/34比例的混合获得了最好的脱墨性能，且具有合理水平的废料。将脂肪酶与木聚糖酶添加至包含亚硫酸钠的配方中也获得了优于常规或亚硫酸盐基中性脱墨的性能。
实施例2：
实施例2中所用的制浆配方(测试1-16)列于下表7中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。实施例2所用的pH值操作范围列于下表7中。
表7：测试1-16的制浆配方(实施例2)
表8：实施例2中性脱墨的pH值范围
  制浆液   制浆浮选进料
  最高pH   9.6   7.7
  最低pH   9.3   7.3
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表9中。
表9：测试1-16的脱墨结果(实施例2).
除表9中的结果之外，还观察到下述结果：测试5-8和11-16具有过多废料。对该实施例而言，废料量超过约400g即认为产率损失过高。
实施例2的脱墨测试结果图示于图3-6中。观察这些图，其显示脂肪酶与木聚糖酶的95/5或50/50比例混合物以及3750g的槽水平的性能优于常规或亚硫酸盐基中性脱墨。该研究中许多在4200g水平下进行，其导致过多废料。不使用亚硫酸钠但保持酶水平降低了废料体积并提高了油墨分离效果。0.15%和0.03%剂量的脂肪酶获得了大致相同的废料水平。
实施例3：
实施例3中所用的制浆配方(测试1-17)列于下表10中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。
实施例3所用的pH值操作范围列于下表11中。
表10：测试1-17的制浆配方(实施例3)
表11：实施例3中性脱墨的pH值范围
  制浆液   制浆浮选进料
  最高pH   9.6   7.8
  最低pH   9.2   6.8
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表12中。
表12：测试1-17的脱墨结果(实施例3)
除了表12中的结果之外，还观察到如下结果：测试6和10-16的废料量过高。对于该实施例，废料量超过约570-600g即认为产率损失过高。
实施例3的脱墨测试结果图示于图7-9中。观察这些图，显示脂肪酶与木聚糖酶的67/33或50/50比例混合物以及3750g的槽水平性能优于常规或亚硫酸盐基中性脱墨。该研究中许多在4200g水平下进行，这导致即使使用降低的酶剂量水平也导致过多的废料。在4200g浆料的槽水平下，将脂肪酶剂量降至0.0075%并添加0.015%木聚糖酶几乎获得了可接受的废料水平。添加过氧化氢和亚硫酸钠获得了更高的浮选接受白度，然而更低的过洗白度(更低的漂白)。使用过氧化氢而不使用亚硫酸钠获得了更低的浮选接受白度和更高的过洗白度。
实施例4和5：
实施例4和5中所用的制浆配方(测试1-30)列于下表13中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT(实施例4)以及混有35g环球邮报(实施例5)，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。实施例4和5所用的pH值操作范围列于下表14中。
表13：测试1-30的制浆配方(实施例4和5)
表14：实施例4和5中性脱墨的pH值范围
  制浆液   制浆浮选进料
  最高pH   9.7   8.2
  最低pH   9.3   6.9
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表15中。
表15：测试1-30的脱墨结果(实施例4和5)
除了表15中的结果之外，还观察到如下结果：测试5、9、11-15、17、20-22、25、29和30具有过多的湿废料。对该实施例而言，超过约850g的废料量即认为产率损失过高。
实施例4和5的脱墨测试结果图示于图10-15中。观察这些图，显示将脂肪酶与木聚糖酶的66/34或50/50比值混合物与分开添加酶并在碎浆机中混合加以比较。发现当将酶混合时，结果相同或更好。将酶添加至非离子表面活性剂获得了更好的油墨分离效果且如果控制废料水平的话是最好的选择。在大多数情况下，不使用亚硫酸钠降低了废料量。观察到添加过氧化物和亚硫酸盐化学品对环球邮报配料不具有益处，而使用亚硫酸钠则稍具益处。更高的酶剂量不会提高脱墨性能。
实施例6和7：
实施例6和7中所用的制浆配方(测试1-17)列于下表16中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT(实施例6)以及混有35g环球邮报(实施例7)，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。实施例6和7所用的pH值操作范围列于下表17中。
表16：测试1-17的制浆配方(实施例6和7)
表17：实施例6和7中性脱墨的pH值范围
  制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.6   8.4
  最低pH   9.5   7.8
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表18中。
表18：测试1-30的脱墨结果(实施例6和7)
对于该实施例，超过约700g的废料量即认为产率损失过高。除了表18中的结果之外，还观察到如下结果：测试14具有过多的湿废料。
实施例6和7的脱墨测试结果图示于图16-21中。正如所预期的那样，ONP含量的增大使废料量降低且降低了白度。对实施例6中的LAT/WSJ组合而言，添加酶与亚硫酸盐基中性脱墨物质的混合物获得了比常规的1(70%)、0.5(90%)和2(100%)点更高的浮选接受白度。例如7，环球邮报为-0.5(70%)、-0.3(90%)和(100%)点。对这两个实施例而言，当使用100%ONP时，起泡性质都是有益的。环球邮报的油墨种类显示出显著的白度下降和当为100%ONP时，由于低废料水平而具有脱墨能力。该酶混合物的使用允许工厂使用更高的ONP含量，同时保持脱墨性能。
实施例8：
实施例8中所用的制浆配方(测试1-7)列于下表19中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。实施例8所用的pH值操作范围列于下表20中。
表19：测试1-7的制浆配方(实施例8)
表20：实施例8中性脱墨的pH值范围
  制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.7   7.2
  最低pH   9.3   6.9
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表21中。
表21：测试1-7的脱墨结果(实施例8)
对于该实施例而言，超过约1130g废料量即认为产率损失过高。除了表21中的结果之外，还观察到如下结果：测试4和6具有过高的湿废料。
实施例8的脱墨测试结果图示于图22-24中。该研究着眼于不使用亚硫酸钠，以及木聚糖酶/脂肪酶之比为50/50、66/34和75/25且剂量为0.02%。当比值为75/25时，废料水平降至可接受的水平。将二者一起混合获得比单独添加所述两种酶高约0.5点的白度和更低的废料水平。对该研究而言，浮选接受白度低于常规，但处于两点标准之内且差值为约1.2点。该研究还显示当不使用亚硫酸钠时，需要进一步调节以控制湿废料的量。
实施例9：
实施例9中所用的制浆配方(测试1-14)列于下表22中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为8分钟，空气速率为20SCHF。
实施例8所用的pH值操作范围列于下表23中。
表22：测试1-14的制浆配方(实施例9)
表23：实施例9中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨的pH范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.5   9.4
  最低pH   8.8   7.1
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表24中。
表24：测试1-14的脱墨结果(实施例9)
对该实施例而言，超过约920g的废料量即认为产率损失过大。除了表24中的结果之外，还观察到如下结果：所述测试均不具有过多的湿废料。
实施例9的脱墨测试结果图示于图25-26中。该研究着眼于添加过氧化氢而不添加苛性物质且不添加亚硫酸钠。测试误差导致不向常规碎浆机化学品中添加过氧化氢，其由于不使用漂白剂和苛性黄变而获得更黑的纸。不使用亚硫酸钠和酶导致油墨再沉积现象大大增多，这可从中性脱墨的ERIC过洗平均为226看出。将硅酸钠剂量降至0.5%获得了更好的脱墨效果和更高的白度，然而这是由于更高量的废料所致。在中性脱墨过程中，硅酸钠有助于降低废料体积。
实施例10：
实施例10中所用的制浆配方(测试1-14)列于下表25中。具体制浆组分和条件为：35克各WSJ、LAT或环球邮报，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。实施例10所用的pH值操作范围列于下表26中。
表25：测试1-14的制浆配方(实施例10)
表26：实施例10中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨pH值范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.6   8.5
  最低pH   9.3   7.9
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于下表27中。
表27：测试1-14的脱墨结果(实施例10)
对该实施例而言，超过约380g(洛杉矶时报)、590g(WSJ)和690g(环球邮报)的废料量即认为产率损失过高。除了表27中的结果之外，还观察到如下结果：所述测试均不具有过高的湿废料。
实施例10的脱墨测试结果图示于图27-29中。在开发过程中，废料水平是一个问题。在该研究中，注入的空气量由20scfm降至15scfm。当使用所述酶时，槽水平也由4200g降至4100g。该研究着眼于不使用亚硫酸钠但使用酶的中性脱墨的脱墨性能，并将其与常规脱墨和亚硫酸盐基中性脱墨加以对比。该碎浆机化学品中的对比使用洛杉矶时报(LAT)、华尔街日报(WSJ)和环球邮报(GLOBE)。对使用酶而不使用亚硫酸钠的中性脱墨而言，降低空气流速并将槽水平降至4100g获得了与常规和亚硫酸钠基碎浆机化学品类似的废料损失。该研究显示剂量为0.2%的66/34的木聚糖酶与脂肪酶组合获得了与常规或亚硫酸盐中性脱墨相当的脱墨性能。对环球邮报而言，在浮选后获得了更差的性能，其与常规相差1点。
实施例11：
实施例11中所用的制浆配方(测试1-23)列于下表28中。一部分测试不涉及该研究且未包含在其中。具体制浆组分和条件为：35克各WSJ、LAT或环球邮报，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。实施例11所用的pH值操作范围列于下表29中。
表28：测试1-23的制浆配方(实施例11)
表29：实施例10中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨的pH值范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   10.2   8.3
  最低pH   9.4   7.6
评价各测试配方的脱墨性能，结果示于表30中。
表30：测试1-23的脱墨结果(实施例11)
对该实施例而言，超过约380g(洛杉矶时报)、590g(WSJ)和690g(环球邮报)的废料量即认为产率损失过高。除了表30中的结果之外，还观察到如下结果：上述测试23几乎均具有过多湿废料量。
实施例11的脱墨测试结果图示于图30-32中。基于表31中所示的ERIC过洗值，再沉积油墨的量也发生显著变化，这表明脱墨容易至非常困难。通常该实施例不能满足处于2点标准内，且主要是由于基于老化效应的ONP的更为困难的特性所导致的，这由过洗桨的ERIC值增大看出。该实施例包括将酶的混合物与非离子表面活性剂混合，其性能优于洛杉矶时报和环球邮报的其他中性脱墨碎浆机配方。该混合的混合物条件不用于华尔街日报。
表31：基于所用ONP所附着的再沉积油墨的量的对比(实施例11)
  旧新闻纸   中性   常规   脱墨   常规废料
  LAT平均HW   210   201   非常困难   180
  WSJ平均HW   177   107   容易   388
  GLOBE平均HW   165   141   困难   491
实施例12：
实施例12中所用的制浆配方列于下表32中。一部分测试不涉及该研究且未包含在其中或者将重复测试结果平均成所报告的结果。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。实施例12所用的pH值操作范围列于下表33中。
表32：制浆配方(实施例12)
表33：实施例12中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨的pH值范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.8   8.6
  最低pH   9.6   8.5
对该实施例而言，超过约1030g(Eka RF 4291)或920g(Eka NA120)的废料量即认为产率损失过高。除了表34中的结果之外，还观察到如下结果：所述测试均不具有过多的湿废料。
实施例12的脱墨测试结果图示于图33-35中。就常规脱墨而言，该研究中所用的纸由于纸的老化而脱墨非常困难，正如具有约250的过洗ERIC值所示。该研究显示在这些挑战性条件下，添加66%木聚糖酶与33%脂肪酶的酶混合物而不添加亚硫酸钠获得了与常规和亚硫酸钠基中性脱墨相当的脱墨性能。该研究还表明可使用除Eka RF 4291之外的脱墨剂以进行中性脱墨。该研究还表明一般而言，Eka RF 4291为比用于制备Eka NA 120的常用配方更好的脱墨剂。
表34：脱墨结果(实施例12)
表13：
实施例13(测试1-14)中所用的制浆配方列于下表35中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。
实施例13所用的pH值操作范围列于下表36中。
表35：测试1-14的制浆配方(实施例13)
表36：实施例13中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨的pH值范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   10.4   8.8
  最低pH   9.5   8.4
对该实施例而言，超过1020-1070g的废料量即认为产率损失过高。除了表37中的结果之外，还观察到如下结果：所述测试均不具有过多的湿废料。
实施例13的脱墨测试结果图示于图36-38中。对常规脱墨而言，该研究中所用的纸由于纸的老化而脱墨非常困难，正如具有约240的过洗ERIC值所示。该研究显示在这些挑战性条件下，添加66%木聚糖酶与33%脂肪酶的酶混合物而不添加亚硫酸钠获得了与常规和亚硫酸钠基中性脱墨相当的脱墨性能。该研究还表明添加超过0.15%苛性物质，则酶性能的损失以及纤维的黄变导致白度比常规的低1点，且当高于0.3%时，白度降低2点。就pH值而言，纸浆液pH值高于10将超出酶性能的范围或者在制浆后pH值为9。
表37：测试1-14的脱墨结果(实施例13)
实施例14：
实施例14(测试1-14)中所用的制浆配方列于下表38中。具体制浆组分和条件为：17.5克各WSJ和LAT，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。实施例14所用的pH值操作范围列于下表39中。该研究所用的纸浆稠度为20%。
表38：测试1-6的制浆配方(实施例14)
表39：实施例14中性脱墨的pH值范围
  中性脱墨的pH值范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.8   8.4
  最低pH   9.6   8.1
对该实施例而言，超过约790g废料量即认为产率损失过高。除了表40中的结果之外，观察到如下结果：所述测试均不具有过多的湿废料。
实施例14的脱墨测试结果图示于图39-41中。通过完全使用生产级产品或者获自实验室的试样，木聚糖酶与脂肪酶的混合物以及非离子表面活性剂具有较低量的残余油墨和在浮选后高约0.5点的白度。过洗后附着/再沉积油墨的量为150(常规)和196(中性脱墨)，这表明难以使旧新闻纸脱墨。中性脱墨的废料水平相当或者稍低，这表明提高的固体损失并不是更好的脱墨性能的原因。
表40：测试1-6的脱墨结果(实施例14)
实施例15：
实施例15(测试1-14)中所用的制浆配方列于下表41中。具体制浆组分和条件为：50.0克使用柔性版油墨的旧新闻纸与涂覆纸的混合物，浮选时间为5分钟，空气速率为15SCHF。实施例15所用的pH值操作范围列于下表42中。该研究所用的稠度为20%。
表41：测试1-6制浆配方(实施例15)
表42：实施例15中性脱墨的pH值
  中性脱墨的pH范围   制浆液pH   FF pH
  最高pH   9.0   7.4
  最低pH   7.6   7.2
表43：测试1-6的脱墨结果(实施例15)
油墨碎裂测试条件处于常规脱墨范围之内，除了中性脱墨测试包含过氧化氢之外。就浮选后的ERIC值之后，所有中性脱墨状况均与常规脱墨相当或性能更好。除对于纤维素酶而言，所有其他中性脱墨状况均给出相当或更好的油墨分离效果。
在浮选后，所有中性脱墨状况均处于常规脱墨的2点范围之内。包含木聚糖酶、木聚糖酶/脂肪酶和过氧化物的测试具有比亚硫酸盐基中性脱墨更高的白度。
浮选后的过洗白度处于常规脱墨的2点范围之内，除了包含仅亚硫酸钠和脂肪酶、仅纤维素酶或仅淀粉酶的测试之外。
包含脂肪酶和过氧化氢的测试倾向于具有最高水平的废料。然而，没有在较低空气注入速率下进行过氧化氢测试。

Claims (16)

1.一种从印刷纸中除去油墨的方法，包括：
(a)在至少3％的稠度下将其中至少25重量％为旧新闻纸的印刷纸制浆，以获得液体浆；
(b)用脱墨体系处理所述液体浆，所述体系包含：(i)脂肪酶与木聚糖酶的组合，和(ii)其量为有效地使油墨从所述液体浆中释放出来的非离子表面活性剂，其中所述脂肪酶以基于所述液体浆的干含量为至少0.001重量％的量存在，且木聚糖酶：脂肪酶之比为至少1.2:1；和
(c)在脱墨浮选步骤中分离从所述液体浆中释放出的油墨，以提供脱墨的液体浆，其中所述处理步骤在所述脱墨浮选步骤之前实施，且其中脱墨效率为至少50％。
2.根据权利要求1的方法，其中所述酶的总量基于所述液体浆的干含量为小于0.025重量％。
3.根据权利要求1的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iii)肥皂。
4.根据权利要求3的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iv)碱性试剂。
5.根据权利要求4的方法，其中所述印刷纸包含其量为40-95重量％的ONP。
6.根据权利要求1的方法，其中木聚糖酶：脂肪酶之比为1.5:1-2.5:1。
7.根据权利要求6的方法，其中所述非离子表面活性剂选自脂肪醇乙氧基化物(FAEO)、丙氧基化物(FAPO)及其组合(FAEPO)。
8.根据权利要求4的方法，其中所述肥皂为脂肪酸皂。
9.根据权利要求4的方法，其中所述碱性试剂为硅酸钠。
10.根据权利要求7的方法，其中(i):(ii)之比为1:2-1:4。
11.根据权利要求10的方法，其中将(i)与(ii)预混以形成酶组合物(v)，然后将(v)作为所述脱墨体系的组分添加至所述液体浆中。
12.根据权利要求11的方法，其中所述脱墨体系进一步包含(iii)肥皂和(iv)碱性试剂，所述酶组合物(v)以0.04-0.5重量％的量添加至所述液体浆中，所述肥皂(iii)以0.1-1重量％的量添加至所述液体浆中，且所述碱性试剂(iv)以0.5-2重量％的量添加至所述液体浆中，所有值均基于所述浆的固含量。
13.根据权利要求1-12中任一项的方法，其中所述浆基本不含亚硫酸钠。
14.根据权利要求13的方法，其中所述浆基本不含氢氧化钠，或者如果添加至所述浆中的话，则氢氧化钠以基于所述浆的重量为小于0.15重量％的量添加。
15.根据权利要求1-12或14中任一项的方法，其中脱墨效率为至少60％。
16.根据权利要求15的方法，其中脱墨效率为至少70％。
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