CN103031297B - 一种漂白浆磨浆用复合酶及其应用工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种漂白浆磨浆用复合酶及其应用工艺，所述的酶组分为纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶，其中各酶的含量分别为：纤维素酶300-700U/g、木聚糖酶400-1500U/g、碱性果胶酶300-500U/g和脂肪酶50-100U/g。本发明的复合酶是漂白浆磨浆专用酶，使用方便，不需要调节浆池内漂白浆的pH值，可直接应用于现有磨浆工艺。应用本发明的漂白浆磨浆新工艺，磨浆效果好，可大大降低磨浆过程的能耗。与传统磨浆工艺相比，在磨浆至同样的打浆度下，本发明的新工艺可使漂白浆磨浆后的抗张强度提高16%，耐破度提高14%，白水浓度降低10%，磨浆电流下降14%以上。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸技术领域，具体涉及一种漂白浆磨浆用复合酶及其应用工艺。
背景技术
磨浆是制浆造纸过程中必不可少的工段，通过磨浆作用可以使得纸浆纤维分丝帚化和纤维的彼此分离，增加纤维间的结合能力，提高成纸物理强度要求和光学性能要求等。同时，磨浆需消耗大量的电能，约占从木材到纸生产总能耗的15-18%，而磨浆的功效问题一直是多年来的研究热点。
磨浆过程中大部分的能量转化为热量，只有少数用于纤维的分离和分丝帚化，因而开发一种即能保持浆的质量又能降低能耗的先进磨浆工艺，成为制浆造纸工业的重要目标。
针对漂白针叶木和阔叶木浆磨浆时能耗高的问题，大多数厂家只能通过调节盘磨各项参数等来降低电耗，而这种方法降低能耗有限。为寻求新的技术来提高降低能耗的幅度，许多研究机构正在利用微生物或生物酶使其在保持纸浆特性的同时能够降低能耗。
目前国内造纸厂家在磨浆段使用的生物酶大多数对浆水体系pH值（偏中性）适应性不够，直接使得效果不够理想，因此使用时需要先调节浆水体系的pH值和温度，增加了工序和工时。因此开发一种能适用于中性环境下的生物酶来降低化机浆的磨浆段能耗的方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种漂白浆磨浆用复合酶及其应用工艺。该复合酶适合于现有的针叶木或阔叶木漂白浆磨浆工艺，不需要调节浆池内浆水体系的pH值和温度，改善磨浆效果，大大降低磨浆段的能耗。
本发明的漂白浆磨浆用复合酶，所述的酶组分为纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶，其中各酶的酶活性单位含量分别为：纤维素酶300-700U/g、木聚糖酶400-1500 U/g、碱性果胶酶300-500U/g和脂肪酶50-100U/g。
本发明的上述复合酶对漂白浆进行磨浆的工艺，包括如下步骤：
（1）将漂白浆加入到水力碎浆机下进行碎解，浆浓5-10%，同时加入上述复合酶，用量100-200g/吨浆，并加入助剂，用量20-50g/吨浆；整个体系温度为30-60℃，碎解时间10-15min；
（2）浆料通过浆泵后进入储浆池，储浆池pH6.0-8.0，停留40-60min，再在5-6%浆浓下用多盘磨磨浆，磨浆后打浆度为45-52°SR。
上述助剂由烷基苯磺酸钠、油酸、松香酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、吐温80组成，各组分的质量比为7:4:5:10:22:15。
上述漂白浆为针叶木和/或阔叶木漂白浆。
本发明的复合酶是漂白浆磨浆专用酶，使用方便，不需要调节浆池内漂白浆的pH值，可直接应用于现有磨浆工艺。应用本发明的漂白浆磨浆新工艺，磨浆效果好，可大大降低磨浆过程的能耗。与传统磨浆工艺相比，在磨浆至同样的打浆度下，本发明的新工艺可使漂白浆的抗张强度提高16%，耐破度提高14%，白水浓度降低10%，磨浆电流下降14%以上。
具体实施方式
本发明复合酶涉及四种酶组分，其中纤维素酶适宜于pH值为6.0-9.0，温度30-65℃，可购自诺维信公司；木聚糖酶适宜于pH值为5.0-10.0，温度30-70℃；碱性果胶酶适宜于pH值7.0-10.0，温度30-60℃；脂肪酶适宜于pH值6.0-9.0，温度30-65℃，以上三种均可购自青岛蔚蓝生物集团有限公司。
实施例1 ：
原料：进口针叶木和阔叶木（1：1）漂白浆。
将漂白浆加入到水力碎浆机中进行碎解，浆浓6%，同时加入本发明制备的一种复合酶，其中纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶的酶活性单位含量分别为300U/g、400U/g、400U/g和60U/g，用量为100g/吨浆，体系温度40℃，加入助剂，用量20g/吨浆，碎解15min；然后在储浆池内（温度40℃，pH7.5）停留60min；最后在5%浆浓下用多盘磨磨浆，磨浆后打浆度为45°SR。
上述助剂由烷基苯磺酸钠、油酸、松香酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、吐温80组成，各组分的质量比为7:4:5:10:22:15。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高16%，耐破度提高14%，白水浓度降低10%，磨浆电流下降10%。
实施例2 ：
原料：进口针叶木漂白浆。
将漂白浆加入到水力碎浆机中进行碎解，浆浓5%，同时加入上述的复合酶（纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶的酶活性单位含量分别为700U/g、1500U/g、500U/g和80U/g），用量200g/吨浆，体系温度30℃，加入助剂，用量50g/吨浆，碎解10min；然后在储浆池内（温度30℃，pH6.0）停留50min；最后在5%浆浓下用多盘磨磨浆，磨浆后打浆度为47°SR。
上述助剂由烷基苯磺酸钠、油酸、松香酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、吐温80组成，各组分的质量比为7:4:5:10:22:15。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高15%，耐破度提高12%，白水浓度降低8%，磨浆电流下降14%。
实施例3：
原料为进口阔叶木漂白浆。
将漂白浆加入到水力碎浆机中进行碎解，浆浓8%，同时加入复合酶（纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶的含量分别为600U/g、900U/g、300U/g和100U/g），用量150g/吨浆，体系温度45℃，加入助剂，用量50g/吨浆，碎解10min；然后在储浆池内（温度45℃，pH8.0）停留40min；最后在6%浆浓下用多盘磨磨浆，磨浆后打浆度为52°SR。
上述助剂由烷基苯磺酸钠、油酸、松香酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、吐温80组成，各组分的质量比为7:4:5:10:22:15。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高5%，耐破度提高2%，白水浓度降低5%，磨浆电流下降8%。
实施例4：
如实施例1所述，所不同的是碎解过程中不加入助剂，其他工艺参数不变。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高14%，耐破度提高13%，白水浓度降低9.5%，磨浆电流下降4%。但与实施例1的效果相比，抗张强度降低了2%，耐破度降低了1%，白水浓度提高了0.5%，磨浆电流提高6%。
上述结果表明，碎解过程中添加助剂能有效提高针叶木和阔叶木混合漂白浆的磨浆效果，提高抗张强度、耐破度，降低白水浓度，节省用电量。而且，本发明对助剂的组合选择和浓度配比进行了长期的研究，最后确定为目前的组分和比例。
实施例5：
如实施例2所述，所不同的是碎解过程中不加入助剂，其他工艺参数不变。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高13%，耐破度提高11%，白水浓度降低7%，磨浆电流下降6%。但与实施例2的效果相比，抗张强度降低了2%，耐破度降低了1%，白水浓度提高了1%，磨浆电流提高了8%。
上述结果表明，碎解过程中添加助剂能有效提高针叶木漂白浆的磨浆效果，提高抗张强度、耐破度，降低白水浓度，节省用电量。
实施例6
如实施例1所述，所不同的是进口针叶木和阔叶木漂白浆配比为2:1，其他工艺参数不变。
与不加复合酶和助剂的传统处理工艺相比，在到达相同的打浆度下，本发明的漂白浆磨浆后，抗张强度提高19%，耐破度提高17%，白水浓度降低14%，磨浆电流下降13%。
Claims (4)
1.一种针叶木和/或阔叶木漂白浆磨浆用复合酶，所述的酶组分为纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶；且纤维素酶、木聚糖酶、碱性果胶酶和脂肪酶的酶活性单位含量分别为：纤维素酶300-700U/g、木聚糖酶400-1500U/g、碱性果胶酶300-500U/g和脂肪酶50-100U/g。
2.权利要求1所述复合酶在对针叶木和/或阔叶木漂白浆进行磨浆的应用。
3.如权利要求2所述的应用，包括如下步骤：
（1）将漂白浆加入到水力碎浆机下进行碎解，浆浓5-10%，同时加入权利要求1所述的复合酶，用量为100-200g/吨浆，并加入助剂，用量20-50g/吨浆；整个体系温度为30-60℃，碎解时间10-15min；
（2）浆料通过浆泵后进入储浆池，储浆池pH6.0-8.0，停留40-60min，再在5-6%浆浓下用多盘磨磨浆，磨浆后打浆度为45-52°SR。
4.如权利要求3所述的应用，其特征在于所述的助剂由烷基苯磺酸钠、油酸、松香酸钠、烷基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、吐温80组成，各组分的质量比为7:4:5:10:22:15。
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| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANDONG KDN BIOTECH CO., LTD. Effective date: 20130411 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130411 Address after: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant after: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. Applicant after: Shandong continet Technology Co.,Ltd. Address before: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant before: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. |
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant after: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. Applicant after: SHANDONG KDN BIOTECH Co.,Ltd. Address before: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant before: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. Applicant before: Shandong continet Technology Co.,Ltd. |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANDONG CONTINENT BIOTECH CO., LTD. QINGDAO AGRIC Free format text: FORMER OWNER: SHANDONG CONTINENT BIOTECH CO., LTD. Effective date: 20140126 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Yanpeng Inventor after: Yi Xiaohua Inventor after: Lv Jiahua Inventor after: Liu Lumin Inventor after: Qi Jiachen Inventor before: Wang Yanpeng Inventor before: Lv Jiahua Inventor before: Liu Lumin Inventor before: Qi Jiachen |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: WANG YANPENG LV JIAHUA LIU LUMIN QI JIACHEN TO: WANG YANPENG YI XIAOHUA LV JIAHUA LIU LUMIN QI JIACHEN |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20140126 Address after: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant after: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. Applicant after: SHANDONG KDN BIOTECH Co.,Ltd. Applicant after: Qingdao Agricultural University Address before: Miao road Laoshan District 266061 Shandong city of Qingdao province Shandong No. 29 high building 12A07 Applicant before: QINGDAO VLAND BIOTECH GROUP Co.,Ltd. Applicant before: SHANDONG KDN BIOTECH Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140312 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |