CN103485227A - 一种复合生物酶脱墨混合办公废纸的方法 - Google Patents

一种复合生物酶脱墨混合办公废纸的方法 Download PDF

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刘婧
黄六莲
陈礼辉
罗小林
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Fujian Agriculture and Forestry University
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Abstract

本发明公开一种复合生物酶脱墨混合办公废纸的方法,该方法先将办公废纸手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解得到备用浆。再将备用浆置于碎浆机中加水升温并调节pH，加入复合生物酶和表面活性剂，与浆料均匀混合。最后将所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆浓至0.5%，pH调节至8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时浮选。浮选完成后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。本发明大幅度降低废纸尘埃度和Eric值，同时提高纸张的抗张指数和耐破指数，使其具有较高的应用价值。

Description

一种复合生物酶脱墨混合办公废纸的方法
技术领域
本发明涉及一种生物酶脱墨废纸的方法，具体地说，是涉及一种复合生物酶脱墨混合办公废纸方法。
背景技术
近年来，我国造纸工业飞速发展，2009年超过美国成为全球纸产品产量和消费量最大国。随着产量的提高，造纸原料的消耗也不断增大。废纸作为一种可再利用的二次纤维资源，回收造纸既可以保护森林资源在一定程度上缓解造纸行业发展对自然资源的巨大需求压力，又能降低水和能源的消耗，减少环境污染。我国对废纸资源的回收再利用力度也在逐年加大，据中国造纸协会统计，2002年全国纸浆消耗中，废纸浆比例仅占47%，2011年废纸浆消耗了5660万吨，占全国纸浆消耗的比例上升至62%。废纸脱墨的研究作为废纸处理的关键步骤受到越来越多的关注。传统的化学脱墨是加入氢氧化钠、硅酸钠、过氧化氢、螯合剂和表面活性剂等化学试剂，在碱性条件下各种化学因子促使油墨被皂化而从纤维上脱落， 然后利用浮选或洗涤的方法将油墨除去。化学脱墨法由于采用较多化学品，不仅会引起污染环境，而且不适用于激光打印和复印的办公废纸。以激光打印和静电复印为代表的混合办公废纸，因为表面施胶度高，油墨熔化在纤维上，仅通过常规浮选和洗涤依靠机械搅拌和相互摩擦很难将油墨剥离。生物酶的引入能适当地打断油墨和纤维之间的联接并使之脱离纤维表面，提高废纸浆的白度，同时改善纸张的物理性能。
酶法脱墨的主要优点包括：适用范围广泛，可用于不同废纸的脱墨；纤维与油墨粒子分离较好，浮选效率和得率高，脱墨效率高；减少或不使用烧碱、硅酸钠、双氧水、螯合剂等化学药品，减轻了设备和管道的腐蚀，实现中性法脱墨；使用酶法脱墨的脱墨浆性能优于常规脱墨法脱墨浆性能，如纤维物理强度、纸张滤水性能好，有利于纸机抄造；污染小，有利于环境保护；成本低；生物酶表面活性剂的单价会比化学表面活性剂高，但由于用量小且完全去掉了烧碱、硅酸钠、双氧水、螯合剂及表面活性剂等化学品，所以每吨脱墨浆的药品成本反而比化学脱墨浆低很多。同时，酶法脱墨也存在一些缺点，例如酶作为一种生物催化剂，其酶催化具有专一性，单一酶系的脱墨效果有限，无法达到高效脱墨的效果。酶脱墨通常搭配脱墨剂和表面活性剂一起使用，脱墨剂和表面活性剂消耗量大并造成一定环境问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现代酶脱墨过程中的两大难题，提供一种无需脱墨剂的的复合生物酶脱墨混合办公废纸方法。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：
本发明所述的一种复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将办公废纸手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解，甩干法挤干、分散后装入塑料袋中储备待用； 
（2）取步骤（1）所得浆料加入碎浆机中，加水稀释，升温后用NaOH或HCl，以及Na2SiO3调节pH；
（3）向步骤（2）所得浆料中加入复合生物酶和表面活性剂，与浆料均匀混合取出进入以下的浮选步骤；
（4）向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆重量百分比浓度至0.5% 进行浮选，加入NaOH或HCl调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时浮选；浮选完成后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。 
步骤（1）置于卧式水力碎浆机中疏解10-20min。
所述的步骤（2）碎浆机中碎浆后的浓度为8-12 wt%，升温温度30-70℃，pH 6.5-9.0。
步骤（3）所述的复合生物酶加入量为100-200g/t绝干浆料重量，表面活性剂加入量为绝干浆料重量的0.06-0.14wt%，与浆料混合时间为45-120min。
步骤（4）所述的浮选时间5-10min。
所述NaOH的质量体积浓度是0.01-1%， HCl的质量体积浓度是0.01-1%， Na2SiO3的质量体积浓度是0.25-1.0 %， 当NaOH、HCl和Na2SiO3组合添加时，NaOH：HCl：Na2SiO3的重量配比是1:0.1:1~1:0.5:1。
所述的复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成，其碱性脂肪酶：纤维素酶：淀粉酶：木质素过氧化物酶的重量配比为1:2:2:1。
所述的表面活性剂选自Gemini型表面活性剂或聚醚类表面活性剂或其组合。
采用100000U碱性脂肪酶、15000U纤维素酶、10000U淀粉酶和5000U木质素过氧化物酶组成复合生物酶，其之间的重量配比1:2:2:1。
所述的Gemini型表面活性剂选自C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29，聚醚类表面活性剂选自叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚，当采用C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29Gemini型表面活性剂和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚聚醚类表面活性剂组成混合表面活性剂时，其C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29Gemini型表面活性剂与叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚聚醚类表面活性剂的重量配比为2:1。
更具体地说，
本发明所述的一种复合生物酶脱墨混合办公废纸方法，包括如下步骤：
   （1）将办公废纸手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解，甩干法挤干、分散后获得浆料装入塑料袋中储备待用；所述置于卧式水力碎浆机中疏解时间为10-20min。
（2）取步骤（1）所得浆料加入碎浆机中，加水稀释，升温后用NaOH，HCl，Na2SiO3调节pH；所述的碎浆后获得的浆料浓度为8-12%（重量百分比），其中升温温度为30-70℃，碎浆后获得的浆料的pH 值为6.5-9.0。所述NaOH的质量体积浓度可以是0.01-1%范围，优选 0.05%值，HCl的质量体积浓度可以是0.01-1%范围，优选0.03%值，Na2SiO3的质量体积浓度可以是0.25-1.0 %范围，优选0.6 %值，其之间的重量配比可以是1:0.1:1~1:0.5:1范围，优选1:0.3:1。
（3）向步骤（2）所得浆料中加入复合生物酶和表面活性剂，与浆料均匀混合取出浮选；所述的复合生物酶加入量为100-200g/t，表面活性剂加入量为0.06-0.14%（重量百分比），复合生物酶和表面活性剂与浆料混合时间为45-120min。所述的复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成，优选100000U碱性脂肪酶、15000U纤维素酶、10000U淀粉酶和5000U木质素过氧化物酶组成复合生物酶，重量配比1:2:2:1。所述的表面活性剂可以选择Gemini型表面活性剂如C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29或聚醚类表面活性剂如叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚，也可以选择Gemini型表面活性剂和聚醚类表面活性剂的混合表面活性剂，优选Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚以重量配比2:1混合的表面活性剂。
（4）在向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆浓至0.5%（重量百分比）进行浮选，加入NaOH或HCl调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时浮选。浮选完成后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片；所述的浮选时间5-10min。所述NaOH的质量体积浓度可以是0.01-1%范围，优选0.05%值，HCl的质量体积浓度可以是0.01-1%范围，优选0.03%值。
相对于现有技术，本发明具有如下优点：
   脂肪酶能够降解植物油基性油墨，而淀粉酶、纤维素酶和木质素过氧化物酶则能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键，促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除。木质素过氧化物酶同时能作用于与纤维通过氢键，酯键和结合的木质素的分解。由于木质素结构中的发色基团，是纸浆颜色的主要来源，通过木质素过氧化物酶的分解，破坏发色基团，有利于提高脱墨浆的白度。本发明采用经纯化筛选的耐高温强碱的复合酶体系，综合发挥多种生物酶的协同催化能力，从整体上提高了脱墨效果, 这可从实施例4的测试实验数据中可以看出本发明的复合生物酶其具有的多种生物酶的协同催化能力，具体测试数据为：对混合办公室废纸脱墨前和经实施例1制得的脱墨后抄片性能进行了比较，经复合生物酶脱墨，浆白度从69.01%ISO升至73.65%ISO，提高了6.3%；尘埃度和Eric值大幅度降低；纸张物理性能方面，除撕裂指数降低1.68 mNm2/g，抗张指数和耐破指数都提高了48.20%和45.39%。Na2SiO3的加入能同时发挥缓冲剂、皂化剂和表面活性剂三种功能。其一，在废纸脱墨过程中，除氢氧化钠外，硅酸钠也是碱性的来源之一，它是pH的缓冲剂。脱墨过程伴随一系列复杂的化学和生物反应，反应系统pH值不断变化。而pH值是影响酶活性的重要因素，只有维持在一定pH范围内才能使酶发挥活性，而硅酸钠能够发挥缓冲剂的效果阻碍溶液pH剧烈变化，使系统pH维持在要求的范围之内，保持酶活性的稳定；其次硅酸钠能皂化油墨使颜料粒子从纤维中分离出来；最后硅酸钠作为表面活性剂能够有效降低溶液的表面张力，同时发挥分散剂的作用，快速地分散油墨粒子，阻止油墨粒子聚集或是再次沉积在纤维上，提高酶法脱墨效果。Gemini型表面活性剂作为一种新型表面活性剂与传统表面活性剂相比有极高的表面活性；其具有很低的克拉夫特(Krafft)点，能够溶于冷水中，具有更好的钙皂分散性，高效润湿性。Gemini表面活性剂与传统表面活性剂复配的混合体系表现出更强的协同效应，可获得比单一表面活性剂更低的表面张力，良好的水溶助长性和生物安全性。本发明通过复配Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚得到一种混合表面活性剂，此表面活性剂兼具Gemini型表面活性与聚醚类表面活性剂特点。由于其具有低于C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入废纸浆时，仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与油墨接触相作用；同时该表面活性剂还具备常规聚醚类表面活性剂的溶胀、乳化、分散等多种功能；且由于其混合表面活性剂的表面活性强，界面张力小，所以油墨越容易从纤维上剥离，又因为此混合表面活性剂很低的克拉夫特(Krafft)点，能够在冷水中溶解，所以该混合表面活性剂的使用条件不受温度限制。
本发明与专利200910112782.7区别在于
  （1）生物酶脱墨的应用范围不同。
本发明脱墨对象是混合办公废纸，专利200910112782.7脱墨对象是新闻纸。混合办公废纸相对于废新闻纸，首先其纤维相互间结合更细密，少孔隙小，而新闻纸的纤维结合方式较松软多孔。因此生物酶液体进入办公废纸纤维中脱墨难度比新闻纸大。其次，以激光打印和静电复印为代表的混合办公废纸，表面施胶度高于新闻纸，其油墨熔化在纤维与吸附固着在新闻纸上的方式明显不同，其油墨与纤维结合更牢固，因此更不易脱除。
本发明所述的复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成。脂肪酶能够降解植物油基性油墨，而淀粉酶、纤维素酶和木质素过氧化物酶则能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键，促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除，木质素过氧化物酶同时能作用于与纤维通过氢键，酯键和结合的木质素的分解。由于木质素结构中的发色基团，是纸浆颜色主要来源，通过木质素过氧化物酶的分解，破坏发色基团，有利于提高脱墨浆的白度。Na2SiO3的加入能同时发挥缓冲剂、皂化剂和表面活性剂三种功能。其一，在废纸脱墨过程中，除氢氧化钠外，硅酸钠也是碱性的来源之一，它是pH的缓冲剂。脱墨过程伴随一系列复杂的化学和生物反应，反应系统pH值不断变化。而pH值是影响酶活的重要因素，只有维持在一定pH范围内才能使酶发挥活性，而硅酸钠能够发挥缓冲剂的效果阻碍溶液pH剧烈变化，使系统pH维持在要求的范围之内，保持酶活性的稳定；其次硅酸钠能皂化油墨使颜料粒子从纤维中分离出来；最后硅酸钠作为表面活性剂能够有效降低溶液的表面张力，同时发挥分散剂的作用，快速地分散油墨粒子，阻止油墨粒子聚集或是再次沉积在纤维上，提高酶法脱墨效果。复配的Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚混合表面活性剂，此表面活性剂兼具Gemini型表面活性与聚醚类表面活性剂特点。由于其具有低于C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入混合办公废纸浆时，仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低混合办公废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与熔化在纤维表面和嵌入纤维内部的油墨接触相作用；同时该表面活性剂还具备常规聚醚类表面活性剂的溶胀、乳化、分散等多种功能；且由于其混合表面活性剂相对于传统表面活性剂的的表面活性更强，界面张力更小，使混合办公室废纸上熔化形式存在的油墨容易从纤维上剥离。因而其脱墨适用对象为混合办公废纸。专利200910112782.7其采用2000～10000U纤维素酶、10000～100000U碱性脂肪酶、木聚糖酶1000-5000U和8000～15000U淀粉酶复合生物酶、不含木质素过氧化物酶。废纸浆颜色有两个主要来源，一是油墨，二是纸浆纤维上固有的木素发色基团。因为酶催化的专一性，该复合酶配方只对油墨有效，而对木素发色基团无效。所以其脱墨适用对象为白度要求较低的废新闻纸。
（2）生物酶和表面活性剂添加方式不同。
按照专利200910112782.7的工艺流程，复合生物酶与表面活性剂在进入碎浆机前复配混合，本发明所述的复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成。脂肪酶能够降解植物油基性油墨，而淀粉酶、纤维素酶和木质素过氧化物酶则能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键，促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除，木质素过氧化物酶同时能作用于与纤维通过氢键，酯键和结合的木质素的分解。由于木质素结构中的发色基团，是纸浆颜色主要来源，通过木质素过氧化物酶的分解，破坏发色基团，有利于提高脱墨浆的白度。本发明所述的表面活性剂可以选择Gemini型表面活性剂如C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29或聚醚类表面活性剂如叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚，也可以选择Gemini型表面活性剂和聚醚类表面活性剂的混合表面活性剂，优选Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚以重量配比2:1混合的表面活性剂，由于本发明的Gemini型表面活性剂作为一种新型表面活性剂与传统表面活性剂相比有极高的表面活性；很低的克拉夫特(Krafft)点，能够溶于冷水中，具有更好的钙皂分散性，高效润湿性。Gemini表面活性剂与传统表面活性剂复配的混合体系表现出更强的协同效应，可获得比单一表面活性剂更低的表面张力，良好的水溶助长性和生物安全性。本发明通过复配Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚得到一种混合表面活性剂，此表面活性剂兼具Gemini型表面活性与聚醚类表面活性剂特点。由于其具有低于C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入废纸浆时，仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与油墨接触相作用，因而本发明可以省去了此步骤，复合生物酶与表面活性剂无须提前复配混合，可直接分别加入碎浆机中进行脱墨。本发明相较于专利200910112782.7优势在于，首先复合生物酶与表面活性剂无须提前复配混合，可直接分别加入碎浆机中进行脱墨。因此不需要为复合生物酶与表面活性剂复配混合设置独立场地和装置设备，节省成本；其次从复合生物酶与表面活性剂提前复配混合完成到实际加入碎浆机的过程中，插入了往高浓碎浆机中加水和废纸等步骤。首先复合生物酶与表面活性剂的复配是在碎浆机之外的另一容器中进行，由于酶活性的保持对温度，pH度等有严格要求。因为不同容器的内部环境很难保证完全一致，所以酶在使用前每次存放地点的转移，都意味着酶要重新适应新的环境，酶活不能完全保持在同一活性水平。且容器内部的清洁度也会对酶构成影响，不洁的容器会直接导致酶活降低甚至酶失活，因此酶在实际使用前转移次数越多，越易增加酶受外部环境影响和被污染的风险。本发明酶可以在稳定的最佳适宜条件下长期保存。再者，由于复配Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚得到一种混合表面活性剂，具有很低单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入废纸浆时，仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与油墨接触相作用，且硅酸钠也能皂化油墨使颜料粒子从纤维中分离出来；有效降低溶液的表面张力，同时发挥分散剂的作用，快速地分散油墨粒子，阻止油墨粒子聚集或是再次沉积在纤维上，所以复配的表面活性剂与硅酸钠在一定程度上起到与脱墨剂相同的作用，因此本发明无需另加脱墨剂，所以省略了脱墨前复配酶与脱墨剂的步骤。需要使用时直接将废纸与生物酶和表面活性剂在碎浆机中混合，避免了酶在使用前多次转移而活力降低或失活的可能，从最大程度上减小了酶在反应之前活力和稳定性降低的可能性，提高脱墨效果和效率，同时也节省了时间。
本发明与专利201110341237.2区别在于
专利201110341237.2采用的是单一的脂肪酶，而本发明采用的是碱性脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶和木质素过氧化物酶多种酶复配的混合生物酶。虽然脂肪酶能够降解植物油基性油墨，确实能起到一定的脱墨作用，但由于酶的专一性，脂肪酶对改变纤维表面或油墨离子附近的连接键没有效果。由于不能减弱纤维与油墨之间的连接，进而无法有效的脱除油墨，所以单一的脂肪酶，对于通过熔化方式紧密连接油墨和纤维的混合办公废纸而言不是最理想的脱墨酶。本发明通过复配碱性脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶和木质素过氧化物酶多种酶，综合发挥各酶的脱墨优势如 脂肪酶能够降解植物油基性油墨，而淀粉酶、纤维素酶和木质素过氧化物酶则能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键，促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除。木质素过氧化物酶同时能作用于与纤维通过氢键，酯键和结合的木质素的分解。由于木质素结构中的发色基团，是纸浆颜色的主要来源，通过木质素过氧化物酶的分解，破坏发色基团，有利于提高脱墨浆的白度，较之单一酶能更有效的分离油墨与纤维达到高效脱墨的目的。
本发明与专利201210429007.6区别在于
专利201210429007.6在脱墨时用到了三种主要成分，分别是脱墨剂，复配生物酶和表面活性剂，本发明只需复配生物酶和表面活性剂，复配的Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚混合表面活性剂，此表面活性剂兼具Gemini型表面活性与聚醚类表面活性剂特点。由于其具有低于C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入混合办公废纸浆时，仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低混合办公废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与熔化在纤维表面和嵌入纤维内部的油墨接触相作用；同时该表面活性剂还具备常规聚醚类表面活性剂的溶胀、乳化、分散等多种功能；且由于其混合表面活性剂相对于传统表面活性剂的的表面活性更强，界面张力更小，使混合办公室废纸上熔化形式存在的油墨容易从纤维上剥离。所以无须另添加脱墨剂。其次对于等量废纸，复配酶和表面活性剂用量也明显低于专利201210429007.6。例如专利201210429007.6中相对废纸绝干重量复配生物酶和表面活性剂的加入量分别是0.1%～0.8%和0.1～2.0%，而本发明的复配生物酶和表面活性剂的加入量仅为0.01%～0.02%和0.06～0.14%，大幅度降低了成本。本发明采用复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成，优选100000U碱性脂肪酶、15000U纤维素酶、10000U淀粉酶和5000U木质素过氧化物酶组成。脂肪酶能够降解植物油基性油墨，而淀粉酶、纤维素酶和木质素过氧化物酶则能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键，促进纤维的润胀，使纤维与油墨之间的连接减弱，再通过适当的机械处理，使油墨粒子比较完整地从纤维表面脱离，经洗涤或浮选过程脱除，木质素过氧化物酶同时能作用于与纤维通过氢键，酯键和结合的木质素的分解。由于木质素结构中的发色基团，是纸浆颜色主要来源，通过木质素过氧化物酶的分解，破坏发色基团，有利于提高脱墨浆的白度。所以本发明的复合酶配方能针对纸浆颜色的两大主源，油墨和木素发色基团，达到多种酶协同合作同时脱除油墨和木素发色基团的目的。复合生物酶由于复配Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚得到一种混合表面活性剂，具有很低单体的的表面张力和高效润湿力。当此表面活性剂与复合生物酶共同加入废纸浆时，所以仅需少量表面活性剂就能够起到高效润湿剂的作用，降低废纸浆与表面活性剂和复合生物酶的界面张力，协助复合生物酶展开在浆体表面和透入其表面，深度渗入纤维相互交织空隙中，充分与油墨接触相作用，且硅酸钠也能皂化油墨使颜料粒子从纤维中分离出来；有效降低溶液的表面张力，同时发挥分散剂的作用，快速地分散油墨粒子，阻止油墨粒子聚集或是再次沉积在纤维上，所以复配的表面活性剂与硅酸钠在一定程度上起到与脱墨剂相同的作用，因此本发明无需另加脱墨剂。
附图说明
图1为pH对复合生物酶脱墨混合办公废纸白度影响图。
图2为pH对复合生物酶脱墨混合办公废纸耐破度影响图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明方法作进一步的详细说明。需要特别说明的是，本发明的保护范围应当包括但不限于本实施例所公开的技术内容。
实施例１
   （1）将办公废纸(主要成分是激光打印纸，静电复印纸，彩色激光打印纸和废旧账本，由福建优兰发纸业集团提供，具体组成为：重量百分比为激光打印纸46%，静电复印纸51%，彩色激光打印纸1.9%，废旧账本1.1%)手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解20min至纤维基本解离，甩干法挤干、分散后装入塑料袋中储备待用； 
   （2）取绝干质量为150g的步骤（1）所得浆料加入碎浆机，加入水配成9wt%浆浓，升温至55℃后用质量体积浓度为0.05% NaOH滴6滴，质量体积浓度为0.6% Na2SiO3滴5滴调节至pH 8.0-8.5；
（3）向步骤（2）所得浆料中加入200g/t绝干浆料质量的复合生物酶(100000U碱性脂肪酶、15000U纤维素酶、10000U淀粉酶和5000U木质素过氧化物酶组成复合生物酶，重量配比1:2:2:1)和绝干浆料质量的0.12% 的表面活性剂(Gemini型表面活性剂C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29与聚醚类表面活性剂叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚以重量配比2:1混合的表面活性剂)，与浆料均匀混合60min后取出浮选。
（4）向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆浓至 0.5% （重量百分比）进行浮选，加入质量体积浓度为0.05% 的NaOH 10滴调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时，浮选10min后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。
实施例2
   （1）将办公废纸(主要成分是激光打印纸，静电复印纸，彩色激光打印纸和废旧账本，由福建优兰发纸业集团提供，具体组成为：重量百分比为激光打印纸46%，静电复印纸51%，彩色激光打印纸1.9%，废旧账本1.1%)手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解20min至纤维基本解离，甩干法挤干、分散后装入塑料袋中储备待用； 
   （2）取绝干质量为150g的步骤（1）所得浆料加入碎浆机，加入水配成9wt%浆浓，升温至55℃后用质量体积浓度为0.05% NaOH滴4滴，质量体积浓度为0.6% Na2SiO3滴5滴调节至pH 7.5-8.0；
   （3）向步骤（2）所得浆料中加入200g/t绝干浆料质量的实施例1的复合生物酶和0.12%绝干浆料质量的实施例1的表面活性剂，与浆料均匀混合60min后取出浮选。
（4）向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆浓至 0.5% 进行浮选，加入10滴质量体积浓度为0.05% 的NaOH调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时，浮选10min后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。
实施例3
   （1）将办公废纸(主要成分是激光打印纸，静电复印纸，彩色激光打印纸和废旧账本，由福建优兰发纸业集团提供，具体组成为：重量百分比为激光打印纸46%，静电复印纸51%，彩色激光打印纸1.9%，废旧账本1.1%)手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解20min至纤维基本解离，甩干法挤干、分散后装入塑料袋中储备待用； 
   （2）取绝干质量为150g的步骤（1）所得浆料加入碎浆机，加入水配成9%浆浓，升温至55℃后用质量体积浓度为0.05% NaOH滴6滴，质量体积浓度为0.6% Na2SiO3滴 5滴调节至pH 8.5-9.0；
   （3）向步骤（2）所得浆料中加入200g/t绝干浆料质量的实施例1的复合生物酶和0.12%绝干浆料质量的实施例1的表面活性剂，与浆料均匀混合60min后取出浮选。
（4）向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆浓至 0.5% 进行浮选，加入10滴质量体积浓度为0.05% 的NaOH调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时，浮选10min后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。
实施例4
性能测试
1、复合生物酶脱墨混合办公废纸的白度检测
对实施例1获得的脱墨的混合办公废纸的抄片的白度进行了测定，结果如图1所示。可以看出，当pH值介于8.0-8.5时，细纤维和酶的碱溶液接触，削弱细小纤维间氢键并形成单个纤维，油墨粒子松弛，同时因为碱对纤维的溶胀作用和机械搅拌作用有利于将墨粒子从纤维上剥离下来，白度达到最大值；而pH值大于8.5时，由于pH发生较大偏离时则会导致酶蛋白自身的变形，其白度也呈下降趋势。因此酶法脱墨所采用的pH值范围应设定在8.0-8.5，在这个范围内能够获得较理想的脱墨效果。
2、复合生物酶脱墨混合办公废纸的耐破度检测
对实施例1制得的脱墨的混合办公废纸的抄片的尘埃度进行了测定，结果如图2所示。可以看出，当pH值介于8.0-8.5时，由于纤维的润胀，纤维间的接触面积因油墨粒子溶出的增加，被油墨剥离后纤维表面暴露出更多的羟基，纤维间更易交织结合，因此增强了脱墨浆的物理强度，脱墨浆抄纸的耐破度达到最大。
3、复合生物酶脱墨混合办公废纸与原浆性能比较
   对混合办公室废纸脱墨前和经实施例1制得的脱墨后抄片性能进行了比较，结果如表1所示。可以看出，经复合生物酶脱墨，浆白度从69.01%ISO升至73.65%ISO，提高了6.3%；尘埃度和Eric值大幅度降低；纸张物理性能方面，除撕裂指数降低1.68 mNm2/g，抗张指数和耐破指数都提高了48.20%和45.39%。
表1 混合办公室废纸经复合生物酶脱墨前后性能比较
指标 单位 复合生物酶脱墨浆 未脱墨浆
白度 % ISO 73.65 69.01
尘埃度 mm2/m2 17.23 227.70
Eric mg/kg 101.77 529.80
撕裂指数 mNm2/g 8.28 9.96
抗张指数 Nm/g 33.33 22.49
耐破指数 kPa·m2/g 2.05 1.41
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将办公废纸手工撕成25*25mm大小碎片，浸泡10min，置于卧式水力碎浆机中疏解，甩干法挤干、分散后装入塑料袋中储备待用； 
（2）取步骤（1）所得浆料加入碎浆机中，加水稀释，升温后用NaOH或HCl，以及Na2SiO3调节pH；
（3）向步骤（2）所得浆料中加入复合生物酶和表面活性剂，与浆料均匀混合取出进入以下的浮选步骤；
（4）向步骤（3）所得浆料倒入浮选器中，加水调节浆重量百分比浓度至0.5% 进行浮选，加入NaOH或HCl调节至pH 8.0-8.5，打开抽气泵和浮选机的浆料循环开关，从浮选槽中有气泡鼓出时开始计时浮选；浮选完成后，停止通气和浆料循环，倒入滤袋中挤干、分散，用于抄片。
2.根据权利要求1所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：步骤（1）置于卧式水力碎浆机中疏解10-20min。
3.根据权利要求1所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：所述的步骤（2）碎浆机中碎浆后的浓度为8-12 wt%，升温温度30-70℃，pH 6.5-9.0。
4.根据权利要求1所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：步骤（3）所述的复合生物酶加入量为100-200g/t绝干浆料重量，表面活性剂加入量为绝干浆料重量的0.06-0.14wt%，与浆料混合时间为45-120min。
5.根据权利要求1所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：步骤（4）所述的浮选时间5-10min。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：所述NaOH的质量体积浓度是0.01-1%， HCl的质量体积浓度是0.01-1%， Na2SiO3的质量体积浓度是0.25-1.0 %， 当NaOH、HCl和Na2SiO3组合添加时，NaOH：HCl：Na2SiO3的重量配比是1:0.1:1~1:0.5:1。
7.根据权利要求6所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：所述的复合生物酶由10000～100000U碱性脂肪酶、5000～15000U纤维素酶、1000-10000U淀粉酶和1000～5000U木质素过氧化物酶组成，其碱性脂肪酶：纤维素酶：淀粉酶：木质素过氧化物酶的重量配比为1:2:2:1。
8.根据权利要求6所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：所述的表面活性剂选自Gemini型表面活性剂或聚醚类表面活性剂或其组合。
9.根据权利要求7所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于： 采用100000U碱性脂肪酶、15000U纤维素酶、10000U淀粉酶和5000U木质素过氧化物酶组成复合生物酶，其之间的重量配比1:2:2:1。
10.根据权利要求8所述的复合生物酶脱墨混合办公室废纸的方法，其特征在于：所述的Gemini型表面活性剂选自C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29，聚醚类表面活性剂选自叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚，当采用C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29Gemini型表面活性剂和叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚聚醚类表面活性剂组成混合表面活性剂时，其C8Hl7PO4 -(CH2)2-N+(CH3)2Cl4H29Gemini型表面活性剂与叔丁基苯二酚聚氧化乙烯醚聚醚类表面活性剂的重量配比为2:1。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107237192A (zh) * 2017-08-08 2017-10-10 河南天虹纸业有限责任公司 一种再生新闻纸及其制备方法
CN108660831A (zh) * 2018-04-02 2018-10-16 东莞市泰昌纸业有限公司 一种用于生产瓦楞芯纸的纸浆的生产方法
CN109529247A (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 广州华葳生物科技有限公司 一种用于降解回收废纸中的甲醛的生物环保制剂及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101718050A (zh) * 2009-11-13 2010-06-02 福建省嘉丰生物化工有限公司 废新闻纸生物酶脱墨工艺
WO2011100530A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Method for removing ink from paper
CN103088688A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 东莞市绿微康生物科技有限公司 一种清洁生产的废纸脱墨方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101718050A (zh) * 2009-11-13 2010-06-02 福建省嘉丰生物化工有限公司 废新闻纸生物酶脱墨工艺
WO2011100530A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Akzo Nobel Chemicals International B.V. Method for removing ink from paper
CN103088688A (zh) * 2011-11-02 2013-05-08 东莞市绿微康生物科技有限公司 一种清洁生产的废纸脱墨方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张玉双等: "脂肪酶用于办公废纸脱墨", 《福建农林大学学报（自然科学版）》 *
张玉双等: "脂肪酶用于办公废纸脱墨", 《福建农林大学学报（自然科学版）》, vol. 42, no. 1, 31 January 2013 (2013-01-31) *
李宗全等: "纤维素酶木聚糖酶和淀粉酶用于混合办公废纸脱墨的研究", 《纤维素科学与技术》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107237192A (zh) * 2017-08-08 2017-10-10 河南天虹纸业有限责任公司 一种再生新闻纸及其制备方法
CN107237192B (zh) * 2017-08-08 2019-07-12 上海馨星环保科技有限公司 一种再生新闻纸及其制备方法
CN108660831A (zh) * 2018-04-02 2018-10-16 东莞市泰昌纸业有限公司 一种用于生产瓦楞芯纸的纸浆的生产方法
CN109529247A (zh) * 2018-09-29 2019-03-29 广州华葳生物科技有限公司 一种用于降解回收废纸中的甲醛的生物环保制剂及其制备方法

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