CN103773747A - 一种表面施胶专用酶及其制备方法 - Google Patents
一种表面施胶专用酶及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103773747A CN103773747A CN201410020463.4A CN201410020463A CN103773747A CN 103773747 A CN103773747 A CN 103773747A CN 201410020463 A CN201410020463 A CN 201410020463A CN 103773747 A CN103773747 A CN 103773747A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- enzyme
- top sizing
- specific enzyme
- preparation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/96—Stabilising an enzyme by forming an adduct or a composition; Forming enzyme conjugates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/18—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/18—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
- C12N9/20—Triglyceride splitting, e.g. by means of lipase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2405—Glucanases
- C12N9/2408—Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/24—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2)
- C12N9/2402—Hydrolases (3) acting on glycosyl compounds (3.2) hydrolysing O- and S- glycosyl compounds (3.2.1)
- C12N9/2405—Glucanases
- C12N9/2408—Glucanases acting on alpha -1,4-glucosidic bonds
- C12N9/2411—Amylases
- C12N9/2414—Alpha-amylase (3.2.1.1.)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/48—Hydrolases (3) acting on peptide bonds (3.4)
- C12N9/50—Proteinases, e.g. Endopeptidases (3.4.21-3.4.25)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/88—Lyases (4.)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y301/00—Hydrolases acting on ester bonds (3.1)
- C12Y301/01—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
- C12Y301/01003—Triacylglycerol lipase (3.1.1.3)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y302/00—Hydrolases acting on glycosyl compounds, i.e. glycosylases (3.2)
- C12Y302/01—Glycosidases, i.e. enzymes hydrolysing O- and S-glycosyl compounds (3.2.1)
- C12Y302/01001—Alpha-amylase (3.2.1.1)
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
- Paper (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
Abstract
本发明公开了一种表面施胶专用酶及其制备方法,属于酶制剂制备技术领域,该酶以中温α-淀粉酶为主要酶制剂,并科学复配中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶,还添加了具有抗热稳定性和耐冻性的保护剂和充分发挥酶催化能力的激活剂,并且在制备过程采用高压脉冲电场技术对成品液体酶制剂进行非热性杀菌,避免了原料淀粉质量特性给表面施胶带来的直接和间接的危害,消除了生物酶转化淀粉在造纸表面施胶中原料淀粉的危害因子,拓展了原料淀粉的应用范围,降低了原料成本,简化了施胶液制备和表面施胶工艺,提高了表面施胶液和造纸表面施胶质量,室温下保存12个月,组分中各酶活力平均损失10-15%,2-4℃低温保存,酶活力平均损失仅为5-10%。
Description
技术领域
本发明涉及造纸表面施胶酶制剂的制备,特别涉及一种表面施胶专用酶及其制备方法。
技术背景
我国是一个森林资源贫乏的国家,人均森林蓄积量仅为9m3,不到世界人均蓄积量的1/5,这使得我国优质的造纸纤维原材料供应紧张,造纸行业不得不将原材料转向草浆或二次纤维(废纸)。而草浆纤维较短,纤维之间结合度低,强度差,杂细胞多,使得造出的纸张质量受较大影响,在印刷过程中掉毛、掉粉现象比较严重,难以达到印刷业对纸张的平滑度、表面强度、吸墨性能及印刷适应性等越来越高的要求。纸张的表面强度还影响着造纸机的车速,即成品纸的生产效率。而表面施胶能有效改善纸张的性能,如表面强度、平滑度、抗水性及印刷性能等,采用表面施胶后湿部系统可以不再添加施胶剂和硫酸铝等,白水的清洁度和循环回用率大幅提升,大大降低了废水的处理压力。因此,越来越多的造纸厂通过这一工艺来提高纸张的质量,提升纸张的表面强度,改善成纸的印刷性能。
目前,越来越多的造纸厂家开始采用表面施胶工艺。引发此趋势的原因,其一是成纸质量要求的不断提高,包装纸(特别是瓦楞纸)都趋向于低定量、高强度、重施胶度,同时由于废纸的回收利用率越来越高,浆料将越来越差,而表面施胶可以改善、弥补这一缺陷,实现提升成纸强度;其二是表面施胶的成本大大低于浆内施胶,施胶成本低,施胶可控性好于浆内施胶;其三是采用表面施胶后湿部系统可以不添加施胶剂和硫酸铝等,白水的清洁度和循环回用率大幅提升,可以大大降低废水处理的压力甚至做到零排放;其四是表面施胶可以改善成纸的印刷性能。
在造纸上,以淀粉为主用作表面施胶的形式主要有三种:变性淀粉单独施胶、变性淀粉配合表面施胶剂施胶、用原淀粉自制施胶变性淀粉配合表面施胶剂施胶。目前应用比较多的是后二者,最多的是用原淀粉自制施胶淀粉施胶,其优势主要有三点:a、成本低廉,每吨自制施胶淀粉要比外购成品淀粉低l000元左右,b、制备工艺比较简单,质量好控制,c、可以根据纸机的实际情况和成纸要求对淀粉糊液指标进行优化。其中酶转化淀粉用于表面施胶的优点是胶液粘度低,流动性好,透明度较高,其不但可以吸附在纸面上,还可以向纸内渗透,提高纤维结合力,改善成纸的表面强度、外观和印刷性能。酶转化淀粉与各种类型的表面施胶剂的配伍性也很好。酶转化淀粉的制备简单,转化均匀,后期施胶波动小,省时、省费用,无污染。其缺点是,对水的要求高,酶的保存比较复杂。氧化淀粉用于表面施胶,可显著提高成纸的强度,提高成纸平滑度、印刷鲜艳度,减少印刷掉毛掉粉现象,提高适印性能。过硫酸铵氧化淀粉与各种类型的表面施胶剂的配伍性好,其制备过程也很简单,适合中小厂特别是小厂使用。缺点是其糊液粘度波动大,易造成上胶量波动大,成膜性、交联性也易波动,易导致纸的指标波动太大,其耐水性也比较差。
不论采取哪种表面施胶形式,在工艺条件及参数一定的情况下,其施胶效果与原淀粉种类及质量特性有着重要的密切相关的联系。由于木薯原淀粉中支链淀粉的比率比较高,高达83%以上,原淀粉最好使用木薯淀粉,但价格较高时,是玉米淀粉或小麦淀粉单价的2-3倍,也可以使用玉米淀粉或小麦淀粉,但玉米淀粉或小麦淀粉的蛋白质含量过高时,会严重影响原淀粉的转化或氧化,造成淀粉糊液粘度增大,降低淀粉糊固化浓度,降低了纸张表面施胶剂的留着量,降低了纸张表面强度和印刷性能,并且在糊化过程产生大量泡沫,一方面不利于淀粉糊和施胶液的制备,另一方面在施胶过程中容易产生气泡,造成纸张表面施胶不均匀,致使纸张各项质量指标下降。
由此可见,生物酶转化淀粉虽然在造纸表面施胶中具有其它淀粉无可替代的强大优势和广泛的应用前景,但由于原淀粉的质量特性和质量不稳定性,限制了玉米淀粉和小麦淀粉等蛋白质含量较高的原淀粉在造纸表面施胶中的应用,原淀粉中的其它成分如脂肪、果胶等也会给表面施胶效果带来负面影响,上述原料特性对生物酶的要求显得更加严格,现有的以中温α-淀粉酶为单一组份的生物酶制剂在造纸表面施胶中的应用受到限制。
因此,制备一种保质期长、广泛适合各种原料淀粉的造纸表面施胶专用酶迫在眉睫。
发明内容
本发明所解决的技术问题是克服现有技术造纸表面施胶中生物酶为单一中温α-淀粉酶的缺陷,以中温α-淀粉酶为主要酶制剂,并科学复配中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶,同时还添加了具有抗热稳定性和耐冻性的保护剂和充分发挥酶催化能力的激活剂,并且在制备过程采用高压脉冲电场技术对成品液体酶制剂进行非热性杀菌,然后进行无菌灌装即得保质期长、广泛适合各种原料淀粉的造纸表面施胶专用酶。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的首要目的是提供一种表面施胶专用酶制剂。
所述表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:
中温α-淀粉酶40-80份,非加碘食用盐8~10份,中性蛋白酶5-10份,脂肪酶3-8份,果胶酶2-5份,保护剂2-8份,激活剂2-8份,山梨醇2~5份,糊精2~5份,酸度调节剂1.5~3.5份,辅助施胶剂0.5~2.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂,由湖南鸿鹰生物工程股份有限公司生产,具体酶学特性如表1:
表1
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:
氯化锌10-20份,氯化钙2-8份,硫酸钠2-8份,氯化镁1-4份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:
灵芝多糖10-20份,海藻多糖10-20份,NaCl2-8份,(NH4)2SO43-7份,半胱氨酸3-7份;
所述酸度调节剂为醋酸、醋酸钠中的任意一种;
所述辅助施胶剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的至少一种;
所述聚乙烯醇与羧甲基纤维混合的质量比为1:1;
所述表面施胶专用酶制剂的制备方法包括如下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、辅助施胶剂并均匀混合,向配料缸中加入上述混合物3-6倍质量的20℃-25℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度80-100rpm,然后停止搅拌浸泡20-24h,最后以25-30℃/h速率升温至90℃-95℃,边搅拌边保温溶解1-2h,搅拌速度200-400rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至30-50℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将上述混合酶液加入盛有步骤(1)30-50℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入酸度调节剂,调节最终pH值为6.0-7.0,最后依次加入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度80-100rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理20-60min,电场强度20-40kV/cm,脉冲时间150-200μs,脉冲频率200-300Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
本发明另一目的是提供一种利用上述表面施胶专用酶制备表面施胶液的方法,包括如下步骤:
(1)配制6%-10%的淀粉溶液,调节pH值为6.0-7.0;
所述淀粉为蛋白质和脂肪含量较高的淀粉,如玉米淀粉或小麦淀粉;
所述质量比为淀粉干重量占水重量的百分比;
所述配制淀粉溶液的水最好为去离子水;
(2)向步骤(1)的淀粉溶液中添加淀粉绝干重量0.01-0.02%的表面施胶专用酶;加热升温至60-70℃,保温反应8-10min;然后以5-8℃/min快速升温至90-95℃,保温灭活5-10min;冷却至60-65℃,即得表面施胶液;
上述步骤(1)-(2)须保持在80-120rpm转速下进行。
本发明还有一个目的是上述表面施胶液在文化纸表面施胶中的应用。
有益效果:
1.本发明表面施胶专用酶含有除了中温α-淀粉酶外的中性蛋白酶、脂肪酶和果胶酶等生物酶制剂,可有效分解原淀粉中除了淀粉以外的蛋白质、脂肪、果胶等不利于施胶液制备和表面施胶的大分子物质,从而避免了原料淀粉质量特性给表面施胶带来的直接和间接的危害,消除了生物酶转化淀粉在造纸表面施胶中原料淀粉的危害因子,拓展了原料淀粉的应用范围,从而降低了原料成本,简化了施胶液制备和表面施胶工艺,提高了表面施胶液和造纸表面施胶质量。
2.本发明表面施胶专用酶在制备过程中采用高压脉冲电场技术(pulsed electric field简称“PEF”)进行非热杀菌,不仅可杀灭液体酶中的微生物,而且保持了具有蛋白质性质的各种酶组分酶学特性,并且酶组分中的保护剂采用多糖、无机盐和氨基酸科学复配,可增强表面施胶酶的耐冻、耐热性能,保持相同的酶活力,其耐热温度可提高20-30℃,耐冷冻温度可降低10-15℃,有效防止了表面施胶酶在运输、保存和使用过程中酶活力的损失,再加上非典食用盐、山梨醇和辅助施胶剂的科学复配,进一步延长了产品的保质期,室温下保存12个月,组分中各酶活力平均损失10-15%,2-4℃低温保存,酶活力平均损失仅为5-10%。
3.本发明表面施胶专用酶添加无机盐作为激活剂,创造了酶催化作用的最佳条件,充分发挥了各酶组份的活力,彻底有效的分解了原料淀粉中淀粉、蛋白质、脂肪、果胶等大分子物质,提高了原料利用率,降低了成本,保护了环境。
4.本发明制备的表面施胶液,胶液流动性好,透明度较高,粘度稳定且可以根据反应酶浓度和反应时间准确调整,在提高纤维结合力、改善成纸的表面强度、吸水性和印刷性能上具有显著的作用。最终简化了制胶工艺,减轻了劳动强度,降低了生产成本,避免了氧化淀粉制胶对环境的污染,保护了环境。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。
实施例1
一种表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:
中温α-淀粉酶60份,非加碘食用盐9份,中性蛋白酶7份,脂肪酶5份,果胶酶3份,保护剂5,激活剂5份,山梨醇4份,糊精4份,醋酸钠2.5份,辅助施胶剂1.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂,由湖南鸿鹰生物工程股份有限公司生产,具体酶学特性如表2:
表2
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:
氯化锌15份,氯化钙5份,硫酸钠5份,氯化镁2份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:
灵芝多糖15份,海藻多糖15份,NaCl5份,(NH4)2SO45份,半胱氨酸5份;
所述辅助施胶剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素的混合物;
所述聚乙烯醇与羧甲基纤维混合的质量比为1:1;
所述表面施胶专用酶制剂的制备方法包括如下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素并均匀混合,向配料缸中加入上述混合物5倍质量的22℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度90rpm,然后停止搅拌浸泡22h,最后以28℃/h速率升温至92℃,边搅拌边保温溶解1.5h,搅拌速度300rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至40℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将上述混合酶液加入盛有步骤(1)40℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入醋酸钠,调节最终pH值为6.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度90rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理40min,电场强度30kV/cm,脉冲时间180μs,脉冲频率250Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶;
上述表面施胶专用酶室温下保存12个月,组分中各酶活力平均损失10%,4℃低温保存,酶活力平均损失仅为5%。
实施例2
一种表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:
中温α-淀粉酶40份,非加碘食用盐8份,中性蛋白酶5份,脂肪酶3份,果胶酶2份,保护剂2份,激活剂2份,山梨醇2份,糊精2份,醋酸1.5份,聚乙烯醇0.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂,由湖南鸿鹰生物工程股份有限公司生产,具体酶学特性如实施例1表2:
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:
氯化锌10份,氯化钙2份,硫酸钠2份,氯化镁1份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:
灵芝多糖10份,海藻多糖10份,NaCl2份,(NH4)2SO43份,半胱氨酸3份;
所述表面施胶专用酶制剂的制备方法包括如下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、聚乙烯醇并均匀混合,向配料缸中加入上述混合物3倍质量的20℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度80rpm,然后停止搅拌浸泡20h,最后以25℃/h速率升温至90℃,边搅拌边保温溶解1h,搅拌速度200rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至30℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将上述混合酶液加入盛有步骤(1)30℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入醋酸,调节最终pH值为6.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度80rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理20min,电场强度20kV/cm,脉冲时间150μs,脉冲频率200Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
上述表面施胶专用酶室温下保存12个月,组分中各酶活力平均损失15%,4℃低温保存,酶活力平均损失仅为10%。
实施例3
一种表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:
中温α-淀粉酶80份,非加碘食用盐10份,中性蛋白酶10份,脂肪酶8份,果胶酶5份,保护剂8份,激活剂8份,山梨醇5份,糊精5份,醋酸钠3.5份,羧甲基纤维素2.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂,由湖南鸿鹰生物工程股份有限公司生产,具体酶学特性如实施例1表2;
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:
氯化锌20份,氯化钙8份,硫酸钠8份,氯化镁4份:;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:
灵芝多糖20份,海藻多糖20份,NaCl8份,(NH4)2SO47份,半胱氨酸7份;
所述表面施胶专用酶制剂的制备方法包括如下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、羧甲基纤维素并均匀混合,向配料缸中加入上述混合物6倍质量的25℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度100rpm,然后停止搅拌浸泡24h,最后以30℃/h速率升温至95℃,边搅拌边保温溶解2h,搅拌速度400rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至50℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将上述混合酶液加入盛有步骤(1)50℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入醋酸钠,调节最终pH值为6.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度100rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理60min,电场强度40kV/cm,脉冲时间200μs,脉冲频率300Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
上述表面施胶专用酶室温下保存12个月,组分中各酶活力平均损失12%,4℃低温保存,酶活力平均损失仅为8%。
实施例4施胶液制备及应用
(1)向反应罐中加入20L去离子水,开启搅拌,搅拌转速100rpm,然后缓慢加入4.8kg玉米淀粉,补水至60L,调节pH值为6.5,加入0.5mL实施例1制备的表面施胶专用酶,升温至60℃,保温反应8min,然后以8℃/min升温至93℃,保温灭活10min,放入储料池冷却至60℃,既得表面施胶液。
(2)将上述制备好的施胶液在文化原纸上表面施胶,用涂布器进行涂布。
(3)应用效果:见表3
表3表面涂布施胶应用试验结果
项目 | 表面涂布施胶 | 原纸(未施胶) |
胶液粘度(mPa.s) | 12.4 | - |
相对吸水性(%) | 75.12 | 100 |
表面强度(m/s) | 1.76 | 0.27 |
应用试验结果表明:采用本发明表面施胶专用酶制备的表面施胶液可以有效提高纸张的表面强度和吸水性能,与未施胶的原纸相比,纸张的表面强度提高了552%,相对吸水性降低了24.88%。
相对吸水性能采用浸水法测定(GB/T461.1-2002),表面强度采用拉毛强度仪测定(GB/T2679.7-2005)。
实施例5
(1)向反应罐中加入1.5t去离子水,开启搅拌,搅拌转速120rpm,然后投入120kg玉米淀粉,调节pH值为6.2,准确量取12mL实施例1制备的施胶专用酶制剂加入反应罐中,升温至60℃,保温反应9min,然后以5℃/min升温至95℃,保温灭活8min,放入储料池冷却至62℃,。
(2)将上述制备好的施胶液和传统氧化淀粉施胶液分别用于文化纸经过垂直辊式施胶压榨,双面施胶,纸机幅宽1760mm,纸机车速200m/min,浆料为芦苇草浆。
(3)应用效果:见表4
表4表面施胶应用试验结果
项目 | 传统氧化淀粉表面施胶 | 施胶专用酶制剂施胶 |
胶液粘度(mPa.s) | 13.8 | 10.2 |
相对吸水性(%) | 97.3 | 73.08 |
表面强度(m/s) | 1.08 | 1.89 |
应用试验结果表明:采用本发明施胶专用酶制剂制备的表面施胶液可以有效提高纸张的表面强度和吸水性能,相比传统氧化淀粉表面施胶,纸张的表面强度提高了75%,相对吸水性降低了24.89%。
相对吸水性能采用浸水法测定(GB/T461.1-2002),表面强度采用拉毛强度仪测定(GB/T2679.7-2005)。
实施例5
(1)向反应罐中加入1.5t去离子水,开启搅拌,搅拌转速120rpm,然后投入150kg小麦淀粉,调节pH值为6.2,准确量取30mL实施例1制备的表面施胶专用酶加入反应罐中,升温至60℃,保温反应9min,然后以5℃/min升温至95℃,保温灭活8min,放入储料池冷却至62℃制得施胶液A;
(2)与步骤(1)相同工艺条件下,将实施例1表面施胶专用酶用市售表面施胶专用酶替换(苏柯汉(潍坊)生物工程有限公司)制的得施胶液B;
(2)将上述制备好的施胶液分别用于文化纸经过垂直辊式施胶压榨,双面施胶,纸机幅宽1760mm,纸机车速200m/min,浆料为芦苇草浆。
(3)应用效果:见表5
表5表面施胶应用试验结果
项目 | 施胶液B(市售酶) | 施胶液A(实施例1) |
胶液粘度(mPa.s) | 12.3 | 10.56 |
相对吸水性(%) | 89.3 | 71.12 |
表面强度(m/s) | 1.28 | 1.98 |
应用试验结果表明:采用本发明施胶专用酶制剂制备的表面施胶液可以有效提高纸张的表面强度和吸水性能,相比现有酶转化淀粉表面施胶,,纸张的表面强度提高了54.69%,相对吸水性降低了20.36%。
相对吸水性能采用浸水法测定(GB/T461.1-2002),表面强度采用拉毛强度仪测定(GB/T2679.7-2005)。
Claims (10)
1.一种表面施胶专用酶,其特征在于,由以下重量份数的原料制备:中温α-淀粉酶40-80份,非加碘食用盐8~10份,中性蛋白酶5-10份,脂肪酶3-8份,果胶酶2-5份,保护剂2-8份,激活剂2-8份,山梨醇2~5份,糊精2~5份,酸度调节剂1.5~3.5份,辅助施胶剂0.5~2.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂;
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:氯化锌10-20份,氯化钙2-8份,硫酸钠2-8份,氯化镁1-4份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:灵芝多糖10-20份,海藻多糖10-20份,NaCl2-8份,(NH4)2SO43-7份,半胱氨酸3-7份;
所述辅助施胶剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的至少一种。
2.如权利要求1所述的表面施胶专用酶,其特征在于,其制备方法包括如下步骤:
(1)按权利要求1所述原料准确称量非加碘食用盐、糊精、辅助施胶剂并均匀混合,向配料缸中加入混合物3-6倍质量的20℃-25℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度80-100rpm,然后停止搅拌浸泡20-24h,最后以25-30℃/h速率升温至90℃-95℃,边搅拌边保温溶解1-2h,搅拌速度200-400rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至30-50℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按权利要求1所述原料准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将混合酶液加入盛有步骤(1)30-50℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入酸度调节剂,调节最终pH值为6.0-7.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度80-100rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理20-60min,电场强度20-40kV/cm,脉冲时间150-200μs,脉冲频率200-300Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
3.如权利要求1所述的表面施胶专用酶,其特征在于,所述酸度调节剂为醋酸、醋酸钠中的任意一种。
4.如权利要求1所述的表面施胶专用酶,其特征在于,所述聚乙烯醇与羧甲基纤维混合的质量比为1:1。
5.一种制备如权利要求1所述表面施胶专用酶的方法,其特征在于,所述表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:中温α-淀粉酶40-80份,非加碘食用盐8~10份,中性蛋白酶5-10份,脂肪酶3-8份,果胶酶2-5份,保护剂2-8份,激活剂2-8份,山梨醇2~5份,糊精2~5份,酸度调节剂1.5~3.5份,辅助施胶剂0.5~2.5份;
所述中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶均为生物液体酶制剂;
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:氯化锌10-20份,氯化钙2-8份,硫酸钠2-8份,氯化镁1-4份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:灵芝多糖10-20份,海藻多糖10-20份,NaCl2-8份,(NH4)2SO43-7份,半胱氨酸3-7份;
所述酸度调节剂为醋酸、醋酸钠中的任意一种;
所述辅助施胶剂为聚乙烯醇、羧甲基纤维素中的至少一种;
所述表面施胶专用酶的制备方法包括以下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、辅助施胶剂并均匀混合,向配料缸中加入混合物3-6倍质量的20℃-25℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度80-100rpm,然后停止搅拌浸泡20-24h,最后以25-30℃/h速率升温至90℃-95℃,边搅拌边保温溶解1-2h,搅拌速度200-400rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至30-50℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将混合酶液加入盛有步骤(1)30-50℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入酸度调节剂,调节最终pH值为6.0-7.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度80-100rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理20-60min,电场强度20-40kV/cm,脉冲时间150-200μs,脉冲频率200-300Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
6.如权利要求5所述的制备表面施胶专用酶的方法,其特征在于,所述聚乙烯醇与羧甲基纤维混合的质量比为1:1。
7.如权利要求5所述的制备表面施胶专用酶的方法,其特征在于,步骤(3)中高压脉冲电场处理时间40min,电场强度30kV/cm,脉冲时间180μs,脉冲频率250Hz。
8.如权利要求5所述的制备表面施胶专用酶的方法,其特征在于,所述表面施胶专用酶由以下重量份数的原料制备:中温α-淀粉酶60份,非加碘食用盐9份,中性蛋白酶7份,脂肪酶5份,果胶酶3份,保护剂5,激活剂5份,山梨醇4份,糊精4份,醋酸钠2.5份,辅助施胶剂1.5份;
所述激活剂是由如下重量份数的无机盐均匀混合而成:
氯化锌15份,氯化钙5份,硫酸钠5份,氯化镁2份;
所述保护剂由以下重量份数的原料均匀混合而成:
灵芝多糖15份,海藻多糖15份,NaCl5份,(NH4)2SO45份,半胱氨酸5份;
所述辅助施胶剂为聚乙烯醇和羧甲基纤维素的混合物;
所述聚乙烯醇与羧甲基纤维混合的质量比为1:1;
所述表面施胶专用酶制剂的制备方法包括如下步骤:
(1)按配方准确称量非加碘食用盐、糊精、聚乙烯醇和羧甲基纤维素并均匀混合,向配料缸中加入上述混合物5倍质量的22℃的去离子水,边搅拌边将混合物缓缓加入配料缸中,搅拌速度90rpm,然后停止搅拌浸泡22h,最后以28℃/h速率升温至92℃,边搅拌边保温溶解1.5h,搅拌速度300rpm,直到溶液不再含有微小颗粒,冷却至40℃,再经过28目不锈钢网过滤杂质后滤液备用;
(2)按配方准确称量液体中温α-淀粉酶、中性蛋白酶、脂肪酶、果胶酶并均匀混合,将上述混合酶液加入盛有步骤(1)40℃滤液的配料缸中,同时缓缓加入醋酸钠,调节最终pH值为6.0,最后依次入激活剂、保护剂和山梨醇,充分溶解后自然降温至室温;上述整个过程配料缸必须搅拌,搅拌速度90rpm;
(3)将步骤(2)中的溶液进行高压脉冲电场处理40min,电场强度30kV/cm,脉冲时间180μs,脉冲频率250Hz,然后无菌灌装即得表面施胶专用酶。
9.一种利用权利要求1所述表面施胶专用酶制备表面施胶液的方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)配制6%-10%的淀粉溶液,调节pH值为6.0-7.0;
所述淀粉为蛋玉米淀粉或小麦淀粉;
所述质量比为淀粉干重量占水重量的百分比;
所述配制淀粉溶液的水为去离子水;
(2)向步骤(1)的淀粉溶液中添加淀粉绝干重量0.01-0.02%的表面施胶专用酶;加热升温至60-70℃,保温反应8-10min;然后以5-8℃/min快速升温至90-95℃,保温灭活5-10min;冷却至60-65℃,既得表面施胶液;上述步骤(1)-(2)须保持在80-120rpm转速下进行。
10.如权利要求9所述方法制备的表面施胶液在文化纸表面施胶中的应用。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410020463.4A CN103773747B (zh) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | 一种表面施胶专用酶及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201410020463.4A CN103773747B (zh) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | 一种表面施胶专用酶及其制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103773747A true CN103773747A (zh) | 2014-05-07 |
CN103773747B CN103773747B (zh) | 2016-01-20 |
Family
ID=50566513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201410020463.4A Active CN103773747B (zh) | 2014-01-17 | 2014-01-17 | 一种表面施胶专用酶及其制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103773747B (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106243231A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-21 | 长兴锦龙纸业有限公司 | 一种高强度造纸涂布施胶用改性淀粉 |
CN106245426A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-21 | 长兴锦龙纸业有限公司 | 一种高平滑度造纸涂布施胶用改性淀粉 |
CN109098033A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-28 | 南京林业大学 | 一种瓦楞纸用施胶剂及其应用 |
CN109680549A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-26 | 苏州吉谷新材料有限公司 | 一种用于机内涂布的表面施胶剂及其制备方法 |
CN110230232A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-13 | 淮安市恒顺新材料科技有限公司 | 一种淀粉替代剂及其制备工艺 |
CN111287012A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-16 | 安徽顺鑫盛源生物食品有限公司 | 一种制备大米淀粉施胶剂的方法 |
CN112012042A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-01 | 联盛纸业(龙海)有限公司 | 一种造纸施胶剂及其制备方法 |
CN114457627A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-10 | 湛江晨鸣浆纸有限公司 | 一种防水防油白卡纸及其生产方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101225623A (zh) * | 2008-01-09 | 2008-07-23 | 杨春先 | 造纸用表面施胶剂 |
CN101429743B (zh) * | 2008-12-17 | 2010-12-22 | 安徽山鹰纸业股份有限公司 | 表面施胶剂制造方法、施胶剂及其应用 |
-
2014
- 2014-01-17 CN CN201410020463.4A patent/CN103773747B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101225623A (zh) * | 2008-01-09 | 2008-07-23 | 杨春先 | 造纸用表面施胶剂 |
CN101429743B (zh) * | 2008-12-17 | 2010-12-22 | 安徽山鹰纸业股份有限公司 | 表面施胶剂制造方法、施胶剂及其应用 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张玉娟: "TEMPO 修饰酶解淀粉的制备及其表面施胶", 《南京林业大学学报( 自然科学版)》, 31 January 2013 (2013-01-31), pages 111 - 116 * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106243231A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-21 | 长兴锦龙纸业有限公司 | 一种高强度造纸涂布施胶用改性淀粉 |
CN106245426A (zh) * | 2016-08-02 | 2016-12-21 | 长兴锦龙纸业有限公司 | 一种高平滑度造纸涂布施胶用改性淀粉 |
CN106243231B (zh) * | 2016-08-02 | 2018-11-30 | 长兴锦龙纸业有限公司 | 一种高强度造纸涂布施胶用改性淀粉 |
CN109098033A (zh) * | 2018-09-18 | 2018-12-28 | 南京林业大学 | 一种瓦楞纸用施胶剂及其应用 |
CN109680549A (zh) * | 2018-12-24 | 2019-04-26 | 苏州吉谷新材料有限公司 | 一种用于机内涂布的表面施胶剂及其制备方法 |
CN110230232A (zh) * | 2019-06-04 | 2019-09-13 | 淮安市恒顺新材料科技有限公司 | 一种淀粉替代剂及其制备工艺 |
CN111287012A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-16 | 安徽顺鑫盛源生物食品有限公司 | 一种制备大米淀粉施胶剂的方法 |
CN112012042A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-12-01 | 联盛纸业(龙海)有限公司 | 一种造纸施胶剂及其制备方法 |
CN114457627A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-10 | 湛江晨鸣浆纸有限公司 | 一种防水防油白卡纸及其生产方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103773747B (zh) | 2016-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103773747B (zh) | 一种表面施胶专用酶及其制备方法 | |
CN103755816B (zh) | 一种羧甲基纤维素钠的制备方法 | |
CN1911966B (zh) | 一种淀粉预处理方法 | |
CN101210055B (zh) | 改性瓜尔胶及其制备方法和在制备烟草薄片中的应用 | |
CN102121208B (zh) | 一种造纸干强剂的制备方法 | |
CN103911885A (zh) | 一种印染糊料 | |
CN109487546A (zh) | 一种高效环保的阳离子纳纤化纤维素制备方法 | |
CN103924457B (zh) | 一种印染糊料的生产工艺 | |
CN101886352B (zh) | 一种造纸表面施胶用淀粉液的制备方法 | |
CN101874997A (zh) | 淀粉基复配型asa配套乳化剂的生产工艺 | |
CN102660893A (zh) | 施胶液及其制备方法,应用该施胶液的涂布纸 | |
JP2017506292A (ja) | 安定化サイズ製剤 | |
CN103938469A (zh) | 一种亚麻织物活性印染糊料的制备方法 | |
CN106758488A (zh) | 一种高强度吸水竹浆纸的制备方法 | |
CN106868940B (zh) | 一种纸页表面施胶用淀粉胶及其加工方法 | |
CN103437246B (zh) | 一种造纸增强剂及其制备方法与应用 | |
CN102453101A (zh) | 一种淀粉衍生物的制备方法 | |
Li et al. | Preparation of enzymatic starch and effect of surface sizing on properties of the paper | |
CN105586805A (zh) | 一种纸张耐折增强剂及其制备方法 | |
CN105178102B (zh) | 以纤维素乙醇的发酵残余物为原料制备造纸表面施胶剂的方法 | |
CN106625947A (zh) | 一种用于速生木材的添加氧化石墨烯改性乳液的复合改性剂 | |
CA2771279A1 (en) | Modification of solid polysaccharide with transesterification agent | |
JP6469293B1 (ja) | でん粉組成物、製紙用添加剤及びでん粉組成物の製造方法 | |
CN102532328A (zh) | 淀粉颜料及其制备方法,应用该淀粉颜料的涂料及涂布纸 | |
CN105566506B (zh) | 一种改性木薯淀粉的生产方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A special enzyme for surface sizing and its preparation method Effective date of registration: 20201224 Granted publication date: 20160120 Pledgee: China Construction Bank Co.,Ltd. Jinshi sub branch Pledgor: HUNAN HONGYING BIOLOGICAL SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020430000049 |