CN104695266B - 一种利用生物酶辅助竹浆ecf漂白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法。主要特征是：在竹浆进行ECF漂白前先后利用木聚糖酶和漆酶进行预处理，包括以下步骤：(1)耐碱耐高温木聚糖酶预处理段；(2)漆酶预处理段；(3)ECF漂白段。本发明对未漂竹浆进行木聚糖酶预处理主要是为了水解掉纤维表面的己烯糖醛酸和半纤维素，使纤维中的残余木素更多地暴露出来，然后利用漆酶可以去除暴露在纤维表面的木素。竹浆经木聚糖酶和漆酶先后作用后可降低卡伯值54％～57％，随后再进行ECF漂白，可使最终纸浆白度提高5.0％～6.5％，返黄值降低34～51％。

Description

一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法
技术领域
本发明涉及制浆造纸企业纸浆漂白清洁化生产的方法，尤其涉及一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法。
背景技术
纸浆的漂白是制浆造纸过程中最大污染源。随着环境压力的日益增加，造纸厂必须做出改变来最大限度地减少化学品在漂白过程中的用量。环境友好型技术，如无元素氯(ECF)和全无氯(TCF)漂白技术，可以减少氯用量，减轻环境污染负荷。生物酶漂白不仅能控制漂白清洁化生产，同时也能获得更好的纸产品，已成为一个非常有潜力的发展方向。此外，生物酶漂白还能减少漂白废水中AOX的含量，提高纸浆的白度，并能减少返黄值。木聚糖酶是热稳定型和无纤维素酶，率先用于纸浆的生物漂白，已经证明其能有效地增强纸浆的漂白性能，节约漂白化学品，减少硫酸盐木浆的生产成本。在二氧化氯漂白前，增加一段木聚糖酶预处理可以提高漂白的反应效率，木聚糖酶通过水解，在纤维表面释放木聚糖，致使纤维形态特征发生一些变化，使得纤维是更容易接触化学物质或其它酶。漆酶是氧化剂，可以直接攻击发色团中的木素，利用漆酶-介体系统(LMS)可提高漆酶的氧化还原电位，并实现非酚木素的氧化，这使得漆酶能同时氧化酚型和非酚型木素。LMS也已经被证明比漆酶在生物漂白纸浆单独使用更有效。
在木材资源缺乏的地区，非木材资源常常被用作制浆造纸的原材料。非木材纤维主要来自一些农业残余物，如小麦稻草，甘蔗渣、竹、芦苇、亚麻、棉短绒和红麻。在众多非木材植物纤维中，竹子以其充裕的种植量和快速的生长速度逐渐成为制浆造纸行业中是最有前途的原料之一。竹子属于禾本科，在不肥沃的土地中就可以生长，因此不用与粮食作物竞争农用耕地。一般来说，非木材在化学组成与性能上与木材有着明显不同，在直接影响选择性脱木素和漂白的过程中也有不同。由于竹子的木素和半纤维素含量与木材原料相似，这使得竹子明显区别于非木材原料。在脱木素，高得率和粘度方面，由于竹子的化学结构的相似也被广泛应用于制竹浆。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法，达到制浆造纸企业节能降耗，降低环境污染负荷的目的。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法，包括以下步骤，即耐碱耐高温木聚糖酶预处理、漆酶预处理和ECF漂白。
1.耐碱耐高温木聚糖酶预处理：
将蒸煮好的竹浆洗筛干净后送入生物酶漂白塔中，调整好木聚糖酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入一定量的耐碱耐高温木聚糖酶开始反应，得到木聚糖酶预处理后的竹浆，木聚糖酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为76～80℃，反应pH值为9.5～11.5，反应时间1～1.5小时。
2.漆酶预处理：
将步骤1得到的木聚糖酶预处理浆料洗涤干净，调整好漆酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入介体混合均匀，然后进入漆酶预处理塔中，通入氧气后开始反应，漆酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为55～65℃，反应pH值为9～10，反应时间2～3小时。
3.ECF漂白：
从步骤2得到的漆酶预处理浆料洗涤干净，调整其pH为4.2左右，纸浆重量浓度为12％，然后将浆料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽将浆料温度稳定后，加入二氧化氯开始ECF漂白。ECF漂白的工艺条件为：漂白温度75～79℃，反应时间1.1～1.4小时，ECF漂白的二氧化氯作用结束后，竹浆再经洗涤后送往后续漂白工段。
本方法经生物酶作用后可降低卡伯值54％～57％，随后再进行ECF漂白，可使最终纸浆白度提高5.0％～6.5％，返黄值降低34～51％。
本发明与现有技术比较的益效是：
本发明方法使竹浆ECF漂白过程相同用氯量时提高了纸浆白度、降低了返黄值；达到同等白度时可以降低二氧化氯的使用量，从而降低废水中AOX的含量，减小了对环境的污染。
具体实施方式
本发明通过对未漂竹浆进行木聚糖酶预处理主要是为了水解掉纤维表面的己烯糖醛酸和半纤维素，使纤维中的残余木素更多地暴露出来，然后利用漆酶可以去除暴露在纤维表面的木素，可保证ECF漂白过程中相同用氯量时纸浆白度提高、返黄值降低；达到同等白度时二氧化氯的使用量降低，从而降低废水中AOX的含量，减小了对环境的污染。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法：
1)耐碱耐高温木聚糖酶预处理：
将蒸煮好的竹浆洗筛干净后送入生物酶漂白塔中，调整好木聚糖酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入一定量的耐碱耐高温木聚糖酶开始反应，得到木聚糖酶预处理后的竹浆，木聚糖酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为76℃，反应pH值为9.5，反应时间1小时。
2)漆酶预处理：
将步骤1)得到的木聚糖酶预处理浆料洗涤干净，调整好漆酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入介体混合均匀，然后进入漆酶预处理塔中，通入氧气后开始反应，漆酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为55℃，反应pH值为9，反应时间2小时。
3)ECF漂白：
从步骤2)得到的漆酶预处理浆料洗涤干净，调整其pH为4.2左右，纸浆重量浓度为12％，然后将浆料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽将浆料温度稳定后，加入二氧化氯开始ECF漂白。ECF漂白的工艺条件为：漂白温度75℃，反应时间1.1小时，ECF漂白的二氧化氯作用结束后，竹浆再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，生物酶处理后卡伯值可降低54％，相同用氯量时最终纸浆白度可提高5.0％，返黄值可降低34％。
实施例2
生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法：
1)耐碱耐高温木聚糖酶预处理：
将蒸煮好的竹浆洗筛干净后送入生物酶漂白塔中，调整好木聚糖酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入一定量的耐碱耐高温木聚糖酶开始反应，得到木聚糖酶预处理后的竹浆，木聚糖酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为78℃，反应pH值为10.5，反应时间1.3小时。
2)漆酶预处理：
将步骤1)得到的木聚糖酶预处理浆料洗涤干净，调整好漆酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入介体混合均匀，然后进入漆酶预处理塔中，通入氧气后开始反应，漆酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为60℃，反应pH值为9.5，反应时间2.5小时。
3)ECF漂白：
从步骤2)得到的漆酶预处理浆料洗涤干净，调整其pH为4.2左右，漆酶浆料重量浓度为12％，然后将浆料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽将浆料温度稳定后，加入二氧化氯开始ECF漂白。ECF漂白的工艺条件为：漂白温度77℃，反应时间1.2小时，ECF漂白的二氧化氯作用结束后，竹浆再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，生物酶处理后卡伯值可降低56％，相同用氯量时最终纸浆白度可提高6％，返黄值可降低42％。
实施例3
生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法：
1)耐碱耐高温木聚糖酶预处理：
将蒸煮好的竹浆洗筛干净后送入生物酶漂白塔中，调整好木聚糖酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入一定量的耐碱耐高温木聚糖酶开始反应，得到木聚糖酶预处理后的竹浆，木聚糖酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为80℃，反应pH值为11.5，反应时间1.5小时。
2)漆酶预处理：
将步骤1)得到的木聚糖酶预处理浆料洗涤干净，调整好漆酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入介体混合均匀，然后进入漆酶预处理塔中，通入氧气后开始反应，漆酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为65℃，反应pH值为10，反应时间3小时。
3)ECF漂白：
从步骤2)得到的漆酶预处理浆料洗涤干净，调整其pH为4.2左右，纸浆重量浓度为12％，然后将浆料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽将浆料温度稳定后，加入二氧化氯开始ECF漂白。ECF漂白的工艺条件为：漂白温度79℃，反应时间1.4小时，ECF漂白的二氧化氯作用结束后，竹浆再经洗涤后送往后续漂白工段。
利用此工艺对纸浆进行漂白，对比于没有进行预预处理的二氧化氯漂白方法，生物酶处理后卡伯值可降低57％，相同用氯量时最终纸浆白度可提高6.5％，返黄值可降低51％。

Claims (1)

1.一种利用生物酶辅助竹浆ECF漂白的方法，其特征在于：包括以下步骤，即耐碱耐高温木聚糖酶预处理、漆酶预处理和ECF漂白；
1)耐碱耐高温木聚糖酶预处理：
将蒸煮好的竹浆洗筛干净后送入生物酶漂白塔中，调整好木聚糖酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入一定量的耐碱耐高温木聚糖酶开始反应，得到木聚糖酶预处理后的竹浆，木聚糖酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为76～80℃，反应pH值为9.5～11.5，反应时间1～1.5小时；
2)漆酶预处理：
将步骤1)得到的木聚糖酶预处理浆料洗涤干净，调整好漆酶预处理要求的适宜浆浓、pH及温度后，加入介体混合均匀，然后进入漆酶预处理塔中，通入氧气后开始反应，漆酶预处理的工艺条件为：纸浆重量浓度为12％，漂白温度为55～65℃，反应pH值为9～10，反应时间2～3小时；
3)ECF漂白：
从步骤2)得到的漆酶预处理浆料洗涤干净，调整其pH为4.2，纸浆重量浓度为12％，然后将浆料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽将浆料温度稳定后，加入二氧化氯开始ECF漂白，ECF漂白的工艺条件为：漂白温度75～79℃，反应时间1.1～1.4小时，ECF漂白的二氧化氯作用结束后，竹浆再经洗涤后送往后续漂白工段；
本方法经生物酶作用后可降低卡伯值54％～57％，随后再进行ECF漂白，可使最终纸浆白度提高5.0％～6.5％，返黄值降低34～51％。
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