CN111635897A - 一种木质纤维板原料改性酶及改性方法 - Google Patents

一种木质纤维板原料改性酶及改性方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种木质纤维板原料改性酶及改性方法，涉及木质纤维板原料改性领域，一种木质纤维板原料改性酶，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶20%～30%，纤维素酶20%～30%，D‑甘露聚糖酶10%～15%，木聚糖酶20%～30%。一种木质纤维板原料改性酶的改性方法：先将木质纤维板原料改性酶和木质纤维板原料按质量比为2/10000～4/10000放入水洗系统中进行水洗，再将木质纤维板原料集中堆放，最后在自然pH值条件下，将温度控制在15oC～60oC，堆放72h。本发明能够解决用木质纤维板原料生产木质纤维板的过程中热磨耗电较高以及生产出的木质纤维板的内结合强度不足的问题。

Description

一种木质纤维板原料改性酶及改性方法
技术领域
本发明涉及木质纤维板原料改性领域，尤其涉及一种木质纤维板原料改性酶及改性方法。
背景技术
组成纤维板的基本单元是分离的木质纤维或纤维束。制取纤维的原料主要来自森林采伐剩余物，如枝桠、梢头、小径材等;以及木材加工剩余物，如板边、刨花、锯末等。此外还可利用林产化学加工的废料(如栲胶和水解的剩余物)和其他植物杆茎制取纤维。针叶材的纤维含量高，纤维长度比阔叶材长30～50%。若用阔叶材，需先经过处理:可用针阔叶材混合制浆，或用化学方法处理木片，也可用热水、蒸汽。纤维分离前将原料用削片机切成长20～30毫米、厚3～5毫米、宽15～25毫米的薄片。木片过大，在预热处理和磨浆过程中难以软化或软化不匀、纤维分离度小;木片过短则被切断的纤维比例大，交织性能差，导致纤维板强度下降。切削的木片经筛选、再碎、水洗等工序后送入料仓，以备纤维分离。
木质纤维板原料是指用削片机切削形成的薄片。当前，国内木质纤维板生产企业生产工艺流程是：切片--水洗--蒸煮--热磨--干燥--铺装--热压--养生--砂光--裁切--入库。其中规模化生产企业将切片工段外包给供应商，只采购切片后的原料到厂，然后堆放进行原料配比后进入下道工艺。其特点是能耗高、浆料手感粗糙、带来层间结合力下降，纤维板分层起泡等风险增加，急需节能降耗、提高品质的产品来解决问题。热磨，是木质纤维原料制造过程中一个非常重要的工序，传统热磨工艺是物理变化，木质纤维原料通过高温蒸汽软化，然后通过磨浆机对纤维进行疏解，所产生的纤维结构和胶体性质的变化，都属于物理变化，并不引起纤维的化学变化或产生新的物质，它使纤维细纤维化，使纤维变得具有良好的柔软性和可塑性，而且由于热磨的机械作用增加了纤维的表面积和游离出更多的羟基(一OH)，经压榨成形后，在干燥时由于氢键的作用而大大增强了纤维的结合力，使之结合得更为坚实，提高了纤维强度。其工艺的关键点在于磨浆前木质纤维原料的吸水润胀效果，纤维吸水发生润胀，其内聚力下降，内部组织结构变得松弛，比容和比表面积增加，纤维变得柔软可塑，甚至产生油腻的感觉，纤维润胀以后其直径可以膨胀2-3倍，有利于纤维细纤维化，能有效的增加纤维间的接触面积，提高纤维强度，使透气度下降。
热磨是指使用盘式精磨机将蒸煮处理过的切片精磨成纤维浆。
国内木质纤维板生产企业生产工艺流程的缺点在于：磨浆前木质纤维原料的吸水润胀效果较差，润胀不充分，导致内聚力下降较少、内部组织结构的松弛度不够、纤维的柔软度不够、纤维的膨胀度较低、纤维的细纤维化程度不够，从而使得后续的热磨过程中需要更长的时间和更高的功率，热磨消耗的电量增加。同时纤维间的接触面积增加较少，比容和比表面积增加较少，最终导致木质纤维板的内结合强度不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种木质纤维板原料改性酶及改性方法，解决用木质纤维板原料生产木质纤维板的过程中热磨耗电较高以及生产出的木质纤维板的内结合强度不足的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种木质纤维板原料改性酶，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶20%～30%，纤维素酶20%～30%，D-甘露聚糖酶10%～15%，木聚糖酶20%～30%。
进一步地，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶28%，纤维素酶30%，D-甘露聚糖酶15%，木聚糖酶27%。
进一步地，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶29%，纤维素酶29%，D-甘露聚糖酶14%，木聚糖酶28%。
本发明还提供了一种木质纤维板原料改性酶的改性方法，包括以下步骤：
S1：将木质纤维板原料改性酶和木质纤维板原料按质量比为2/1000～4/1000放入水洗系统中进行水洗；
S2：将木质纤维板原料集中堆放；
S3：在自然pH值条件下，将温度控制在15oC～60oC，堆放72h。
进一步地，在步骤S2中集中堆放时，使用塑料篷布覆盖木质纤维板原料。
进一步地，在步骤S2中集中堆放时，堆放的高度为8m～12m。
本发明具有如下有益效果：
本发明的改性酶通过对果胶酶、纤维素酶、D-甘露聚糖酶和木聚糖酶进行合理的搭配配比，直接水解了木质纤维原料纤维腔孔中充斥的粘性物质----果胶质、木聚糖、葡聚糖、杂多糖、酯类和无用细小纤维等，改性酶作用于粘连相邻细胞壁的中胶层及初生壁、次生壁中的果胶、木聚糖，使细胞与细胞疏离或分离，中胶层中的木质素脱落，毛细孔疏通，同时使初生壁、次生壁生出裂隙，毛细孔增加。由于吸水润胀效果的体现，磨浆电流相应降低，纤维受损降低，纤维均有更多的比表面积和交织能力，为纤维之间的重新结合创造了必要的条件，为水分子直接进入纤维腔孔创造了条件，使得纤维亲水性更强，纤维在较短时间里充分吸水润胀，体积明显增大、韧性明显增强，纤维手感柔软、细腻，利于提高产品质量。经过热磨阶段的机械作用，使得纤维细小化、纤维纵向产生分裂两端帚化，纤维表面分丝起毛，像绒毛附在纤维的表面，这种表面的微纤维化，使细纤维松脱出来，分离出更多的细纤维、微纤维、微细纤维。堆放过程中利用纤维素酶、木聚糖酶等继续作用于微纤维的非结晶区，使其露出非还原性末端，有效增加纤维间的接触面积，增大了纤维的比表面积和游离羟基的数量，纤维互相紧密地交织在一起，经过压榨干燥时，就更容易实现氢键结合，提高纤维拉力。由于改性酶的作用，使得纤维充分润胀、纤维更进一步的细纤维化，分丝帚化更充分，纤维之间的结合力更强，从而克服了传统工艺热磨酶在因为润胀效果不佳，造成磨浆电耗高、手感粗糙、纤维板容易起泡分层等现象，适合于工业化应用。使用本发明的改性方法后的磨浆电耗相较于传统方法可降低10%～20%。
具体实施方式
实施例1：
一种木质纤维板原料改性酶，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶28%，纤维素酶30%，D-甘露聚糖酶15%，木聚糖酶27%。
一种木质纤维板原料改性酶的改性方法，先将上述质量百分含量的组分的木质纤维板原料改性酶和木质纤维板原料按质量比为2/1000～4/1000放入水洗系统中进行水洗，再将木质纤维板原料集中堆放，然后在自然pH值条件下，将温度控制在15oC～60oC，堆放72h。堆放过程中，使用塑料篷布覆盖木质纤维板原料，堆放的高度为10m。
改性完成后，将塑料篷布掀开，将改性完成的木质纤维板原料输送到加工区域，对改性完成的木质纤维板原料依次进行蒸煮--热磨--干燥--铺装--热压--养生--砂光--裁切--入库，得到中密度纤维板A。
对比例1：将木质纤维板原料放入水洗系统中进行水洗，再将木质纤维板原料集中堆放，堆放72h后，对木质纤维板原料依次进行蒸煮--热磨--干燥--铺装--热压--养生--砂光--裁切--入库，得到中密度纤维板B。
实施例1和对比例1的对比如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
表1 木质纤维质量分析
Figure DEST_PATH_IMAGE004A
表2 中密度纤维板质量指标对比
由此可知，使用改性酶对木质纤维板原料进行改性，既能够提高木质纤维的纤维筛分值、纤维分离度、纤维堆积密度，又能够降低磨浆电耗，同时还能提高中密度纤维板的静曲强度、弹性模量、内结合强度并降低吸水厚度膨胀率。
实施例2：
一种木质纤维板原料改性酶，所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶29%，纤维素酶29%，D-甘露聚糖酶14%，木聚糖酶28%。
一种木质纤维板原料改性酶的改性方法，先将上述质量百分含量的组分的木质纤维板原料改性酶和木质纤维板原料按质量比为2/10000～4/10000放入水洗系统中进行水洗，再将木质纤维板原料集中堆放，然后在自然pH值条件下，将温度控制在15oC～60oC，堆放72h。堆放过程中，使用塑料篷布覆盖木质纤维板原料，堆放的高度为10m。
改性完成后，将塑料篷布掀开，将改性完成的木质纤维板原料输送到加工区域，对改性完成的木质纤维板原料依次进行蒸煮--热磨--干燥--铺装--热压--养生--砂光--裁切--入库，得到硬质纤维板A。
对比例2：将木质纤维板原料放入水洗系统中进行水洗，再将木质纤维板原料集中堆放，堆放72h后，对木质纤维板原料依次进行蒸煮--热磨--干燥--铺装--热压--养生--砂光--裁切--入库，得到硬质纤维板B。
实施例2和对比例2的对比如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE006A
表3 木质纤维质量分析
Figure DEST_PATH_IMAGE008A
表4 硬质纤维板质量指标对比
由此可知，使用改性酶对木质纤维板原料进行改性，既能够提高木质纤维的纤维筛分值、纤维分离度、纤维堆积密度，又能够降低磨浆电耗，同时还能提高硬质纤维板的静曲强度和密度并降低吸水率。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种木质纤维板原料改性酶，其特征在于：所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶20%～30%，纤维素酶20%～30%，D-甘露聚糖酶10%～15%，木聚糖酶20%～30%。
2.如权利要求1所述的一种木质纤维板原料改性酶，其特征在于：所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶28%，纤维素酶30%，D-甘露聚糖酶15%，木聚糖酶27%。
3.如权利要求1所述的一种木质纤维板原料改性酶，其特征在于：所述木质纤维板原料改性酶由以下质量百分含量的组分组成：果胶酶29%，纤维素酶29%，D-甘露聚糖酶14%，木聚糖酶28%。
4.一种如权利要求1或2或3所述的木质纤维板原料改性酶的改性方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将木质纤维板原料改性酶和木质纤维板原料按质量比为2/1000～4/1000放入水洗系统中进行水洗；
S2：将木质纤维板原料集中堆放；
S3：在自然pH值条件下，将温度控制在15oC～60oC，堆放72h。
5.如权利要求4所述的一种木质纤维板原料改性酶的改性方法，其特征在于：在步骤S2中集中堆放时，使用塑料篷布覆盖木质纤维板原料。
6.如权利要求4所述的一种木质纤维板原料改性酶的改性方法，其特征在于：在步骤S2中集中堆放时，堆放的高度为8m～12m。
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