DE4137761A1 - Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit - Google Patents

Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit

Info

Publication number
DE4137761A1
DE4137761A1 DE19914137761 DE4137761A DE4137761A1 DE 4137761 A1 DE4137761 A1 DE 4137761A1 DE 19914137761 DE19914137761 DE 19914137761 DE 4137761 A DE4137761 A DE 4137761A DE 4137761 A1 DE4137761 A1 DE 4137761A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
phenolic
lignin
added
addition
compounds
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.)
Withdrawn
Application number
DE19914137761
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Peter Dr Call
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LIGNOZYM GESELLSCHAFT ZUR HERSTELLUNG UND ZUM VERT
Original Assignee
Call Hans Peter
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Call Hans Peter filed Critical Call Hans Peter
Priority to DE19914137761 priority Critical patent/DE4137761A1/de
Priority to CN 92104549 priority patent/CN1068161A/zh
Priority to JP4510402A priority patent/JPH06508663A/ja
Priority to EP19920910456 priority patent/EP0584176A1/de
Priority to PCT/EP1992/001086 priority patent/WO1992020857A1/de
Priority to BR9206013A priority patent/BR9206013A/pt
Priority to AU17933/92A priority patent/AU663501B2/en
Priority to CA 2103260 priority patent/CA2103260A1/en
Publication of DE4137761A1 publication Critical patent/DE4137761A1/de
Priority to FI935067A priority patent/FI935067A/fi
Priority to NO934148A priority patent/NO934148L/no
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21CPRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
    • D21C5/00Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
    • D21C5/005Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zur Delignifizierung und/oder Bleiche von lignocellulosehaltigem Material und zur Behandlung von Abwässern, insbesondere von Papierfabrikations- oder Zellstoffabrikationsabwässern.
I. Stand der Technik chemischer Verfahren zur Zellstoffherstellung, Einsatz lignolytischer Enzyme: Biopulping, andere Anwendungen A. Chemische Verfahren zur Zellstoffherstellung und Erzeugung von Holzstoffen
Als heute hauptsächlich zur Zellstoffherstellung verwendete Verfahren sind das Sulfat- und das Sulfitverfahren zu nennen. Mit beiden Verfahren wird unter Kochung und unter Druck Zellstoff erzeugt. Das Sulfat-Verfahren arbeitet mit den wirksamen Chemikalien NaOH und Na₂S, das Sulfit-Verfahren mit Ca(HSO₃)₂ + SO₂.
Daneben existieren einige umweltfreundlichere Kochverfahren mit Hilfe von organischen Lösungsmitteln.
Alle Verfahren haben ein Hauptziel: Die Entfernung des Lignins aus dem verwendeten Pflanzenmaterial. Holz oder Einjahrespflanzen. Das Lignin, das mit der Cellulose und der Hemicellulose den Hauptbestandteil des Pflanzenmaterials (Stengel oder Stamm) ausmacht, muß entfernt werden, da es sonst nicht möglich ist, nicht vergilbende und hochbelastbare Papiere herzustellen.
Die Holzstofferzeugungsverfahren arbeiten mit Steinschleifen (Holzschliff) oder mit Refinern (TMP), die das Holz nach entsprechender Vorbehandlung (chemisch, thermisch oder chemisch-thermisch) durch entsprechende Mahlung defibrillieren.
Diese Holzstoffe besitzen noch einen Großteil des Lignins und werden v. a. zum Zeitungspapierdruck oder zum Druck von Illustrierten oder Reklame, hier allgemein als gestrichene Papiere, eingesetzt.
B. Biopulping
Lignolytische Systeme sind erst seit wenigen Jahren in ihrem Wirkmechanismus erforscht, als es gelang, durch geeignete Anzuchtbedingungen und Induktorzusätze bei dem Weißfäulepilz Phanerochaete chrysosporium zu ausreichenden Enzymmengen zu kommen. Es wurden bei diesem Pilz Enzymspezies gefunden: Ligninperoxidasen und Manganperoxidasen, die in dieser Form vorher unbekannt waren. Da dieser Pilz in-vivo ein hoch effektiver Ligninabbauer ist, wurde zunächst geschlossen, daß es auch beim pilzfreien Enzymeinsatz zum Ligninabbau kommen würde. Diese Vorstellung stellte sich als falsch heraus, da die Enzyme unter anderem zu einer Repolymerisation des Lignins führen und nicht zu dessen Abbau.
Ähnliches gilt auch für andere lignolytische Peroxidasen und für andere lignolytische Enzymspezies wie Laccasen, die das Lignin anstelle von H₂O₂ mit Hilfe von O₂ oxidativ abbauen. In allen Fällen kommt es beim Abbau zu ähnlichen Prozessen, nämlich zu einer Radikalbildung, die, wenn diese Radikale nicht in irgendeiner Form abgefangen werden, wieder selbst miteinander reagieren und so repolymerisieren. So war man gezwungen, beim Biopulping auf in-vivo-Systeme zurückzugreifen.
Man brachte Pilz und z. B. Holzschnitzel zusammen, um so zu einer Teildelignifizierung zu kommen, die zumindest die Bleichbarkeit erhöhte und die erforderliche Energie bei der mechanischen Nachbehandlung (Defibrillierung) herabsetzte. Unter einem Biopulping versteht man allgemein die mittels biologisch, enzymatischer Prozesse durchgeführte Herstellung von Zellstoff oder zellstoffähnlichen Stoffen oder Vorstufen. Bei Biopulping wird also vor allem versucht, Stämme zu züchten, die keine Cellulase bilden, sogenannte Cellulase-less-Mutanten, da nur die lignolytischen Enzyme erwünschte sind, die Weißfäulepilze aber in Gegenwart von Lignocellulose auch Cellulasen bilden. Die Cellulasen würden zu unerwünschten Ausbeuteverlusten durch Celluloseabbau beim Zellstoff führen.
Eine weitere Schwierigkeit ist, daß die Weißfäulepilze das Lignin nicht als Kohlenstoffquelle benutzen können, und so auf die Cellulose bzw. Hemicellulose als Kohlenstoffquelle angewiesen sind. Diese Schwierigkeiten werden zur Zeit so umgangen, indem das Substrat mit einer zusätzlichen Kohlenstoffquelle z. B. Glucose unter anderem imprägniert wird, um so den Cellulose-less-Mutanten überhaupt ein Wachstum zu ermöglichen.
Dabei ist die Hauptschwierigkeit die sehr langsame Abbaugeschwindigkeit des Lignins (Tage bis Wochen), so daß man bei dem in-vivo-Verfahren: Holzhackschnitzel + Cellulase-less-Mutanten (Phanerochaete chrysosporium) u. a. am Screening neuer besserer Wildstämme arbeitet. Als Endziel will man so zu schnellerem und effektiverem Ligninabbau kommen, um so den oben bereits erwähnten Ansatz: Herabsetzung der Mahlenergie und verbesserte Bleichbarkeit zu verbessern.
Man würde so, wenn es gelingt die Cellulose- und Hemicellulose-Verluste gering zu halten, zu Hochausbeutestoff kommen, der aber im Gegensatz zu den bisher durch Mahlung hergestellten Holzschliffen u. a. wesentlich energieärmer hergestellt werden könnte, leichter bleichbar wäre und bessere mechanische Eigenschaften zeigen würden.
Wie erwähnt bleiben die Hauptnachteile:
  • 1. der sehr langsame Ligninabbau
  • 2. der nur sehr begrenzte Ligninabbau (wenige %)
  • 3. wahrscheinlich unumgängliche Zudosage von zusätzlicher C-Quelle
  • 4. Schwierigkeiten durch die Prozeßführung wie großes Ansatzvolumen wegen der langsamen Wachstums- und Abbauzeiten, durch spezielle Belüftung, pH-Konstanthaltung und erforderliche Kontaminationsfreiheit.
    Es existieren auch Ansätze mit zellfreien Enzymsystemen bei Phanerochaete chrysosporium.
Hier liegt aber die Anwendung v. a. bei der Bleiche von "Kraftpulp" (das ist die teilweise delignifizierte Pulpe, die nach der Sulfatkochung mit ca. 5-8% Restligningehalt), bei der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von mechanischen Pulpen, d. h. Pulpen, die bei der mechanisch-thermischen oder chemo-mechanischen oder chemo-thermo-mechanischen Behandlung von Holzstoffen entstehen, wie TMP (thermo-mechanical Pulp), CMP (chemo-mechanical Pulp) und CTMP (chemo-thermo-mechanical Pulp) und bei der Entfärbung von E1-Abwässern (dies sind solche, die nach der 1. Bleichstufe von Kraftpulp anfallen).
Hier ist die Anwendung auf den Abbau von Lignin-Prozentbruchteilen bei ("Kraftpulp") bis wenigen Prozenten (Holzschliff) innerhalb von 12 bis 48 Stunden beschränkt. Die Bleiche ist ebenfalls unbefriedigend.
In neuerer Zeit gibt es einige Versuche, zu besseren Bleichergebnissen zu kommen mit Hilfe von Hämverbindungen, wie z. B. auch Hämoglobin, die quasi die aktive Hämkomponente in den Ligninperoxidasen nachstellen. Dabei sind die Verbindungen im allgemeinen für einen industriellen Einsatz zu teuer und zeigen auch z. T. unerwünschte Begleiteffekte, wie Abbau der Zellulose.
Auch Spezies einer anderen Enzymgruppen, die Hemizellulasen, hier u. a. die Xylanasen, werden als Bleichenzyme eingesetzt, da man hier einen Effekt auf die Bindungen zwischen Hemizellulosen (Xylanen) und dem Lignin vermutet.
Hier sind ebenfalls lange Wirkzeiten des Enzyms (16-24 Stunden) bei relativ geringer Bleichwirkung und Ligninentfernungen noch erhebliche Nachteile.
Weitere Anwendungen der lignolytischen Enzyme sind Entfärbung und Entgiftung von Zellstoffabrikationsabwässern und die Oxidation und damit Entgiftung von chlorierten Aromaten und anderen Verbindungen. Auch auf diesem Gebiet gibt es zur Zeit keine befriedigenden Problemlösungen, da bei Entfärbungs- bzw. Entgiftungsversuchen bisher in in-vivo Pilzsystemen entweder mit freien oder immobilisierten Pilzen gearbeitet wurde. Es wurden nur in längeren Zeiten (Tagen) Resultate mit befriedigenden Abbau - bzw. Oxidationswerten erreicht.
Die vorliegende Erfindung hat sich nunmehr die Aufgabe gestellt, Verfahren zum Abbau von Lignin aus lignocellulosehaltigem Material und/oder Bleiche von lignocellulosehaltigem Material zum enzymatischen Deinken von Altpapier und zur Behandlung von Papierfabrikations- und Zellstoffabrikationsabwässern zur Verfügung zu stellen, welches die zuvor genannten Nachteile nicht aufweist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß aus Coriolus versicolor gewonnene Laccasen unter gleichzeitiger Zugabe und/oder Zudosage von nicht-aromatischen Reduktions- und Oxidationsmitteln sowie solchen phenolischen Verbindungen und/oder nicht phenolischen Aromaten eingesetzt werden, die entweder die phenolischen und nicht phenolischen Strukturen des Lignins direkt durch die Wirkung dieser phenolischen und/oder nicht-phenolischen Aromaten oxidieren oder mittels durch diese Verbindungen vermittelter Oxidation weiterer phenolischer und/oder nicht phenolischer Verbindungen das Lignin oxidieren.
Erfindungsgemäß wird demnach Laccase v. a. von Coriolus versicolor benutzt. Diese Laccase wird zusammen mit Laccasesubstraten (phenolische Verbindungen bzw. nicht-phenolischen Aromaten) und/oder Phenolverbindungen und/oder nicht-phenolische Aromaten eingesetzt, wobei diese Verbindungen oxidiert werden, dann ihrerseits direkt Lignin als Red-/Ox-Meditatoren oxidieren oder durch zwischengeschaltete weitere Red-/Ox-Meditatoren (phenolische Verbindungen oder nicht-phenolischen Aromaten, wie z. B. Veratrylalkohol) die Oxidation bewirken. Hiermit wird also bewirkt, daß Laccase, welche nur die phenolischen Bestandteile des Lignins angreift (diese umfassen nur ca. ¹/₃ der Substrukturen), auch die nicht-phenolischen Substrukturen angreifen kann und so theoretisch zu einem vollständigen Abbau des gesamten Ligninmoleküls fähig ist, also ebenso wirkt wie eine Ligninperoxidase. Dies ist der neue Ansatz.
Ein Hauptvorteil im Gegensatz zu den in den obengenannten Patenten beschriebenen Verfahren für den Einsatz von Laccase ist die wesentlich vereinfachte Anzucht von coriolus versicolor im Gegensatz zu den schwerer in größeren Fermentationsgefäßen anziehbaren Ligninperoxidasenbildern v. a. Phanerochaete chrysosporium. Die eigenen Ausbeuten liegen mit einem speziellen Induktor bei ca. 20 Mill IU/l. Durch die Erweiterung der Laccasewirkung auf die Quasispezifität einer Ligninperoxidase wird eine wirkliche großtechnische Nutzung dieser Enzyme erst möglich, stellt also einen erheblichen Vorteil dar. Ligninabbauversuche mit Laccase alleine (d. h. ohne das oben beschriebene System mit Laccasen und zwischen Lignin und Enzym geschalteten Red-/Ox-Meditatoren phenolischer oder nicht-phenolischer Art) mit Fichten/Holzschliff als Substrat mit einem Anfangsligningehalt ca. 27% zeigen eine Delignifizierung bis maximal 22% Restligningehalt, also um ca. 19% Abbauversuche mit dem neuen System zeigen z. Z. einen Ligninabbau bis zu 16% Restligningehalt, also um 41%, d. h. um mehr als das Doppelte.
Durch Zusatz von Reduktions- und/oder Oxidationsmitteln, Salzen und/oder phenolischen Verbindungen wird erfindungsgemäß ein Redoxpotential von 200-600 mV eingestellt. Es kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mittels einer Red-Ox-Elektrode ermittelt und mittels eines Reglers und Stellgliedes während der gesamten Reaktionszeit durch die Zugabe von Oxidations- und Reduktionsmitteln, Salzen und phenolischen Verbindungen konstant gehalten werden.
Als Oxidationsmittel werden vorzugsweise Wasserstoffperoxid eingesetzt. Als Reduktionsmittel kommen Natrium-Bisulfit, Ascorbinsäure, Dithionit und Thiolverbindungen in Frage.
Als Salze werden Metallsalze vorzugsweise eingesetzt. Hier kommen insbesondere FeSO₄, MnSO₄, TiO₂, CuSO₄ und Mn₃-Acetat in Betracht. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß der Zusatz von Komplexbildnern erfindungsgemäß bevorzugt wird. Als solche kommen beispielsweise Ethylendiamin-tetraessigsäure (EDTA) oder Diethylentriamin-penta-essigsäure (DTPA) zum Einsatz.
Zusätzlich zu den genannten Stoffen können der wäßrigen zellstoffhaltigen Lösung weitere Substanzen zugesetzt werden. Als solche kommen NaOCl, Detergenzien und Polysaccharide in Frage. Hierzu zählen unter anderem nicht-ionische, ionische, anionische, kathionische und ampholytische Tenside sowie Glukane und Xanthane. Ferner ist es möglich, zusätzlich zu den lignolytischen Enzymen auch Hemizellulasen und/oder Pektinasen und/oder Lipasen zu verwenden.
Der Hauptunterschied zu der in der Arbeit "Oxidation of non phenolic substrates" (FEBS 267, 1990, S. 99-102) von R. Bourbonnais und M. G. Paice besteht u. a. in der völlig anderen Verfahrensführung durch die gleichzeitige Zudosage von Reduktions- und Oxidationsmitteln zur Bevorzugung der Depolymerisation des Lignins durch "Radikalabfangung" und Unterdrückung der Repolymerisation bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Reaktion durch H₂O₂ Zuführung. Es ist bekannt, daß Laccasen auch mit H₂O₂ wirken und daß bei bestimmten Substraten die Oxidationswirkung der Laccase durch Peroxid verstärkt ist (R. Blaich, Analytische Elektrophoreseverfahren, Thieme-Verlag 1978, S. 59).
Das erfindungsgemäße System wird entweder mittels Laccase allein oder mit Ligninperoxidasen und/oder Manganperoxidasen von z. B. Phanerochaete chrysosporium oder anderen Weißfäulepilzen zusammen eingesetzt. Bei dem letzteren Ligninperoxidase + Laccase, wird bei einem pH-Wert um 4 gearbeitet, bei dem beide Enzymspezies noch aktiv sind. Der eigentliche Ligninabbau, die Bleiche (mit Ligninabbau) oder der Quellvorgang beim enzymatischen Deinken, wird durch gleichzeitige Zudosage von Reduktions- und Oxidationsmitteln, d. h. durch Abfangen von beim Ligninabbau entstehenden Radikalen bewirkt bei gleichzeitigem Vorhandensein von bestimmten Metallsalzen wie Fe2+, Cu2+, Ti3+ von NaOCl ect., welche zu bestimmten Radikalen führen wie das .O₂ H-Radikal (Fe2+ und/oder Ti3+ + H₂O₂), wie das .O₂H-Radikal (Ti3+ und O₂) oder zu Singulettsauerstoff (NaOCl + H₂O₂ = <NaCl + H₂O + ↑↓O₂), die den Ligninabbau beschleunigen können, bei Vorhandensein von Polysacchariden, die z. T. vom Pilz selbst erzeugt werden oder aus Hefezellwänden stammen, die bei Mischkulturen zwischen Weißfäulepilz und Hefen anfallen und bei Vorhandensein von bestimmten Detergenzien, die bei der Delignifizierung und/oder Bleiche eine bessere Penetration des Enzyms zwischen die Faser erlauben und beim Deinken für die Schäum- und Sammlerwirkung der Druckfarbenteilchen unerläßlich ist.
A. Beispiel 1) Beispiel: enzymatische Bleiche von Sulfatzellstoff
50 g atro Zellstoff (Sulfatzellstoff) werden in einem Rührgefäß bei 1% Stoffdichte bei ca. 500 rpm und 40°C gerührt. Der pH-Wert wird mit 1 n HCl auf pH 5 eingestellt. Es werden 0,1-1,5% H₂O₂ auf atro Stoff bezogen, ca. 0,1% ETDA oder DTPA, 0,01-0,5% Kupfer(II)sulfat bezogen auf atro Stoff zugesetzt. Nach Zugabe von 500-8000 IU (1 IU = Umsatz 1 µm Syringaladazin/min/ml Enzym) Laccase von Coriolus versicolor werden ca. 2 × 10 -3% -1 × 10 -1% Veratrylalkohol und 0,01-0,1% 2,2-Bis-propan pro atro Stoff zugegeben und der Bleichprozeß durch gleichzeitige Dosierung von H₂O₂ und Natrium-Bisulfit-Lösung in Gang gesetzt. Hierbei wird das Redoxpotential von ca. 400 mV aufrechterhalten. Nachdem der Prozeß eingeleitet ist, wird dieser für 2-4 Stunden fortgesetzt. Die Steuerung und Regelung des Prozesses wird mittels einer Redox-Elektrode und einer Pumpensteuerung durchgeführt.
B. Beispiel 2) Beispiel eines enzymatischen Flotationsdeinkens
12 g atro Stoff (Altpapier/Tageszeitung) werden in etwa 2 cm × 2 cm große Stücke zerrissen. Daraufhin werden 300 ml Wasser mit einer ungefähren Calciumhärte von 2,5 mmol zugegeben und bei ca. 40°C per Hand homogenisiert und daraufhin bei 3000 rpm 5 Minuten im Desintegrator desintegriert. Anschließend wird bei einer Stoffdichte von 3,5% 2 Minuten bei 3000 rpm erneut desintegriert. Anschließend wird auf 1,5 l mit Wasser von 40°C aufgefüllt und der Stoff in eine 1,5 l Flotationszelle gegeben. Der pH-Wert wird mit 1 m HCl auf pH 6-6,5 eingestellt. Es werden 0,1-1,5% H₂O₂ auf atro Papier bezogen zugegeben.
Nach Zugabe von 500-8000 IU Laccase (1 IU = Umsatz von 1 µm Syringaladazin/min/ml Enzym), 2 × 103- - 1 × 10-1% Veratrylalkohol und 0,01-0,1% 2,2-Bis-propan und 0,05% Schäumer pro atro Probe wird der Deink-Flotationsprozeß durch gleichzeitige Zugabe von 60 l Luft/Std. und 1200 rpm Rührerdrehzahl in Gang gesetzt. Gleichzeitig wird über eine eingetauchte Redoxelektrode über eine Pumpensteuerung die Dosierung von H₂O₂ und Natrium-Bisulfit-Lösung so dosiert, daß ein mittleres Redoxpotential von ca. 400 mV eingestellt bleibt. Der Prozeß wird 10-15 Minuten bei 40°C fortgeführt und der Schmutzstoff mittels eines Schabers abgeschöpft.
C. Beispiel 3) Delignifizierung von Holzstoffen (TMP)
1 g atro TMP (1%ig) in 100 ml Wasser wird mit 1 m HCl auf pH 5 eingestellt. Es werden 8 µmol Veratrylalkohol, 400 µmol H₂O₂ und 0,01-0,1% 2,2-Bis-propan pro atro Stoff zugegeben. Als Zudosage (1 ml/Std.) werden gleichzeitig als Lösungen (je 9,80 mmolar) Natriumbisulfit und H₂O₂ zugegeben. Die Reaktion wird durch Zugabe von ca. 100 000 IU Enzym (Laccase von Coriolus versicolor) gestartet. Die Reaktionszeit beträgt 4 Stunden bei 40°C unter ca. 500 rpm Rührung.
D. Beispiel 4) Beispiel: Enzymatisches Deinken mit Vorbehandlung
100 g atro Altpapier (50% Zeitung/50% Illustrierte) werden in 2 × 2 cm große Stücke zerrissen. Daraufhin werden 2 l Wasser zugegeben (ca. 45°C) und der pH mit Alaun auf pH 7-7,5 eingestellt. Dann werden 80-800 IU Laccasen (1 IU = Umsatz von 1 µmol Syringaladazin/min/ml Enzym), 0,001-0,1% 2,2 Bispropan, 0,175-0,6% auf atro bezogen Detergenz als Sammler und 20-200 µl Na-Hydrogensulfitlösung (38-40%) zugegeben. Daraufhin wird 15 min bei 3000 rpm im Desintegrator aufgeschlagen, der pH-Wert mit Alaun auf pH 7-7,5 nachgestellt und der Stoff bei ca. 45°C für 75 min stehengelassen. Danach wird für 20 min in einer kommerziellen 20 l Flotationszelle flotiert.

Claims (20)

1. Verfahren zum Abbau von Lignin aus lignocellulosehaltigem Material und/oder Bleiche von lignocellulosehaltigem Material zum enzymatischen Deinken von Altpapier und zur Behandlung von Papierfabrikations- und Zellstoffabrikationsabwässern, dadurch gekennzeichnet, daß aus Coriolus versicolor gewonnene Laccasen unter gleichzeitiger Zugabe und/oder Zudosage von nicht-aromatischen Reduktions- und Oxidationsmitteln sowie solchen phenolischen Verbindungen und/oder nicht phenolischen Aromaten eingesetzt werden, die entweder die phenolischen und nicht phenolischen Strukturen des Lignins direkt durch die Wirkung dieser phenolischen und/oder nicht-phenolischen Aromaten oxidieren oder mittels durch diese Verbindungen vermittelter Oxidation weiterer phenolischer und/oder nicht phenolischer Verbindungen das Lignin oxidieren.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den Laccasen Ligninperoxidasen und/oder Manganperoxidasen eingesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Ligninperoxidasen und/oder Manganperoxidasen aus Phanerochaete chrysosporium oder anderen Weißfäulepilzen eingesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Hemicellulasen, Pektinasen und/oder Lipasen der Reaktionslösung zusätzlich zugegeben werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert zwischen 3 und 7 eingestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur zwischen 25 und 55°C eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Redoxpotential zwischen 200 und 600 mV eingestellt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Metallsalze der Reaktionslösung zugesetzt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallsalze FeSO₄, MnSO₄, TiO₂, CuSO₄ und Mn₃-Acetat eingesetzt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß NaOCl eingesetzt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel Natrium-Bisulfit, Natrium-Dithionit, Ascorbinsäure, Thiolverbindungen oder Gluthation eingesetzt werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel H₂O₂ oder organische Peroxide eingesetzt werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Detergenzien eingesetzt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß als Detergenzien nicht-ionische, ionische, anionische, kathionische und ampholytische Tenside eingesetzt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Polysaccharide der Reaktionslösung zugesetzt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Polysaccharide Glucane, Mannane, Dextran, Lävan oder Pflanzengummis und/oder eigene von den Pilzen gebildete oder in der Mischkultur mit Hefen produzierte Polysaccharide zugesetzt werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Hemicellulasen und/oder Pektinasen und/oder Lipasen zugesetzt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Komplexbildner der Reaktionslösung zugegeben werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Komplexbildner Ethylendiamin-tetraessigsäure (EDTA) oder Diethylentriamin-penta-essigsäure (DTPA) eingesetzt werden.
20. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserglas zugesetzt wird.
DE19914137761 1991-05-17 1991-11-16 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit Withdrawn DE4137761A1 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914137761 DE4137761A1 (de) 1991-05-17 1991-11-16 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit
CN 92104549 CN1068161A (zh) 1991-05-17 1992-05-16 含木素纤维素材料脱木素、漂白及用增效虫漆酶处理废水的方法
BR9206013A BR9206013A (pt) 1991-05-17 1992-05-18 Processo para deslignificação de material contendo lignocelulose, alvejamento e tratamento de águas residuais por meio de lacases com eficiência melhorada.
EP19920910456 EP0584176A1 (de) 1991-05-17 1992-05-18 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material. bleiche und behandlung von abwässern mittels laccasen mit erweiterter wirksamkeit
PCT/EP1992/001086 WO1992020857A1 (de) 1991-05-17 1992-05-18 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material. bleiche und behandlung von abwässern mittels laccasen mit erweiterter wirksamkeit
JP4510402A JPH06508663A (ja) 1991-05-17 1992-05-18 効率の高まったラッカーゼを用いた、リグノセルロースを含む材料の脱リグニン、漂白及び白水処理のための方法
AU17933/92A AU663501B2 (en) 1991-05-17 1992-05-18 Process, using enhanced-action laccase enzymes, for the delignification or bleaching of lignocellulose-containing material or for the treatment of waste water
CA 2103260 CA2103260A1 (en) 1991-05-17 1992-05-18 A process for the delignification of material containing lignocellulose, bleaching and treatment of white water by means of laccases with extended efficiency
FI935067A FI935067A (fi) 1991-05-17 1993-11-16 Foerfarande foer delignifiering eller blekning av lignosellulosahaltigt material och foer behandling av avfallsvatten med lackasenzymer, som har foerbaettrad effekt
NO934148A NO934148L (no) 1991-05-17 1993-11-16 Fremgangsmaate for delignifisering av lignocelluloseholdige materiale, bleking og behandling av spillvann ved hjelp av laccaser med forbed ret virk-somhet

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4116133 1991-05-17
DE19914137761 DE4137761A1 (de) 1991-05-17 1991-11-16 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4137761A1 true DE4137761A1 (de) 1992-11-19

Family

ID=25903703

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914137761 Withdrawn DE4137761A1 (de) 1991-05-17 1991-11-16 Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit

Country Status (10)

Country Link
EP (1) EP0584176A1 (de)
JP (1) JPH06508663A (de)
CN (1) CN1068161A (de)
AU (1) AU663501B2 (de)
BR (1) BR9206013A (de)
CA (1) CA2103260A1 (de)
DE (1) DE4137761A1 (de)
FI (1) FI935067A (de)
NO (1) NO934148L (de)
WO (1) WO1992020857A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002049969A2 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur beschleunigung biokatalytischer und/oder hormoneller prozesse und dessen verwendung
DE19820947B4 (de) * 1997-05-12 2005-12-01 Call, Krimhild Enzymatisches Bleichsystem mit neuen enzymwirkungsverstärkenden Verbindungen zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder Verändern oder Abbau von Kohle sowie Verfahren unter Verwendung des Bleichsystems
US7183090B2 (en) 2000-05-23 2007-02-27 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Laccase enzyme and the gene encoding the enzyme

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DK64092D0 (de) 1992-05-18 1992-05-18 Novo Nordisk As
CA2115881C (en) * 1993-02-25 2000-05-23 Michael G. Paice Non-chlorine bleaching of kraft pulp
CA2165426C (en) * 1993-06-16 2007-11-27 Hans-Peter Call Multi-component bleaching system
DK77393D0 (da) * 1993-06-29 1993-06-29 Novo Nordisk As Aktivering af enzymer
DK131193D0 (de) * 1993-11-23 1993-11-23 Novo Nordisk As
SE505980C2 (sv) * 1993-12-23 1997-10-27 Bim Kemi Ab Sätt att förhindra peroxidnedbrytande enzymer vid blekning med väteperoxid
US5770418A (en) * 1994-06-24 1998-06-23 Novo Nordisk A/S Purified polyporus laccases and nucleic acids encoding same
MX9606726A (es) * 1994-06-24 1997-03-29 Novo Nordisk Bitoech Inc Lacasas purificadas de polyporus y acidos nucleicos que las codifican.
CN1053242C (zh) * 1995-12-11 2000-06-07 山东大学 利用木聚糖酶改善草浆性能的工艺
JP3970930B2 (ja) * 1996-02-08 2007-09-05 ノボザイムス アクティーゼルスカブ リグノセルロース系材料の製造方法、および該方法により得られる生成物
US5888787A (en) * 1996-07-02 1999-03-30 North Carolina State University Selective enzymatic oxidation of aromatic methyl groups to aldehydes by oxygen in the presence of a laccase-mediator catalyst
DE19631131A1 (de) * 1996-08-01 1998-02-05 Consortium Elektrochem Ind Mehrkomponentensystem zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder ähnlichen Stoffen sowie Verfahren zu seiner Anwendung
FI970158A (fi) * 1997-01-14 1998-07-15 Neste Oy Uusi kuitulevyliima
FI104835B (fi) * 1997-01-14 2000-04-14 Neste Chemicals Oy Ligniinipohjaiset sideaineet lastulevyvalmistusta varten
FI970157A (fi) * 1997-01-14 1998-07-15 Neste Oy Kuitulevyjen liimat ja menetelmä niiden valmistamiseksi
FI104834B (fi) * 1997-01-14 2000-04-14 Neste Chemicals Oy Ligniinipohjaiset sideaineet ja niiden valmistusprosessi
EP0881326B1 (de) * 1997-05-30 2001-10-17 Papierfabrik Schoeller & Hoesch Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung von gebleichten Spezialzellstoffen
DE19726241A1 (de) * 1997-06-20 1998-12-24 Call Krimhild Erweitertes enzymatisches Multikomponentensystem zur Behandlung von Abwässern, zur Herstellung von Holzverbundstoffen, zum Deinken von Altpapier, Colour stripping von Altpapier, zum Einsatz als Oxidationssystem bei der organischen Synthese und zum Einsatz bei der Kohleverflüssigung
CN1100176C (zh) * 2000-02-03 2003-01-29 华南理工大学 一种阔叶木硫酸盐浆的全无氯漂白方法
FI122278B (fi) * 2009-09-11 2011-11-15 Upm Kymmene Corp Menetelmä inkjetmustepitoisten suspensioiden siistaamiseksi
RU2488445C1 (ru) * 2012-04-26 2013-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Целлокорм" Синтез многофункционального катализатора окислительного крекинга органического сырья и способ жидкофазного низкотемпературного окислительного крекинга органического сырья (варианты)
CA2886843C (en) * 2012-10-10 2018-06-12 Buckman Laboratories International, Inc. Fixation of mineral oil in paper food packaging with laccase to prevent mineral oil migration into food
CN103031297B (zh) * 2012-12-21 2014-03-12 青岛蔚蓝生物集团有限公司 一种漂白浆磨浆用复合酶及其应用工艺
CN105019289B (zh) * 2015-07-11 2016-06-08 湖北欧华达纤维科技股份有限公司 利用金孢展齿革菌降解木质素的纸浆生产方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3713103A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Aloys Prof Dr Huettermann Verfahren zur entfernung von phenolen bzw. chloraromaten aus abwaessern der zellstoffindustrie
DE4008893A1 (de) * 1990-03-20 1991-09-26 Call Hans Peter Verfahren zum enzymatischen bleichen von zellstoffen

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3636208A1 (de) * 1986-10-24 1988-05-05 Call Hans Peter Verfahren zur delignifizierung und bleichung von lignicellulosehaltigem bzw. ligninhaltigem material bzw. lignin durch enzymatische behandlung
FI895501A (fi) * 1989-11-17 1991-05-18 Enso Gutzeit Oy Foerfarande foer tillverkning av massa.

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3713103A1 (de) * 1987-04-16 1988-11-03 Aloys Prof Dr Huettermann Verfahren zur entfernung von phenolen bzw. chloraromaten aus abwaessern der zellstoffindustrie
DE4008893A1 (de) * 1990-03-20 1991-09-26 Call Hans Peter Verfahren zum enzymatischen bleichen von zellstoffen

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BOURBONNAIS, Robert - PAICE, Michael G.: Oxidation of non-phenolic substrates in NL-Z: Federation of European Biochemical Societies, FEBS 08563, Juli 1990, Bd. 267, Nr. 1, S. 99-102 *
CALL, Hans-Peter et al.: Einsatz von ligno- lytischen Enzymen bei der Zellstoff- und Papierherstellung (Biopulping, Biobleaching), in DE-Z: Das Papier, 1990, Heft 10A, S. V33-V41 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19820947B4 (de) * 1997-05-12 2005-12-01 Call, Krimhild Enzymatisches Bleichsystem mit neuen enzymwirkungsverstärkenden Verbindungen zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder Verändern oder Abbau von Kohle sowie Verfahren unter Verwendung des Bleichsystems
US7183090B2 (en) 2000-05-23 2007-02-27 Valtion Teknillinen Tutkimuskeskus Laccase enzyme and the gene encoding the enzyme
WO2002049969A2 (de) * 2000-12-21 2002-06-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur beschleunigung biokatalytischer und/oder hormoneller prozesse und dessen verwendung
WO2002049969A3 (de) * 2000-12-21 2003-01-30 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur beschleunigung biokatalytischer und/oder hormoneller prozesse und dessen verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
AU1793392A (en) 1992-12-30
CA2103260A1 (en) 1992-11-18
WO1992020857A1 (de) 1992-11-26
FI935067A0 (fi) 1993-11-16
BR9206013A (pt) 1994-11-15
NO934148D0 (no) 1993-11-16
FI935067A (fi) 1993-12-03
EP0584176A1 (de) 1994-03-02
JPH06508663A (ja) 1994-09-29
AU663501B2 (en) 1995-10-12
CN1068161A (zh) 1993-01-20
NO934148L (no) 1994-01-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4137761A1 (de) Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit
EP0739433B1 (de) Verfahren zur veränderung, abbau oder bleichen von lignin, ligninhaltigen materialien oder kohle
EP0943032B1 (de) Mehrkomponentensystem zum verändern, abbau oder bleichen von lignin oder ligninhaltigen materialien sowie verfahren zu seiner anwendung
EP0825294B2 (de) Mehrkomponentensystem zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, oder ligninhaltigen Materialien sowie Verfahren zu seiner Anwendung
DE3636208A1 (de) Verfahren zur delignifizierung und bleichung von lignicellulosehaltigem bzw. ligninhaltigem material bzw. lignin durch enzymatische behandlung
EP0905306A1 (de) Mehrkomponentensystem zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien sowie Verfahren zu seiner Anwendung
WO1997036041A1 (de) Mehrkomponentensystem zum verändern, abbau oder bleichen von lignin, ligninhaltigen materialien oder ähnlichen stoffen sowie verfahren zu seiner anwendung
DE4129739A1 (de) Chlorfreies bleichen von papierpulpe
DE19612194A1 (de) Mehrkomponentensystem zum Verändern, Abbau oder Bleichen von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder ähnlichen Stoffen sowie Verfahren zu seiner Anwendung
DE4008893C2 (de)
DE19723629B4 (de) Verfahren zum Behandeln von Lignin, ligninhaltigen Materialien oder ähnlichen Stoffen
DE4008894C2 (de)
US20060177921A1 (en) Method for removing unsaturated uronic acid in chemical pulp for papermaking
EP0512978A1 (de) Verfahren zum Bleichen von xylan- und lignocellulosehältigen Materialien
WO1998005818A1 (de) Mehrkomponentensystem zum verändern, abbau oder bleichen von lignin, ligninhaltigen materialien oder ähnlichen stoffen sowie verfahren zu seiner anwendung
WO1998055489A1 (de) Mehrkomponentensystem zum verändern, abbau oder bleichen von lignin, ligninhaltigen materialien oder ähnlichen stoffen sowie verfahren zu seiner anwendung
DE10215277A1 (de) Oxidationssysteme mit Hydrolase katalysierter Bildung von Hydroxamsäuren
Tachibana et al. Studies on Biological Treatment of Mechanical Pulps (I) Screening of Wood-Rot Fungi depressing Color Reversion of Mechanical Pulps
DE19537134A1 (de) Verfahren zur Gewinnung von Zellstoff

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: LIGNOZYM GESELLSCHAFT ZUR HERSTELLUNG UND ZUM VERT

8181 Inventor (new situation)

Free format text: CALL, HANS-PETER DR., 52531 UEBACH-PALENBERG, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee