NO180388B - Fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose - Google Patents
Fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose Download PDFInfo
- Publication number
- NO180388B NO180388B NO923601A NO923601A NO180388B NO 180388 B NO180388 B NO 180388B NO 923601 A NO923601 A NO 923601A NO 923601 A NO923601 A NO 923601A NO 180388 B NO180388 B NO 180388B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- bleaching
- added
- sulphate
- cellulose
- reaction
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 title claims abstract description 22
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title claims abstract description 6
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 15
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 8
- 230000002479 lignolytic effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- OEGPRYNGFWGMMV-UHFFFAOYSA-N (3,4-dimethoxyphenyl)methanol Chemical compound COC1=CC=C(CO)C=C1OC OEGPRYNGFWGMMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 6
- 239000004128 Copper(II) sulphate Substances 0.000 claims description 5
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 4
- OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N dioxidochlorine(.) Chemical compound O=Cl=O OSVXSBDYLRYLIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 4
- -1 heme compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 4
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 4
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 claims description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 3
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000003599 detergent Substances 0.000 claims description 3
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 claims description 3
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 3
- GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 9H-xanthene Chemical compound C1=CC=C2CC3=CC=CC=C3OC2=C1 GJCOSYZMQJWQCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000004155 Chlorine dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229920001503 Glucan Polymers 0.000 claims description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 claims description 2
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 claims description 2
- 108010029541 Laccase Proteins 0.000 claims description 2
- WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N Manganese(2+) Chemical compound [Mn+2] WAEMQWOKJMHJLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 108700020962 Peroxidase Proteins 0.000 claims description 2
- 102000003992 Peroxidases Human genes 0.000 claims description 2
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 claims description 2
- 235000019398 chlorine dioxide Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 2
- 108010093305 exopolygalacturonase Proteins 0.000 claims description 2
- 108010002430 hemicellulase Proteins 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 2
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000002889 oleic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 claims description 2
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 3
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 claims 2
- JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L sodium dithionite Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S(=O)S([O-])=O JVBXVOWTABLYPX-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims 1
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 abstract 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 abstract 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 8
- 241000222393 Phanerochaete chrysosporium Species 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 4
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M Sodium bisulfite Chemical compound [Na+].OS([O-])=O DWAQJAXMDSEUJJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000004671 cell-free system Anatomy 0.000 description 2
- 235000010267 sodium hydrogen sulphite Nutrition 0.000 description 2
- 239000004289 sodium hydrogen sulphite Substances 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241000294754 Macroptilium atropurpureum Species 0.000 description 1
- 108060008724 Tyrosinase Proteins 0.000 description 1
- 102000003425 Tyrosinase Human genes 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JXNCBISRWFPKJU-UHFFFAOYSA-N acetic acid;manganese Chemical compound [Mn].CC(O)=O JXNCBISRWFPKJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 229910000366 copper(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L dithionite(2-) Chemical compound [O-]S(=O)S([O-])=O GRWZHXKQBITJKP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 230000002538 fungal effect Effects 0.000 description 1
- 150000003278 haem Chemical class 0.000 description 1
- MMIPFLVOWGHZQD-UHFFFAOYSA-N manganese(3+) Chemical compound [Mn+3] MMIPFLVOWGHZQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004302 potassium sorbate Substances 0.000 description 1
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- WJUFSDZVCOTFON-UHFFFAOYSA-N veratraldehyde Chemical compound COC1=CC=C(C=O)C=C1OC WJUFSDZVCOTFON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1084—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
- D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/1084—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds
- D21C9/1089—Bleaching ; Apparatus therefor with reducing compounds with dithionites
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/147—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications
- D21C9/153—Bleaching ; Apparatus therefor with oxygen or its allotropic modifications with ozone
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C9/00—After-treatment of cellulose pulp, e.g. of wood pulp, or cotton linters ; Treatment of dilute or dewatered pulp or process improvement taking place after obtaining the raw cellulosic material and not provided for elsewhere
- D21C9/10—Bleaching ; Apparatus therefor
- D21C9/16—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds
- D21C9/163—Bleaching ; Apparatus therefor with per compounds with peroxides
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Paper (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Cosmetics (AREA)
Abstract
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose der (a) under samtidig tildosering av oksidasjons- og reduksjonsmidler under tilsetning av salter og konpleksdannere til en vandig celluloseholdig opples-ning blir det innstilt et redokspotensiale i området mellom 200 og 500 mV, b) en blekereaksjon blir startet ved tilsetning av lignolyttiske enzymer og c) reaksjonen blir opprettholdt i 15 minutter til 12 timer under kontinuerlig omrøring.
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for en enzymatisk bleking av cellulose.
De til nå kjente biologiske fremgangsmåtene for cellulose-fremstilling arbeider med mikroorganisme, særlig sopp. Det er således kjent fra DE-PS 31 10 117 en fremgangsmåte for utvinning av cellulose fra tre eller annet plantefibermate-riale, der lignocellulosen blir nedbrutt ved hjelp av hvitråtesopp. Fremgangsmåten som arbeider med mikroorganismer medfører imidlertid betydelige ulemper. Fremgangsmåten innebærer samtidig vekst av mikroorganismer og tap av cellulose for å oppnå en nedbrytning og løsgjøring av lignin fra sine medfølgende polymerer (cellulose). Gjennom den samtidige veksten opptrer meget lange nedbrytningsperloder, og disse kan vare i flere uker.
På grunn av de nevnte vanskelighetene er det i de siste årene blitt undersøkt mikroorganismer med anvendelsesmulighet for isolerte enzymsystemer. Særlig er det blitt forsket på enzymene fra hvitråtesoppen Phanerochaete chrysosporium og flere enkeltheter er oppklart. Således er det kjent fra "Biotechnology in the Pulp and Paper Industry, 3. Inter-national Conference, Stockholm 1986", at ved nedbrytning av lignin ligger likevekten i reaksjonen på polymerisasjons-siden, dvs. cellefrie systemer bryter ikke ned lignin hhv. polymeriserer den.
Fra litteraturen er det siden oppdagelse av de lignolyttiske enzymene i hvitråtesoppen Phanerochaete chrysosporium kjent en rekke enzymatiske fremgangsmåter for bleking av cellulose med levende soppsystemer og også av cellefrie systemer. Likeledes er det blitt foretatt en rekke forsøk å bleke med hemsystemet ("Håmsystemen"). Alle disse systemene krever reaksjonstid på mer enn 12 timer. Det vil si disse systemene har det felles at det er et stort tidsforbruk og høye kostnader. Det sistnevnte inntrer særlig for de rene hemsystemene.
I dag blir en bleking gjennomført rent kjemisk i flere trinn under tilsetning av klor. Klorbleklngen er imidlertid forbundet med store miljøproblemer. Ved blekefremgangsmåter blir kappatallet generelt redusert ved fjerning av de dannede kromofore restlignin-kondensasjonsproduktene som forekommer under kokeprosessen for ligninfjerning, dvs. 1ignininnholdet blir senket slik at cellulosen blir lysere.
Foreliggende oppfinnelse hår således som oppgave å stille til rådighet en fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose, som ikke oppviser de nevnte ulempene ved biologisk og kjemisk bleking.
Oppfinnelsen angår således en fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose, der det
a) under samtidig tildosering av oksidasjons- og reduksjonsmidler og tilsats av salter til en vandig oppløsning
blir innstilt et redokspotensiale i området mellom 200 og
5 00 mV og
b) ved tilsetning av lignolyttiske enzymer blir det startet en blekereaksjon,
kjenntegnet ved at den vandige celluloseholdige oppløsningen blir tilsatt kobber(II)sulfat eller en blanding av kobb-er(II)sulfat med Mn(II)sulfat, Mn(II)acetat, Fe(II)sulfat, Ti(III )klorid, Ce(III)nitrat og/eller Ce(IV)ammoniumnitrat, at det også tilsettes kompleksdannere, og at reaksjonen blir opprettholdt under permanent omrøring i 15 minutter til 2 timer, og det eventuelt også tilsettes polysakkarider, detergenter, tensider, fettsyre, hemforbindelser og/eller blekereagenser.
Gjennom denne fremgangsmåtegjennomføringen forhindrer man en repolymerisering av lignin og gjør en depolymerisering først mulig.
Redokspotensialet ligger fortrinnsvis mellom 250 og 450 mV. Det kan ifølge fremgangsmåten i oppfinnelsen bli målt med en redokselektrode og blir holdt konstant ved hjelp av en regulator og et reguleringsledd under den samlede reak-sjonstiden ved tilsetning av oksidasjons- og reduksjonsmidler, salter og fenoliske forbindelser.
Som oksidasjonsmiddel blir det fortrinnsvis anvendt hydrogen-peroksid, oksygen og ozon. Som reduksjonsmidler er det aktuelt med askorbinsyre, ditionitt og natrium-bisulfitt.
Som salter blir celluloseinnholdige vandige kobber(II)sulfat tilsatt. Videre kan det som salter bli anvendt Mn(II)sulfat, Mn(III)acetat, Fe(II)sulfat, Ti(III )klorid, Ce(IIIJnitrat og Ce(IV)ammoniumnitrat. Likeledes kommer salter med elementene zink, antimon og bly i betraktning.
Eventuelt kan de vandige celluloseholdige oppløsningene bli tilsatt fenoliske forbindelser. Når det gjelder slike er særlig feratrylalkoholer aktuelle.
Videre kan de vandige celluloseholdige oppløsningene bli tilsatt fettsyrer, f.eks. oljesyrer, hemforbindelse f.eks. hemoglobin og blekereagenser f.eks. natriumperborat. Videre kan det bli gjennomført en etterbleking med vanlige blekemid-ler, som natriumhypokloritt, O2, klordioksid, ozon, H2O2 og natriumtionitt.
Dessuten skal det bemerkes til at tilsetning av kompleksdannere for gjennomføring av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er meget viktig. Slike som fortrinnsvis blir anvendt er etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) eller dietyltri-aminpentaeddiksyre (DTPA). Straks det nødvendige redokspotensiale er innstilt, begynner blekeprosessen relativt raskt, og den kan bli avsluttet i løpet av noen få minutter, med nesten ikke noe lavere kappatall, som i avhengighet av celluloseinn-holdet etter noen timer kan bli forminsket til 90$.
I tillegg til de nevnte stoffene kan den vandige celluloseholdige oppløsningen bli tilsatt ytterligere substanser. Følgende kan da komme i betraktning natriumhypokloritt, natriumperborat, detergenter , tensider og polysakkarider, som glukan og xantan.
Som enzymer blir det i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis anvendt 1ignolyttiske enzymer. Her kan blant annet nevnes fenoloksidaser, lakkaser og peroksidaser. Virkningen av fremgangsmåten kan ytterligere bli forhøyet ved anvendelse av pektinase og/eller hemicellulaser. Spesielt egnede 1ignolyttiske enzymer er slike som er utvunnet fra hvitråtesoppen Phanerochaete chrysosporium. Anvendelse av slike enzymer er allerede kjent fra US-PS 4.692.413, 4.690.895 og 4.687.741. Ifølge disse patentdokumentene blir det utvunnet enzymer fra spesielle mutanter av phanerochaete chrysosporium til bleking. Ifølge foreliggende oppfinnelse er dette derimot ikke nødvendig. Under overholdelse av de nevnte betingelsene kan alle dagens kjente 1ignolyttiske enzymer bli anvendt. Hovedforskjellen er å se i funksjon av de tildoserte eller oksiderende stoffene og mediatorene, som fungerer som radikalfangere. Disse stoffene forhindrer nemlig en repolymerisering av lignin og muliggjør først en lignin-utvinning på beskreven måte og mengde innenfor det nevnte korte tidsrommet.
Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ligger pH-verdien vanligvis mellom 2 og 5. Spesielt foretrukket er en pH-verdi på 3. Temperaturen utgjør 20 til 60°C, fortrinnsvis 40°C. Ved overholdelse av betingelsene blir det under tilsats av de nevnte stoffene innstilt et redokspotensial fra 200 til 500 mV. Dette blir bestemt med forholdet av de forskjellige tilsatte stoffene i reaksjonsbeholderen. Gjennom tilsvarende måling og regulering av tilsetning av oksidasjons- og reduksjonsmidler, salter og eventuelle fenoliske forbindelser, kan dette bli opprettholdt i hele den samlede reak-sj onstiden.
Med den beskrevne blekefremgangsmåten har det for første gang lykkes, i løpet av kort tid (15 minutter - 2 timer) ved fysiologiske temperaturer (40°C) uten trykk og med liten tilsetning av kjemiske stoffer, å bleke cellulose på en kostnadsgunstig og fremfor alt miljøvennlig måte. En ytterligere fordel ved fremgangsmåten i oppfinnelsen er muligheten ved kontinuerlig gjennomføring av fremgangsmåten.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen blir nærmere forklart ved hjelp av følgende eksempel: 50 g atrocellulose (sulfatcellulose) blir omrørt i en rørebeholder ved 1% stofftetthet ved ca. 500 rpm og 40°C. pH-verdien blir innstilt ved 1 n HCL til pH 3. Det blir tilsatt 0,1-1, 5Sé E202 med hensyn på atrostoff, 2 x 10~<5># - 2 x 10~ 3% veratrylalkohol (VA) og 0, 1% EDTA eller DTPA, 0,001-0,01^ kobber(II)sulfat med hensyn på atrostoff. Etter tilsetning av 500-5000 IU lignolyttisk enzym (1 IU = omsetning av 1 nmol VA/min. i veratrylaldehyd) blir blekeprosessen satt i gang ved samtidig dosering av H2O2 og natriumbisulfitt-oppløsning. Med dette blir redokspotensialet opprettholdt på ca. 400 mV. Etter at prosessen er innledet, blir den fortsatt i 2 timer. Styring og regulering av prosessen blir gjennomført ved hjelp av en redokselektrode og en pumpestyring.
Claims (17)
1.
Fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose, der det a) under samtidig tildosering av oksidasjons- og reduksjonsmidler og tilsats av salter til en vandig oppløsning blir innstilt et redokspotensiale i området mellom 200 og 500 mV og b) ved tilsetning av lignolyttiske enzymer blir det startet
en blekereaksjon,
karakterisert ved at den vandige celluloseholdige oppløsningen blir tilsatt kobber(II )sulfat eller en blanding av kobber(II )sulfat med Mn(II)sulfat, Mn(11)acetat, Fe(IIJsulfat, Ti(III )klorid, Ce(IIIJnitrat og/eller Ce(IV)-ammoniumnitrat, at det også tilsettes kompleksdannere, og at reaksjonen blir opprettholdt under permanent omrøring i 15 minutter til 2 timer, og det eventuelt også tilsettes polysakkarider, detergenter, tensider, fettsyre, hemforbindelser og/eller blekereagenser.
2.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som kompleksdanner blir anvendt etylendiamintetraeddiksyre (EDTA) eller dietylentriamin-pentaeddiksyre (DTPA).
3.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at polysakkaridene glukan og/eller xantan tilsettes.
4.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som fettsyrer blir anvendt oljesyrer.
5.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som hemforbindelse blir anvendt hemoglobin.
6.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 5, karakterisert ved at det som lignolyttisk enzym blir anvendt 1igninperoksidaser og lakkaser.
7.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det til innstilling av redokspotensiale videre blir tilsatt fenoliske forbindelser til den celluloseholdig vandig oppløsning.
8.
Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at det som fenoliske forbindelser blir anvendt veratrylalkohol.
9.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 8, karakterisert ved at det i tillegg til de lignolyttiske enzymene blir anvendt pektinaser og/eller hemicellulaser.
10.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 9, karakterisert ved at pH-verdien ligger mellom 2 og 5.
11.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, karakterisert ved at pE-verdien utgjør 3.
12.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 11, karakterisert ved at temperaturen ligger mellom 20 og 60°C.
13.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 12, karakterisert ved at temperaturen ligger ved 40°C.
14.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 13, karakterisert ved at natriumhypokloritt blir tilsatt reaksjonsoppløsningen.
15.
Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det som blekereagens blir anvendt natriumperborat.
16.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 15, karakterisert ved at etter avslutning av reaksjonen blir det ekstrahert med NaOH og/eller H2SO4.
17.
Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 16, karakterisert ved at det til etterbleking blir anvendt natriumditionitt, klor, klordioksid, 03, ozon, H2O2 og natriumditionitt.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4008893A DE4008893A1 (de) | 1990-03-20 | 1990-03-20 | Verfahren zum enzymatischen bleichen von zellstoffen |
| PCT/EP1991/000540 WO1991014823A1 (de) | 1990-03-20 | 1991-03-19 | Verfahren zum enzymatischen bleichen von zellstoffen |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO923601L NO923601L (no) | 1992-09-16 |
| NO923601D0 NO923601D0 (no) | 1992-09-16 |
| NO180388B true NO180388B (no) | 1996-12-30 |
| NO180388C NO180388C (no) | 1997-04-09 |
Family
ID=6402620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO923601A NO180388C (no) | 1990-03-20 | 1992-09-16 | Fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0447673B1 (no) |
| JP (1) | JPH05505857A (no) |
| AT (1) | ATE119593T1 (no) |
| AU (1) | AU641494B2 (no) |
| BR (1) | BR9106411A (no) |
| CA (1) | CA2078345A1 (no) |
| DE (2) | DE4008893A1 (no) |
| DK (1) | DK0447673T3 (no) |
| ES (1) | ES2072965T3 (no) |
| FI (1) | FI924169A (no) |
| HU (1) | HUT64119A (no) |
| NO (1) | NO180388C (no) |
| WO (1) | WO1991014823A1 (no) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4137761A1 (de) * | 1991-05-17 | 1992-11-19 | Call Hans Peter | Verfahren zur delignifizierung von lignocellulosehaltigem material, bleiche und behandlung von abwaessern mittels laccasen mit erweiteter wirksamkeit |
| FI914780A0 (fi) * | 1991-10-10 | 1991-10-10 | Valtion Teknillinen | Foerfarande foer entsymatisk behandling av lignocellulosahaltiga material, i synnerhet cellulosamassor. |
| CA2115881C (en) * | 1993-02-25 | 2000-05-23 | Michael G. Paice | Non-chlorine bleaching of kraft pulp |
| ES2122299T3 (es) * | 1993-06-16 | 1998-12-16 | Lignozym Gmbh | Proceso para modificacion, degradacion o blanqueo de lignina, materiales que contienen lignina o carbon. |
| BE1007272A3 (fr) * | 1993-07-15 | 1995-05-09 | Solvay | Procede pour le blanchiment d'une pate a papier. |
| EP0652321B1 (en) * | 1993-11-04 | 1998-01-21 | Morton International, Inc. | Chemical pulp bleaching |
| 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 |
| AU3859597A (en) | 1997-08-14 | 1999-03-08 | Kurt Messner | Chemical method for lignin depolymerization |
| ATE224476T1 (de) * | 1998-04-16 | 2002-10-15 | Pulp Paper Res Inst | Verfahren zur zellstoff- und farbstoffoxidation mittels oxidase |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3110117C2 (de) * | 1981-03-16 | 1983-09-29 | Adolf 5340 St. Gilgen Basler | Herstellung von Cellulose aus Holz oder anderen lignocellulosehaltigen Pflanzen durch mikrobiellen Abbau der Lignocellulose |
| US4690895A (en) * | 1985-07-15 | 1987-09-01 | Repligen Corporation | Use of rLDM™ 1-6 and other ligninolytic enzymes in the bleaching of kraft pulp |
| US4687741A (en) * | 1985-07-15 | 1987-08-18 | Repligen Corporation | Novel enzymes which catalyze the degradation and modification of lignin |
| US4692413A (en) * | 1985-07-15 | 1987-09-08 | Repligen Corporation | Use of rLDM™ 1-6 and other ligninolytic enzymes for the decolorization of E1 effluent |
| 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 |
| ZA894239B (en) * | 1988-06-08 | 1990-03-28 | Int Paper Co | Enzymatic delignification of lignocellulosic material |
-
1990
- 1990-03-20 DE DE4008893A patent/DE4008893A1/de active Granted
- 1990-12-22 ES ES90125380T patent/ES2072965T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-22 DE DE59008655T patent/DE59008655D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-22 AT AT90125380T patent/ATE119593T1/de active
- 1990-12-22 EP EP90125380A patent/EP0447673B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-22 DK DK90125380.7T patent/DK0447673T3/da active
-
1991
- 1991-03-19 WO PCT/EP1991/000540 patent/WO1991014823A1/de active Application Filing
- 1991-03-19 HU HU922982A patent/HUT64119A/hu unknown
- 1991-03-19 CA CA002078345A patent/CA2078345A1/en not_active Abandoned
- 1991-03-19 AU AU75432/91A patent/AU641494B2/en not_active Ceased
- 1991-03-19 BR BR919106411A patent/BR9106411A/pt not_active Application Discontinuation
- 1991-03-19 JP JP91506306A patent/JPH05505857A/ja active Pending
-
1992
- 1992-09-16 NO NO923601A patent/NO180388C/no unknown
- 1992-09-17 FI FI924169A patent/FI924169A/fi not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0447673T3 (da) | 1995-07-24 |
| CA2078345A1 (en) | 1991-09-21 |
| HU9202982D0 (en) | 1993-01-28 |
| BR9106411A (pt) | 1993-05-04 |
| DE4008893C2 (no) | 1992-09-03 |
| DE4008893A1 (de) | 1991-09-26 |
| AU641494B2 (en) | 1993-09-23 |
| NO923601L (no) | 1992-09-16 |
| HUT64119A (en) | 1993-11-29 |
| ES2072965T3 (es) | 1995-08-01 |
| NO923601D0 (no) | 1992-09-16 |
| AU7543291A (en) | 1991-10-21 |
| ATE119593T1 (de) | 1995-03-15 |
| FI924169A0 (fi) | 1992-09-17 |
| JPH05505857A (ja) | 1993-08-26 |
| FI924169A (fi) | 1992-09-17 |
| EP0447673B1 (de) | 1995-03-08 |
| EP0447673A1 (de) | 1991-09-25 |
| DE59008655D1 (de) | 1995-04-13 |
| NO180388C (no) | 1997-04-09 |
| WO1991014823A1 (de) | 1991-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6103059A (en) | Process for delignification of a lignin containing pulp | |
| US4661205A (en) | Method of bleaching lignocellulosic material with peroxide catalyzed with a salt of a metal | |
| CA1098260A (en) | Process for the acid bleaching of cellulose pulp with peroxides | |
| JPH0670315B2 (ja) | 強化酸化抽出法 | |
| NO323000B1 (no) | Flerkomponentsystem for modifikasjon, nedbrytning eller bleking av lignin eller ligninholdige materialer, fremgangsmate for behandling av lignin, og anvendelse av systemet | |
| JP2504400B2 (ja) | 過酸化水素による機械パルプの漂白法 | |
| CA2103260A1 (en) | A process for the delignification of material containing lignocellulose, bleaching and treatment of white water by means of laccases with extended efficiency | |
| JPH02500990A (ja) | リグニン含有原料からセルロースを製造する方法 | |
| NO180388B (no) | Fremgangsmåte for enzymatisk bleking av cellulose | |
| US5618386A (en) | Enzymatic bleaching of chemical lignocellulose pulp | |
| EP0464110B1 (en) | Bleaching process for the production of high bright pulps | |
| CA1262805A (fr) | Procede de blanchiment de pates papetieres par le peroxyde d'hydrogene | |
| WO2002052100A2 (en) | Alkaline extraction stages comprising xylanase | |
| SE445366B (sv) | Forfarande i flera steg for blekning av cellulosa med alkaliska peroxid- och sura kloritlosningar | |
| CA1080406A (en) | Bleach hydrolysis of pulp with substantially reduced use of chlorine | |
| NO180725B (no) | Fremgangsmåte for bearbeiding av returpapir med enzymatisk fjerning av trykkfarge | |
| WO1992007998A1 (en) | Method for bleaching pulp | |
| JPH08337989A (ja) | 非塩素漂白パルプの製造方法及び漂白排水処理方法 | |
| EP0279845A1 (en) | Pulp bleaching process | |
| JPH09273092A (ja) | オイルパーム葉柄のパルプ化における前処理方法 | |
| CA2349429A1 (en) | Improved method for bleaching pulp with oxidative enzymes | |
| FR2505377A1 (fr) | Procede pour le blanchiement de cellulose fabriquee chimiquement | |
| Revenga et al. | Solubility of anthraquinone in alkaline solutions of sodium sulfide | |
| Rue | The Chemistry of Bleaching Chemical Wood Pulps | |
| JPH10251986A (ja) | 漂白パルプの製造方法 |