PT94985A - Processo para o branqueamento enzimatico de polpa - Google Patents

Description

Csnao do invento 0 presente invento dis respeito a um processo para o branqueamento tís polpa de madeira. Mais sspec1ficamente, ele diz respeito a um processo para tratamento da polpa com uma nova er.sima hidralisanie da hemicelulase.

Fundamentado do Invento 0 principal objsctivo no branqueamento da polpa â aumentar o nível de claridade. 0 processe· de branqueamento envolve o uso da compostos oxidantss combinados com -sKtracçSo alcalina. Para uma recapitulaçlo geral da tecnologia de branqueamento de polpa, ver Fengel , D. , Wegsnsr, S. Woods "Chsmistry, UItrastructure. Reactions". (1984) Berlim, DeBruytsru ϋ emprego de enzimas hidrolisaniss da hemicelulose como um auxiliar para o branqueamento de polpa !3kraft" de madeira ,.;acia à já conhecido, a saber s Viikarip L.P Rarms, M=s Ksnislinen, A=5 Sundqvist, J. and Linko. li. , ”Procsedings

Bicisehno1ogy in Pulp and Paper Industry"P Estacolmcu C198è). Os miero-orosnismos utilizados como fonte de tais enzimas incluem ê,M.:ãI3ÀllMã. âMâSarls Streptomycss olivochromogenes e Bacillus IMÊtiiis, 0 emprego de enzima hidrolisante da hemicelulose clonada para branqueamento de polpa "kraft" tís madeira dura também já tinha sido sugerido am Paica, Μ., S»,, Berniar, R. , Jr. s Jurasek? L«, Biotechn. Bioeng« 31 (1988) e Jurasek, L» , Paice,

M~ , S» 5 Biomass ias ΪΘ3-1©8 (1988) 103 a IÔ8, A ensinsa produzida par Sschsrichla :::□!i foi clonada a partir do micro-arçani smo SiciLlus......subtilis-

Embora o emprego de enzimas hiárolisantes da hemicelu-loss tenha sido demonstrado em processos á escala laboratorial, a eficácia e a velocidade ds tais tratamentos devem ser aperfeiçoa-das antes de serem efectivamente postas em utilizaçlo na industria do papei e polpa» Na prática? o emprego destas enzimas numa escala industrial nSo tem sido fiável * As doses de enzimas necessárias para produzir um efeito adequado sSo muito elevadass a duraçSo do tratamento ê longa, senda por isso necessária uma larga capacidade de armazenamento, as perdas de eficácia da polpa sSc grandes, e observam-se frequentes diminuições na viscosidade» A melhoria do processo ds branqueamento provocada pela adiçáo ds enzimas, conforme raediçSo de uma maior claridade ou menor consumo ds químicos para o branqueamento, é muitas vezes insuficisntts para justificar c custo que representa a adição ds enzimas»

Sumário do Invento é: portanto, objectivo deste invento obter um processo ds branqueamenta anzimática que possa ssr utilizado á escala industrial s que diminua as desvantagens dos processos anterior-mente conhecidos»

Este objectivo pode ser atingido por meio deste invento, que á caracterizado por ss adicionar, no processo ds branqueamento da polpa, uma enzima, ou preparação enzimática, kíIs-nase de pequeno peso molecular produzida por uma estirpe (ATCC 53812) Chain la sp = , que é subsianc ia 1 men is isenta de acti.vi.dads para celulase*

Descrição do Invento

Este invento baseia-se na descoberta de que uma preparação Kilanase de haiKO peso molecular, quando utilizada em conjunção ce® o tradicional processo de branqueamento da polpa, pode resultar numa maior claridade, ausentando assim a eficácia do processo de branqueamento e reduzindo os niveis necessários de químicas para α branqueamento. G pequena tamanho da enzima permite um notável efeito, mesmo com pequenas doses s curtes períodos de tratamento. Dado a preparação Kilanase, cuja utilização ê aqui revelada, não conter uma apreciável quantidade de celulase, a viscosidade da polpa não diminui s as pardas tís eficácia são pequenas.

Embora se não pretenda como sendo uma limitação ao invento aqui revelado, crfHse que o processo aperfeiçoado para branqueamento obtido quando se utiliza a Kilanase de baico peso molecular resulta do facto de o pequeno peso molecular da enzima permitir que ela penetre nas fibras da madeira de forma a poder ssscutsr uma selectiva degradação do Kilano. A Kilanase converta o κ .1.1 ano em Kilo-olicossacarideos. Ela não tem qualquer arção snzimãiica apreciável contra a celulose.

Produção as Xilenass A produção ds ídlanass por Chainia sp« foi revelada, por exemplo, na publicação "Biotechnology Leitsrs" Vol» 6 C1984) nS 115 págs, 715-718, Srinivasan st al * A produção de xilanasa por MCI. 82-5-1. Chainia sp* pode ser efectuada como segues

Espérios ds estirpe NCL 92--5-1 Chainia sp, (depositados na "American Type Culture Collection" , 123©i Parklawn Drive, Rockvills, Maryland, 20852, E«U»A« com o ATCC Md, 5381.2) preservados sis tubos ds? cultura bacfcereológica do plano inclinado PDA a 4°C são transferidos para um meio esteri1izadoo contando uma fonte da xilano Cp.ex» 5% da farelo ds trigo, 1% de extracto ds fermento? pH 7,0> , A cultura é efectuada em halSes de Erlenmeysr durante carca de 3 a 5 dias a 30 “C com agitação vigorosa. (50-10© ml de meia num bailo de 250 ml a 200 rpm)»

Logo que se tenha completado a fermentação, as células de Chain ia slo separadas do maio aquoso ds fermentação por csntrifugação, filtração ou outro processo para se obter um filtrado limpido, 0 rendimento de xilanase no meio de farelo de trigo ê de cerca da 10 UVml, e num meio constituído por xilano puro, pelo menos cerca ds 25 U/rnl, uma unidade encima <U> é definida como a quantidade que liberta uma micromol de açúcar redutor calculado como xilose por minuto, em condições de ensaio,

Em alternativa, e tal como é conhecido na técnica da e&pecia1idade, a preparação enzimática xilanase utilizada no presente invento pode ser isolada de outros micro-organismos que transportam as sequlncias de genes, codificando a xilanase de pequeno peso molecular ou suas porçSes activas. Tais sequtncias d© genes podem ser as derivadas da espécie Chainia de que a enzima foi primeiramente isolada © identificada ou podem ser orladas sinteticamente a clonada num sistema de expressão apropriado» A xilanass produzida por ATCC 53812 Chainia sp« á o tema reivindicado no pedido dos E»U» igualmente pendente Série 224,,590,. que foi depositado em 27 de Julho de 1988{correspondendo ao pedido-PCT Série No» POT/US88/03334 depositado em 26 de Setembro de 1988) s que é aqui incorporado como referencia. Esta enzima tem actividade enzimática especifica para xilano sem actividâde snzimática apreciável para celulose» ± uma glicopro-teina com uma sufo-unidade activa de baixo peso molecular de cerca dv 25 dal tons» A espinha dorsal de aminoácido da protsina gl icosilada foi experimentalmente sequ®'nciada da seguinte formas -Asn-01n-Thr-Bly—Tyr-ftsp-Sly—Rst-Tyr-Ser-Phs -T rp-Thr—ftsp—S1y-S1y-G1y-Ser-Va1-Ser—Met—Thr-Leu sm que Asn5 Asp5 SIn5 BIy,: Leus Met* Phes Serp Thr? Trp? Tyr e Vai 5 s®0:= respectivamenteg asparagina, ácido aspárticos glutarei-na5 glicinas leucinaP mstionina5 fenilalanina? serinas trsonina5 fcriptofSnia, tirosina e valina» A xilanas© utilizada no presente invento tem importantes propriedades que a tornam útil no processamento d© fibras de madeira.

Utilização ds Xilanasa oo Processo ds Br ancmeaiiianta 0 branqueamento de polpa é efsctuado em processos mu.l ti-fásicos5 e® que os passos oxidastes são combinados pelo monos com um passo de extracção alcalina» Tipicamente? o bran-queamsnto da palpa é efsctuado no seu primeiro passo? utilizando- .....se diéKido cie cloro/cloro a® combinação CD/C) » Os restantes passos oxidantes são sfsctuados utilizando-se apenas diàxido de cloro» De acordo com o invento? a preparação kílanas© pode ser adicionada à palpa antes ou durante α tratamento com diéxido de cloro ÍO) ou os passos de tratamento tíiéxido de cloro/cloro ÍD/C)5 embora na forma mais preferida ala seja adicionada antes do primeiro passo D/C, Para além disso? o tratamento de branqueamento a oxigénio pode ser utilizado em conjunção com a enzima» Nos exemplos seguintes sSo mostradas algumas sequências típicas ds adição enzimática* A dose ds enzima utilizada é calculada com base na quantidade de sólidos secos <s*s«) na polpa» Verificou—se serem eficazes níveis de cerca de Θ»! a cerca de 10© Unidades por grama de sólidos secos da palpa» Na forma mais preferida? a enzima é adicionada a um nível de cerca de l a cerca de 25 U/g de sólidos secos da palpa» Mo entanto? dado a xilanas© não conter uma apreciável quantidade de celulase, a sobredosagem não é um problema fia significativo como no caso das enzimas contendo celulass? onde tal actividade pode reduzir s viscosidade s consequente rend imento» 0 tratamento á base de enzima é efectuado a um gH dentro da gama ds cerca ds 2 a cerca ds 1©9 muito preferivelmente dentro da gama da cerca de 4 a cerca de 8» A enzima é activa a temperaturas entre cerca de 1© a cerca de 9©°Cp mais

p re f erivs 1 mente a rsacção é efectuada a temperaturas as cerca de 25°C a cerca de 7Θ°0» A duraçlo do tratamento è base da encima variará da acarda com a dosagem @ natureza da substrato p em qualquer caso, resultará um eficaz branqueamento;, se o tratamento durar atá 24 horas§ na forma mais preferidas α tratamento durará entre 0;;5 e 8 heras aproximadamente» verificou-se que o processo aqui descrito é eficaz am praiicamsnts todas as polpas em que foi testado,, Tais polpas incluem palpa “kraft" de madeira dura5 polpa Kkraftis de madeira macia e polpa sul fitada» 0 processo pode também ser utilizado noutros materiais contendo xilano5 p»ex» ? relva* junco e bambu, desde que nSo tenham uma actividade apreciável contra celulose, 0 inventa s as vantagens por ais trazidas são revelados em detalhe nos exemplos seguintes. uxempios

Utilizam-se as seguintes condições de branqueamento* salvo indicação em contrários

uonsistgncis .<%) D/C 3,5 5 Lí b Ei 1® 6® 9® Dí 1® 7® 18® CTS ..... ,é- 10 6® 9® D2 Í0 75 24® D/CaCIO^/Cl,

Ei-Primsira SMiracçao alcalina Dl“F’rime±ro passo ds diéKido d© cloro E2~Segunda ©Mtracçlc alcalina D2™3squndc- passo as diéKido de cloro

Erscclo „i

Branqueamentc a cloro de polpa de pinheiro

Fes-s® o branqueamenta final ds polpa tis sulfato ds pinheiro? o número ds kappa original foi ds 3®. A sequência tis branqueamento foi D/C-E-D-E~D« A proporção ds diéKido ds claro foi tis 9®% tio cloro activo no passo D/C, A polpa tis controlo foi branqueada da forma convencionai ? mas9 para tornar as condições tis tratamento tio comparáveis quanto possível com os tratamentos á fcsss de enzima5 o tratamento de controlo foi efectuatío da mesma maneira como o da enzima, mantendo a temperatura a 5©°C s pH è durante duas horas, mas sem sdiçSo de enzimas» A seguir a palpa foi lavada e efectuou~se o branqueamento convencional utilizando-"SS5 no passo D/C, urna dose de cloro activo de 6% dos s.s« da : · · I pa -

As encimas utilizadas foram a enzima de acordo com o invento Ctíe ATCC 53812 Chainia sp« , enzima fi), a «ilanase produzida oor Streotomvces olivocnrcmoasnes VVT-E-82157 de acordo com Miikari st al» < 1986) (enzima 8), e a. Kilanass produzida por • 11 us atMamori VTT--0-79125 de acorda com Viikeri ot al_ ' “ - · : ‘ Cenzima C)»

Os tratamentos à base de enzima da polpa foram efectua--los antes da branqueamento, utilizanda-se as seguintes condigSsss 50 °C Ξ horas & 10% 5 U/g dos =.»5» da polpa ..... temperatura - duraçSa

- pM - consistfncia - dosagem da enzima calculada

r~.omo Zr.... .i a π-OS-O

Hp6s o tratamento à base de enzima, a polpa foi lavada s efsctuou-ss o branqueamento convencional branqueamento utilizando-se, no passo ’£>/C, uma dose de cloro activo de 6% dos s = s = da polpa»

Nos últimos quatro passos, as dosagens quimicas foram as seguintes;: Ei, 2,7% de NaOH de s.s. da polpas Dl, 3,0% dos 5 = 5 = oal pa da palpas 1=.2? í*®% dos s*s» da palpas D2* 1,511

Os resultados são indicados no uuadro is dos s»s»

ttLÃ&.ldS U

Resultados da sxperiineia de branqueamento/polpa de pinheiro

Controlo Enzima A Enzima a Enzima C

Numero de kappa apôs tratamento à base de enzima 3# 3Θ 30 30 Nível de claridade* % ISO 84*0 38,0 Sá * 5 85b Viscosidade* kg/dm3 84© 880 8Φ0 780 Rendimento do tratamento á basa de enzima '?· Branqueamento 93*0 92*8

Estes resultados mostram claramente que a enzima de acordo com este invento á superior âs enzimas utilizadas por Viikari et al =, (198ò) para aumento da branqueamento da polpa.» Com a nassa enzima.; o aumento do nível de claridade foi maior, a viscosidade aumentou em vez de diminuir s o rendimento da polpa através do tratamento à basa da enzima a branqueamento foi superior ao observado com sstas enzimas conhecidas» tolPlS......2

Branqueamento á base de cloro ds polpa d5? bétula

Fez-se o branqueamento final cia polpa de sulfato ds bétula? o número original de kappa foi 13= A sequência ds branqueamento foi D/C-E-D-E-D» A proporção ds dióxido de cloro foi ds 9Φλ a a quantidade ds cloro 1®% calculada como cloro activo no passo D/C» A polpa de controlo foi branqueada da forma convencional , mas 5 para tornar as condições de tratamento tão comparáveis quanto possível3 ela foi mantida sem enzima a uma temperatura de 3-3-54 °C e a um pH 6 durante 4 horas» A seguir a polpa foi lavada a o branqueamento de controlo foi efeciuado utilizando-se* no passo D/C;; dosagens ds cloro activo de x kappa* ®»2 x kappag e u=23 x kappa % dos s.s» da polpa» Depois do tratamento á base de enzima* a polpa foi lavada e branqueada uti1izando-se uma dosagem de cloro activo de @g14 x kappa % dos s»s» da polpa no passo D/C« 0 tratamento à base ds enzima l,uti 1 izando-se trts níveis de enzima) da polpa foi efeciuado antes do branqueamento* utilizando-se as seguintes condiçõess

- temperatura 5i---54°C - duração 4 horas

- pH consistência dosagem da enzima calculada como xilanase 6 i®'í. 1? 5? 25 U/g dos s=s= da pol pa

Nos quatro últimos passos* uti1izaram-se as seguintes dosagens químicas? Ei * ®g®8 x kappa % dos s»s» da polpa? 01= 2g5%

•dos s.s» da palpap 1::.2, CL8% dos s.s» da polpas D2? 1 *ΦΖ dos s»s« da polpa*

Os resultados das experitlncias são indicados no uuadro

Quadro 2

Resultados da tratamento ds Kranqueasisnto/Po 1 pa de Bétula

iratamsnfco encima 2o U/g Dosagem passo D/C θ,14κ 0,2x 0::23κ 0, I4k 0 .. 1 s/ Φ, 14x K.appa após trat.ep.z» 16,7 O ~ / 16,7 i A Ί .. 1 1 u? .. 1 Ma. vai de claridade % Viscosidade 81.5 3 8656 88,3 O --L ··· kg/dm'": 1035 1Φ40 1020 1120 I '</ / 1050 9n., 1 95,3 95,0 OÇ _ O Γ r. O":’ O

Pode-se ver dos resultados que, com uma pequena dosagem ds snziãs í% U/g> a com uma razoável duraçSo de tratamento5 4 horas? o nivel ds claridade aumentou de um valor de 8is3% para 3-6s l%r, que corresponde a cerca ds uma reduclo ds 3© a 35% no consumo tíe cloro. As pisrd&s de eficácia no branqueamento à base de encima em comparaçSío com a polpa de controlo foram insignificantes. E;·· emolo 5 E-esmolo de Controlos Branqueamento à base de cloro de polpa de bétula

Fez~se o branqueamento final de polpa de sulfato de bétula. 0 número de kappa original foi 2#. Utilizou-se uma sequwncls de branqueamento D/C-E-B-E-Dç a proporçlo de dióKido tíe cloro no passo D/C foi da ΙΦΧ s ds clara 9Φ% calculado como cloro activo. A polpa ds controlo ("E)íperi@ncia-”0> sem enzima foi branqueada da forma convencional? mas? para tornar as condições ds tratamento tSo comparáveis quanto possível, a polpa de controlo foi mantida a 4®°C s a um pH 5 durante 2Φ horas. A seguir a polpa foi lavada e o branqueamento normal foi efscfcusdo utilizando.....se uma dosagem ds cloro activo de 0S2 x kappa % dos s.s. ds polpa no passo D/C = 0 tratamento à base ds enzima foi efectuado antes do toranqueamento9 uti 1 izando-se unia enzima xilanase produzida por fungos Trichodsrma lonqibrachiatum (Multifect ;<s de Cultor Ltd.? e uti1izsndo-se as seguintes condições? 4© *C ' ’ ‘ ' 20 horas 5 10% 5éi 11/g dos s«5. da polpa

-- temperatura -- duração - pH - ronsisttncia -- dosagem da enzima calculada como nilanase

Depois do tratamento à base de enzima* a polpa foi lavada » branqueada utilizando-se* no passo D/C* uma dosagem de cloro activo de ©,2 a kappa % dos s=s* da polpa=

Mos quatro últimos passos* ati1izaram-sa as seguintes dosagens químicas? EI, #5©8 x kappa % dos s.s. da polpas Dl* 2,5% dos 3.3« da polpas E2S 0*8% dos s«s» da polpa? D2, :U@% dos sa-s» da polpa.

Os resultados destas eKperifncias são indicados no

Guadro 3?

Pis;

Kesul isdos das SKpsriências de branqueamento/Poipa de bétula (Exemplo de controlo)

Contraio Enzima (“Enperifnc ia~0") Tratada Mómero de kappa após tratamento à base de enzima í 9 3 9 16 5 3 Nivel de claridade, % 85,0 B9S® Viscosidade kg/dm’”' 121© 101® Eíí trac tivos-BCH % Eficácia do tratamento ®?33 Θ31 â base de enzima •r Branqueamento 97 p; £3 « 4

Em comqaraçSo com o Es-ssmpla 2=: o aumenta do nível da claridade alcançado pela dosagem com 56 U/g de enzima Trichoderma foi quase igual ao que se obteve quando se utilizou uma dosagem de I U/g de enzima de acordo com este invento» Para além disso, ao utilizar-ss a enzima Trichoderman a viscosidade da polpa diminuiu de forma notável e a pertía de eficácia foi grande»

Enenslo 4

Branqueamento a cloro de polpa de pinheiro

Fez-se α branqueamento final de polpa- de sulfato de pinheiro? o número original ds kappa foi 27» A sequfncia de branqusamsnto foi D/C-E--D-E-D = No passo D/C* a proporçSo ds diàxido ds cloro foi ds 10% e a quantidade de cloro 90% calculada cooo cloro activo. A polpa ds controlo foi branqueada da forma convencional? mas* para tornar as condiçãe-s ds tratamento tSo comparáveis quanto possível para a massa de controlo* como no Ereoplo 2* foi dado ao controlo um tratamento correspondente ao tratamento á base de encima* mantendo-a a uma temperatura ds 2-3-54°C s a um pH 6 durante 4 horas» A seguir a polpa foi lavada e o branqueamento convencional foi efsctuado utilizando-se* no passo D/C.uma dosagsn de cloro activo de 0*2 x kappa % dos s»s«

Cl ca po1pa» 0 tratamento à base de enzima da polpa foi efsctuado antes do branqueamento * uti1izando-se as seguintes condiçaess 51-54°C 4 horas 6 10% 25 U/g dos s=s, da polpa -- temperatura

- òuraçlo -· pH - consistfncia ~ dosagem da enzima calculada como xilanase

Depois do tratamento à base de enzima* a polpa foi lavada e branqueada utilizando-se* no passo D/C* uma dosagem de cloro activo de 0*2 x kappa % dos s.s» da polpa»

Nos quatro últimos passos, utilizaram—se as seguintes dosagens químicass EI * ®*09 x kappa % dos s = s= da polpa? Dl * 3*0%

das s»s« da polpai t£2, 1 ?®% das s.s» da polpa § D23 1,5% dos s.s» a ρο 1 pa =

Os resultados dastas experiências st£o indicadas na

Resultadas das experiências de branqueamento/Polpa de pinheiro Número de kaopa após tratamento à base de tnziea T ratada -•m c ms 25?© 25 51 Nível de claridade? % SÔ30 87,0 viscosidade kg/dm'"' 82Θ 850 TO 1 mg/kg Eficácia do tratamento à base de encima 33© .-ί, ’.J o & rançueamer. to 93 1

Apesar do facto de a duraçlo do tratamento à base de encima ser rasoável (4 horas), o nível de claridade aumentou tís forma notável em unidades a 7%= Para além disso? nSo se observou psrda de eficácia=

Exemplo 5 israfiqueamenlo a oxigénio da polpa de bétula

Fsz--se o branqueassntD final tía polpa da sulfato de bétulas d número de kappa original foi 2€?;:5,; Utilizou-se u® sequfncia da branqueamento 0,,-D-E-D-E-D» 0 tíióxido de cloro utilizado continha cerca da 8% de cloro» A polpa da controlo foi branqueada da farina convencional p mas» para tornar as condições de tratamento t£o comparáveis quanto passível?a controlo foi tratado rmoa maneira correspondente ao da tratamento à base da encima imas sem encima) mantendo—se a polpa de centrolo a uma temperatura ds 55°C s a um pH 6 durante horas. 0 tratamento à base de encima da polpa foi sfestuado antes do branqueamento^ utilizando-se as seguintes condiçõess 55 °C 4 horas ò ÍÔ% 25 U/g dos s.s. da polpa - temperatura - tíuraçSa

- pH - consistência dosagem da encima calculada como xiInnass

Depois do tratamento è base de enzima íincubação da polpa rfs controlo) a polpa foi lavada e branqueada s efectuou—se o branqueamento a oxigénio convencional„ No passo do oxigénio^ uti11zsram-se as seguintes condiçõess -· tsínpsrãtura 90*0 ~ duração 3Φ min, --· CU 3 bar - consistência iô% - NaOH 2%

No primeiro passo de dióKido de cloro, utilisou-se uma do-s&gsffi de cloro ac ti να de θ,2 x kappa % dos s = s. da polpa»

Nos quatro últimos passes* utilizaram—se as seguintes dosagens quiasicas? £1, 0*1 x kappa % dos s.s. da polpas Dl. s 2 = 5% dos s.s, da oolpsp E2, ®,8% dos s.s. da polpas ϊ>25 1.Φ% dos s.s, •da polpa.

Os resultados são indicados no yuadro 5s

Quadro 5

Resultados da experifneia de branqueamento/ branqueatnen to a ακigénio/Palpa de bétula

Controlo

Encima -Iratada f-lússra de kappa a pés tratamento à base de encima 2©53 18 5 3 Número de kappa -após o passo a oxigénio í4;ia •2 ·"·: «“V a ? -d. Nivel de claridade% 9©;i3 92 1 viscosidade kg/dm'"' i©8© 117© TC1 mg/kg 573 5©© Eficácia do tratamento á. base de encima r Branqueamento Vl 9©7 Com uma 'duraçSo de tratamento á base de en apenas 4 horass o nivel de claridade aumentou de l,8% unidades? mesmo apesar de a claridade original ser superior a 9©% Para além disso5 nSo se observou parda de eficácia».

Branqueamento a oxigénio de polpa de bétula

Fas-se o branqueamento final de polpa de sulfato de bétulas o número original de kappa foi 20*5» Utlilizou-sa a •sequência de branqueamento enzima 0,v-D/C-E~D”E-D«No passo D/C, a proporçSo ds diéxitío de claro foi de 9Θ% s a quantidade de cloro 10% calculada como cloro activo. 0 passo ds oxigénio foi executada para a polpa, utili-zando—se as seguintes condições? 90*0 30 min , 3 bar 1Θ% 2% - temperatura - duraçlo “ °2 - consistência

- NaQH

Após o passo ds oxigénio, a polpa foi dividida sa duas porçSes.A polpa ds controlo foi branqueada da forma convencional, ;jas, para tornar as condições ds tratamento tio comparáveis quanto possível, o tratamento correspondente as? ds? tratamento á base da. enzima foi executado mantendo-se a polpa ds controlo a uma temperatura de 55*C s a um pH 6 durante 4 horas» 0 tratamento à base sis snzims da polpa foi s-fectuado depois do passo de oxigénio, mas antes do do passe? D/C, aiilizan.....

55 °C 4 heras é 1®% 25 U/g dos s.s. da polpa

·” tem para tura “ dUFâÇiO .... pj.| - consistência - dosagem da enzima calculada como ;tilanase

Depois do tratamento à base de enzima (ir.cubaçlo da polpa de controlo) a polpa foi lavada s efsctuou-ss o branquea-cento final com a sequência anteriormente referida. Utilizou-se uma dosagem d® cloro activo de Θ = 2 κ kappa % dos s»s. da polpa no passo D/;'··.

Nos- quatro últimos passoss uti 1 izaram-s® as seguintes dosagens quísnicass EI 3 ®51 x kappa % dos s.s. da polpa? Dl 5 2s5% dos s.s, da polpa? E23 ®?8% dos s.s, da polpa? D2? I5©% dos s.s. da polpa. Os resultados elo indicados no Quadro 6s tiMadrC-Á

Resultados das experiências de branqueamen to/branqueamento a ojiiqéniG II/Polpa de bétula

Controlo lz.nzi®a

Tratada IKmsrc ds kappa apés o passo a DKigênio Hdmsro ds kappa após tratamento â base de 135ώ 115 7 B9;;é 92;; i 1015 1045

a,iíi-S Nível de claridade?

Viscosidade kg/dm" TC! mg/kg

Eficácia do tratamento â base ds enzima Branqueamen to

EksoqIo 7

Fez-se o branqueamen to final de polpa kraft de bétula íkappa original 22,9) após o tratamento â base de enzima e? para referências sem tratamento à base de enzima (controlo) com a sequência da branqueamen ta D/C--E1 -D 1-E2-D2 = A quantidade ds tíié;<ido de cloro no passo D/C foi 90% de cloro activo»

As preparações enzimáticas utilizadas na experiência foram "Muitifset K (Cultor Ltd») produzidas pelo fungo Trichoderma longibrachiaium e a xilanass produzida por ATCC 53812 Chain ia sp = 9 conforme dsserito antsriormen te»

As condições de reacçSo utilizadas no tratamento â base ds enzima antes do branqueamento convencional foram as seguintes:; - temperatura --· duração - pH -· consistência - dosagem de enzima xilanase 50 °C 4 horas 6;i5 (Chain.ia) 5==5 ÍMuItifect K) 10% 5 Ll/g de s==s=, da polpa A polpa de controlo foi tratada antes do branqueamento uti1izantío-ss as mesmas condições como na tratamento à base de er;zima? mas sem ss ter adicionado enzima à mistura*

Depois do tratamento à base de enziraa3 as polpas foram branqueadas utilizando—ss as seguintes dosagens químicas;; dosagem do passa D/C para controlo 3 = 2%== para “Muitifect K 3,2% e para Chain ia 2==9% de cloro activo por s«s« da polpa» Ho passo EI a dosagem química foi» para controlo i5S%== para "Multifect K" 1=8% s para Chainia 1=7% ds NaOB por 3*3= da polpa» Noutros passos» as dosagens químicas foram as mesmas para todas as polpas» As dosagens químicas foram5 nos passos finais* as seguintess Dl 2==5% tís cloro activo^ E2 0;í8% de NaOH s .02 1 ?0% ds cloro activo ds 3=,3== da polpa»

Os resultados das experiências slo indicados no Quadro

Resultados de tratamento de branqueamento/Polpa de bétula

EiJiliisâ Cun Ír-le fllsi=2 Í Γ§ 7 Pi irichodsrma Dosagem de encima Cxlianase U/g polpa) 0 Ό Kappa após tratamento è base de enzima 23,0 20,8 Λ,.;« r} %-) Claridade C%> 85,7 90,5 87,3 Viscosidade <dm'"‘/kg) 113Θ 116® 109® Eficácia í%) 92,9 91,7 91,5 fi encima Chainia tem um notável efeito no que concerne à claridade» em comparação com a Trichorferma apesar do facto de a dosagem no passo D/C ter sido mais pequena» Ambos os tratamentos à base de encima melhoraram nitidamente a claridade final em comparação com o controlo.

Apesar do facto de o tratamento á base de enzima ter durada apenas quatro horass a claridade aumentou 2,5% unidades, mesma apesar do nível de claridade original ser de quase 9®%» Para além disso, as perdas de eficácia foram insignificantes.

Dos Exemplas 5 e 6 pode-se concluir que? quando se utiliza a enzima em combinação com oxigénio^ pode ser possível omitir os passos finais da branqueamento E2 e D2« Isto poderá levar a consideráveis economias quando se constroem novas instalações de branqueamen to»

Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕESs iã·- Procssso aperfeiçoado para o branqueamento da poipa;: caracterizadc par consistir em se adicionar à polpa uma xilanase de baixo peso molecular, tendo uma actividade especifica para xilano e sem actividade apreciável para celulose* 2â«- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracts-ricatía por a referida xilanase ter a seguinte sequfncia de 23 aminoácidoss “-Asn-Bln-Thr-Bl i-T ir-Asp-Bl i-Mei-T i r--Se?—Fe -Trp~Tfir-Asp-81 i-Qli-SI i-Ser-Val-Ser-fte t -Thf—Leu „ em que Asns Asp? 31n„ 61 i, Leu, Met , Fe, Ser, Thr5 Trp, Tir s vai sãog resoectivamente.i asparagina, ácido aspártica, glutamina, glicina, leucina5 metionina? fenilalanina, serlna, trsanins5 tripiafânio, tirosina e valina» 3§0- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracte-risado por a referida xilanase de baixo peso molecular ser produzida pela estirpe ATCC 53812 Chainia verru1osospora ou estirpes derivadas dela, através de mutação, selecção ou transfe-rfncia de genes.: 4a,,·'" Processe de acordo com as reivindicações i* 2 ou 35 cara:terizado por a referida xilanase ser adicionada antes de quaisquer passos de branqueamento quimico» %

   51 = ~· Processo da acordo com as reivindicações 15 2 ou 3g o a r ac is r i s ad o por a referida xilanase ser adicionada a seguir a um passo de branqueamento a oxigénio» 61 = ·“ Processo de acordo com as reivindicaçSes 1,2 ou 3:. carscterizado por a polpa ser seleccionada do grupo formado por polpa Kraft de madeira dura, polpa Kraft de madeira macia s polpa sul fitada» 71=,-- Processo de acordo com as reivindicações 1, 2 ou 3, caracierizado por a referida preparação de xilanase ser adicionada numa quantidade de cerca de ®.= I a cerca de !©€> u/g, calculada com base nos sólidos secos da polpa. 31 = -- Processo de acordo com a reivindicação 7, carasie-risada por a referida preparação de xilanase ser adicionada numa quantidade de cerca de 1 a 25 u/g, calculada com base nos sólidos secos da polpa, 91 = -- Processo de acordo com as reivindicaçSes 1, 2 ou. 3, caracterisado por o tratamento a base de xilanase ser executado a um pH dentro da gama de cerca de 2 a cerca de i®, a uma temperatura de cerca de i® a cerca de 9®*C e em menos de 24 horas * 101 = -- Processa da acordo ccai a reivirídicação 9S carac::··· tericado por d tratamento à base de xilanase ser executado a um pH na. gama de cerca de 4 a cerca de 8? a uma temperatura entre 25 e 7€í°C e esn cerca de €*s5 a 8 horas. Lisboa3 l-.i tís Agosto de 1990

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