RU1838488C - Способ получени беленой лигноцеллюлозной массы (его варианты) - Google Patents

Description

ки содержит по крайней мере одну хлор-или хлорсодержащую стадию. Стадии химической отбелки отбеливают лигноцеллюлоз- ную массу главным образом путем удалени  лигнина, а не разрушени  хромофоров лигнина .

Лигноцеллюлозные массы, которые подвергаютс  стади м отбелки с содержанием хлор-или хлорсодержащих соединений , обычно включают органически св занный хлор. И бумажные продукты, полученные из этих целлюлозных масс, также содержат хлорированные органические соединени . Существует растуща  необходимость в получении бумажных продуктов с пониженными уровн ми содержани  органически св занного хлора.

Процессы отбелки, которые не включают стадию обработки хлор или хлорсодер- жащими соединени ми, привод т к получению отбеленной целлюлозной массы с незначительным содержанием (или вовсе без содержани ) органически св занного хлора. Однако такие нехлорные химические отбеливающие процессы не нашли широкое применение, поскольку стадии отбелки (например , стадии с использованием кислорода , озона или перекиси водорода)  вл ютс  более дорогосто щими, чем стадии отбелки с использованием хлор- или хлорсодержащих соединений. Кроме того, некоторые из этих стадий вызывают большее разрушение целлюлозных волокон, нежели стадии отбелки с применением хлор- или хлорсодержащих соединений. Такое разрушение целлюлозных волокон приводит к получению целлюлозы с низкой в зкостью, что в свою очередь обусловливает получение бумаги с плохими механическими свойствами.

По причинам, указанным выше, большинство коммерческих процессов отбелки включает по крайней мере одну стадию химической отбелки, котора  использует хлор- или хлорсодержащее соединение. Соответственно , процесс отбелки, содержащий по крайней мере одну стадию отбелки с хлор- или хлорсодержащим соединением и продуцирующий отбеленную лигноцеллюлозную бумажную массу с пониженным содержанием общего органически св занного хлора TOCL, необходим в данной области техники .

Вс  бумажна  продукци , полученна  из лигноцеллюлозы, котора  отбелена известными процессами отбелки, подвергаетс  реверсии белизны (пожелтению) в ответ на воздействие тепла, света и старени . Такое пожелтение нежелательно, особенно в высококачественных белых бумажных продуктах . Поэтому также необходимо создание

коммерческих процессов отбелки, которые привод т к получению лигноцеллюлозной массы с пониженным пожелтением.

По первому варианту изобретение от- 5 носитс  к способу получени  беленой лигно- целлюлозной массы с пониженным содержанием общего органически св занного хлора (TOCL) за счет его снижени  ниже заданного уровн , по сравнению с ис0 пользованием известных процессов отбелки , по второму варианту изобретение относитс  к способу получени  беленой лигноцеллюлозной массы с пониженной реверсией  ркости (пожелтение) за счет ее

5 снижени  ниже заданного уровн .

В св зи с этим по первому варианту способа получени  беленой лигноцеллюлозной массы, путем ее химической отбелки в одну или более стадий, при которой, по

0 меньшей мере, в одной стадии используют отбеливающий агент, выбранный из группы, содержащей хлор, хлорсодержащее соединение и их смеси, согласно изобретению, лигноцеллюлозную массу дополнительно

5 обрабатывают один или более раз ксилана- зой с использованием инкубации лигноцеллюлозной массы с ксиланазным препаратом с последующим измерением общего органически св занного хлора дл  определени 

0 содержани  хлора и в случае изменени  общего содержани  органически св занного хлора выше заданного уровн  обработку ксилоназой повтор ют.

По второму способу получени  беленой

5 лигноцеллюлозной массы путем ее химической отбелки в одну или более стадий, согласно изобретению, лигноцеллюлозную массу дополнительно обрабатывают один или более раз ксиланазой с использованием

0 инкубации лигноцеллюлозной массы с ксиланазным препаратом с последующим измерением реверсии  ркости и в случае изменени  реверсии  ркости выше заданного уровн  обработку ксиланазой повтор 5 ют.

В качестве лигноцеллюлозной массы используют целлюлозную массу на основе рисовой соломы, пшеничной соломы, багас- сы, макулатуры, древесины твердых пород и

0 м гких пород и крафтцеллюлозы. Например , така  древесна  целлюлоза включает полученную хорошо известными сульфитными , сульфатными или крафт, патронными и модифицированными сульфитными спосо5 бами. Также пригодны механические древесные массы, термомеханические древесные массы и химикотермомеханиче- ские древесные массы и химикотермомеха- ническиедревесные массы. Вышесказанное относитс  только к частичному перечню лигноцеллюлозной массы, которую можно использовать в способе насто щего изобретени . Например, использование целлюлозы, полученной неизвестными до сих пор процессами в данной области техники, не исключаетс .

Препарат ксиланазы получают из микроорганизмов , выбранных из группы, содержащей штаммы aspergillus, sporotrlchum, sclerotlum, chaltomium, sdrlzophyllum, chainla, например, Chalnla Sp NCI-82-5-1) имеющего идентификационные характеристики АТСС 53812, Clastrldlum, Streptomyces, Bacillus и Trichoderma.

Обработку лигноцеллюлозной массы ксиланазой осуществл ют после проведени  одной или более стадий химической отбелки .

Обычно препарат ксиланазы прибавл ют непосредственно в суспензию целлюлозы . Однако можно иммобилизовать ферменты на твердом носителе, а затем прибавить этот дериватизированный твердый носитель. Методика, используема  дл  иммобилизации, будет зависеть от типа используемого носител  и может быть осуществлена любым подход щим способом, который не разрушает ферментативную активность . Благопри тно использовать ксиланазы , св занные с твердыми носител ми, так что ферменты в некоторых случа х могут извлекатьс  более удобно из делигнифици- рованных реакционых смесей после инкубации с суспензией целлюлозы. Извлеченный фермент затем можно использовать повторно .

Стадию обработки ксиланазой (стадию X) можно осуществл ть в любом контейнере желаемого размера, предпочтительно оборудованном средствами дл  смешивани  и температурной регул ции содержимого . Пор док прибавлени  реакционных компонентов не играет существенную роль. Основна  реакционна  смесь содержит лиг- ноцеллюлозную массу и активный ксиланаз- ный препарат, либо в воде, либо в водном растворе при соответствующем показателе рН.

Если лигноцеллюлозна  масса представл ет собой древесную целлюлозу, она должна присутствовать в реакционной смеси при консистенции около 0,1-15%, предпочтительно около 2-10%.

Препарат ксиланазы присутствует в реакционной смеси при отношении около 0,1- 200 единиц ксиланазной активности на грамм сухой массы и целлюлозы. Предпочтительно , препарат ксиланазы присутствует при отношении около 0,1-50 и наиболее предпочтительно около 1-25 единиц ксиланазной активности на грамм сухой массы целлюлозы.

Единица ксиланазной активности определена , как то количество фермента, которое вызывает производство из ксилана одного микромол  ксилозы в минуту, при стандартных реакционных услови х. Расщепление ксилана ксиланазой продуцирует части редуцирующих Сахаров, которые за0 тем подвергают взаимодействию с динитро- салицилловой кислотой (DNSA) в растворе дл  анализа, что приводит к изменению цвета , которое регистрируют при 540 км.

Стандартна  крива  концентрации кси5 лозы (мкмоль/мл) в зависимости от оптической плотности при 540 нм создана с использованием нескольких разбавлений 100 мМ ксилозы (Пфалц энд Бауэр, Инк) в 50 мМ ацетате натри , рН 5,0, В результате

0 построени  стандартной кривой определено , что микромоль ксилозы имеет оптическую плотность при 540 нм приблизительно 0,0128 при стандартных реакционных услови х . Эту посто нную используют дл  вы5 числени  ксиланазной активности пробных растворов (например, культуральных супер- натантов), которые подвергают анализу.

Анализ  вл етс  линейным дл  пробных растворов с оптической плотностью при 540

0 нм, равной приблизительно 0,2. Пробные растворы с оптической плотностью выше этого значени  разбавл ют так, чтобы значени  их оптической плотности были в пределах линейного диапазона.

5 Дл  каждого пробного раствора (например , культурального супернатанта), подлежащего анализу, получают эталонный раствор, который содержит то же количество пробного раствора (например, культу0 рального супернатанта) и достаточное количество 50 мМ ацетата натри , рН 5,0 с получением конечного объема дл  анализа, равного 1 мл.

Раствор 1 % ксилана на основе листвин5 ницы (Сигма Кемикал Ко., № Х3875) в 50 мМ ацетата натри , рН 5,0 (0,5 мл) прибавл ют в каждую пробирку с пробой. Затем в пробирки с пробами прибавл ют достаточный объем 50 мМ ацетата натри , рН 5,0 с пол0 учением конечного объема дл  анализа, равного 1 мл, после прибавлени  пробного раствора (например, культурального супернатанта ) и раствора ксилана. Аналогично, достаточный объем 50 мМ ацетата натри 

5 прибавл ют в эталонные пробирки с получением конечного объема дл  испытани , равного 1 мл, после прибавлени  пробного раствора (например, культурального супернатанта ). Затем в каждую пробную пробирку и эталонную пробирку прибавл ют

желаемый объем пробного раствора (максимальный объем 0,5 мл). Содержимое пробирок осторожно перемешивают и инкубируют при температуре 50°С в течение 30 мин. После инкубировани  в каждую пробирку прибавл ют 1 % DNSA в дистиллированной воде (1 мл), и пробирки инкубируют в течение 5 мин при комнатной температуре. Затем в каждую пробирку прибавл ют 5 н раствор NaOH (0,2 мл) с тем, чтобы улучшить про вление цвета, пробирки инкубируют в течение 30 мин при комнатной температуре. Затем измер ют оптическую плотность каждого пробного раствора при 540 нм, использу  дл  этого спектрофотометр, запертый до нул  на эталонном растворе, соответствующем пробе.

рН реакционной смеси сохран ют в пределах около 4-8 в течение периода инкубации препарата ксиланазы с лигноцеллю- лозной массой. Предпочтительно, рН поддерживают на уровне приблизительно 5-7,5. Обычно рН реакционной смеси остаетс  в пределах желаемого интервала рН. Если дл  сохранени  рН требуетс  применить утвердительное воздействие (например , когда используема  целлюлоза имеет чрезвычайно высокий или низкий показатель рН), можно использовать хемостатиро- вание. Хемостатирование представл ет собой предпочтительный способ поддержани  показател  рН в крупномасштабных ин- кубаци х. Альтернативно рН можно поддерживать (если поддержание требуетс ) с использованием буферного раствора в реакционной смеси. Можно использовать любой буферный раствор, который эффективен при желательном рН, например, фосфатный буфер. При добавлении .буферного раствора в реакционную смесь его концентраци  обычно составл ет 0,1-100 мМ.

Реакционную смесь, содержащую препарат ксиланазы и лигноцеллюлозную массу , инкубируют при температуре около 20-70°С предпочтительно, при температуре около 40-65°С. Врем  инкубации составл ет около 0,25-18 ч. предпочтительно, около 0,5-6 ч, и наболее предпочтительно, около 1-4 ч.

Предпочтительно, реакционные компоненты смешивают в начале инкубации, дополнительное смешивание не требуетс .

Если желательно повторное использование ксиланаз, они должны быть отделены от лигноцеллюлозной массы после инкубации . Подход щие способы отделени  ксиланаз от целлюлозы включают вакуумное фильтрование, преципитацию и седиментацию . Предпочтительно фильтрование.

Выбор и количество конкретных стадий химической отбелки в сочетании со стади ми X не составл ют часть насто щего изобретени . Можно объединить любую 5 последовательность стадий химической отбелки с одной или более стади ми X в соответствии с насто щим изобретением, в результате чего белена  целлюлоза будет иметь пониженное содержание TOCL и по0 ниженное пожелтение по сравнению с целлюлозой , подвергнутой методам отбелки без использовани  стадий X. В практике насто щего изобретени  будет пригоден любой тип стадии химической отбелки, при5 чем многие из них хорошо известны в данной области техники. Также пригодны и те стадии химической отбелки, которые в насто щее врем  не известны.

Кроме того, предлагаемый способ не

0 всегда приводит к получению полностью отбеленной целлюлозы. Например, последовательность процесса в соответствии с насто щим изобретением, котора  продуцирует целлюлозу со степенью белизны

5 только около 60%, все же позвол ет получить целлюлозу с более низким TOCL нежели имеет целлюлоза, подверженна  той же последовательности отбелки без использовани  стадий X. Используемый в данном

0 описании термин белена  целлюлоза относитс  к лигноцеллюлозной массе, котора  была подвержена, по крайней мере, одной стадии химической отбелки, и по крайней мере, одной стадии X, в результате чего она

5 стала существенно делигнифицировэнной. Не требуетс  ни полна  отбелка, ни полна   ркость (степень белизны).

Коммерческие процессы отбелки как правило включает последовательность не0 скольких типов стадий химической отбелки. Примерами пригодных стадий химической отбелки  вл ютс  отбелка хлором и двуокисью хлора (Со), отбелка двуокисью хлора (D) и озонирование (Z). Как правило, стадию

5 щелочной экстракции (Е) осуществл ют после проведени  каждой из стадий CD, D и Z. Такие стадии экстракции могут быть усовершенствованы прибавлением кислорода (Е0), перекиси водорода (Ер), или кислорода и

0 перекиси водорода (Ео+р). Часто целлюлозу промывают водой в промежутке между проведением каждой из указанных стадий.

Следует пон ть, что вышеприведенное 5 изложение стадий химической отбелки представлено только в качестве примера. Цели изобретени  будут выполнены путем объединени  одного или более, из числа любых типов стадий химической отбелки с одной или более стади ми обработки

жженном образце определ ют количественно ионной хроматографией.

Дл  определени  степени белизны пробы целлюлозы целлюлозный блок получают в соответствии с методикой ТАРР1 Т218. Степень белизны (% Дж.Эл.) целлюлозного блокр затем измер ют в соответствии с ме- тоди|самиТАРР1 и Т217 (Методы Испытани  ТАРР1.)

П p и м е р 2. Последовательности отбелки CoEoD и XCoEoD.

Стадию X провод т следующим образом .

((силаназу Chainia получают и сушат упар иванием под вакуумом, как описано в примере 1. Препарат этой ксиланазы (30000 едиНиц, растворенных в 1 л 50 мМ ацетата рН 5,0) прибавл ют в суспензию 200 г (суха  масса) промытой водой целлюлозы и 9 л ацетата натри , рН 5,0. Полученную суспензию целлюлозы, имеющую консистенцию целлюлозы, равную 2%, инкубируют в течение 3 ч, при температуре 50°С при посто нном магнитном перемешивании. Стадию Хмоск осуществл ют по существу так, как описано относительно стадии X, за исключением того, что ксиланазу не прибавл ют.

После проведени  стадии X часть обработанной , промытой водой целлюлозы (60 г, суха  масса) подвергают хлорированию в стадии Со. Целлюлозу помещают в мешок из полиэфирной пленки (Scotch Рак № 5, ЗМ ). Затем прибавл ют хлор и дву- окиСь хлора с получением 3%-ной консистенции целлюлозы, 8,35% хлора и 0,1% двуокиси хлора, причем процентные содержани  хлора и двуокиси хлора привод тс  на основе сухой массы целлюлозы. Затем мешок герметизируют, слегка перемешивают содержимое до гомогенности реакционной смеси, мешок помещают в вод ную байю с температурой 45°С и инкубируют в течение одного часа. Мешок во врем  инкубации извлекают врем  от времени из вод ной бани и перемешивают содержимое дл  того, чтобы получить должное смешение компонентов.

После проведени  стадии Со часть обработанной , промытой водой целлюлозной массы (30 г, суха  масса) подвергают щелочной экстракции в присутствии кислорода (стади  Ео). Стадию Е0 осуществл ют в реакторе Парра, перемешива  при 320 об/мин и температуре 70°С в течение 50 мин с использованием 4% консистенции целлюлозной массы и 4% гидроокиси натри  (на основе сухой массы целлюлозы). Давление кислорода поддерживают на уровне 40 фунтов на кв.дюйм (2,812 кг/см3)в течение первых 20 мин, а затем 30,20 и 10 фунтов на

кв.дюйм (2.109, 1.406 и 0,703 кг/см-3 соответственно , в течение последующих 10-минутных периодов.

После проведени  стадии Е0 обработанную , промытую водой целлюлозную массу (30 г на основе сухой массы) отбеливают двуокисью хлора в стадии D. Стадию отбеливани  D осуществл ют в полиэфирном мешке, перемешива  содержимое с исполь0 зованием ручного перемешивани , как описано в стадии Со выше. Реакционна  композици  перед инкубиро ванием представл ет собой 10%-на  консистенци  целлюлозной массы, 1 % двуокиси хлора и 0,4%

5 гидроокиси натри  (на основе сухой массы целлюлозы). Мешок инкубируют при температуре 70°С в вод ной бане в течение 3 ч, рН суспензии целлюлозы к концу проведени  стадии составл ет 3,0.

0П р и м е р 3. Последовательности отбеливани  Хмоск CoED и XCoED.

В данном примере стадии X, Хмоск. Со и D осуществл ют по существу, как описано в примере 1. Стадию Е после стадии Со

5 провод т в полиэфирном мешке, как описано выше дл  стадии Со при температуре 70°С в течение одного часа, при этом консистенци  целлюлозной массы составл ет 10%, а концентраци  гидрокиси натри  4%

0 (на основе сухой массы целлюлозы).

П р и м е р 4. Последовательности отбелки Хмоск CD EoD и XCoEoD.

В данном примере стадии X, Хмоск, Е0 и D осуществл ют по существу так, как опи5 сано в примере 2. Стадию Со провод т в основном так, как описано в примере 2. Стадию Со провод т в основном так, как описано в примере 2, за исключением того, что в целлюлозную массу прибавл ют меньшее

0 количество хлора (6,8%) и двуокиси хлора (0,1 %) на основе сухой массы целлюлозы (60 г, суха  масса).

П р и м е р 5. Последовательности отбелки ZE0D и XZEoD.

5В данном примере стадии Е0 и D провод т по существу так, как описано в примере 2. Стадию X также осуществл ют в соответствии с примером 2 за исключением того, что используют меньше ксиланазы (10000

0 единиц на 200 г сухой массы целлюлозы).

После проведени  стадии X суспензию целлюлозы фильтруют и часть обработанной целлюлозной массы (100 г на основе сухой массы) ресуспендируют при 2%-ной

5 консистенции целлюлозной массы с использованием 0,1 %-ной диэтилентриаминцента- уксусной кислоты (на основе сухой массы целлюлозы), и разбавленную серную кислоту прибавл ют в суспензию с тем, чтобы снизить рН до 2,5, Суспензию целлюлозы с

ксиланазой в соответствии с насто щим изобретением.

Конкретна  последовательность проведени  стадий химической отбелки и стадий X не составл ет часть изобретени . В первом способе изобретени  люба  последовательность , включающа  по крайней мере одну стадию X и по крайней мере одну стадию химической отбелки, котора  использует хлор- или хлорсодержащее соединение, позволит получить беленую целлюлозу с пониженным TOCL по сравнению с целлюлозой , подверженной тем же стади м химической отбелки, но без использовани  стадий X. Аналогично, во втором способе изобретени  люба  последовательность, включающа  по крайней мере одну стадию X и по крайней мере одну стадию химической отбелки, позволит получить беленую целлюлозу с пониженным пожелтением по сравнению с целлюлозой, подверженной тем же стади м химической отбелки, но без использовани  стадий X.

Предпочтительными  вл ютс  способы, содержащие одну стадию X в соответствии с изобретением.

Стади  X может быть помещена в любой точке последовательности проведени  процесса . Например, стади  X может быть последней стадией в последовательности отбелки. Аналогично, стадии химической отбелки могут быть отобраны и объединены в любом желательном пор дке. Примерами многих факторов, которые должен учитывать специалист в данной области техники при выборе определенной последовательности стадий в соответствии с насто щим изобретением,  вл ютс , между прочим, желательна  степень отбелки, стоимость и совместимость с существующим оборудованием и процессами дл  подготовки и проведени  отбелки. Однако, предпочтительно, если целлюлозу промывают водой непосредственно перед проведением любой стадии X.

П р и м е р 1. Препарат ксиланазы из ChainiaSp./NCI 82-5-1) Chainia Sp(NCI 82-5-1) АТСС 53812) сохран ют на скошенных агарах картофельной декстрозы при температуре 4°С. Микроорганизмы перенос т в стерильную культуральную среду, содержащую источник ксилана (например, 5% пшеничные отруби или 1% ксилан) и традиционные питательные вещества (например , 1 % дрожжевой экстракт). Культуры инкубируют при температуре 30°С в колбах шейкера при энергичном встр хивании вплоть до по влени  (обычно 3-5 дней) пиковой ксиланазной активности(измеренной анализом, описанным выше). По достижении пиковой активности микробные клетки и другие твердые тела удал ют традиционными средствами (например, фильтрацией или центрифугированием) с целью получе- ни  чистого фильтрата или супернатанта. Фильтрат или супернатант обычно концентрируют перед использованием путем ультра-фильтрации или упаривани  под вакуумом. Выход ксиланазы из культур при0 близительно составл ет 10 единиц/мл, если используют 5% среды с пшеничными отруб ми , и приблизительно 25 единиц/мл, если используют 1 % среды с ксилзном.

Примеры 2-7. Крафт-целлюлозу из

5 северной сосны (м гкопородную) подвергают шести различным последовательност м отбелки, кажда  из которых содержит стадию X в сочетании с несколькими стади ми химической отбелки.

0М гкопородную крафт-целлюлозу, используемую в примерах 2-7, промывают обильно дистиллированной водой в воронке Бюхнера и сохран ют при консистенции 28% при температуре 4°С перед использо5 ванием. Промыта  водой целлюлоза имеет число каппа, равное 34, и в зкость, равную 33 сантипуаз.

В примерах 2-4 последовательности обработки с использованием стадий X mock

0 (MOCK) служат в качестве контрольных. Стадии Хмоск провод т как и соответствующие стадии X, за исключением того, что не используют ксиланазу. В примерах 5-7 последовательности обработки с использова5 нием либо стадии X, либо стадии Хмоск служат в качестве контрольных. Другие стадии последовательности каждой контрольной обработки осуществл ют, как в соответствующей иеконтрольной последо0 вательности.

После проведени  каждой стадии обработки в каждом примере целлюлозу собирают фильтрацией под вакуумом в воронке Бюхнера и затем промывают в воронке дис5 тиллированной водой (6 л). После осуществ- лени  каждой отбелки измер ют содержание всего органически св занного хлора (TOCL) беленой целлюлозы. Эти результаты приведены в табл. 1. Данна  табли0 ца также воспроизводит полную загрузку хлора в течение курса осуществлени  отбелки .

Дл  определени  TOCL пробы целлюлозы , целлюлозу (5 г, суха  масса) обильно

5 промывают деионизированной водой с целью удалени  любого количества остаточного неорганического и растворимого органического хлорида. Промытую целлюлозу затем сжигают в закрытой колбе в соответствии с методом Шенигера. Хлорид в соотрегулированным показателем рН переме- шуфают с использованием Смесител  1 Llgfitrlng/ЮОО об/мин) в течение одного часа пфи температуре 50°С, после чего целлю- массу восстанавливают фильтрацией под вакуумом. Целлюлозную ма4су обрабатывают разбавленной кислотой дл  удалени  ионов металла, которые, как полагают, имеют отрицательное вли - ниб на озоновую отбелку.

Дл  проведени  стадии Z промытую кислотой целлюлозную массу суспендируют в в0де(1%-на  консистенци  целлюлозной мас|сы) при рН 2,5 помещают в закрытый реактор, снабженный механическим смеси- . Кислород (100%) пропускают через Озоновый Генератор Welsbach (модель Т408), который превращает приблизительно 1,,0% кислорода в озон. Эту смесь кислорода/озона затем барботируют на дно ре- ак{ора через впускное отверстие с объемной скоростью 2 л/мин и давлением 6 фунтов на кв.дюйм (0,422 кг/см2). Выпуск- HOQ отверстие в. верхней части реактора служит дл  выхода смеси кислород/озон после ее Прохождени  через суспензию целлюлозы .

Концентрацию озона в смеси кислород/озон на входе и выходе измер ют Озо- Регистратором Dasibl (модель 10Q3HC). На основе этих измерений определено , что в течение реакции потребл етс  2% озона (на основе сухой массы целлюлозы ). Озонирование осуществл ют при комнатной температуре в течение приблизительно 0,5 ч при посто нном перемешивании .

После проведени  стадии Zчасть озонированной целлюлозы (30 г суха  масса) подвергают стади м E0D, как описано в примере 2. В контрольной последовательности отбелки (ZE0D) стадию X не провод т, Другие стадии осуществл ют в соответствии с описанием, приведенным выше.

П р и м е р 6. Последовательности отбелки ODED и OXDED.

Кислородную делигнификацию (стади  О) осуществл ют следующим образом.

Промытую водой целлюлозную массу (290 г на основе сухой массы) при консистенции целлюлозы, равной 10%, инкубируют с 3% гидроксидом натри  и 0,5% сульфатом магни  (на основе сухой массы целлюлозы) в реакторе Quantum, перемешива  при 600 об/мин (5 с каждые 3 мин) под давлением кислорода 80 фунтов на кв.дюйм (5,625 кг/см ) в течение одного часа при температуре 95°С. Число каппа полученной целлюлозы составл ет 18,72 после ее промывки водой, как описано выше.

Часть кислород-целигнифицированной, промытой водой целлюлозной массы (200 г на основе сухой массы) подвергают стадии X. проводимой по существу так, как описано

в примере 5. Затем часть целлюлозной массы (30 г на основе сухой массы) подвергают первой стадии D, которую провод т по существу так, как описано в примере 2, однако с использованием 1,78% двуокиси хлора (на

0 основе сухой массы целлюлозы). После проведени  первой стадии D осуществл ют стадию Е по существу так, как описано в примере 3, однако с использованием 2,8% гидроокиси натри . Наконец, осуществл ют

5 вторую стадию D в основном так, как описано в примере 2, однако с использованием 1 % двуокиси хлора (на основе сухой массы) целлюлозы. Стадии D и стадию Е провод т в полиэфирных мешках, как описано в при0 мере 2.

В последовательности контрольной отбелки (OD ED) стадию X не провод т. Другие стадии соответствуют описанным выше. Пример. Последовательности отбел5 ки CoEoDD и CoXE0DD.

Промытую водой целлюлозу (100 г на основе сухой массы) вначале подвергают хлорированию в стадии Со, которую провод т по существу так, как описано в примере

0 2, за исключением того, что используют 7,5% хлора и 0,1 % двуокиси хлора (на основе сухой массы целлюлозы).

Промытую водой, хлорированную целлюлозу подвергают стадии X по существу

5 так, как описано в примере 5, за исключением того, что половину ксиланазы (5000 единиц ) используют с целью поддержани  отношени  ксиланазы к посто нной сухой массы целлюлозы. Часть целлюлозы(30 г, на

0 основе сухой массы) затем подвергают стадии Ео, которую осуществл ют в основном так, как описано в примере 2. Наконец, целлюлозу подвергают двум последовательным стади м D, промыва  водой между стади 5 ми с использованием 1,5% и 0,5% хлора и двуокиси хлора, соответственно.

В контрольной последовательности отбелки (CoEoDD) стадию X не провод т. Другие стадии соответствуют описанным выше.

0П р и м е р ы 8-10. Коммерчески полученную беленую твердопородную и м гкопо- родную крафт-цел юлозу подвергают нескольким различным стади м X.

Целлюлозные массы, используемые в

5 примерах 8-10, промывают обильно дистиллированной водой в воронке Бюхнера перед использованием. Массы хран т при температуре 4°С при консистенции, соответственно , 19,9% (м гкопородна ) и 12% (твердопородна ).

Контрольные образцы беленой твердо- породной и м гкопородной крафт-целлюло- зы подвергают стади м Хмоск, которые провод т при тех же реакционных услови х, что и соответствующие стадии X, однако без применени  ксиланазы,

В примерах 8 и 9 TOCL каждой целлюлозы определ ют после проведени  стадий X или Хмоск в соответствии с методикой, описанной выше в отношении примеров 2-7.

В примерах 8-10 степень белизны исходных (предварительно обработанных) промытых водой целлюлозных масс и целлюлозы после обработки ксиланазой или MOCK ксиланазой определ ют, как описано выше в отношении примеров 2-7. После определени  начальной степени белизны целлюлозные блоки подвергают двум обработкам старением, предназначенным дл  ускорени  пожелтени : нагревание в пе- чи при температуре 105°С в течение одного часа и обработка паром в течение одного часа в соответствии с методикой TAPPLT260. Степень белизны целлюлозных масс определ ют после проведени  этих обработок старением.

Табл.2 воспроизводит результаты вышеописанного анализа,

Примере. Обработка ксиланазой беленой м гкопородной целлюлозы.

Первый образец беленой м гкопород- ной крафт-целлюлозы (50 г на основе сухой массы) суспендируют в 0,5 мМ ацетате натри , рН 5,0 при консистенции целлюлозы, равной 2,0%. Ксиланазу chainla получают и сушат упариванием под вакуумом как опи- само в примере 1. Препарат этой ксиланазы (2500 единиц, растворенных в 250 мл 50 мМ ацетата натри , рН 5,0) прибавл ют в суспензию целлюлозы. Второй образец беленой м гкопородной крафт-целлюлозы (50 г на основе сухой массы) суспендируют так, как суспендировали первый образец. Более концентрированный препарат chalnia (7500 единиц, ксиланазы, растворенный в 250 мл 50 мМ ацетата натри , рН 5,0) прибавл ют ко второму образцу целлюлозной массы. Третий образец беленой м гкопородной крафт-целлюлозы (50 г на основе сухой массы ) также суспендируют, как и первый образец , однако без добавлени  ксиланазы. Этот образец служит в качестве контрольного Хмоск. Три суспензии целлюлозы инкубируют в течение 2 ч при температуре 50°С, перемешива  магнитным образом с использованием смесител  Zightning. Затем целлю- лозу собирают вакуумным фильтрованием в воронки Бюхнера и промывают дистиллированной водой (6 л дл  каждого замеса).

П р и м е р 9. Обработка ксиланазой беленой твердопородной целлюлозы.

Обработку ксиланазой беленой твердо- породной крафт-целлюлозы осуществл ют, как описано выше в примере 8.

Пример 0. Обработка ксиланазой беленой м гкопородной целлюлозы.

Беленую м гкопородную крафт-целлю- лозу (50 г на основе сухой массы) суспендируют в дистиллированной воде при консистенции 10% в полиэфирном мешке. Ксиланазу (250 единиц), растворенную в 10 мл дистилированной воды, прибавл ют в суспензию целлюлозы, и мешок герметизируют . Полученна  суспензи  целлюлозы имеет рН 6,8. Суспензию перемешивают в герметизированном мешке и затем инкубируют в течение 4 часов в вод ной бане при температуре 60°С. Мешок врем  от времени освобождают от вод ной бани и быстро перемешивают содержимое. Контрольный образец целлюлозы инкубируют без ксиланазы. После инкубации целлюлозу промывают дистиллированной водой (6 л), как описано выше.

Claims (5)

1. Способ получени  беленой лигноцел- люлозной массы путем ее химической отбелки в одну или более стадий, при которой по меньшей мере в одной стадии используют отбеливающий агент, выбранный из группы, содержащей хлор, хлорсодержащее соединение и их смеси, отличающий- с   тем, что, с целью снижени  общего количества органически св занного хлора ниже заданного уровн , лигноцеллюлозную массу дополнительно обрабатывают один или более раз ксиланазой с использованием инкубации лигноцеллюлозной массы с ксила- назным препаратом, с последующим измерением общего органически св занного хлора дл  определени  содержани  хлора и в случае изменени  общего содержани  органически св занного хлора выше заданного уровн  обработку ксилоназой повтор ют .

2. Способ получени  беленой лигноцеллюлозной массы путем ее химической отбелки в одну или более стадий, отличающийс  тем, что, с целью снижени  реверсии  ркости ниже заданного уровн , лигно- деллюлозную массу дополнительно обрабатывают один или более раз ксиланазой с использованием инкубации лигноцеллюлозной массы с ксиланазным препаратом с последующим измерением реверсии  ркости и в случае изменени  реверсии  ркости выше заданного уровн  обработку ксиланазой повтор ют.

3. Способ по пп.1 или 2, отличаю- щ и и с   тем, что в качестве лигноцеллюлозной массы используют целлюлозную массу

на основе рисовой соломы, пшеничной со- ломы, багассы, макулатуры, древесины твердых пород и м гких пород и крафтцел- люлозы.

4. Способ по пп.1 или 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что препарат ксиланазы получают из микроорганизмов, выбранных из группы, содержащей штаммы aspergillus, sporotrlchum, sclerotlum, chaetomlum,

sdrlzophyllum, chalnla, например, chalnla Sp NCI -82-5-1, имеющего идентификационные характеристики АТСС 53812, Clastridium, Streptomyces, Bacillus и Trlchoderma.

5. Способ по пп.1 или 2, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что обработку лигноцеллюлоз- ной массы ксиланаэой осуществл ют после проведени  одной или более стадий химической отбелки.

Таблица t