專利名稱：利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法
利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于廢紙制漿造紙領(lǐng)域，特別涉及到使用脂肪酶控制廢紙制漿生產(chǎn)過程中 二次膠黏物的方法。
背景技術(shù)：
近十幾年來，廢紙在造紙行業(yè)的消耗量快速增長，廢紙漿在全球紙漿消費總量中 的比例不斷提高，廢紙的回收再利用不僅可以節(jié)約大量植物纖維原料、能源和降低成本，而 且有利于保護(hù)環(huán)境，減輕對生態(tài)環(huán)境的破壞，既有經(jīng)濟效益，又有很好的社會效益和環(huán)境效 益。隨著廢紙漿利用比例的增加以及白水封閉循環(huán)程度的提高使得廢紙回用過程中的膠黏 物問題日趨嚴(yán)重，在回用過程中，來自廢紙中殘余的化學(xué)品、油墨載體及殘余脫墨添加劑、 涂布加工紙中的膠粘劑、自封標(biāo)簽或信封上的膠粘劑、裝訂和粘合書籍、雜志所使用的熱熔 物以及箱紙板中所浸潰或涂布的蠟質(zhì)等都在廢紙制漿和漂白過程中釋放出來形成膠黏物 問題。這些物質(zhì)在生產(chǎn)中如果不能有效地分散和去除就會沉積到輸漿管道、成形網(wǎng)、壓榨 部、毛毯、烘缸表面以及紙張表面上，影響生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此在廢紙回用過程中對 膠黏物的控制成為生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的關(guān)鍵。
根據(jù)膠黏物的產(chǎn)生方式可以分為原生膠黏物(primary stickles)和二次膠黏物 (secondary stickles),原生膠黏物原本就存在于紙衆(zhòng)中，如涂布膠乳、印刷油墨黏結(jié)料、 熱熔膠黏劑、壓敏膠黏劑等，他們在碎漿過程和后續(xù)處理中被分散釋放到紙漿中，以固體形 態(tài)分散在漿料中，他們本身具有一定黏性，從而容易發(fā)生沉積，造成生產(chǎn)事故，原生膠黏物 包含大膠黏物(macro-stickies)和微細(xì)膠黏物(micro-stickies), 二次膠黏物,來源與原 生膠黏物相同，但其是以溶解形式分散在漿水體系中，當(dāng)系統(tǒng)中的物理化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化 時，造成二次膠黏物失穩(wěn)形成較大黏性聚集體，從而發(fā)生沉積，研究表明能形成二次膠黏物 的濃度比原生膠黏物(包括大膠黏物和微細(xì)膠黏物)的濃度還高還多，這說明二次膠黏物與 原生膠黏物相比，具有更大的控制難度和更嚴(yán)重的危害性，因此對二次膠黏物的沉積和控 制更顯重要。
所檢索的文獻(xiàn)中，MartinAH, Orlando JR, and Richard AV.的 Control of tacky deposits on paper machines - A review [J]. Nordic Pulp and Paper Research Journal, 2006, 21(2) : 154-171 —文報道，大部分原生膠黏物可用物理方法如篩選、輕 雜質(zhì)除渣等方法除去，而二次膠黏物是在生產(chǎn)過程中形成的，很難用物理方法除去，化學(xué) 控制二次膠黏物的方法主要包括化學(xué)吸附法、化學(xué)固定法及化學(xué)分散等，化學(xué)方法在一定 程度上降低膠黏物的沉積現(xiàn)象或者將其固定于纖維表面帶出系統(tǒng)，但是不能從根本上將 其去除，在纖維再次回用時又會進(jìn)入制漿和抄紙系統(tǒng)中，隨白水封閉循環(huán)又會逐漸積累， 用生物方法處理膠黏物是相對較新的技術(shù)，但未給出具體的處理方法；David RJ, James WF.的 Esterase-type Enzymes Offer Recycled Mills an Alternative Approach to Stickies Control [J]. Pulp and Paper, 2003, 104(2): 28-31 —文報道，加入酯酶 后能夠使酯鍵斷裂，降低膠黏物的黏性，防止了粒子的絮聚，從而達(dá)到去除的目的；專利200510035390，一種多酶協(xié)同作用脫除紙漿中樹脂的方法，采用木素降解酶和脂肪酶作用 對樹脂具有一定的脫除效果，紙漿中樹脂主要來源于造紙原料(木材)，其組成為松香酸和 脂肪酸類物質(zhì)，其從來源、組成及去除原理上與本專利涉及的二次膠黏物有根本的區(qū)別；王 洪振一文《脂肪酶等在造紙過程中的應(yīng)用及機理研究》中采用脂肪酶對已知結(jié)構(gòu)的模型物 進(jìn)行處理，結(jié)果顯示對所選模型物具有分解作用；該文選擇的模型物是構(gòu)成廢紙漿大膠黏 物(macro-stickies)化學(xué)組成,其從形態(tài)、產(chǎn)生及去除原理上與本專利涉及的二次膠黏物 有根本的區(qū)別；另外膠黏物成分復(fù)雜，變化無規(guī)律，采用模型物研究方法可以有效說明酶對 某些種類膠黏物的作用機理，但無法得知對其他眾多未知膠黏物組分的作用效果。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于提供一種針對舊新聞紙脫墨漿及舊瓦楞箱紙板漿以及機械漿 生產(chǎn)過程中的二次膠黏物問題通過脂肪酶控制紙漿和白水中二次膠黏物的方法。
為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所采用的技術(shù)方案是一種利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，具體是通過脂肪酶控制紙漿和造紙白水中的 二次膠黏物。
所述脂肪酶為Novozym 435、Lipozyme TL 100 L、華根霉菌。
所述脂肪酶的發(fā)酵條件為全脂生豆粉1% 3%、葡萄糖O. 1% 3%、K2HP04O.1% 2%、MgS04 O. 01% 2%、水70 95%，接種量為生長3 d的培養(yǎng)皿用20 mL無菌 水稀釋的孢子懸液2 mL、pH7. O 9. O。
本發(fā)明公開的一種利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，包括以下步驟(1)紙漿處理Ca)調(diào)節(jié)漿濃將紙漿加水稀釋為2% 5%的漿濃；(b)脂肪酶處理紙漿向調(diào)節(jié)后的漿濃中加入占紙漿干重O.001 O. 5%的脂肪酶處理， 脂肪酶活性>100U/mL，處理溫度為20 60°C，處理時間為60 120min ；(c)將處理后的漿料過濾、離心分離后得到二次膠黏物含量符合要求的合格紙漿水樣;(2)造紙白水處理(a)脂肪酶處理造紙白水向造紙白水中加入占白水重量O.001 O. 5%的脂肪酶處理， 脂肪酶活性>100U/mL，處理溫度為20 60°C，處理時間為60 120min ；(b)將處理后的白水離心分離后得到二次膠黏物含量符合要求的白水；(3)二次膠黏物含量測定(a)二次膠黏物所帶的陰電荷量測量取離心分離后的紙漿水樣和白水，用膠體滴定方 法分別測定與二次膠黏物所帶的陰電荷中和所需的陽離子需求量，得到的陽離子數(shù)量等于 處理后的紙漿水樣和白水中的二次膠黏物所帶的陰電荷數(shù)量，即表示處理后的紙漿水樣和 白水中的二次膠黏物的含量；(b)濁度差測定取離心后的紙漿水樣和白水測定濁度，然后使用硫酸調(diào)節(jié)pH為4后 再進(jìn)行濁度測定，計算PH調(diào)節(jié)前后的濁度差異，計算二次膠黏物的去除率，所述的二次膠 黏物的去除率計算公式為
權(quán)利要求
1.一種利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于通過脂肪酶控制紙漿和造紙白水中的二次膠黏物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于所述脂肪酶為 Novozym 435、Lipozyme TL 100 L、華根霉菌。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于所述脂肪酶的發(fā)酵條件為全脂生豆粉1% 3%、葡萄糖O. 1% 3%、K2HP04 O. 1% 2%、MgS04 O. 01% 2%、水70 95%，接種量為生長3 d的培養(yǎng)皿用20 mL無菌水稀釋的孢子懸液2 mL、ρΗ7· O 9· O。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，包括以下步驟(1)紙漿處理Ca)調(diào)節(jié)漿濃將紙漿加水稀釋為2% 5%的漿濃；(b)脂肪酶處理紙漿向調(diào)節(jié)后的漿濃中加入占紙漿干重O.001 O. 5%的脂肪酶處理， 脂肪酶活性>100U/mL，處理溫度為20 60°C，處理時間為60 120min ；(c)將處理后的漿料過濾、離心分離后得到二次膠黏物含量符合要求的合格紙漿水樣;(2)造紙白水處理(a)脂肪酶處理造紙白水向造紙白水中加入占白水重量O.001 O. 5%的脂肪酶處理， 脂肪酶活性>100U/mL，處理溫度為20 60°C，處理時間為60 120min ；(b)將處理后的白水離心分離后得到二次膠黏物含量符合要求的白水；(3)二次膠黏物含量測定(a)二次膠黏物所帶的陰電荷量測量取離心分離后的紙漿水樣和白水，用膠體滴定方法分別測定與二次膠黏物所帶的陰電荷中和所需的陽離子需求量，得到處理后的紙漿水樣和白水中的二次膠黏物所帶的陰電荷數(shù)量，即表示處理后的紙漿水樣和白水中的二次膠黏物的含量；(b)濁度差測定取離心后的紙漿水樣和白水測定濁度，然后使用硫酸調(diào)節(jié)pH為4后再進(jìn)行濁度測定，計算PH調(diào)節(jié)前后的濁度差異，計算二次膠黏物的去除率，所述的二次膠黏物的去除率計算公式為
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于所述離心的轉(zhuǎn)速為1500 2500r/min，離心時間為10 20min。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于所述的膠體滴定方法包括以下步驟(1)準(zhǔn)確移取IOml樣品加入到顆粒電荷測定儀PCD的測量室中，插入柱塞后裝入顆粒電荷測定儀PCD ；(2)采用標(biāo)準(zhǔn)陽離子滴定劑滴定，記錄滴定劑的消耗量，計算樣品的電荷需求量；(3)根據(jù)等量關(guān)系計算樣品中二次膠黏物所帶的陰電荷數(shù)量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用脂肪酶控制二次膠黏物的方法，其特征在于所述的標(biāo)準(zhǔn)陽離子滴定劑為聚二烯丙基二甲基氯化銨。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種利用脂肪酶處理廢紙造紙過程中的紙漿和白水中的二次膠黏物的方法，所述脂肪酶pH值為7.5-9.0、酶活>l00U/mL、對甘油三酯的水解率不低于95%、轉(zhuǎn)酯化、脂合成率低于3%的堿性脂肪酶；紙漿處理方法是向調(diào)節(jié)成漿濃為2%～5%的紙漿中加入占紙漿干重0.001～0.5%的脂肪酶處理，然后對處理漿料過濾、離心、檢測；白水處理方法是向造紙白水中加入占白水重量0.001～0.5%的脂肪酶處理，然后對處理白水過濾、離心、檢測。本方法利用脂肪酶在根本上對膠黏物進(jìn)行降解，降低其沉積趨勢，達(dá)到去除目的，徹底解決二次膠黏物污染問題，操作簡單，去除效果顯著，提高廢紙造紙質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號D21C5/02GK103061184SQ201210573530
公開日2013年4月24日 申請日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者裴繼誠, 郭宏明 申請人:泰興市一鳴生物制品有限公司