一種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于造紙技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合 酶制劑及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)生活用紙使用傳統(tǒng)工藝，其特點(diǎn)是能耗高、成紙拉力提升需要提高長(zhǎng)纖 用量，漿耗不低于1.05,甚至更高，急需節(jié)能降耗、提高品質(zhì)的產(chǎn)品解決問(wèn)題。打漿，是造紙 過(guò)程的一個(gè)非常重要的工序，傳統(tǒng)打漿工藝是物理變化，打漿的作用對(duì)紙漿所產(chǎn)生的纖維 結(jié)構(gòu)和膠體性質(zhì)的變化，都屬于物理變化，并不引起纖維的化學(xué)變化或產(chǎn)生新的物質(zhì)，它使 纖維細(xì)纖維化，使纖維變得具有良好的柔軟性和可塑性，而且由于打漿的機(jī)械作用增加了 纖維的表面積和游離出更多的羥基(一0H)，經(jīng)壓榨成形后，在干燥時(shí)由于氫鍵的作用而大 大增強(qiáng)了纖維的結(jié)合力，使之結(jié)合得更為堅(jiān)實(shí)，提高了紙的強(qiáng)度。其缺點(diǎn)在于磨漿電耗高、 但機(jī)械分離成本高、纖維破壞大，成紙漿耗高、細(xì)小纖維流失大等。
[0003] 為了解決傳統(tǒng)打漿工藝存在的技術(shù)問(wèn)題，目前在市場(chǎng)中有一定影響力的打漿酶， 其主要成分以單一酸性纖維素酶為主，通過(guò)纖維素酶降解細(xì)胞壁中纖維素和半纖維素，使 其細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)松馳，增加滲透性，促進(jìn)潤(rùn)漲，降低纖維內(nèi)聚力，通過(guò)帚化分絲增加纖維之間 的結(jié)合力，達(dá)到增加成紙強(qiáng)度的目的；同時(shí)也可以降低打漿能耗。但現(xiàn)有技術(shù)打漿酶在應(yīng)用 中存在以下缺陷：1、在應(yīng)用過(guò)程中極易出現(xiàn)破洞，增加紙機(jī)斷頭次數(shù);2、當(dāng)漿儲(chǔ)存的時(shí)間較 長(zhǎng)時(shí)，酶反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，如不及時(shí)調(diào)節(jié)打漿功耗會(huì)造成叩解度波動(dòng)，影響紙機(jī)運(yùn)行;3、紙張 紋路粗大、手感粗糖，影響了廣品品質(zhì)。
[0004] 故，針對(duì)目前現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，實(shí)有必要進(jìn)行研究，以提供一種方案， 解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 有鑒于此，確有必要提供一種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑及其 制備方法和應(yīng)用，能夠提高紙張質(zhì)量并大大降低打漿過(guò)程的能耗。
[0006] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
[0007] -種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑，包括中性果膠酶、中性木聚 糖酶和中性纖維素酶，各組分在復(fù)合酶制劑中的質(zhì)量百分含量如下：
[0008] 中性果膠酶:25%~40% ;
[0009] 中性木聚糖酶:20%~35%;
[0010] 中性纖維素酶：15%~40 %。
[0011] 優(yōu)選地，所述中性果膠酶包括中性果膠酸裂解酶、中性多聚半乳糖醛酸酶和中性 果膠酯酶，質(zhì)量百分含量如下：
[0012] 中性果膠酸裂解酶:50% ;
[0013] 中性多聚半乳糖醛酸酶:40% ;
[0014] 中性果膠酯酶：10%。
[0015]優(yōu)選地，所述中性木聚糖酶包括內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶，質(zhì)量百分含量如 下：
[0016]內(nèi)切木聚糖酶:80% ;
[0017] β-葡聚糖酶：20%。
[0018] 優(yōu)選地，所述中性纖維素酶包括外切纖維素酶和內(nèi)切纖維素酶，質(zhì)量百分含量如 下：
[0019] 外切纖維素酶:70% ;
[0020]內(nèi)切纖維素酶：30%。
[0021]本發(fā)明還公開了一種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑的制備方法， 包括以下步驟：
[0022]步驟(1):將原料酶制劑中性果膠酶、中性木聚糖酶和中性纖維素酶分別進(jìn)行前處 理；
[0023] 步驟(2):將質(zhì)量百分比為25 %~40 %的中性果膠酶、20 %~35 %的中性木聚糖酶 和15 %~40 %的中性纖維素酶在混合器混合均勻；
[0024] 步驟(3):然后加入適量防腐劑并通過(guò)硅藻土過(guò)濾機(jī)進(jìn)行除菌，再通過(guò)測(cè)定酶活后 制備出新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑。
[0025] 優(yōu)選地，所述中性果膠酶包括質(zhì)量百分比為50%的中性果膠酸裂解酶、40%的中 性多聚半乳糖醛酸酶和10 %的中性果膠酯酶；
[0026]所述中性木聚糖酶包括質(zhì)量百分比為80%的內(nèi)切木聚糖酶和20%的β-葡聚糖 酶；
[0027]所述中性纖維素酶包括質(zhì)量百分比為70%的外切纖維素酶和30%的內(nèi)切纖維素 酶。
[0028] 本發(fā)明還公開了一種復(fù)合酶制劑在生活用紙打漿中的應(yīng)用。
[0029] 優(yōu)選地，在生活用紙?jiān)侠w維碎漿過(guò)程中通過(guò)計(jì)量栗勻速加入權(quán)利要求1至4任一 項(xiàng)所述的復(fù)合酶制劑，并通過(guò)水力碎漿機(jī)攪拌混合均勻，造紙過(guò)程同步進(jìn)行；
[0030] 所述復(fù)合酶制劑按生活用紙?jiān)系娜f(wàn)分之一到萬(wàn)分之二的質(zhì)量百分比例添加。
[0031] 優(yōu)選地，所述復(fù)合酶制劑的作用條件為:在自然pH值條件下，溫度維持在15°C~60 °C，作用時(shí)間為2h~48h。
[0032] 優(yōu)選地，通過(guò)所述復(fù)合酶制劑的作用，將原料中的半纖維素的含量控制在5%~ 10 %之間。
[0033] 與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明的技術(shù)方案具備以下技術(shù)效果：
[0034] 1、復(fù)合酶直接水解了生活用紙?jiān)侠w維腔孔中充斥的粘性物質(zhì)一果膠質(zhì)、木聚 糖、葡聚糖、雜多糖等，使得纖維親水性更強(qiáng)，纖維在較短時(shí)間里充分吸水潤(rùn)脹，
[0035] 2、由于復(fù)合酶的作用，使生活用紙?jiān)侠w維充分潤(rùn)漲、體積明顯增大、韌性明顯增 強(qiáng)，經(jīng)過(guò)磨漿階段的機(jī)械作用，使得纖維細(xì)小化、纖維縱向產(chǎn)生分裂兩端帚化，纖維表面分 絲起毛，像絨毛附在纖維的表面，這種表面的微纖維化，使細(xì)纖維松脫出來(lái)，分離出更多的 細(xì)纖維、微纖維、微細(xì)纖維。
[0036] 3、磨漿后、再利用纖維素酶繼續(xù)作用于微纖維的非結(jié)晶區(qū)，使其露出非還原性末 端，有效增加纖維間的接觸面積，增大了纖維的比表面積和游離羥基的數(shù)量，因而在紙杌網(wǎng) 上形成紙頁(yè)時(shí)，纖維互相緊密地交織在一起，經(jīng)過(guò)紙機(jī)壓榨后紙頁(yè)干燥時(shí)，就更容易實(shí)現(xiàn)氫 鍵結(jié)合，使提尚成紙的拉力顯者提尚，有效減少細(xì)小纖維流失。
[0037] 4、由于復(fù)合酶的作用，使得纖維充分潤(rùn)漲、纖維更進(jìn)一步的細(xì)纖維化，分絲帚化更 充分，纖維之間的結(jié)合力更強(qiáng)，并不以切斷纖維為目的，從而克服了傳統(tǒng)打漿酶在因?yàn)樯a(chǎn) 過(guò)程中由于停電、設(shè)備等異常因素導(dǎo)致的停機(jī)而導(dǎo)致的漿料在漿池中存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)(如24 小時(shí)以上），產(chǎn)生降低紙漿強(qiáng)度的副作用，適合于工業(yè)化應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0039] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，申請(qǐng)人深入研究分析生活用紙使用的纖維成分組成， 在多次試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)少量的果膠質(zhì)和半纖維素是阻礙纖維短期吸水、潤(rùn)漲的關(guān)鍵少數(shù);進(jìn)一 步在試驗(yàn)中對(duì)各種酶性能的測(cè)定，以及將多種酶耦合成一工作系統(tǒng)的性能分析及測(cè)定。在 此基礎(chǔ)上，申請(qǐng)人提出一種新型生活用紙打漿促進(jìn)纖維改性的復(fù)合酶制劑，其特征在于，包 括中性果膠酶、中性木聚糖酶和中性纖維素酶，各組分在復(fù)合酶制劑中的質(zhì)量百分含量如 下：
[0040] 中性果膠酶:25%~40% ;
[0041 ] 中性木聚糖酶：20%~35 %;
[0042] 中性纖維素酶：15 %~40 %。
[0043] 通過(guò)中性果膠裂解酶的作用，使纖維有效分離并打開纖維腔孔，有效軟化纖維細(xì) 胞壁、增加纖維的滲透性、利于纖維充分吸水潤(rùn)漲，從而提高打漿效果，降低打漿能耗;通過(guò) 中性木聚糖酶的作用，合理控制原料中的半纖維素的含量在5%~10%之間，從而降低纖維 內(nèi)聚力，使得纖維變得更加柔軟，利于纖維的細(xì)纖維化，使得纖維獲得更多的縱向分裂機(jī) 會(huì)，減少橫向切斷，有效保護(hù)纖維;適量的中性纖維素酶的作用，破裂纖維初生壁，有利于次 生壁外層的剝離，使纖維得到充分分絲帚化，通過(guò)磨漿后的酶促作用，利用纖維素酶繼續(xù)作 用于微纖維的非結(jié)晶區(qū)，使其露出非還原性末端，有效增加纖維間的接觸面積，增大了纖維 的比表面積和游離羥基的數(shù)量，因而在紙杌網(wǎng)上形成紙頁(yè)時(shí)，纖維互相緊密地交織在一起， 經(jīng)過(guò)紙機(jī)壓榨后紙頁(yè)干燥時(shí)，就更容易實(shí)現(xiàn)氫鍵結(jié)合，使提高成紙的強(qiáng)度顯著提高，有效 減少細(xì)小纖維流失。
[0044] 進(jìn)一步的，中性果膠酶包括中性果膠酸裂解酶、中性多聚半乳糖醛酸酶和中性果 膠酯酶，質(zhì)量百分含量如下：
[0045] 中性果膠酸裂解酶:50 % ;
[0046] 中性多聚半乳糖醛酸酶:40% ;
[0047] 中性果膠酯酶：10%。
[0048]進(jìn)一步的，中性木聚糖酶包括內(nèi)切木聚糖酶和β-葡聚糖酶20%，質(zhì)量百分含量如 下：
[0049]內(nèi)切木聚糖酶:80% ;
[0050] β-葡聚糖酶：20%。
[0051 ]進(jìn)一步的，中性纖維素酶包括外切纖維素酶和內(nèi)切纖維素酶，質(zhì)量百分含量如下： [0052] 外切纖維素酶:70% ;
[0053]內(nèi)切纖維素酶:30%。
[0054]上述技術(shù)方案是按照"多酶耦合…酶-化學(xué)耦合…酶非水相催化技術(shù)"設(shè)計(jì)思路， 通過(guò)相關(guān)耦和技術(shù)，將中性果膠酶、中性木聚糖酶、中性纖維素酶和葡糖苷酶等多種酶耦 合成一工作系統(tǒng)，通過(guò)多種酶系對(duì)纖維的協(xié)同作用，相互促進(jìn)各種酶的作用發(fā)揮，具體如 下：
[0055] a、使纖維有效分離并打開纖維腔孔，有效軟化纖維細(xì)胞壁、增加纖維的滲透性、利 于纖維充分吸水潤(rùn)漲，從而提高打漿效果，降低打漿能耗。
[0056] b、降低纖維內(nèi)聚力，使得纖維變得更加柔軟，利于纖維的細(xì)纖維化，使得纖維獲得 更多的縱向分裂機(jī)會(huì)，減少橫向切斷，有效保護(hù)纖維。
[0057] c、破裂纖維初生壁，有利于次生壁外層的剝離，使纖維得到充分分絲帚化，纖維 之間結(jié)合力增強(qiáng)。
[0058] d、降低磨漿對(duì)纖維的損耗，利用纖維素酶