[发明专利]处理造纸白水用颗粒状载体固定化脂肪酶及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于处理造纸白水的固定化生物酶，具体地说，是涉及一种处理造纸白水用颗粒状载体固定化脂肪酶及其制备方法。

背景技术

我国造纸工业是一个正在经历着从传统工业向现代化工业转型的重要产业。但同时，造纸工业对国家能源消耗和环境污染越来越严重。2006年，我国造纸工业对排放废水总量约占工业总排放量的16％，COD排放量约占总排放量的33％。造纸工业的高耗水量和高污染问题已对我国能源安全和生态安全起到一种全局性的影响作用。随着未来相当一段长时间内，造纸工业的快速发展对能源的消耗量会越来越大，发展新的造纸工业水循环利用技术和能源利用新技术已到刻不容缓的关头。

对于以木材为原料的制浆造纸厂，特别在我国南方以马尾松为主要原料生产新闻纸的纸厂来说，树脂障碍问题一直是一大难题。在制浆造纸过程中，纸浆中的树脂会以多种方式沉积在制浆造纸设备表面产生一系列树脂障碍问题，这些问题所产生的危害作用主要有两个方面：一是树脂沉积能够导致产品质量的下降；二是树脂的沉积能够影响制浆造纸过程，使产品的产量降低。由于传统的化学控制法、机械控制法和工艺控制法不能有效地防止树脂沉积问题以及频繁出现于纸机各部的断头，从而造成了许多计划外的停机和清洗，这也成为进一步提高车速的瓶颈。另外，随着现代化纸厂用水封闭循环的日趋完善，造纸用材种类的扩展以及碱性抄纸技术的应用等因素的影响，树脂障碍问题将成为造纸工业中日益突出的问题之一。

许多研究表明，白水中的甘油三酸酯是制浆造纸过程中产生树脂障碍的主要有害组分。由于甘油三酸酯是非极性组分，在白水循环回用过程中很容易依靠范德华力粘附在一些憎水性的设备表面上，从而形成大量的树脂沉积物。利用生物技术控制纸厂中的树脂障碍问题是近年来研究的热门课题，国内外都已经开展了这方面的研究。此种方法主要是利用脂肪酶将树脂中的酯类物质水解成低粘性的脂肪酸和醇类，从而达到控制树脂沉积的目的。

虽然脂肪酶对白水中的树脂沉积物具有很好的催化分解作用，但目前的研究者都只是将生物酶一次性的加入到白水中，很少考虑到脂肪酶的回收利用，这样必然会造成脂肪酶的浪费，提高了工厂处理白水的成本。现有技术更没有考虑，采取措施改变固定化颗粒表面结构，促进脂肪酶的固定效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种强化脂肪酶固定化效果，并能持续改进造纸白水中的树脂沉积物作用的处理造纸白水用颗粒状载体固定化脂肪酶及其制备方法。

为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：

一种处理造纸白水用颗粒状载体固定化脂肪酶的制备方法，包括如下步骤：

(1)将壳聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，加热至40-60℃使壳聚糖完全溶解，并加入PVA水溶液混合均匀，然后成滴加入到NaOH水溶液与无水乙醇的混合液中，反应凝固成颗粒，在NaOH与无水乙醇的混合液中浸泡2-6h，抽滤，用蒸馏水充分洗涤至pH值为中性；所述壳聚糖与乙酸的质量体积比为1g∶1-5ml；壳聚糖与PVA的质量比为100∶1-5；NaOH水溶液中NaOH浓度为1-4mol/L；NaOH水溶液与无水乙醇的体积比为4-8∶1；

(2)将步骤(1)所得壳聚糖颗粒加入至质量浓度为0.0025-0.05％的戊二醛水溶液中，室温下置于摇床中交联反应10-60min后，用去离子水洗至中性，加入脂肪酶，壳聚糖颗粒与脂肪酶的质量体积比为1g∶1-4ml；置于摇床中振荡1-4h后，倾倒出剩余的脂肪酶液，加入质量浓度为0.5-2％的EDC水溶液，室温下置于摇床中活化反应30-90min后，用去离子水洗至中性，加入脂肪酶，壳聚糖颗粒与脂肪酶的质量体积比为1g∶1-4ml；置于摇床中振荡1-4h，用去离子水洗去残留酶液，冷藏备用。

为进一步实现本发明目的，所述PVA水溶液的质量浓度优选为1-5％。

所述戊二醛纯度优选为分析纯。

所述NaOH水溶液与无水乙醇的混合液的体积比优选为4-6∶1。

一种处理造纸白水用颗粒状载体固定化单酶，由上述方法制备。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：