[发明专利]一种纤维素酶预处理提高氧碱法制浆效果的方法

说明书

本发明公开一种纤维素酶预处理提高氧碱制浆效果的方法,属于制浆造纸技术领域；该方法用纤维素酶对原料进行预处理；预处理后的原料经脱水后送入蒸煮器采用氧碱蒸煮方法制备纸浆；在相同的氧碱制浆条件下，与未用酶处理的对照样相比，其制浆的实际得率提高1‑5.5个百分点，纸浆的卡伯值降低1‑8个单位，纸浆的白度和黏度略有提高；在制浆卡伯值相近的情况下，用纤维素酶处理后的氧碱浆得率，白度，黏度都有所提高。

技术领域

本发明涉及一种纤维素酶预处理提高氧碱法制浆效果的方法,其属于制浆造纸技术领域。

背景技术

造纸作为我国传统的轻工业支柱产业之一，随着经济的发展，优质纸产品需求越来越大，其中传统的林木制浆扮演着重要的角色。然而促进人与自然的和谐发展，经济、人口、资源、环境相协调发展已势不可挡。保护林木资源的同时要生产出优质纸产品，应从优化生产工艺，减少生产成本，同时坚持绿色、环保、可持续发展入手。因此非木材资源，以及相对应的环保制浆造纸技术的研究意义重大。

将农业固体废物用来造纸已经成为学者们关注的重点，蔗渣赋有产量大、分布广、纤维含量较高约50%、纤维长度与阔叶木相当等优点，其关注度居高不下；但蔗渣纤维通常白度低以及强度较差，因此有待通过改善制浆工艺进一步充分发挥其在制浆造纸中的优势。

O₂与NaOH是氧碱制浆的组重要组成，这是传统碱法制浆以来的一大创新突破，不仅解决了传统制浆碱耗高、黑液碱回收难、环境污染严重、得率低等问题，它更是一种经济、高效、环保的制浆方法；结构疏松的草类原料尤为适用，未预处理或是水预处理的蔗渣在氧碱制浆时碱耗高。

纤维素酶主要应用于纤维素水解制单糖，随着生物技术在制浆造纸工业的迅速发展，在造纸行业中利用纤维素酶预处理纸浆降低纤维分子量，从而降低磨浆能耗并改善纸浆纤维的性质。TANG Y J等人实验表明,纤维素酶预处理纸浆可以降低33．3％的打浆能耗。纤维素酶还可以顺利地将油墨从废纸上脱除，同时纤维素酶在酶解造纸污泥中也有广泛的应用。在氧碱制浆方面，陈克利采用生物预处理蔗渣氧碱制浆，使制浆温度可降至95℃,且仍有进一步下调氧碱制浆温度的空间与潜力。孙兵采用漆酶对蔗渣原料进行处理，有利于改善提高原料的制浆特性，提高后续氧脱木素中羟基自由基的脱木素的选择性。氧碱制浆方法所得纸浆碳水化合物的剥皮反应得以控制，但纸浆得率低、氧化降解严重粘度低等问题有待进一步解决。

发明内容

本发明采用纤维素酶对原料预处理，提高了纸浆的得率以及脱木素选择性，在氧碱制浆过程中减少了纤维的氧化降解，制浆碱耗有所降低，白度也略有提高，满足高品质纸对纸浆的要求。

本发明的目的在于提供纤维素酶预处理提高氧碱法制浆效果的方法,主要步骤如下：

（1）绝干原料与水按液比1:4-1:10的比例混合均匀，用浓度为0.01-3 mol/L的稀酸或稀碱调节液体的pH值为4.5-10.5，然后每克绝干原料加入纤维素酶0.2U-10U的比例添加纤维素酶，在温度为20-60℃条件下预处理15min-360min，最后用200-400目的滤网过滤得到预处理原料，同时回收酶液重复利用；

（2）将预处理原料脱水，脱水后的预处理原料与制浆药液混合均匀送入蒸煮设备，其中氧碱制浆的条件为：碱量为脱水原料质量的17%-25%，MgSO₄用量为脱水原料质量的0.1%-1%，脱水原料质量浓度8%-15%，氧压0.4-1.0 MPa，30 min-100 min温度升高到80℃-105℃，保温120 min-240 min，进行氧碱制浆；

（3）蒸煮结束后,将步骤（2）得到的浆料实施喷放处理，然后依传统工艺路线进行洗、选、筛,其中提取的黑液进入碱回收系统，浆渣回收重新混入待蒸煮原料进行蒸煮，所得细浆可进行后续漂白处理或根据工厂具体要求做进一步处理。

本发明所述纤维素酶预处理原料,其纤维素酶是市售的内切β-1，4葡聚糖酶。