一種利用生物酶輔助竹漿ecf漂白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制漿造紙企業(yè)紙漿漂白清潔化生產(chǎn)的方法，尤其涉及一種利用生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紙漿的漂白是制漿造紙過(guò)程中最大污染源。隨著環(huán)境壓力的日益增加，造紙廠必須做出改變來(lái)最大限度地減少化學(xué)品在漂白過(guò)程中的用量。環(huán)境友好型技術(shù)，如無(wú)元素氯(ECF)和全無(wú)氯(TCF)漂白技術(shù)，可以減少氯用量，減輕環(huán)境污染負(fù)荷。生物酶漂白不僅能控制漂白清潔化生產(chǎn)，同時(shí)也能獲得更好的紙產(chǎn)品，已成為一個(gè)非常有潛力的發(fā)展方向。此夕卜，生物酶漂白還能減少漂白廢水中AOX的含量，提高紙漿的白度，并能減少返黃值。木聚糖酶是熱穩(wěn)定型和無(wú)纖維素酶，率先用于紙漿的生物漂白，已經(jīng)證明其能有效地增強(qiáng)紙漿的漂白性能，節(jié)約漂白化學(xué)品，減少硫酸鹽木漿的生產(chǎn)成本。在二氧化氯漂白前，增加一段木聚糖酶預(yù)處理可以提高漂白的反應(yīng)效率，木聚糖酶通過(guò)水解，在纖維表面釋放木聚糖，致使纖維形態(tài)特征發(fā)生一些變化，使得纖維是更容易接觸化學(xué)物質(zhì)或其它酶。漆酶是氧化劑，可以直接攻擊發(fā)色團(tuán)中的木素，利用漆酶-介體系統(tǒng)(LMS)可提高漆酶的氧化還原電位，并實(shí)現(xiàn)非酚木素的氧化，這使得漆酶能同時(shí)氧化酚型和非酚型木素。LMS也已經(jīng)被證明比漆酶在生物漂白紙漿單獨(dú)使用更有效。
[0003]在木材資源缺乏的地區(qū)，非木材資源常常被用作制漿造紙的原材料。非木材纖維主要來(lái)自一些農(nóng)業(yè)殘余物，如小麥稻草，甘蔗渣、竹、蘆葦、亞麻、棉短絨和紅麻。在眾多非木材植物纖維中，竹子以其充裕的種植量和快速的生長(zhǎng)速度逐漸成為制漿造紙行業(yè)中是最有前途的原料之一。竹子屬于禾本科，在不肥沃的土地中就可以生長(zhǎng)，因此不用與糧食作物競(jìng)爭(zhēng)農(nóng)用耕地。一般來(lái)說(shuō)，非木材在化學(xué)組成與性能上與木材有著明顯不同，在直接影響選擇性脫木素和漂白的過(guò)程中也有不同。由于竹子的木素和半纖維素含量與木材原料相似，這使得竹子明顯區(qū)別于非木材原料。在脫木素，高得率和粘度方面，由于竹子的化學(xué)結(jié)構(gòu)的相似也被廣泛應(yīng)用于制竹漿。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法，達(dá)到制漿造紙企業(yè)節(jié)能降耗，降低環(huán)境污染負(fù)荷的目的。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:
[0006]一種利用生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法，包括以下步驟，即耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理、漆酶預(yù)處理和ECF漂白。
[0007]1.耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理:
[0008]將蒸煮好的竹漿洗篩干凈后送入生物酶漂白塔中，調(diào)整好木聚糖酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入一定量的耐堿耐高溫木聚糖酶開(kāi)始反應(yīng)，得到木聚糖酶預(yù)處理后的竹漿，木聚糖酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為76?80°C，反應(yīng)pH值為9.5?11.5，反應(yīng)時(shí)間I?1.5小時(shí)。
[0009]2.漆酶預(yù)處理:
[0010]將步驟I得到的木聚糖酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整好漆酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入介體混合均勻，然后進(jìn)入漆酶預(yù)處理塔中，通入氧氣后開(kāi)始反應(yīng)，漆酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為55?65°C，反應(yīng)pH值為9?10，反應(yīng)時(shí)間2?3小時(shí)。
[0011]3.ECF 漂白:
[0012]從步驟2得到的漆酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整其pH為4.2左右，紙漿重量濃度為12%，然后將漿料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽將漿料溫度穩(wěn)定后，加入二氧化氯開(kāi)始ECF漂白。ECF漂白的工藝條件為:漂白溫度75?79°C，反應(yīng)時(shí)間1.1?1.4小時(shí)，ECF漂白的二氧化氯作用結(jié)束后，竹漿再經(jīng)洗滌后送往后續(xù)漂白工段。
[0013]本方法經(jīng)生物酶作用后可降低卡伯值54%?57%，隨后再進(jìn)行ECF漂白，可使最終紙漿白度提高5.0 %?6.5 %，返黃值降低34?51 %。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較的益效是:
[0015]本發(fā)明方法使竹漿ECF漂白過(guò)程相同用氯量時(shí)提高了紙漿白度、降低了返黃值；達(dá)到同等白度時(shí)可以降低二氧化氯的使用量，從而降低廢水中AOX的含量，減小了對(duì)環(huán)境的污染。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明通過(guò)對(duì)未漂竹漿進(jìn)行木聚糖酶預(yù)處理主要是為了水解掉纖維表面的己烯糖醛酸和半纖維素，使纖維中的殘余木素更多地暴露出來(lái)，然后利用漆酶可以去除暴露在纖維表面的木素，可保證ECF漂白過(guò)程中相同用氯量時(shí)紙漿白度提高、返黃值降低；達(dá)到同等白度時(shí)二氧化氯的使用量降低，從而降低廢水中AOX的含量，減小了對(duì)環(huán)境的污染。
[0017]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0018]實(shí)施例1
[0019]生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法:
[0020]I)耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理:
[0021]將蒸煮好的竹漿洗篩干凈后送入生物酶漂白塔中，調(diào)整好木聚糖酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入一定量的耐堿耐高溫木聚糖酶開(kāi)始反應(yīng)，得到木聚糖酶預(yù)處理后的竹漿，木聚糖酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為76°C，反應(yīng)pH值為9.5，反應(yīng)時(shí)間I小時(shí)。
[0022]2)漆酶預(yù)處理:
[0023]將步驟I)得到的木聚糖酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整好漆酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入介體混合均勻，然后進(jìn)入漆酶預(yù)處理塔中，通入氧氣后開(kāi)始反應(yīng)，漆酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為55°C，反應(yīng)pH值為9，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。
[0024]3)ECF 漂白:
[0025]從步驟2)得到的漆酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整其pH為4.2左右，紙漿重量濃度為12%，然后將漿料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽將漿料溫度穩(wěn)定后，加入二氧化氯開(kāi)始ECF漂白。ECF漂白的工藝條件為:漂白溫度75°C，反應(yīng)時(shí)間1.1小時(shí)，ECF漂白的二氧化氯作用結(jié)束后，竹漿再經(jīng)洗滌后送往后續(xù)漂白工段。
[0026]利用此工藝對(duì)紙漿進(jìn)行漂白，對(duì)比于沒(méi)有進(jìn)行預(yù)預(yù)處理的二氧化氯漂白方法，生物酶處理后卡伯值可降低54%，相同用氯量時(shí)最終紙漿白度可提高5.0%，返黃值可降低34%。
[0027]實(shí)施例2
[0028]生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法:
[0029]I)耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理:
[0030]將蒸煮好的竹漿洗篩干凈后送入生物酶漂白塔中，調(diào)整好木聚糖酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入一定量的耐堿耐高溫木聚糖酶開(kāi)始反應(yīng)，得到木聚糖酶預(yù)處理后的竹漿，木聚糖酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為78°C，反應(yīng)pH值為10.5，反應(yīng)時(shí)間1.3小時(shí)。
[0031]2)漆酶預(yù)處理:
[0032]將步驟I)得到的木聚糖酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整好漆酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入介體混合均勻，然后進(jìn)入漆酶預(yù)處理塔中，通入氧氣后開(kāi)始反應(yīng)，漆酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為60°C，反應(yīng)pH值為9.5，反應(yīng)時(shí)間2.5小時(shí)。
[0033]3)ECF 漂白:
[0034]從步驟2)得到的漆酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整其pH為4.2左右，漆酶漿料重量濃度為12%，然后將漿料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽將漿料溫度穩(wěn)定后，加入二氧化氯開(kāi)始ECF漂白。ECF漂白的工藝條件為:漂白溫度77°C，反應(yīng)時(shí)間1.2小時(shí)，ECF漂白的二氧化氯作用結(jié)束后，竹漿再經(jīng)洗滌后送往后續(xù)漂白工段。
[0035]利用此工藝對(duì)紙漿進(jìn)行漂白，對(duì)比于沒(méi)有進(jìn)行預(yù)預(yù)處理的二氧化氯漂白方法，生物酶處理后卡伯值可降低56%，相同用氯量時(shí)最終紙漿白度可提高6%，返黃值可降低42%。
[0036]實(shí)施例3
[0037]生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法:
[0038]I)耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理:
[0039]將蒸煮好的竹漿洗篩干凈后送入生物酶漂白塔中，調(diào)整好木聚糖酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入一定量的耐堿耐高溫木聚糖酶開(kāi)始反應(yīng)，得到木聚糖酶預(yù)處理后的竹漿，木聚糖酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為80°C，反應(yīng)pH值為11.5，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)。
[0040]2)漆酶預(yù)處理:
[0041]將步驟I)得到的木聚糖酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整好漆酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入介體混合均勻，然后進(jìn)入漆酶預(yù)處理塔中，通入氧氣后開(kāi)始反應(yīng)，漆酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為65°C，反應(yīng)pH值為10，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)。
[0042]3)ECF 漂白:
[0043]從步驟2)得到的漆酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整其pH為4.2左右，紙漿重量濃度為12%，然后將漿料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽將漿料溫度穩(wěn)定后，加入二氧化氯開(kāi)始ECF漂白。ECF漂白的工藝條件為:漂白溫度79°C，反應(yīng)時(shí)間1.4小時(shí)，ECF漂白的二氧化氯作用結(jié)束后，竹漿再經(jīng)洗滌后送往后續(xù)漂白工段。
[0044]利用此工藝對(duì)紙漿進(jìn)行漂白，對(duì)比于沒(méi)有進(jìn)行預(yù)預(yù)處理的二氧化氯漂白方法，生物酶處理后卡伯值可降低57%，相同用氯量時(shí)最終紙漿白度可提高6.5%，返黃值可降低51%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法，其特征在于:包括以下步驟，即耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理、漆酶預(yù)處理和ECF漂白； 1)耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理: 將蒸煮好的竹漿洗篩干凈后送入生物酶漂白塔中，調(diào)整好木聚糖酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入一定量的耐堿耐高溫木聚糖酶開(kāi)始反應(yīng)，得到木聚糖酶預(yù)處理后的竹漿，木聚糖酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為76?80°C，反應(yīng)pH值為9.5?11.5，反應(yīng)時(shí)間I?1.5小時(shí)； 2)漆酶預(yù)處理: 將步驟I)得到的木聚糖酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整好漆酶預(yù)處理要求的適宜漿濃、PH及溫度后，加入介體混合均勻，然后進(jìn)入漆酶預(yù)處理塔中，通入氧氣后開(kāi)始反應(yīng)，漆酶預(yù)處理的工藝條件為:紙漿重量濃度為12%，漂白溫度為55?65°C，反應(yīng)pH值為9?10，反應(yīng)時(shí)間2?3小時(shí)； 3)ECF漂白: 從步驟2)得到的漆酶預(yù)處理漿料洗滌干凈，調(diào)整其pH為4.2左右，紙漿重量濃度為12%，然后將漿料送入二氧化氯漂白塔，通入蒸汽將漿料溫度穩(wěn)定后，加入二氧化氯開(kāi)始ECF漂白。ECF漂白的工藝條件為:漂白溫度75?79°C，反應(yīng)時(shí)間1.1?1.4小時(shí)，ECF漂白的二氧化氯作用結(jié)束后，竹漿再經(jīng)洗滌后送往后續(xù)漂白工段； 本方法經(jīng)生物酶作用后可降低卡伯值54%?57%，隨后再進(jìn)行ECF漂白，可使最終紙漿白度提高5.0%?6.5%，返黃值降低34?51%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用生物酶輔助竹漿ECF漂白的方法。主要特征是：在竹漿進(jìn)行ECF漂白前先后利用木聚糖酶和漆酶進(jìn)行預(yù)處理，包括以下步驟：(1)耐堿耐高溫木聚糖酶預(yù)處理段；(2)漆酶預(yù)處理段；(3)ECF漂白段。本發(fā)明對(duì)未漂竹漿進(jìn)行木聚糖酶預(yù)處理主要是為了水解掉纖維表面的己烯糖醛酸和半纖維素，使纖維中的殘余木素更多地暴露出來(lái)，然后利用漆酶可以去除暴露在纖維表面的木素。竹漿經(jīng)木聚糖酶和漆酶先后作用后可降低卡伯值54％～57％，隨后再進(jìn)行ECF漂白，可使最終紙漿白度提高5.0％～6.5％，返黃值降低34～51％。
【IPC分類】D21C9-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104695266
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510138399
【發(fā)明人】宋雪萍, 聶雙喜, 杜瑩瑩, 王志偉, 周敬紅, 覃程榮, 王雙飛
【申請(qǐng)人】廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日