木聚糖酶酶促磨漿對(duì)馬尾松TMP 濕部化學(xué)特性的影響

1、木聚糖酶酶促磨漿對(duì)馬尾松TMP濕部化學(xué)特性的影響苗慶顯 陳禮輝 黃六蓮 彭健斌（福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，福建福州，350002）摘要：利用木聚糖酶對(duì)馬尾松TMP進(jìn)行預(yù)處理，然后進(jìn)行磨漿，研究了酶促磨漿對(duì)紙漿某些濕部化學(xué)特性的影響。結(jié)果表明，木聚糖酶酶促磨漿，能夠改善漿料的濾水性能，提高漿料的AKD施膠度和填料留著率。關(guān)鍵詞： 木聚糖酶 TMP 磨漿 濕部化學(xué)馬尾松熱磨機(jī)械漿（TMP）具有成本低和得率高等優(yōu)點(diǎn)；然而，其纖維表面木素含量和漿中細(xì)小組分含量較高，漿的濾水性能較差，對(duì)造紙濕部化學(xué)具有不利影響。采用生物酶對(duì)紙漿進(jìn)行磨漿前預(yù)處理來改善紙漿的濕部化學(xué)特性，可以減輕采用化學(xué)助劑造成的不利影響

2、。Diehm1研究表明，由于半纖維素酶能增加纖維的水合率而有助于打漿，早期的研究也表明用纖維素酶預(yù)處理的化學(xué)漿或者棉短絨漿都能提高漿的強(qiáng)度性能和降低打漿能耗。孫萍萍2等利用纖維素酶對(duì)針葉木硫酸鹽漿進(jìn)行酶促磨漿研究，結(jié)果表明，纖維素酶預(yù)處理可以促進(jìn)纖維的潤脹和分絲帚化，減少纖維的切斷作用，增加纖維的比表面積，提高紙漿的打漿度；隨著打漿作用的加強(qiáng)，漿料中的溶解電荷逐漸增加，而紙漿的電位變化不大；與未經(jīng)酶處理的對(duì)照漿相比，纖維素酶促打漿的漂白針葉木漿的溶解電荷和電位均略低；酶促打漿的漂白針葉木漿對(duì)陽離子聚丙烯酰胺的吸附量增大，碳酸鈣的留著率稍高。因此，采用生物酶預(yù)處理進(jìn)行磨漿對(duì)于改善其纖維和濕部化學(xué)

3、特性具有重要的理論和實(shí)際指導(dǎo)意義。1 實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)驗(yàn)原料馬尾松TMP和AKD施膠劑：福建南紙股份有限公司提供；木聚糖酶HC：諾維信（中國）公司提供；酶活1000AXU/g，適宜溫度40-65，適宜pH值6.5-9.5；沉淀碳酸鈣：邵武中竹漿紙有限公司提供。1.2實(shí)驗(yàn)方法稱取30g絕干TMP，調(diào)漿濃為10%，在pH=8和溫度為55條件下，改變預(yù)處理時(shí)的酶用量（0、0.1AXU/g、0.3 AXU/g、0.5 AXU/g、1 AXU/g）和處理時(shí)間（0、30min、60min、90min、120min），處理完成后進(jìn)行高溫滅活，并濃縮至20%的漿濃采用PFI磨進(jìn)行磨漿，磨漿轉(zhuǎn)數(shù)為15000轉(zhuǎn)。磨漿

4、后測定紙漿的打漿度，然后進(jìn)行加填或施膠并抄紙，測定紙漿填料留著率和AKD施膠度，助留助濾劑為CPAM。2 結(jié)果與討論2.1酶用量對(duì)紙漿濕部化學(xué)特性的影響改變酶用量時(shí)，酶預(yù)處理時(shí)間固定為1h。圖1表明，在固定的酶作用時(shí)間、pH、溫度下，與未經(jīng)酶處理的紙漿相比，低木聚糖酶用量處理，馬尾松TMP漿的打漿度有所上升，說明酶處理降低了漿的濾水性。但在高木聚糖酶用量處理下，打漿度卻下降了，說明木聚糖酶用量不是越多越好。苗慶顯，男，福建農(nóng)林大學(xué)材料工程學(xué)院，博士，講師，研究方向：纖維資源的制漿造紙?zhí)匦院颓鍧嵵茲{技術(shù)以及生物技術(shù)的應(yīng)用。本課題為福建省教育廳科技計(jì)劃（JK2010016）資助項(xiàng)目。圖1 酶用量對(duì)

5、紙漿打漿度的影響圖2看出，在固定的酶作用時(shí)間下，與未經(jīng)酶處理的紙漿相比，低木聚糖酶用量處理，TMP漿的施膠度有所下降，原因是木聚糖酶處理可去除部分半纖維素，酶用量越多，半纖維素就去除的越多，紙漿中半纖維素含量相對(duì)減少，纖維素含量相對(duì)增大，從而改善了漿料的濾水性。但在高木聚糖酶用量處理下，與低木聚糖酶用量處理下比較，TMP漿的施膠度先上升后下降，說明木聚糖酶用量不是越多越好。圖2 改變酶用量對(duì)紙漿AKD施膠度的影響圖3 改變酶用量對(duì)填料留著率的影響圖3表明，在固定的酶作用時(shí)間下，與未經(jīng)酶處理紙漿相比，隨木聚糖酶用量的上升，TMP漿的填料留著率呈先上升后下降的趨勢(shì)，說明要選擇適當(dāng)?shù)拿赣昧窟M(jìn)行磨漿的

6、預(yù)處理來提高紙漿的填料留著。2.2酶處理時(shí)間對(duì)紙漿濕部化學(xué)特性的影響在10%漿濃、0.3 AXU/g酶用量下，改變木聚糖酶預(yù)處理時(shí)間，然后磨漿，添加CPAM跟碳酸鈣或AKD后抄造成紙，測定紙漿的施膠度與碳酸鈣留著率，結(jié)果見圖4到圖6。由圖4看出，與未經(jīng)酶處理紙漿相比，隨著酶處理時(shí)間的增加，處理后的打漿度隨之上升，說明木聚糖酶預(yù)處理，可明顯降低磨漿能耗，但濾水性下降。圖4 酶處理時(shí)間對(duì)紙漿打漿度的影響圖5表明，在固定的酶用量下，與未經(jīng)酶處理的紙漿相比，隨木聚糖酶預(yù)處理時(shí)間的延長，馬尾松TMP漿的施膠度顯呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。圖5 酶處理時(shí)間對(duì)紙漿AKD施膠度的影響圖6看出，在固定的酶用量下，與

7、未經(jīng)酶處理的紙漿相比，隨木聚糖酶預(yù)處理時(shí)間的增加，馬尾松TMP漿的填料留著率呈先上升后下降的趨勢(shì)。圖6 酶處理時(shí)間對(duì)紙漿填料留著率的影響3 結(jié)論在固定酶預(yù)處理時(shí)間1h的條件下，隨著酶用量的增加，紙漿的打漿度先升高后降低，木聚糖酶用量在0.3AXU/g下有利于施膠劑AKD的施膠和碳酸鈣填料的留著。在酶用量為0.3AXU/g不變的條件下，隨著酶預(yù)處理時(shí)間的延長，木聚糖酶處理60min時(shí)有利于施膠劑的施膠和填料的留著。參考文獻(xiàn)1Diehm,R.AP,U.S.Patent 2 280 307,1942.2孫萍萍,苗慶顯,秦夢(mèng)華,傅英娟.打漿前后對(duì)針葉木漿性能的影響J.造紙科學(xué)與技術(shù),2008,27(1

8、),1.Study on xylanase pre-treatment improving wet-end chemistry properties of Masson TMP Miao Qingxian, Chen Lihui, Huang Liulian, Peng Jianbin (Collage of Material Engineering, Fujian Agriculture and Forestry University, Fujian Fuzhou, 350002)Abstract: The effect of enzyme aided refining on some properties of wet-end chemistry was studied through pre-treatment of Masson pine TMP with xylanase. The results showed that enzyme aided refining could improve the draina