生物酶在造纸中的应用

生物酶在造纸中的应用
生物酶在造纸中的应用

生物酶在造纸中的应用

制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一,但也是森林、能源、化学品等资源消耗和环境污染的大户。全球的造纸工业每年要砍伐数亿立方米的林木,而其中约半数变为废弃物又被排回了周围的大气和水流中,给人类生存的生态环境造成了巨大威胁和危害。减少能源和化学品消耗、提高纸浆得率、污水生物处理等都是克服上述困难的根本途径。而生物技术恰恰在这些方面都是可以大有作为的。

1、前言

近年来生物技术在纸浆造纸工业中取得了突飞猛进的发展,在制浆造纸工业中使用的生物酶主要有:纤维素酶、半纤维素酶、木聚糖酶、淀粉酶、脂肪酶等。这些酶在制浆、漂白、脱墨、树脂控制、改善纤维性能等方面发挥着重大的作用。

2、生物酶的应用

2.1 生物制浆

经过生物酶降解的原料,结合化学、机械制浆再进一步分离出纤维原料的过程叫生物制浆。不同的原料会用到不同的生物酶。如韧皮纤维会有果胶质,可选用果胶酶分解果胶质,释放出纤维素。而草浆和木浆均含有较多的木素,可以通过木素降解与化学制浆、机械制浆相结合的方式来制浆。生物制浆的基本生产工艺:木片→酶处理→化学或机械制浆生物化学浆和生物机械浆具有能耗低、环境压力轻、耗碱量大幅下降、强度性能好。

2.2 生物漂白

用于纸浆漂白的酶主要有半纤维素酶和木素降解酶,半纤维素酶包括木聚糖酶和聚露糖酶。木素降解酶主要有木素过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶。生物漂白的目的主要是少用化学漂白剂来改善纸浆的性能和减少漂白的污染。聚木糖酶用于纸浆的漂白预处理能够提高纸浆的白度、降低漂剂用量和漂白段废水的污染负荷,对浆的粘度和成纸强度无不利影响。对于那些大量使用二氧化氯和双氧水的漂白工艺而言,能够显著降低生产成本。但是,从其助漂机理中我们可以

看出,聚木糖酶在纸浆漂白中的作用只是助漂,而不能完全取代化学漂剂,也无法从根本上消除漂白污水的产生,还需要进一步开发能够直接降解浆中残余木素的酶。聚木糖酶辅助漂白的发展趋势是培育出具有高温和碱性环境下稳定且显示生物活性的酶,因为硫酸盐浆在蒸煮后的温度高达95℃,pH 值为12- 13 或更高,而且这种条件在脱木素的整个过程中基本不变。因而,为了能使酶在蒸煮或是氧脱木素并洗涤后直接加入到浆中而不需要降低浆的温度和pH 值,这就需要木聚糖酶具有耐高温和碱性的能力,耐高温耐碱的聚木糖酶是很有应用前景的生物制剂。木素过氧化物酶预处理能增加残余木素中的紫丁香基结构单元、对羟苯基、甲氧基、酚羟基以及小分子质量木素的降解溶出,增强木素的反应活性,为双氧水漂白提供了有利条件,可强化漂剂与木素酚型结构单元和紫丁香基结构单元的反应,使得发色基团、助色基团减少,木素溶出量增加,溶出木素分子质量明显增大,纸浆白度提高,结晶度增加。木素过氧化物酶在过氧化氢存在且浓度为0.1mol/L 左右的条件下才能氧化和降解木素,但H202浓度的轻微变化又往往使酶失活,因此,建立一个适宜的催化环境是木素过氧化物酶漂白中十分重要的问题。

纸浆的漂白工段是造纸工业主要污染源之一,特别是采用氯漂所产生废水含有的有机氯化物具有剧毒、致癌突变的作用,生物漂白具有广阔的前景。

2.3 酶促打浆

酶主要是通过对纤维素改性的方式降低打浆能耗的。目前,国内外研究使用的酶主要有:果胶酶、木聚糖酶、漆酶、纤维素酶、锰过氧化物酶、甘露聚糖酶、乙酰木聚糖酯酶、阿拉伯糖水解酶等。

纤维素酶优先作用于纤维素的无定形区,而结晶区则对纤维素酶不太敏感。用纤维素酶、半纤维素酶和木聚糖酶对打浆前的纸浆进行预处理,可降低打浆能耗、减少纸机蒸汽消耗量、改善成纸性能。目前,纯酶的价格较高,寻找合适助剂来提高酶的使用效率才可能达到降能耗的目的。如何使酶处理在既能改善浆料性能,又不影响纸机正常运行和成纸性能的条件下,达到降低打浆能耗的目的仍然是今后研究的重点。

2.4 酶法脱墨

传统的化学脱墨不适用于激光打印或复印的办公废纸,还会引起新的环境

污染。而生物酶法脱墨或生物脱墨作为一种新的回收废纸的脱墨方法,无论在实验室还是工厂规模的试验都已证明是一种适应范围广、实用有效的脱墨方法。目前用于废纸脱墨的酶制剂主要有纤维素酶、半纤维素酶、脂肪酶、酯酶、果胶酶、淀粉酶和木素降解酶,其中大多数使用纤维素

酶和半纤维素酶。酶法脱墨是采用酶进攻油墨或纤维表面,其中脂肪酶和酯酶能够降解植物油基油墨,果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶能够改变纤维表面或油墨离子附近的连接键,从而使油墨分离,经洗涤或浮选法脱除。回收纸浆的滤水性能比初次纸浆差,酶法脱墨的又一长处是可以提高回收纸浆的滤水能力。与化学脱墨法相比,酶法脱墨后的纸浆具有很好的物理性能、高白度、高自由度和低残留墨等优点。

3、改善纤维性能

酶处理不但可以改善纸浆性能,如降低能耗、提高化学浆打浆性能、改善机械浆的滤水性能及磨浆效果,还可以改善纤维成纸性能。在一定的密度下,纤维素酶处理硫酸盐浆能提高成纸的抗张指数。纤维素酶还能提高薄页纸的柔软性,使纤维表面和整体的柔性上升。用纤维素酶和半纤维素酶处理纸浆,还可改善纤维压缩性,使纸页微孔性下降,密度和透明度升高。

目前,采用酶法改善二次纤维滤水性能的研究已取得较大的进展,在废纸浆中,细小纤维及填料的高含量被认为是造成其滤水困难的主要原因。酶通过对废纸浆中细小纤维选择性的水解得以提高废纸浆的滤水性能。stockG等人认为,在外切酶、内切酶以及半纤维素酶这些维素酶组分之中,对改善二次纤维滤水性能起到至关重要的作用的是内切酶,这种酶对于处理含有机械浆的二次纤维具有一定的针对性,而对于含有大量化学浆的纸浆处理效果似乎不明显。研究者还发现,内切酶与外切酶羁绊纤维素酶的协同作用对提高处理效果有较大帮助。山东轻工业学院的研究人员〔洲曾研究了黑曲霉An一76纯酶对漂白麦草浆的改性效果,通过对内切木聚糖酶以及内切纤维素酶的比较,发现内切纤维素酶在对提高麦草浆的裂断长和改善滤水性能等方面效果明显,而内切木聚糖酶有利于降低纸浆的脆性,尤其是在与纤维素酶混合使用时效果更为明显。

2.4用生物酶解决树脂障碍

树脂的存在一直是困扰新闻纸生产厂家的一大难题,尤其是以马尾松为主

要原料的新闻纸厂。原料中的树脂在造纸时容易引起树脂障碍,造成纸机运行时频繁断纸以及纸病的出现,使纸机车速受到限制,大大影响了生产效率和成品质量。树脂一般是由极性的脂肪酸、树脂酸和非极性的甘油三醋、不皂化物等构成,其主要有害成分是甘油三醋。马尾松的树脂含量较高,大约为2.0%一3.0%。树脂在浆料中的物理状态主要是附在纤维或薄壁细胞外表面以斑点形式存在的表面树脂、存在于纤维和薄壁细胞内部的内部树脂以及以胶体状态游离分布在纸浆中呈小颗粒状的胶状树脂。表面树脂和胶状树脂在抄纸过程中容易沉积在成形网、毛毯、压榨辊和烘缸表面,造成树脂障碍。国外对于用生物法控制树脂的研究已比较成熟,例如采用饰场。stolnanilife~真菌控制树脂,不产生木素降解酶和纤维素酶,对树脂的去除具有一定的针对性。另外,在纸机槽中加人250一500111合/L 的甘油三醋水解酶,可使大部分甘油三酉旨水解,近年来,国内对生物酶法控制树脂的机理与实践研究工作也做得比较多。福建南平造纸厂陈秀霞等人通过对生物酶控制有害树脂的机理的深人分析,并在车间进行试验研究出,在较高的温度、一定的作用时间(2h左右)以及一定量的硫酸铝用量下,采用E盯公司的生物酶控制树脂能产生较显著的效果,而且操作简单易行。研究者还指出,硫酸铝的用量对树脂控制效果非常重要,是整个树脂控制过程的关键。王金昌等人通过生产试验也发现,用生物酶控制马尾松机械浆中的有害树脂十分有效,生物酶用量在2oo一250岁t就可以将有害树脂控制在0.巧%以下,从而使纸机湿部树脂沉积量减少,提高了生产效率和成品质量。

2.5废水处理

我国工业废水排放量依然呈现逐年增长的势头,尤其是造纸厂废水的大量排放,给生态环境造成巨大的污染。生物技术在造纸废水处理方面的应用效果比较显著,利用微生物进行好氧(主要是曝气池、活性污泥、生物转盘、生物滤池等)及厌氧生化处理制浆造纸企业排放的有机废水,可以使废水脱色、脱臭、解毒以及有效降低废水的生物及化学耗氧量(主要是BoD),而且经济可行,是目前广泛采用的一种比较成熟的生物技术。

随着生物技术研究的深人,如今对于造纸废液的好氧生物处理技术已在常规活性污泥法的基础上发展出深井曝气法、SBR、好氧硫化床、HCR等新的工艺方法,并已在生产中得到应用。据资料显示〔洲,近年来,升流厌氧污泥床反应器系

统(UASB)也逐渐在世界造纸企业得到推广,技术原理与射流曝气深井法类似的HCR高效接触反应器,其生物量可达到传统活性污泥法的8一10倍,具有高度进水负荷冲击耐受能力,对污泥具有良好的沉积性能。另外,兰Pat担es公司推出的最为先进的有机工业废水处理装置厌氧反应器。

参考文献

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品2002(2),38- 41.

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[5] 伍安国,曾辉,苏庆平.生物技术在造纸工业中的应用

研究进展[J].西南造纸,2005(2).

酶在纺织中的应用

植物、动物以及微生物中都有酶,它们对细胞的功能具有重要的作用。酶已在啤酒、葡萄酒酿造业及食品加工业中应用了很多年。在这些行业中,它们被用来加工奶酪、改良人类消费所需的豆类及谷物、清洁柑橘类水果、制造稳定的浓缩果汁等。在纺织工业中,较为著名的是酶在传统的退浆工艺中的应用,而随着生物技术的发展,在纺织生产中酶的应用越来越多,从对纤维的改性到织物的漂白都有相应的酶制剂的使用。 1酶的认识 1.1酶的特性 催化剂是一类能改变反应速度,但不改变反应性质、反应方向和反应平衡点, 而且反应完成后其本身不发生变化的物质。酶是一种特殊的催化剂,作为催化剂它有一定的特点。 (1)高催化效率:在与无机或有机催化剂相比的情况下,酶的催化效率高达107 ~ 1012倍,某些酶甚至可加快反应速率高达1014倍。酶的这种高催化效率是因为酶能够显著降低反应过渡态能量。 (2)高度的专一性:酶的专一性是指一种酶只能催化一种或一类结构相似的底物进行某种类型反应的特性。催化反应的专一性是酶最重要的特性之一, 是酶与其它非酶催化剂最主要的不同之处,这种原理通过图1所示的锁-钥匙原理可以形象的表达。 图1 锁-玥匙原理 (3)反应条件温和:酶来自生物体,因而一般酶催化反应均可在常温常压条件下进行,有利于生产控制,并可节约能源,降低设备成本。另外,酶催化反应都在弱酸、弱碱或中性条件下进行,对环境污染小,对设备的腐蚀小,生产安全性高。 1.2酶的作用机理和过程 酶和底物的作用机理和过程如下表示:酶与底物作用→形成酶和底物的复合物→生化作用→形成酶与底物过度态络合物→酶和生成物分离而释放反应生成物和原来的酶。这样可使整个反应的活化能降低, 从而加快了反应速度。生化反应完成后, 酶和生成物分离, 酶又可重新催化反应。 1.3影响酶活性的因素 酶催化反应的效率取决于以下因素:酶的浓度、反应物浓度、保温或反应时间、反应温度、系统的PH值、所存在的活化剂及阻化剂。 在最佳的温度和PH值下,酶的催化水解反应总的反应速度取决于形成酶反应复合物的时间和生成产物的时间。要使复合物易于形成, 酶的浓度应足够高。且在酶附近的反应物浓度也应较高。反应物的浓度太高,反而不利于反应进行。这是因为过多的反应集中于酶的连接点或反应点上, 形成瓶颈其中的一种或两种情况发生都会降低反应速率。若反应时间较长, 酶的用量应低一些,较高用量的酶可降低总的反应时间, 但也不能过高。

关于食品包装用纸中荧光增白剂的说明

关于食品包装用纸中荧光增白剂的说明 国际食品包装协会 2011-4-29 4月22日,国际食品包装协会发布了“京城五家电影院及五家超市爆米花桶质量情况调查报告”显示,包括嘉禾、华星、星美、万达、东都5家影院以及家乐福、乐购、沃尔玛、京客隆、物美5家超市在内,所有调查产品中皆含有荧光增白剂,其中大部分爆米花桶在紫外灯365纳米照射下呈现明亮的蓝色,存在人为添加荧光增白剂。 4月25日,新快报记者在广州天河区某超市走访发现,有些纸杯的外包装上印有“不含荧光增白剂”字样,有些则仅仅注明“安全卫生”。记者随机选了7个品牌的纸杯,再从一家肯德基连锁店选取一个全家桶和一只纸杯,一同送往华南理工大学食品工程系做检测。“有两个纸杯的荧光增白剂含量极低,基本合格,但其他的都比较明显,在紫外光检测仪的照射下,蓝色的光斑面积较大。”检测人员吴博士初步判断,光斑较多的纸杯与全家桶的增白剂较有可能超标。 针对媒体曝光肯德基全家桶增白剂超标的消息,肯德基所属百胜餐饮集团相关负责人就此事回应称,肯德基使用的包装产品的供应商都是取得QS认证的,要求供应商提供的产品包装必须符合国家的相关规定。上海肯德基有限公司也发声明称,全家桶使用的纸容器,根据国家环保产品质量监督检验中心于2011年3月21日提供的检验报告显示,荧光性物质检测符合国家标准。 4月26日,国际食品包装协会工作人员对北京地区多家肯德基店使用的全家桶进行了购买和测试,实验表明,部分纸桶内侧含有少量荧光增白剂,但面积较小,未超过荧光面积在5%以下的国家标准。 针对以上有关问题,国际食品包装协会建议和说明如下: 1、根据国家质检总局食品包装用纸市场准入要求,“食品级白卡纸”才是制作爆米花桶等所用的材料。然而有些生产厂家为了降低成本,用回收废纸生产,但又由于纸浆质量不过关,还要让桶看上去更白,不得不加入大量的荧光增白剂达到美观效果。那些外观看上去颜色发白的爆米花桶,在生产过程中可能使用了含荧光增白剂的非食品级用纸,即“社会白卡纸”。使用“社会白卡纸”制成的包装在紫外分析仪下会呈现出鲜亮刺眼的蓝色,“食品级白卡纸”制成的包装在紫外分析仪下,则会呈现自然的乳白色。 2、根据国家工业产品市场准入要求,没有强制规定生产企业必须在食品包装纸或桶上标明生产企业的信息及生产许可证编号等,只要求在直接销售的产品或最小包装单元以及外包装箱上标明即可。但是食品用纸经营者和使用者必须从获得生产许可证的企业进货并索取生产企业许可证复印件以及有关检验报告等。如果证件齐全,产品出了质量问题由生产企业负责;如证件不全或无效,则生产者、经营者和使用者都要承担法律责任。但是国际食品包装协会建议,为了便于

表面活性剂在工业中的应用

表面活性剂在工业中的应用 姓名:王化东专业:材料科学与工程 摘要:介绍了表面活性剂在选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域的应用,并解释了其作用的机理,以及在工业中应用不规范对环境和人自身的危害。 关键词:表面活性剂;应用;机理 The Application of Surfactant in Industry Abstract:In this paper, the application of surfactants in the coal, textile, food, material preparation, papermaking, pharmaceutical and other industrial fields have been introduced. The mechanism of its action and the harm to environment and human caused by the non-standard application in industrial were explained. Key words:sur factant;application;mechanism 前言 能使水的表面张力明显降低的溶质称为表面活性物质。这种物质通常含有亲水的极性基团和憎水的非极性碳链或碳环有机化合物。亲水基团进入水中,憎水基团企图离开水而指向空气,在界面定向排列。表面活性物质的表面浓度大于本体浓度,增加单位面积所需的功较纯水小。非极性成分愈大,表面活性也愈大。表面活性剂依靠自身独特的两亲性结构而具有降低表面张力、起泡、乳化、分散、润湿、增溶、渗透和抗静电等性能,在各种工业和消费品应用中有重要的地位。目前,世界表面活性剂消耗量约为900万t,其中工业用量占55%,已广泛应用于选煤、纺织、食品、材料制备、造纸、制药等工业领域。 1 表面活性剂在选煤中的应用 选煤是洁煤技术中最经济有效的途径之一,是国际上公认的洁煤技术中的重点。表面活性剂因其具有双亲结构的特点,在选煤中有着重要的作用。开采到的

荧光增白剂_OBA_应用于铜版纸生产中调色方案的研究

湖南造纸 造纸化学品与应用 造纸化学品与应用APM P 制浆工艺是20世纪90年代在改进BCTMP 工艺基础上发展起来的,主要适用于速生材,是集药液处理、磨浆、漂白于一体的高得率制浆方法,对环境造成的污染比较少,投资成本和运行成本较低[1]。APMP 具有强度好、白度高、松厚度高的优点[2],可以配抄高级文化印刷纸和涂布加工纸,在我国具有推广的潜力。目前,工厂生产铜板原纸的浆料配比一般为:NBKP:LBKP:BCTM P=40:30:30,但BCTMP 价格较高,市场供应短缺,给竞争日益激烈的铜版纸生产企业带来了较大的压力。APM P 的价格相对BCTMP 较低,且市场供应充足,在不影响成纸质量指标前提下,用APM P 代替BCTM P ,有利于降低生产成本。 但是,APMP 代替BCTM P 应用于铜版原纸生产其偏色和耐久性都会发生变化。因此,需要对其进行调色。刘军钛[3]一文中介绍了荧光增白剂的增白机理和在造纸湿部应用的情况;夏安军、韩卿等人[4]研究了荧光增白剂在白卡纸涂料中的用量和返黄情况,而本文与之有所差别,主要研究铜版纸调色方案。根据荧光增白剂所应用的层次不同,调色方案可以是原纸抄造时调色或涂布时调色,而涂布时调色又可以分为底涂调色和面涂调色,本文将对各调色方案进行探讨和比较。 1实验部分1.1实验原料 浆料:NBKP ,LBKP ,APM P ,BCTMP ,均为商品浆 板; 颜料: #1GCC (<2μm 含量92%±2%,固含量78%),#2GCC (<2μm 含量65%±2%,固含量78%),clay (<2μm 含量98%); 其他:羧基丁苯胶乳,分散剂,OBA ,保水剂,消泡剂等助剂。1.2实验设备 纸样抄取器(德国),K303涂布机,DT Paper Science E300三辊压光机(芬兰),ND-B 白度仪,BEKK 平滑度仪,GM 光泽度仪(75°法),X-Rite 528分光光度计,印品耐久性试验仪,电动搅拌仪等。1.3实验方法1.3.1纸样的抄取 按照表1所示,每组3张纸样,纸样定量约为90g/m 2。1.3.2涂料配制 涂料配方: 面涂:#1GCC70份(相对于100份绝干颜料的量,下同);clay30份;胶乳12.5份;OBA 加入量为1000mg/kg ;其它助剂适量,涂料固含量为65%。 表1 纸样浆料配比 底涂:#2GCC100份;胶乳11份;OBA 加入量为 摘 要:铜版纸原纸生产中,为了节约成本一般利用APMP 代替BCTMP ,本文通过在实验室环境下进行铜版纸原纸抄造并涂布成纸,然后检测成纸物理性能指标,发现APMP 代替BCTMP 后,能抄造出比原配方松厚度和不透明度更高,白度稍低,其他物理性能指标相当的铜版纸原纸;另外还主要研究了荧光增白剂(OBA )对成纸耐久性和偏色的影响,分别比较了原纸调色、底涂调色和面涂调色三种调色方案对成纸白度, L*、a*、b*值和耐久性的影响。关键词:铜版纸;APMP 浆;荧光增白剂(OBA );L*、a*、b*值;耐久性 荧光增白剂(OBA )应用于铜版纸生产中调色方案的研究 严 伟张美云陆赵情陕西科技大学造纸工程学院陕西西安(710021) 作者简介:严伟,在读硕士研究生,主要研究方向为高性能加工纸与特种纸。 BCTMP% APMP% NBKP%LBKP%3020010原配方配方10 30 配方3 4040303040 30 1020配方2403023

表面活性剂的基本作用与应用

5 表面活性剂的基本作用与应用 表面活性剂的分子由疏水基和亲水基组成。依据“相似相亲”的原则,当表面活性剂分子进入水溶液后,表面活性剂的疏水基为了尽可能地减少与水的接触,有逃离水体相的趋势,但由于表面活性剂分子中亲水基的存在,又无法完全逃离水相,其平衡的结果是表面活性剂分子在溶液的表画上富集,即疏水基朝向空气,而亲水基插入水相。当表面上表面活性剂分子的浓度达到一定值后,表面活性剂基本上是竖立紧密排列,形成一层界面膜,从而使水的表面张力降低,赋予表面活性剂润湿、渗透,乳化、分散、起泡、消泡、去污等作用。 由于表面活性剂疏水基的疏水作用,表面活性剂分子在水溶液中发生白聚,即疏水基链相互靠拢在一起形成内核,远离环境,而将亲水基朝外与水接触。表面活性剂分子在水溶液中的自聚(或称白组装、自组)形成多种不同结构、形态和大小的聚集体(参见第4章)。使表面活性剂具有增溶以及衍生出胶束催化、模板功能、模拟生物膜等多种特殊功能。 表面活性剂已广泛应用于日常生活、工农业生产及高新技术领域,是最重要的工业助剂之一,被誉为“工业味精”。在许多行业中,表面活性剂起到画龙点睛的作用,只要很少量即可显著地改善物质表面(界面)的物理化学性质,改进生产工艺、降低消耗和提高产品质量。根据应用领域的不同,表面活性剂分民用表面活性剂和工业用表面活性剂两大类。 民用表面活性剂主要是用作洗涤剂,如衣用、厨房用、餐具用、居室用、卫生间用、消毒用和硬表以以及个人卫生用品如香波,浴液和洗脸、洗手用的香皂、液体皂、块状洗涤剂等。其次是用作各种化妆品的乳化剂。 工业用表面活性剂可以分成两大类。一类是工业清洗,例如火车、船舶、交通工具的清洗,机器及零件的清洗,电子仪器的清洗,印刷设备的清洗,油贮罐、核污染物的清洗,锅炉、羽绒制品、食品的清洗等等。根据被洗物品的性质及特点而有各种配方,借助表面活性剂的乳化、增溶、润湿,渗透、分散等作用和其他有机或无机助剂的助洗作用,并施以机

酶在制浆造纸中的应用

酶在制浆造纸中的应用 漂白促进 用木聚糖酶来促进硫酸盐浆ECF和TCF漂白,能够节约漂剂和/或提高浆料漂后白度。 纤维改性和脱墨 淀粉酶和纤维素酶用于纤维改性和脱墨,能够促进油墨脱除、提高脱墨浆白度;改善滤水性及提高卫生纸的柔软度。 木素改性/废水处理 漆酶用于木素改性和废水处理,可提高含机械浆浆料的湿强度和降低废水色度及BOD/COD值。过氧化氢控制 过氧化氢酶可监控和优化漂白中过氧化氢的用量。漂白结束后,加入过氧化氢酶可降解残余过氧化氢。 树脂障碍控制 用机械浆造纸过程中,脂肪酶用于树脂障碍控制可提高纸张强度,减少纸病,缩短停机时间并减少纸毯及辊子的清洗次数,从而改善纸品质量并提高生产经济效益。 淀粉改性 淀粉酶使得纸厂可在现场对原淀粉进行改性用于表面涂布施胶,较直接购买商品变性淀粉,这样更为经济实用。 漂白促进 经酶处理后,浆中可被洗出的木质素量增多,而且使残余的木质素也更易被漂剂脱除。 木聚糖酶能改善产品性能和工艺。 浆厂使用木聚糖酶助漂的主要优点在于: ·节约无元素氯ECF和全无氯TCF漂白中的漂剂和/或提高浆料漂后白度 ·提高漂白能力不足的纸厂的产能 ·降低废水中可吸附卤化物AOX含量 当漂白化学品用量不变时,用Pulpzyme HC对浆料进行处理可降低浆料卡伯值并提高其白度。当保持同样的白度值时,Pulpzyme HC预处理可节约漂白化学品用量。 此外,使用Pulpzyme HC对硫酸盐浆助漂,不需在设备上进行大额投资,也不必大规模改动工艺。树脂障碍控制-- Resinase? 脂肪酶可解决树脂障碍问题。 使用脂肪酶可避免由树脂障碍所引发的问题,如:停机损失、损纸和产品质量问题。 使用脂肪酶控制树脂的益处主要有以下两类: 改善纸页质量 ·提高成纸强度 ·减少纸病 提高生产经济效益和灵活度 ·减少纸幅断头引起的停机时间 ·减少纸毯和辊子的清洗次数 ·增加未经陈化的木材用量,提高成浆白度,使木材库存管理更容易 ·提高成纸强度,从而降低新闻纸厂的原料成本

荧光增白剂在纸张增白中的应用

造纸工业发源于中国古代,至今中国的造纸工业仍保持着许多“世界之最”,例如:中国 的造纸厂最多(约9000余家),中国的造纸机械最多,等等。然而中国的造纸总产量却不是世 界第一,近年来中国的造纸年产量在1800万吨左右,次于美国、日本和加拿大,居世界第四位。纸的各种特性绝大多数都要借助各种造纸化学品的使用来实现。随着人们物质文化生活 水平的提高,科学技术和工业生产的发展,对纸张质和量的要求也越来越高。迄今为止,包 括塑料质的合成纸张在内,全世界纸张的品种已达12000多种,但中国纸张的品种还不足2000种,而且高档白纸无论是品种数还是产量均不能满足社会发展的需要。 要获得高质量的纸张,除造纸化学品是必不可少的以外,荧光增白剂对提高纸张白度, 改进纸张质量也起着重要的作用。纸浆纤维一般带有黄色或灰白色,这是由于纸浆中的木质 素会吸收波长在400~500nm的光所致。采用添加染(颜)料的方法或采用化学漂白,对纸浆白 度的提高是有限的。如果为了追求白度而采用强烈的漂白手段则会大大损伤纸张纤维的强度。通过漂白和荧光增白工艺则可以生产高白度的纸张。添加了荧光增自剂后,生产出的纸张, 如胶版印刷纸、画报纸、高级书写纸、打字纸、复印纸等,白度可提高10%左右。 荧光增白剂在造纸工业中的应用方法有:1、直接添加到纸浆中增白;2、用于表面施胶,即添加于表面施胶用的胶液中;3、用于纸的表面涂布,即添加到对纸张进行加工的涂布液中。用于造纸工业的荧光增白剂需满足下列要求: 1.与各种造纸填料、助剂和胶黏剂有良好的相容性。 2.能耐一定的酸碱度,与造纸用的硫酸铝不发生作用。 3.对纸纤维有较高的白度。 4.

纸浆造纸过程中酶的应用

纸浆造纸过程中酶的应用 班级:林化09-2 姓名:张立波 学号:090524207 任课教师:邓立红

纸浆造纸过程中酶的应用 摘要制浆造纸工程作为轻工业行业中的传统行业,有着悠久的历史和成熟的工艺及设备。但任何一个行业都不是孤立的。生物工程的快速发展给纸浆造纸行业也带来了新鲜的血液。本文尽量的总结生物工程,特别是酶工程对纸浆造纸的应用。 关键词:制浆造纸酶工程漂白 一.纸浆造纸工程简介 我国的造纸术源远流长,是公元105年(东汉和帝元兴元年)蔡伦发明的,迄今已有1900多年的历史。我国造纸术的发明,奠定了世界造纸工程技术史的基础,推动了人类文明的快速发展。在我国古代造纸术中有“水碓、春臼、荡帘入料、竹帘捞纸、覆帘压纸、透火焙干”等工序。这些看似简单的工艺和相关技术却蕴函着深邃的科学道理。而现代造纸术工艺的核心内涵,在传承和发展了古代造纸工艺精髓的同时,无论是从工艺过程和装备水平都发生了巨大的发展和进步,实现了化学、力学、机械、电子、材料、生物、环境等多学科的交叉融合,集成了现代科学与工程学的综合优势。 造纸术包括制浆与造纸两个过程。制浆即将木材(或其它纤维原料)离解成纤维性物质的任何生产过程,它基本上是有系统地断裂木材结构内部结合键的一种手段。这项任务可借机械的、加热的、化学的、或上述综合的方法加以完成。按分离纤维能耗的逐渐增加和对化学作用依赖程度逐渐减少分,现代制浆工艺大致有:化学、半化学、半机械和机械法制浆。典型的制浆方法具体分类如下:(1)机械法制浆:木段磨石磨木法、木片RMP、TMP法。 (2)化学机械法制浆:化学磨石磨木法、冷碱法、CTMP法。 (3)半化学法制浆:NSSC法、高得率亚硫酸盐法、高得率硫酸盐法。 (4)化学法制浆:硫酸盐法、烧碱与蒽醌烧碱法、酸性亚硫酸盐与亚硫酸氢盐法。 以上制浆方法虽然不相同,但不管是哪一种制浆工艺,都包括:备料—蒸煮—洗涤—筛选—净化—漂白这几个过程。造纸术的另一个过程—造纸,即从打浆到成纸的一系列过程,具体包括:打浆、脱水、压榨、烘干、压光、卷曲等工序。在抄纸配料过程中,为了影响或增强特定的纸页性能,或未其它所需目的服务,常使用大量的化学药品,包括功能性助剂(如施胶剂、矾土、矿物质填料、淀粉、染料等)和控制性助剂(如滤水助剂、消泡剂、助留剂、树脂分散剂、杀菌剂、和腐蚀抑制剂等)。 二.生物工程及酶简介 1.生物工程简介 所谓生物工程,应用生命科学及工程学的原理,借助生物体作为反应器或用生物的成分作工具以提供产品来为社会服务的生物技术。包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程等。 生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90

造纸使用荧光增白剂的危害

第32卷第14期 2011年7月 5 造纸使用荧光增白剂的危害 ⊙ 刘军钛(深圳市三力星实业有限公司,广东深圳 518034) Impact of use of fluorescent whitening agents ⊙ LIU Jun-tai (Shenzhen Sanlixing Industry Co. Ltd., Shenzhen 518034, China ) 刘军钛,博士;长期 从事助留剂的研发和应用工作。 摘 要:荧光增白剂广泛用于纸张增白。由于 它的化学结构和高负电性,使用荧光增白剂不仅会造成生活污染,而且会显著增加纸浆的负电性,干扰其它阳离子助剂,尤其是助留剂的正常使用。关键词:荧光增白剂;纸浆电性;助留剂 Abstract: Fluorescent whitening agents (FWAs) have been widely used in the paper industry for improving pa-per whiteness. Due to their chemical structure and high anionicity, FWAs applied in papermaking can not only pose a threat to the environment, but also result in a sig-nificant increase in negative charge of the stock, which can interfere with the use of other cationic additives, in particular the normal use of retention chemicals.Key words: FWA; stock charge; retention chemicals 中图分类号:TS727+ .2; TS745文献标志码:B 文章编号: 1007-9211(2011)14-0056-03 荧 光增白剂(F WA)广泛用于纸张增白,它可以利用补色的原理,提高纸品的光学白度,改善纸品的色相,让视感更加悦目。 造纸广泛使用的荧光增白剂是双三嗪氨基二苯乙烯衍生物,有两磺酸、四磺酸和六磺酸三种类型。二磺酸增白剂的抗绿变性较差,对使用环境敏感,所以通常用于纸机湿部;六磺酸增白剂与纤维的亲和性最差,仅用于纸张表面处理(表面施胶或颜料涂布);四磺酸增白剂性能居中,可以在湿部或表面处理中应用[1]。 近年来,高白纸张流行。生产高白纸不仅要在纸浆中添 加大量的荧光增白剂,而且还要在表面施胶中使用高磺酸型的增白剂,吨纸用量少则几公斤,多则十几公斤。 改革开放之后,瑞士汽巴公司和科莱恩公司在国内大力推广液体增白剂,推动了纸张增白技术的发展,是国内主要的造纸增白剂供应商。 1 荧光增白剂的危害 1.1 对环境的危害 如图1所示,双三嗪氨基二苯乙烯类增白剂是一种结构 中既有苯基又有磺酸基的有机化合物。 关于这类增白剂是否会污染环境,是否有致癌作用,业界还存在争议。但无论如何,在抄纸过程中大量添加这类化学品始终不是一件好事。虽然国家并无严格限制,但是在食品包装纸及生活用纸中禁用荧光增白剂已成为社会共识,许多国家和地区的检测机构将荧光性物质列为这些纸种的检测项目[2]。 对于文化用纸来说,就算纸张不和人体直接接触,但是在纸张的使用、流通和丢弃过程中,增白剂仍然会对环境形成危害。1.2 对抄纸的危害 生产实践· Production

表面活性剂造纸工业中的应用

表面活性剂在造纸工业中的应用 ?类别: 制浆造纸工业 ?作者: 姚献平 ?关键词: 表面活性剂,造纸化学品,造纸 ?【内容】 ? 表面活性剂是造纸化学品的重要组成部分, 广泛应用于造纸制浆、湿部、表面施胶、涂布以及废水处理等过程。 近几年来, 由于世界木材紧缺, 废纸再生率大大提高, 严格的环保立法这三方面的因素, 加上各种高新技术的发展, 如造纸设备的大型化、高速化, 纸与纸板多样化、高档化的影响和需求, 各种新颖的造纸化学品正不断涌现, 它们对提高造纸的产量、改善质量、降低污染以及提高经济效益等方面均起着举足轻重的作用。因此世界各国都十分注重造纸化学品的开发和生产, 其总体发展速度始终保持在3% ~4% 的增幅, 有些特殊新品种由于技术上的突破增幅更是高达10% 以上。全球销售总额已达到85 亿美元。美国销售额增长率达到 4.8%, 日本销售额的年增长率高达11.32%, 西欧 3.13%, 其中增长较快的品种是助留助滤剂、施胶剂、增强剂、防腐杀菌剂、树脂障碍/ 沉积物控制剂、脱墨剂等造纸用精细化学品, 而这些造纸精细化学品几乎都离不开表面活性剂。 中国造纸化学品的开发应用起步较晚,70 年代还几乎空白。随着物质生活水平不断提高, 人们对纸张质量要求越来越高, 对纸张的需求量越来越大。近年来我国造纸工业持续高速发展,1998 年我国纸和纸板产量为2800 万t, 居世界第三位, 而消费总量为3340 万t, 预计我国造纸工业还将继续快速发展, 造纸化学品的开发和应用已引起了国家有关部门及大专院校、科研院所的高度重视, 目前国内已开发了上百个品种系列。1990 年原化工部正式批准成立原 化工部造纸化学品技术开发中心,1995 年国家民政部正式批准成立中国造纸化学品工业协会, 还编辑出版了中国造纸化学品工业协会会刊《造纸化学品》。根据中国造纸化学品工业协会初步调查分析, “九五” 末我国造纸化学品实际销量约25 万t, 到“十五”末有可能达到60 万t。因此中国造纸化学品行业是一个很有发展前景的朝阳行业。 1 造纸工业用表面活性剂

微生物酶在制浆造纸工业中的应用

微生物酶在制浆造纸工业中的应用 制浆造纸工业是我国的国民经济重要支柱产业之一,也是我国环境污染的主要行业之一。随着生物技术的发展,微生物酶在制浆造纸工业中的应用也受到学者的重视及关注。文章综述了微生物酶在制浆、纸浆漂白及造纸废水处理等各工艺中的应用并展望了其前景。 标签:微生物酶;造纸工业;降低污染 制浆造纸工业是国民经济的重要支柱产业之一,但也是我国污染环境的主要行业之一,而我国的纸品需求仍在以每年10%的速度递增,预计到2015年,纸产量达1亿吨以上,所以以微生物技术运用于造纸行业,减少能源和化学品的消耗,提高纸浆得率,降低造纸废液对生态环境和人类健康所造成的危害等问题的研究已逐渐成为学者们研究的热题。 1 微生物酶运用于制浆 在自然界中,有些微生物种群能选择性地分解木质素化合物,在传统化学或机械制浆前采用专一性微生物对造纸材料进行适当的预处理,用温和的酶解替代高温碱解,用生物转化代替化学转化,不但减少了化学试剂的用量,而且可以有效地降低机械消耗,节约能源。 1.1 漆酶在制浆中的应用 造纸厂的煮浆过程就是用化学药品溶出、脱除木素的过程,一般的化学制浆,不但成本高、能耗大,而且对环境污染也较为严重。而使用由白腐菌生产的漆酶将原料的木素降解成低分子木素,增加了木素的溶出和被抽提的能力,从而实现木素与纤维素、半纤维素的分离。用漆酶和介体HBT在蒸煮前对麦草进行预处理,可降低纸浆的Kappa值,提高纸浆的白度和强度[1]。Jujop的研究表明,在20~90%,pH值2-10条件下用漆酶进行预处理,可以对原料中的木素进行改性,磨浆能耗明显降低,每吨浆能耗1300kW·h降至850kW·h,节省动力约30%,且机械浆的物理性能得到改善,纸浆质量达到化学热磨机械浆的水平[2]。 1.2 纤维素酶在制浆中的应用 在机械制浆前加化学预处理,除去或改变一部分木素结构,可以改善纸浆的强度,但降低了纸浆的得率,损害了纸浆的光学特性,废水的排放量和污染负荷也相应增加,而经由木霉所产出的纤维素和半纤维素酶处理则结合了机械法制浆和化学机械法制浆的优点,克服其缺点,除了可以增加纸浆的强度性能之外,还能显著降低机械磨浆时的能量消耗[3]。 2 微生物酶用于纸浆漂白

我们身边的荧光增白剂阅读答案

我们身边的荧光增白剂 ①近日,有报道说,有些颜色极为亮丽的服装中含有荧光增白剂,会对人体健康构成潜在危害。同时,国际食品包装协会公布的调查报告显示,部分纸质餐具仍存有安全隐患,多家知名方便面品牌外包装仍然含有荧光增白剂。 ②荧光增白剂到底是一种什么样的物质? ③它是一种具有亮白增艳作用的色彩调理剂。其作用原理是吸收不可见的紫外光,转换为波长较长的蓝色或紫色的可见光,蓝颜色的光释放出来后,与物品发出的黄光进行叠加,互补形成白光,使物品发出的白光增加,人们肉眼可感觉到白色物品明显变得更白、更亮、更鲜艳。 ④在纺织服装行业,纤维自身的白度往往达不到人们的要求,尤其是天然纤维如羊毛、蚕丝、棉花、麻等。由于环境与生长周期的差异,纤维的白度差别很大,特别是白色纤维,会轻微吸收可见光中的蓝光,从而造成蓝色不足,使白色的纤维看起来稍带黄色,给人以陈旧之感。为此,人们在洗涤剂中或纺织品整理过程中加入荧光增白剂,从而达到使衣服颜色更亮丽的目的。 ⑤现在,荧光增白剂广泛用于纺织、造纸、洗涤、塑料、涂料、皮革等多个领域。 ⑥那么,荧光增白剂对人体到底有什么安全隐患呢? ⑦医学临床试验已经证明:荧光增白剂一旦进入人体,就不容易分解,毒性会在肝脏或其他主要脏器中积累,构成潜在的致癌风险;在紫外线作用下,荧光增白剂可能会增强致癌物肿瘤的形成;还能引起真核生物酵母的致突变作用;最明显一点就是与伤口处的蛋白结合,不利于伤口愈合。 ⑧值得欣慰的是,中华环保联合会环保技术标准研究专业委员会联合北京服装学院,目前正就荧光增白剂的安全隐患问题,开展相关标准的申请与制定,并提出建立生态环保体系标准,这将从根本上解决荧光增白剂的安全隐患问题。 21. 阅读全文,说说第①段的作用是什么。(2分) 答: 22. 文章第②-⑦段主要从哪些方面对“荧光增白剂”进行了介绍?(2分) 答: 23. 阅读下面材料,借助文章中的相关知识,分析其中的原理。(4分) 【材料】 妈妈为小明买了一件纯棉白衬衫,小明觉得白衬衫陈旧发黄。妈妈使用某品 牌的亮白增艳洗衣液洗涤后,白衬衫变得鲜艳亮丽。 答: 答案: (二) (共8分) 21.要点:①用具体事例说明荧光增白剂在生活中的应用与危害,引起人们警醒。 ②引出下文对荧光增白剂的说明。 22.要点:定义、作用原理、应用范围、危害 23.要点:①白色纤维吸收可见光中的蓝光后,造成蓝色不足,会使白衬衣看起来稍带黄色。 ②洗衣液中的荧光增白剂吸收紫外光,释放蓝颜色的光,与衣服发出的黄光叠加形成白光,增加衣服的白光,使衣服显得鲜艳亮丽。 说明:第21~23题,共8分。第21题2分,每个要点1分;第22题2分;第23题4 分,每个要点2分。

新型造纸荧光增白剂

新型造纸荧光增白剂 蔡继权(浙江传化集团有限公司,杭州311215)摘要:本文介绍了新型造纸增白剂APC、APH开发研制内容、项目的创新点、产品特性、应用效果和经济效益。经生产和应用情况表明,新型造纸增白剂APC、APH合成工艺具有无污染性、三废少、反应条件温和、可控制性强等特点,产品质量和性能优异。 1.前言造纸工业是国民经济的基础产业,纸和纸板的消费水平也成为一个国家现代化水平和文明程度的重要标志之一。2007年我国纸和纸板的产量达到7350万吨,较上年6500万吨增长13.08%。总消费量达到7290万吨,较上年6600万吨增长10.45%。随着我国经济的迅速发展,人们生活水平的提高,纸和纸板的消耗量成倍增长,促使我国造纸工业的产能继续处于迅速上升的阶段,也将使造纸增白剂需求量持续大幅度增长。加入WTO以后我国造纸行业发生了巨大变化,要求造纸增白剂也要高档化、环保化、专业细化和能够连续添加。新型造纸增白剂APC、APH为液体,无粉尘污染,符合造纸企业环保要求。新型造纸增白剂APC、APH属于DSD酸荧光增白剂系列。该类产品按其含有磺酸基团数进行分类。磺酸基团数不同的产品,产品特性不同、其对应的应用领域也不同。目前国内生产的同类产品多以粉剂为主,对环境污染比较大,对操作人员的身体健康不利。在分子结构上,国内该类产品大都为含有二磺酸基团和四磺酸基团产品。高端的涂布和表面施胶需要使用的六磺酸基团型造纸增白剂主要依赖进口,国内少数生产厂家均为外资企业。该产品主要应用在造纸表面施胶和涂布,当在浆内添加其它增白剂无法达到所要求的白度时,可通过表面施胶添加该产品达到高白度要求。产品质量的好坏,直接影响表面施胶和涂布的使用效果。目前市场上瑞士汽巴嘉基公司生产的新型造纸增白剂TINOPALSPP质量最好,拜尔公司生产的新型造纸增白剂BLANOPHORUWS泛黄点要早于SPP,且在同等用量下BLANOPHORIJW'S对白度的提升略差于SPP,用量越大差距越明显。本新型造纸增白剂APC、APH产品以优异的稳定性和耐酸性适应了市场需求,改变了这类产品依赖进口的现状,增加了国产化造纸增白剂品种,为赶上瑞士汽巴嘉基公司生产的造纸增白剂TINOPALsPP的质量,淘汰污染大、收率低的传统工艺,提高行业的经济效益和附加值,创导清洁生产工艺和发挥国产资源优势作出了贡献。新型造纸增白剂APC、APH属二苯乙烯衍生物,呈淡黄色液体,易溶于水,无气味,性能稳定,其最大吸收波长为348nm,最大荧光发射波长为434nm,具有强烈荧光,是优异的用于纸张表面施胶增白的环保纸张增白剂。随着国内厂家对高白度纸张的要求越来越大,该产品年使用量在2万一4万吨之间,市场前景广阔。 2主要研发内容和指标 2.1分子结构与工艺流程 这类产品在应用过程中纸上最高白度不高,色光为青光,纸发暗,但水溶性好。我们采用相似但分子结构不同的其它化工原料代替了对氨基苯磺酸和二乙醇胺(或者苯胺),用新的合成出的化合物在纸上应用表现为明亮红光,但水溶性差。为了进一步提高荧光增白剂的应用性能,同时使产品水溶性好、白度高、用量少,我们研究设计出将相似但分子结构不同的两种原料按一定比例掺人参加反应。这样,既保证产品水溶性好,又使二种不同结构的增白剂起到协同效应,改变色光,白度更高。p~伞瑚丫NT姗QN丫N弋№ APC分子结构四磺酸型造纸增白剂APC与纸浆纤维的结合力强。在造纸涂料中往往含有不少比率的瓷土,瓷土的侧面常常带有正电荷(带电量与涂料的PH值有关),所以四磺酸型造纸增自剂与瓷土的结合力要强一些,涂层干燥前不易迁移,增自力好。六磺酸型造纸增白剂APH属于六磺酸系列产品,主要应用在造纸表面施胶和涂布。当在浆内…38眨:命洲℃够NH冷:::毡?№添加其它增白剂无法达到所要求的白度时,可通过表面施胶添加六磺酸型造纸

表面活性剂特点及应用

表面活性剂特点及应用 一、特点 当一种物质加入到某液体中,若能使其表面张力降低,人们则称这种物质具有表面活性。具有表面活性的物质叫作表面活性物质。从化学结构上看,所有的表面活性剂分子都是由极性的亲水基和非极性的亲油基两部分组成的。亲水基使分子伸向水相,而亲油基则使分子离开水相而伸向油相,因此表面活性剂分子是两亲性分子。它们的亲油基是由烃基构成的,而亲水基却是多种多样的。由于表面活性剂具有很大的表面活性,故在工农业生产及日常生活中广泛地用于乳化、分散、增溶、润湿、发泡、洗涤、柔软等各种用途。 二、应用 (1)乳化和破乳作用。表面活性剂的乳化作用是表面活性剂应用最为广泛的性质之一。例如在化妆品、食品、纺织、造纸、金属的切削液、油漆、农药、医药等方面,乳化剂都起着重要的作用。各种类型的表面活性剂都可以作为乳化剂来使用,但非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂应用得比较多。乳化作用是指两种互不相溶的液体形成乳状液的过程。乳状液是指一种不溶解或溶解度很小的液体,以一定大小的液滴分散存在于第二种液体中,形成具有明显稳定的悬浊液。对两种互不相溶的液体,如果仅通过机械搅拌的方法总是不能形成稳定的乳状液的。要形成明显稳定的乳状液,必须加入第三组分,这第三组分就是表面活性剂,一般称其为乳化剂。 (2)增溶作用。表面活性剂在水溶液中形成胶束后具有使不溶于水的有机物的溶解度显著增大的能力,且此时溶液呈透明状,胶束的这种作用称为增溶。能产生增溶作用的表面活性剂叫做增溶剂,被增溶的有机物称为被增溶物。如果在已增溶的液体中继续加入被增溶物,达到一定量后,溶液透明状变为乳浊状,这种乳液即为乳状液,在此乳状液中再加入表面活性剂,溶液又变得透明无色。虽然这种变化是连续的,但乳化和增溶本质上是不同的。增溶作用可使被增溶物的化学势显著降低,使体系变得更稳定,即增溶在热力学上是稳定的,只要外界条件不变,体系不随时间变化。而乳化在热力学上是不稳定的。 (3)洗涤作用。洗涤作用可定义为,从浸在某种介质,一般为水,中的固体表面除去污垢的过程。在此过程中,借助于洗涤剂以减弱污垢与固体表面之粘附作用,并施以外力,包括机械搅拌或人工洗,使污垢与固体表面分离而悬浮于介质中,最后将污垢洗。水在天然纤维、棉、毛等上的润湿性较好,在人造纤维上较差,表面活性剂能够降低水的表面张力,使其接触角减小。因而,纤维的润湿在洗涤剂作用下比较容易实现。

酶在制浆造纸中的应用

酶在制浆造纸中的应用 摘要:综合论述酶在制浆造纸各个工序中的应用,并将之与相应的物理化学处理方法比较,说明酶的特殊优势及其发展前景。 关键词:制浆造纸酶 造纸工业是我国和世界经济的重要支柱产业之一,随着国家经济的迅速发展,对纸的需求迅速增加。同时,随着人们环保意识的提高,对于造纸工业中产生的污染问题也越来越重视。因此,需要我们发展更高效率、低能耗、低污染的制浆造纸技术。在众多新兴的技术中,酶在制浆造纸工业中的应用具有很大的优势和潜力,拥有良好的发展前景。 1 酶在制浆过程中的应用 1.1酶用于去皮(毛) 在制浆造纸工艺中,备料是整个工艺流程的第一步。高质量的机械浆或化学浆需要完全去皮,因为即使少量的树皮残留也会造成产品颜色变暗。去皮要消耗大量能量而且导致原材料损失。树皮以及形成层中果胶含量比较高,还含有半纤维素。因此,果胶酶显得特别重要。另外,木聚糖酶可能也有重要作用。运用能水解果胶的酶预处理后在进行去皮,能耗下降80%。但酶应用在该工序中最大的问题在于酶对形成层的渗透困难。(毛[1]) 1.2酶法除树脂(王) 木片或纸浆中的树脂含有脂肪酸、树脂酸、甾醇、脂肪酸甘油脂、其他脂质和蜡类等,可能造成树脂粘附,导致停机与纸的质量下降等问题。用不同的酯酶去除树脂非常有效。不仅可以解决上述问题,还可以提高纸浆和纸的质量、减少化学漂白剂的小号、减低废水负荷以及节省存放木材的空间和投资。这个方法已经在商业上取得应用。 树脂障碍是由树脂中的非极性成分,即甘油三酯造成的。在使用以松木为生产原料造纸时,树脂障碍尤为严重。树脂沉积在筛选机筛板、浓缩机下唇板、管道内壁及浆池表面、毛毯和吸水箱中,也可沉积在浆池、筛板、网前箱、造纸网、伏辊、压榨辊、烘缸、压光辊上。这些沉积物降低脱水效率及纸页匀度、强度,形成树脂斑点和孔洞,造成产品质量下降,引起纸幅断头,树脂障碍严重的影响了生产。传统控制树脂障碍的方法是将大批原木放在储木场老化和使用化学方法,用滑石粉、硫酸铝、分散剂或表面活性剂、螯合剂等使树脂或附着在纤维表面或稳定分散在浆水系统中而除去,但大量使用硫酸铝,对设备腐蚀严重,滑石粉用量相对较多,容易磨损设备,造成纸张容易掉粉掉毛,都不能从根本上解决

纤维素酶在纺织工业中的应用

纤维素酶在纺织工业中的应用 报告人:张雨菲16300270102 一、技术原理 纤维素酶(Cellulase)是一种复合酶,是由降解纤维素的一组酶的总称。 将纤维素酶分离可分为C1酶、Cx酶、葡萄糖苷等三种组分。用纤维素酶降解纤维素,C1酶仅能作用于纤维素的结晶部分,主要分解产物为纤维素二果糖;Cx酶仅能作用于可溶性纤维素的衍生物和膨胀或部分降解纤维素;葡萄糖苷分为外切β-1,4-葡聚糖酶和内切β-1,4-葡聚糖酶。内切β-1,4-葡聚糖酶可以随机切断纤维素链的β-1,4-苷键;外切β-1,4-葡聚糖酶可从纤维素链的非还原性末端分解下葡萄糖单位。它们的水解产物为纤维素二糖、纤维素寡糖和葡萄糖。葡萄糖苷酸可使C1酶、Cx酶的水解产物转化为葡萄糖。三种酶各有专一性,但能相互协调。 由纤维素酶催化的三种类型的反应:内切酶、外切纤维素酶、β-葡糖苷酶 纤维素酶的β-葡糖苷酶活性的细节

纤维素酶的作用机制非常复杂,现在为止还没有完全弄清楚。除了各组分对纤维素分子的分解作用,目前越来越多的研究显示纤维素酶各组分之间有协同作用。不过,大体上它的水解作用可以分为以下几步:(1)酶分子从水相转移到纤维的表面;(2)酶分子与纤维表面结合,形成E+S的复合物;(3)把水分子转移到酶与底物复合物的激活位点;(4)在酶与底物的复合物催化下,水与纤维的接触表面发生发应;(5)产生的产物转移到水相中。 二、技术应用 ①减量处理 纤维素织物用纤维素酶处理都伴随着纤维的减量或失重,并引起许多性能变化。减量处理主要是改善织物的柔软、弹性和悬垂性。棉织物经过纤维素酶整理后,手感和外观可以有很大的改善。因为织物表面的绒毛被去除,处理后的织物更光洁、颜色更鲜艳。织物的硬挺度和刚性降低,光滑度和悬垂性提高,使织物获得更好的手感。 ②生物抛光处理 生物抛光是一种用纤维素酶改善棉织物表面的整理工艺,以达到持久的抗起毛起球并增加织物的光洁度和柔软度。天然纤维素的结构复杂,结晶度高,在一定酶浓度和时间条件下很难把纤维素完全水解成葡萄糖单体,仅对织物表面或伸出织物表面的茸毛状短小纤维作用。生物抛光也就是去除从纤维表面伸出的细微纤维,经纤维素酶处理后稍经机械加工就可以得到表面平滑而茸毛少的织物。生物抛光的主要功效是使服装和面料长久保持光鲜、手感更柔软。 ③水洗和石磨处理 纤维素酶还广泛应用于牛仔裤产品的洗涤加工,代替石洗加工工艺。最早应用在靛蓝牛仔服装的洗涤整理上,以获得与石磨相同的染料脱色,洗白等褪色防旧效果。这种加工的原理是,首先将牛仔服装上的浆料充分去除,充分发挥纤维素酶对牛仔服装表面的剥蚀作用;纤维素酶仅对牛仔服装表面部分水解,造成纤维在洗涤时发生脱落,在纤维素酶处理时,牛仔服装在转鼓中不断发生摩擦,加速服装表面纤维的脱落,并使吸附在纤维表面的靛蓝等染料一起去除,产生石磨洗涤的效果,并具有独特的外观和柔软的手感。 ④其它处理 除上述处理外,纤维素酶还与脂肪酶、果胶酶共同应用于棉织物的精练加工,去除棉纤维中的天然杂质,为后续染色、印花和整理加工创造条件。酶精练后的织物润湿性、强度保留率与碱精练相同,失重率较少,耗水率低。纤维素酶整理也用于粘胶、Lyocell和醋酸纤维织物,能改善织物的手感、悬垂性,去除织物表面的绒毛,减少了粘胶织物的起球倾向和Lyocell织物的原纤化倾向。苎麻织物存在手感粗糙性差、穿着刺痒感问题,严重影响了苎麻织物的服用性能,通过纤维素酶减量整理,能够使织物获得柔软的手感和光洁的布面,刺痒感消失或改善。 三、技术优缺点 优点:①纤维素酶处理具有环保、节能、高效、无毒等特点,其副产品和废液可以作为肥料, 对环境无害。②酶具有专一性, 特定的酶只能水解特定的化学键。③酶在温和的温度、pH 和压力下使用。 缺点:①使用酶会提高成本,。②且酶对温度、pH 、湿度和污染物敏感。 ③酶的货架期比化学药品短。

造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成

造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成: 制浆段:原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用 抄纸段:散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸 涂布段:涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光 加工段:复卷→裁切平板(或卷筒)→分选包装→入库结束造纸用表面活性剂应用及分析 时间:2007-8-27 12:17:56 来源:中国表面活性剂网发表评论进入论坛 表面活性剂在制浆造纸工业中的使用越来越受到造纸科学工作者的重视。据报道,英国表面活性剂的消费为纸张总产量的0.05%左右。我国每年仅废纸脱墨用表面活性剂就达7000t之多。这说明表面活性剂在改善制浆造纸过程、提高纸张性能方面越来越重要。 制浆过程主要是从木材中将木素、半纤维素、树脂、色素以及灰分等尽量地与纤维素分离开可利用表面活性剂的分散作用和洗涤作用来达到分离杂质、除去树脂、分离纤维的效果。在漂白工序中添加的渗透性好的阴离子和非离子表面活性剂(一般用量为纸张产量的 0.03%~0.05%),能获得均一的漂白效果。在纸浆漂洗过程中加入洗涤活性物质烷基苯磺酸钠或壬基酚聚氧乙烯醚,能获得良好的洗涤效果。另外在废纸脱墨、造纸施胶、毛毯洗涤及造纸涂布涂料分散剂等方面,表面活性剂都有广泛的应用。 制浆造纸工业用表面活性剂 1、蒸煮渗透剂(penetrants) 表面活性剂可显著改善润湿性能,对于固体表面可通过表面活性剂在表面进行单层吸附使表面拒水、抗黏;通过多层吸附使表面更加亲水。对于液体界面,表面活性剂可通过降低界面张力,增大润湿性,提高渗透作用,一些具有支链结构或多烷基结构的表面活性剂具有好的润湿性能,其HLB为7-9,如快速渗透剂T(磺基琥珀酸双异辛酯单钠盐)、渗透剂JFC等,在制浆过程中利用表面活性剂的润湿作用,加速蒸煮助剂和其他助剂对蒸煮原料的渗透和均匀分散作用。如在蒸煮器中常加入渗透剂如磺化琥珀酸酯盐(渗透剂T)、润湿剂JFC、丁基萘磺酸钠等,由于制浆要在强碱性和较高的温度下进行,所以,较理想的蒸煮渗透剂还应有一定的耐碱性和耐高温性;由德国化学家L.hal提出的高分子表面活性剂-碱法制浆(国内称该高分子表面活性剂为"绿氧")有可能成为新一代的蒸煮助剂的代表。国外在该方面都有系列产品供应,如瑞典Belrocell Kemi公司的Berocell.25、Berocell-272 等系列产品,均以非离子表面活性剂烷基酚聚氧乙烯醚如壬基酚聚氧乙烯聚氧丙烯醚为主。而国内则多以烷基苯磺酸盐阴离子表面活性剂为主,纸厂的应用也不普遍。我国草类原料多,蒸煮得率低,难洗涤,目前仍然没有针对草浆的表面活性剂型蒸煮助剂。 2、废纸脱墨剂(deinking agent) 随着环保压力的日益增加,为了缓解制浆原料不足,减少环境污染,节省能源,降低成

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