微生物酶在制浆造纸工业中的应用
生物酶在制浆造纸过程中的应用及研究进展
生物酶在制浆造纸过程中的应用及研究进展摘要：科技在迅猛发展，社会在不断进步，基于生物酶的专一性、高效性和环境友好性，生物技术在制浆造纸工业已有一些成熟应用，并取得了良好的经济和环境生态效益。
本文介绍了纤维素酶、半纤维素酶、木素降解酶、果胶酶等生物酶在生物制浆、生物漂白、酶促磨浆/打浆、酶法脱墨、纤维酶法改性、生物法树脂障碍控制、生物法处理制浆废水等制浆造纸各单元中的应用和研究进展。
关键词：生物酶；生物制浆；酶法脱墨；生物漂白引言近年来，生态恶化，能源短缺，人们对环保的要求越来越高，传统的造纸工业由于能源消耗大，污染严重，一直饱受垢病。
生物技术以其节约能源，环境友好等特点受到造纸工作者的关注，目前生物技术已应用到制浆造纸工业的全过程，如备料、制浆、纤维性能改善、树脂障碍控制、漂白、二次纤维的脱墨、废水处理及污泥生物堆肥等。
酶是生物体中活细胞产生的一种具有催化作用的物质，能加快化学反应的速率，并使反应以一定的顺序转换。
因此，酶是一种生物催化剂。
酶的作用与一般催化剂的作用是相同的，但由于酶的化学本质是蛋白质，原来是在生物体内产生，并且在生物体内部使用的，故还有其特点。
首先，酶能在温和的反应条件下发挥作用，酶是一种生物催化剂，主要由蛋白质组成，所以酶不能耐高温、高压及能引起蛋白质凝固、变性的各种环境条件。
一般来说，酶的催化反应条件温和，即在常温、常压，近于中性的环境下进行。
其次，酶催化反应具有高效性，酶的催化效率远比无机催化剂高，一般可比无机催化剂高１０５～１０１３倍，即用少量的酶就可催化大量的底物。
酶的存在降低反应所需的活化能，并能增加底物与酶分子间的碰撞频率，因此才使酶催化反应能高速有效地进行。
此外，酶催化作用具有专一性，酶催化反应时，对底物有严格的选择性，即某一种酶只能催化某一种或某一类物质（底物）进行一定的化学反应，生成相应的产物。
生物体内含有多种酶类，它们各有分工，催化不同的生化反应，才使复杂的代谢过程有规律地进行。
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。
酶的应用教案：阐述酶在工业生产和医学上的应用
酶的应用教案：阐述酶在工业生产和医学上的应用一、导入生命是由化学反应组成的，而酶就是促进生物化学反应的催化剂。
酶是天然的生物催化剂，广泛存在于生命体中，具有高效、选择性、特异性与可逆性等特点。
在工业生产和医学上，酶已经被广泛应用，如生物技术、食品工业、制药工业、环保等领域。
本文将深入探讨酶在工业生产和医学上的应用及其意义。
二、酶在工业生产中的应用1.酶在食品工业中的应用酶在食品工业中起着举足轻重的作用，可以促进自然放熟和发酵过程、提高产品质量和产量。
例如，把淀粉酶加入到食品中，可以把淀粉转化为糖类，增加食品的可口程度和甜度。
酶还可以促进肉类的嫩化和保鲜，使营养更加易于消化吸收，同时延长食品的保质期。
2.酶在制药工业中的应用酶在制药工业中有着广泛的应用，例如利用酶来合成或分解药物分子。
例如，利用酶可以加速某些药物分子的合成或降解，从而提高药物的效果和降低副作用。
此外，酶在制药工业中还可以用于制备肽类、核苷酸类和糖类等生物活性物质。
3.酶在制浆造纸工业中的应用在造纸生产中，用酶类加速木质素的降解，可大大缩短浆料的制浆时间，提高生产效率。
通过添加酶类，可以分解木质素的天然结构，使得木质素在浆液中消失，纤维可与化学药剂更多地接触，从而加速纤维的漂白和染色。
4.酶在生物技术领域中的应用生物技术是一种几乎可以应用于所有领域的交叉科学。
在生物技术领域中，酶有着多方面的应用。
例如，通过利用酶来制备各种生物大分子，如DNA、RNA、蛋白质等生物活性物质。
这些酶可用于基因克隆，PCR反应，蛋白质分离纯化和重组等生物生产领域。
三、酶在医学上的应用1.酶在诊断中的应用酶在诊断领域中起着举足轻重的作用。
例如，在心肌梗死的早期诊断中，常用肌酸激酶和乳酸脱氢酶等酶来进行血液检测，这些酶的活性水平可以帮助诊断是否发生心肌梗塞并确定患者的治疗方案。
2.酶在治疗中的应用酶在治疗领域中也有着广泛的应用。
例如，通过用胰岛素制剂治疗糖尿病，可以帮助体内加速糖类分解的速度，使患者的血糖水平得以降低。
生物酶技术在制浆造纸工业应用的最新进展
生物酶技术在制浆造纸工业应用的最新进展1.漂白过程中的生物酶技术应用漂白对于提高纸张质量至关重要，然而传统漂白过程中使用的化学药剂带来了环境和安全隐患。
而利用生物酶技术进行漂白可以减少或者替代化学药剂的使用。
最新的研究表明，木聚糖酶、半纤维素酶、脂肪酶等可以用于替代或辅助漂白过程中的化学药剂，能够提高漂白效果、降低漂白时间和温度，并且减少毒性物质的排放。
2.酶增强纸浆制备技术生物酶可以改变纸浆物料的结构，提高纸张的强度、光泽和打印性能。
通过使用纤维酶解酶、酸性半纤维素酶和木聚糖酶等生物酶，在纸浆制备过程中可以减少纤维的破坏，改善纸浆的流变性能。
此外，酶增强纸浆制备技术还可以减少纸浆织构中的粘结物质，减少纸张的起皱和伸展性能。
3.生物酶技术在回收纸浆中的应用纸浆的回收对于减少对天然资源的消耗和环境保护具有重要意义。
然而，由于纸张在使用过程中添加了化学药剂、墨水和其他杂质，回收纸浆通常需要经过多个环节的处理，包括去墨、除杂、漂白等。
生物酶技术在回收纸浆中的应用可以有效地去除墨水和其他杂质，提高回收纸浆的质量和可利用率。
最新研究表明，利用特定的酶类可以降低回收纸浆的颜色、颗粒度和纤维破坏程度，提高回收纸浆的漂白效果和纸张质量。
4.生物酶技术在纸张性能改进中的应用生物酶技术还可以改善纸张的性能，如增强纸张的柔韧性、润湿性和抗菌性能等。
最新的研究表明，利用脂肪酶和木聚糖酶等生物酶可以改变纤维表面的化学性质，从而提高纸张的润湿性能和抗菌性能。
另外，利用纤维酶解酶可以改善纸张的柔韧性和抗撕裂性能。
总之，生物酶技术在制浆造纸工业中的应用已经取得了显著的进展。
尽管还存在一些挑战，如酶的稳定性、成本和大规模应用等问题，但是随着技术的不断发展和成熟，相信生物酶技术将会在制浆造纸工业中发挥更重要的作用。
生物酶改性技术在制浆造纸中进展研究
２半 纤 维 素 酶 改性 应 用
半纤维素 占植物 干重 的 ３％左右 ， 自然界 中含 ５ 在 量仅 次 于纤维 素 。半 纤维 素 酶在 制浆 造 纸工 业 中的 研究 和应用 已经开始 得 到广泛 的关注， 半纤 维素 酶的 应 用 研究 已经 渗 透到 制浆 造 纸技 术 的许 多方 面 。半 纤 维 素酶 中包括 ：．，。 １１４聚木糖 酶和ｐ木糖 苷酶 ， 两 ３ 一 这
环境 污染 的大 户—造 纸 ， 成为各 国首脑 关注 的热 门 也
话题 。生 物酶改性 技术 最大优 点就是 污染 小 ， 能耗 且 低 、 应温 和等优点 。较 多研究 理论 已经证 明 ， 反 在酶
度的前提下 ， 可以明显地改善纸浆的滤水性能 ， 有利
于 车速 的提 高 。废 纸浆 和 机械浆 多 是用 作 配抄新 闻 纸 的原料 ， 因而这一 特 Ｉ应 用 于新 闻纸ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的生产将 具有 生 显 著 的经济 效益 。酶 作用改 善 了纸浆 的滤水性 能 ， 是 近十几 年来研 究 的热点 。研 究人员发 现 ， 墨西 哥和 在 美 国 的一 些 纸厂 中使 用商 品酶 Ｐ 和高分子 聚合物 处
摘 要 生物技术在造纸工业中的应用越来越广泛。文章介绍 了纤维素酶 ， 半纤维素酶， 木素降解酶在制浆造 纸 中的改性应用， 并对 未来应用 于制浆造纸工业的展 望。 关键词 纤维素酶 半纤维素酶 木素降解酶 改性
生物 技术 用 于造 纸 工业 具 有诱 人 的前 景 。造纸 工业用到 的生物 酶种类 主要有纤维 素酶 、 半纤维 素酶 、
展。 利用酶（ 主要是纤维素酶和半纤维素酶） 对纸浆纤
维进行改 性 ， 以在不损 害纤维 强度 的前提 下改善 纸 可
生物酶法提高制浆造纸的可持续性
生物酶法提高制浆造纸的可持续性制浆造纸是一个不可缺少的工业领域，然而，其过程中所产生的废水、废气和废渣等危害环境的问题不容忽视。
在实践中，如何实现可持续化的制浆造纸过程一直是一个难题。
近年来，生物酶法作为一种新的生产过程方式，逐渐得到了广泛应用。
生物酶法是利用微生物酶类，将制浆造纸中的木质素、纤维素等难以降解的物质转化成可生物降解的物质，从而减少对环境的污染，提高制浆造纸的可持续性。
一、生物酶法的原理生物酶法作为一种新型的处理方式，其运作原理主要基于微生物及其生物酶的作用机理。
微生物及酶类可以在适宜温度及酸碱度等条件下，将制浆造纸中难以降解的物质分解成生物可利用的低分子化合物，并通过氧化等反应进行分解，最终达到净化的目的。
二、生物酶法在制浆造纸中的应用生物酶法在制浆造纸中主要应用于以下方面：1. 木浆漂白传统的木浆漂白过程中，通常使用大量的氯气和次氯酸钠等化学试剂，造成了大量有害物质的排放。
然而，使用生物酶法处理木浆可以有效地减少化学试剂的使用，减少废水污染和废气排放，从而实现制浆造纸过程的可持续发展。
2. 印染废水处理印染废水的主要污染物包括有机物、重金属离子、硫化物等，对环境造成了很大危害。
而采用生物酶法处理印染废水可以有效地分解废水中处于有机物中的色素等有害物质，从而达到净化目的，为废水的后续处理奠定了基础。
3. 纤维素降解纤维素是制浆造纸过程中的主要成分之一，而其难以降解和回收，直接影响了制浆造纸的可持续发展。
然而，利用生物酶法技术，可以将纤维素分解成生物可利用的低分子化合物，从而提高纤维降解效率。
三、生物酶法的优势及未来发展生物酶法的优势在于其工艺简单、成本低、操作简便、环保等特点。
与传统的化学物质相比，生物酶法对环境的污染更小，且能够提高产品质量，降低生产成本。
未来，随着人们对可持续发展的重视，生物酶法将成为制浆造纸的新趋势。
同时，随着生物技术和微生物基因工程的不断进步，生物酶法在制浆造纸中的应用将会更加广泛，为制浆造纸的可持续发展提供了新的思路和方法。
生物制浆技术在制浆造纸行业中的应用
生物制浆技术在制浆造纸行业中的应用在现代造纸行业中，生物制浆技术已经成为了一项重要的技术手段。
与传统的化学制浆方式相比，生物制浆技术不仅能够提高生产效率，同时也能够减少对环境的负面影响。
本文将从生物制浆技术在造纸行业的应用、技术原理以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、生物制浆技术在造纸行业的应用生物制浆技术是利用微生物对木材进行分解，将木材中的纤维素和半纤维素转化为纸浆的技术。
这种技术具有许多优势，比如说原料来源广泛、能耗低、生产成本较低、环保等，因此在造纸行业中得到了广泛的应用。
在美国、加拿大、欧洲等发达国家，生物制浆技术已经成为了造纸行业的标配。
而在中国，生物制浆技术的应用还处于起步阶段，但是随着环保意识不断提升，相信这种技术在未来将会得到更广泛的应用。
二、生物制浆技术的技术原理生物制浆技术的技术原理主要是利用微生物对木材中的纤维素和半纤维素进行降解，然后将降解后的物质进行分离、过滤等步骤，最终得到纸浆。
其中，微生物起到了非常重要的作用。
微生物通过分泌酶类、酸类、碱类等物质对木材进行降解，将木材中的长链聚合物分解为小分子物质，使得易于分离和提取。
此外，生物制浆技术还需要对微生物进行精细的控制，以确保制浆质量和生产效率。
三、生物制浆技术的未来发展方向随着环保意识的提高，生物制浆技术在未来将会得到更广泛的应用。
在未来的发展中，生物制浆技术还需要进一步发展和完善。
具体来说，主要有以下几个方面：1. 微生物品种和菌群的优化。
不同的木材种类和生长环境都会导致微生物菌群的差异，因此需要对生产环境进行调整和优化。
此外，还需要对微生物的酶类、代谢途径等进行研究和优化，以提高降解效率和纤维素转化率。
2. 生产环境的优化。
生物制浆技术需要在有利的环境条件下进行，比如说适宜的PH值、温度、湿度等。
因此，生产环境的调节和优化也是生物制浆技术发展的重要方向之一。
3. 生产工艺的优化。
制浆工艺的优化能够提高制浆效率和降低生产成本。
生物技术在制浆造纸中的应用与研究进展
６ 酶处理改善浆料的性能 近年来， 广大研究者致力于利用酶改善纤维性
能、提高纸浆的滤水性能和纸浆强度的研究。传统方 法是利用纤维素酶和半纤维素酶来对纤维进行改性。 但是， 经过改性后的纸浆的滤水性能有所下降。最近， 利用木素降解酶中的漆酶对纤维进行改性， 以提高纸 浆强度已广为关注。
据国外报道［７］， 用漆酶介体体系来改善未漂硫酸盐 浆的性能， 结果发现， 纸浆的湿强度有显著地提高。汤 镇江［８］等用漆酶处理磨石磨木浆， 发现纸张强度及增干 强度效果明显。ＧａｔｅｎｈｐｌｍＰ［９］等发现， 漆酶与纤维表面 的酸基进行接枝作用可以改善纸浆强度和润胀性能。
化学药品消耗量大能耗高设备投特别是制浆与漂白过程所排出的废水具有极高的bodcod负荷而且其中还含有剧毒性荷强致59marketvol16no32009太阳能加工果蔬技术获突破享誉中外的绿珍珠新疆绿葡萄干将和其它很多果蔬干一起告别灰头土脸晋级高品质产品行列这是农业部规划设计研究院的科研新成果
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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
传统的含氯漂白产生大量有毒和强致癌性物质对环境和人类造成极大危害，已逐渐被无氯漂白所取代，而以某些真菌产生的漆酶不仅能氧化非酚结构，而且能使硫酸盐浆脱木素和脱甲氧基。
佐治亚大学的研究者[4]发现一株漆酶产菌-朱红密孔菌（Pycnoporus cinnabarlnus），以产生自己的氧化还原中介物3-羟基邻氨基苯甲酸（3-hydroxyanthranilic acid，3-HAA）。
漆酶加3-HAA系统不仅能氧化非酚模式化合物，而且能降解合成的木素。
通过筛选或诱变培育出假单胞菌（Pseudoznonas sp.）G6-2[5]枯草杆菌（Bacillus sp.）A[6]一30等木聚糖酶高产菌株进行了分离纯化的酶学研究，其所产木聚糖酶运用于生物漂白技术，其结果表明木聚糖酶在多种浆种的不同漂白工艺中都有明显的助漂作用。
用于桦木浆CEH三段漂和ECF漂白，在保持白度、得率、强度基本不变的情况下，可减少近50%氯或二氧化氯用量，漂白浆的白度稳定性也有所提高[7]。
3 微生物酶用于造纸废水处理
在制浆和造纸生产过程中，造纸废水可分为黑液、中段废水和纸机白水。
黑液是整个造纸过程中污染最为严重的废水，木质素是造成造纸工业排放黑液COD和色度形成的主要原因。
白腐菌具有能降解木素和变性木素的酶活系统，能将漂白废水中的有机氯化物转变成无机氯和CO2，并破坏发色基团组织和结构，降低漂白废水中的TOCl、BOD、COD和色度[8]。
范伟平等[9]利用微电解-白腐菌生物降解-絮凝沉降联合处理系统对活性染料生产废水进行处理，在最佳PH和温度及接触停留时间下，其COD去除率达90%以上，色度去除率在95%以上。
另有研究表明，使用坚强芽孢杆菌产生的絮凝剂处理印染废水和酵母废水，可取得良好的絮凝效果[10]，由李云鹏等[11]从剩余污泥中制得微生物絮凝剂LBF经实验相比于PAC效果更好，其COD、SS、色度去除率都高于PAC处理的废水样。
4 微生物酶用于造纸工业中的其他用途
与常规碱法脱墨浆相比，微生物酶法脱墨浆有更高的游离度，且滤水性好、物理性能优、白度高和残余油墨量低，还可缩短脱墨时间。
利用纤维素酶处理回收的废纸，既可脱除油墨和化学处理难以去除的调色调，又可改善二次纤维的抄造和使用性能[12]。
顾琪萍[13]等研究表明，在优化条件下，废报纸经脂肪酶脱墨后，白度比原浆提高 4.3%SBD，裂断长、耐破指数和撕裂指数可分别提高11.4%，19.8%和17.5%。
由于传统造纸工业是耗能和环境污染大户，随着生物技术的发展，微生物酶应用于造纸工业的技术越来越受到广大研究者的重视，其规模也在不断提高。
通过使用微生物技术或酶技术，不但能使资源充分利用，降低能耗与环境污染，而且能带来良好的经济效益，对造纸工业与环境保护都具有非常重要的现实意义。
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