生物制浆与生物漂白修改
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生物制浆与生物漂白
生物制浆与生物漂白
生物制浆又称生物木浆制备，指的是将人造木材经热处理后，原有的
结晶结构改变，利用机械方法或其他方法将其分解成木浆，与植物油等有
机物混合制备而成的新型有机防腐材料。
生物漂白指的是将木浆消毒、去胶、碱洗、漂白、碱洗处理后，利用
有机物（如有机酸、有机碱、有机型耐光剂、有机阻燃剂等）将木浆分解，然后将木浆的结晶结构改变，使其具有光泽和耐磨性，以便制备高品质的
木材制品。
1、不使用有毒有害的有机溶剂，不污染环境。
2、可以改善木材表面的光泽和耐磨性，改善木材的物理性能，使木
材具有更好的质量和外观。
3、可以改善木材的机械性能，增强木材的抗拉强度和弯曲强度。
4、具有良好的耐水性、防腐性和抗霉菌性。
5、具有低成本、低污染和低耗能的特点。
6、对木材的加工可以节省时间，提高加工效率。
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
生物技术在纸浆漂白中的应用
重视
。
最近
。
,
生 物 工艺学 在 诸 如 人工 合 成 胰 岛 素和
一
试验
半纤 维素酶
如 木 聚 糖 酶 可促 进从 硫 例如
,
人 类生 长激 素 等生 物 医 学领 域
,
以 及在生 产
酸 盐 浆 中除 去 木 素
。
用 木 聚 搪 酶对 针
,
象去垢 剂 这 类 低 值 产 品 方 面 已 取 得 可 喜 的 成 投 入 相 应 的 资 金 作 为 竹 业 的 经营 费 用
,
自从 八 十 年代 初 发 现 酶 可 用 于 硫 酸 盐 浆
,
在 过 去十五 年 里
生物 技 术 由 于 其 在许
漂 白以 来
视
。
国 外 对 利 用 酶 漂 白的 研 究 日 益 重 几 个 发 达 国 家 已 在进 行 工 业 应 用
,
多领 域 里 的 巨 大 潜 力 而 得 到 世 界 各 国的 广 泛
,
在 制 浆造 纸 工 业 中应 用 生 物 工 艺
。
更 重 要 的 是 造 纸 工 业 的 主 要 原材 料木 材
技 术有 着 多 种 可 能 性
、
目前
,
在造 纸工业 中
。
所 能 起的 化 学 和 物 理 变 化 限 制 了 技 术发 展 的 范围
。
已 取得一 定 成 效 的 是 造 纸 废 物的 生 化处 理
,
术 和 新 产品 的 可 能 性
据专 家 们 估 计
,
经过
九 十 年代 的 进 一 步研 究 和 开 发
下个 世 纪初
木 素 和 优 化霉 菌 处 理 的 微 生 物 制 浆 研 究
。
最近
。
,
生 物 工艺学 在 诸 如 人工 合 成 胰 岛 素和
一
试验
半纤 维素酶
如 木 聚 糖 酶 可促 进从 硫 例如
,
人 类生 长激 素 等生 物 医 学领 域
,
以 及在生 产
酸 盐 浆 中除 去 木 素
。
用 木 聚 搪 酶对 针
,
象去垢 剂 这 类 低 值 产 品 方 面 已 取 得 可 喜 的 成 投 入 相 应 的 资 金 作 为 竹 业 的 经营 费 用
,
自从 八 十 年代 初 发 现 酶 可 用 于 硫 酸 盐 浆
,
在 过 去十五 年 里
生物 技 术 由 于 其 在许
漂 白以 来
视
。
国 外 对 利 用 酶 漂 白的 研 究 日 益 重 几 个 发 达 国 家 已 在进 行 工 业 应 用
,
多领 域 里 的 巨 大 潜 力 而 得 到 世 界 各 国的 广 泛
,
在 制 浆造 纸 工 业 中应 用 生 物 工 艺
。
更 重 要 的 是 造 纸 工 业 的 主 要 原材 料木 材
技 术有 着 多 种 可 能 性
、
目前
,
在造 纸工业 中
。
所 能 起的 化 学 和 物 理 变 化 限 制 了 技 术发 展 的 范围
。
已 取得一 定 成 效 的 是 造 纸 废 物的 生 化处 理
,
术 和 新 产品 的 可 能 性
据专 家 们 估 计
,
经过
九 十 年代 的 进 一 步研 究 和 开 发
下个 世 纪初
木 素 和 优 化霉 菌 处 理 的 微 生 物 制 浆 研 究
生物技术应用于制浆造纸领域的研究进展
中木 聚糖 酶 预处 理 的作 用 进行 了研 究 。研 究 结 果表
明 ， 用木 聚糖 酶预处 理可 以有 效改 善麦 草碱 法 化机 采 浆 的抗 张强 度和撕 裂 度ｐ ］ 。李新 平等 研 究 了纤 维 素酶
和 木 聚糖 酶预 处 理对 打 浆 能耗 和 成 纸性 能 的影 响 。
１ 生 物 制 浆 、
生物 法 制浆 是 先利 用 微生 物 （ 要是 白腐 菌 ） 主 或 酶， 对植 物纤 维原料 进行 预处 理 ， 然后 再进 行化 学 、 机
后续磨 浆 能耗 降低 。 纸强度 性 能也得 到改 善 与 漂 白过程
械 或化学 机械 法制 浆 。传统 的化 学法 制浆 过程 中 。 化 学 药 品消耗 量大 ， 能耗 高 ， 备投 资大 ， 水具 有极 高 设 废
的化学 耗氧 量 （ Ｏ 和生化 耗 氧量 （ Ｏ ， Ｃ Ｄ） Ｂ Ｄ） 并且 产 生
具 有毒 性和 强致癌 性 的物质 ，给环境 造成 严 重污 染 。
径之一 。人们对环境保护和节能降耗的 日 益关注 ， 促 进 了生物 技术 在制 浆造 纸领域 的应 用 。 目前应 用 于 制浆 造 纸领 域 的生 物 技术 主要 有 生 物 制 浆 、 物 漂 白 、 纸 生 物 法 脱 墨 、 水 生 物处 理 生 废 废 等 。这些 技术 中 。 些 已经在 制浆 造纸 工业 生产 中获 有 得应用 ， 外一 些还 处 于研 究 阶段 。 另 文章对 生物 制浆 、 生 物漂 白 、 物 酶 法脱 墨 、 生 生物 法处 理 造 纸废 水 等 方
生 物 漂 白流 程 一 般 安 排 在 传 统 漂 白流 程 前 面 ．
传 统 的化 学脱 墨 方法 是 使用 化 学 药 品 ，在 一 定 的温 度 和适 当 的机械作 用 下 ， 油 墨从 纤维 上 分离 下 将 来 ， 后再 通 过浮 选和 洗涤 的方 法将 油 墨从 纸浆 中除 然
明 ， 用木 聚糖 酶预处 理可 以有 效改 善麦 草碱 法 化机 采 浆 的抗 张强 度和撕 裂 度ｐ ］ 。李新 平等 研 究 了纤 维 素酶
和 木 聚糖 酶预 处 理对 打 浆 能耗 和 成 纸性 能 的影 响 。
１ 生 物 制 浆 、
生物 法 制浆 是 先利 用 微生 物 （ 要是 白腐 菌 ） 主 或 酶， 对植 物纤 维原料 进行 预处 理 ， 然后 再进 行化 学 、 机
后续磨 浆 能耗 降低 。 纸强度 性 能也得 到改 善 与 漂 白过程
械 或化学 机械 法制 浆 。传统 的化 学法 制浆 过程 中 。 化 学 药 品消耗 量大 ， 能耗 高 ， 备投 资大 ， 水具 有极 高 设 废
的化学 耗氧 量 （ Ｏ 和生化 耗 氧量 （ Ｏ ， Ｃ Ｄ） Ｂ Ｄ） 并且 产 生
具 有毒 性和 强致癌 性 的物质 ，给环境 造成 严 重污 染 。
径之一 。人们对环境保护和节能降耗的 日 益关注 ， 促 进 了生物 技术 在制 浆造 纸领域 的应 用 。 目前应 用 于 制浆 造 纸领 域 的生 物 技术 主要 有 生 物 制 浆 、 物 漂 白 、 纸 生 物 法 脱 墨 、 水 生 物处 理 生 废 废 等 。这些 技术 中 。 些 已经在 制浆 造纸 工业 生产 中获 有 得应用 ， 外一 些还 处 于研 究 阶段 。 另 文章对 生物 制浆 、 生 物漂 白 、 物 酶 法脱 墨 、 生 生物 法处 理 造 纸废 水 等 方
生 物 漂 白流 程 一 般 安 排 在 传 统 漂 白流 程 前 面 ．
传 统 的化 学脱 墨 方法 是 使用 化 学 药 品 ，在 一 定 的温 度 和适 当 的机械作 用 下 ， 油 墨从 纤维 上 分离 下 将 来 ， 后再 通 过浮 选和 洗涤 的方 法将 油 墨从 纸浆 中除 然
生物技术在制浆造纸中的应用与研究进展
ｋｒａｆｔ ｐｕｌｐ ｔｈｒｏｕｇｈ ｌａｃｃａｓｅ ｃａｔａｌｙｚｅｄ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ． Ｅｎｚｙｍｅ ａｎｄ Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ２００１， （２８）：７６０－ ７６５． ［８］ 汤 镇 江 ， 徐 清 华 ， 秦 梦 华．漆 酶 对 未 漂 马 尾 松 磨 木 浆 的 酶 法 改 性．纤 维素科学与技术， ２００４， （２）：１０～１７． ［９］ Ｇａｔｅｎｈｏｌｍ Ｐ， Ｇｅｌｌｅｒｓｔｅｄｔ Ｆ， Ｗａｇｂｅｒｇ Ｌ Ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｂｅｈａｖｉｏｕｒ ｏｆ ｓｕｃ－ ｃｉｎｙｌａｔｅｄ ｆｉｂｅｒｓ ［Ｊ］．Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ， ２０００， （７）：６７． ［１０］ Ｃｈａｎｇ Ｈｏｕｍｉｎ． Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｐｕｌｐ ａｎｄ Ｐａｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ． １９９３． Ｐ ｒｏｇｒｅ ｓ ｓ ｉｎ Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒｃｈ ａ ｎｄ Ａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｓ ｏｆ Ｂｉｏｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ Ｐ ｕｌｐｉｎｇ
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
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
生物制浆与生物漂白
CE组合原理：氯化木素和生成的醌易溶在热碱中。 三、补充漂白： 1、H漂：比H单段漂的条件缓和很多，但纤维素也失去保护。 2、D漂工艺 pH值：控制在酸性pH3~5； 温度：60~80℃； 用量：1~1.5％; 浓度：中高浓12~18％; 时间：3~4h。 D漂性能：对木素的选择性强，对碳水化合物损伤小，浆 强度大，属不含元素氯的漂白。但酸性且漂液制备稍复杂。
7.3.2 生物制浆与生物漂白
生物漂白一般是用来代替含氯漂白的氯化段，主要是为了节约化学
品用量，减少废水中AOX的排放量，降低环境污染，同时达到提高纸浆 性能以及降低生产成本等目的。用于生物漂白的真菌基本上是白腐菌 和褐腐菌，其所产生的酶如木聚糖酶、聚甘露糖酶、木素酶等对于生 物漂白能起到一定的辅助作用。 纸浆生物漂白用酶主要有两类：半纤维素酶和木素降解酶。半纤维 素酶包括聚木糖酶和聚甘露糖酶。
利用半纤维素酶预处理能够提高纸浆的可漂性，减少其他化学药品 的用量，不仅可以较大程度减少漂白废水中COD、BOD 负荷及AOX的含 量，而且有助于实现全无氯漂白。
7.3.2 生物制浆与生物漂白
木聚糖酶预处理使得纤维的可降解度大大增加，从而有利于漆酶降 解残余木素和制浆过程中产生的己烯糖醛酸的含量。在不影响白度的 情况下，纸浆经过聚木糖酶预处理，可使后序的漆酶-介体体系处理时 间缩短30%-50%，漆酶用量降低30%，介体用量降低80%，纸浆卡伯值也 明显降低。利用半纤维素酶预处理能够提高纸浆的可漂性，减少其他 化学药品的用量，不仅可以较大程度减少漂白废水中COD、BOD 负荷及 AOX的含量，而且有助于实现全无氯漂白。 目前用于纸浆漂白的木素降解酶主要是木素过氧化物酶、锰过氧化 物酶和漆酶。漆酶介体-体系（laccaes-mediator-system，LMS）在氧 气存在下与纸浆作用，具有良好的脱木素效果，可引起纸浆卡伯值的 大幅下降，有利于实现少氯或无氯漂白，并且LMS漂白可以与其他任何 漂白过程相结合。
生物技术在制浆与漂白过程应用的研究进展
一 一
赵 建＿ 等 分 别 用 来 自于 Ａｓ ｅｇｌ ｓｎｇ — ３ ｐ ｒ ｉｕ ｉｅ ｌ
ｒ Ａｎ一 ６、 ｃｌｕｓ ｐ ７ Ｂａ ｉｌ ｕｍｉｕｓＡ ０、 ｎ ｉｌｕ ｄ ｃ ｌ ３ Ｐｅ ｃ ｌｉ ｍ ｅ ｕｍ
收 稿 日期 ： ０ １ １ — ２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ２１— ０ ８
４１
一一
年 ， 国成 立 了威 斯 康 星 大 学生 物 技 术 研 究 中心 美
和 国家林 产研 究 所 发起 成 立 生 物 制 浆 协会 ， 协会
组 织 了一 批 科 学 家 对 生 物 制 浆 的许 多 方 面 进 行 了
混合 液 ， 入 桉 木 片 中 进 行 预 浸 渍 ， 用 Ｐ Ｒ — 加 采 Ｃ
品， 同时对 纸 浆特性 也有 一定 改善 。
酶 ， 部分 白腐 菌 能分 泌纤 维 素 酶 、 大 半纤 维 素 酶 、
木 素酶 、 果胶 酶 、 白酶 等多种 酶类 。 蛋 Ｓ ｕ ｋ ｉ 等 利 用 Ｐ ｃ ｒｓ ｓ ｏｉｍ 分 泌 ｕ ｍａ ｋ［ ＝ ５ ． ｈ ｙ ｏｐ ｒ ｕ 的锰 酶在 草酸 盐 或丙 二 酸 的作用 下 ， 处理 麦 草 和 高 粱秆 的酸 催 化 乙烯 醇 水 溶 液浆 。结 果 表 明 ， 锰 酶 能 降解 １ ～ ３ 的 ８。 ４键 连 接 的木 素单 ５ ０ 一一 位 。但 是 ， 单糖 如 阿 拉 伯糖 、 对 葡萄 糖 、 露糖 和 甘
２ ， 渣率 从 １ ４ 下 降 到 ０ ５ ， 时降 低蒸 ０ 筛 ． ． 同 煮 时有效 碱 的消 耗 ， 而 可在 获 得相 同纸 浆 硬度 因
的前 提下 降低 蒸煮用 碱量 。
生物 机械 制浆 ， 将 木 片 在机 械 磨 浆 前 用木 是 生物 制浆 ， 即纤 维 原料 经 过 微 生 物 处 理后 用 化学 和机 械磨解 制 取 纸浆 的方 法 ， Ｅ ｉｓｏ 是 ｒ ｓ ｎ等 ｋ 人 于上世 纪 ８ ０年 代 开创 的新 的研 究 领 域 。１ ８ ９７ 素 降解 菌处理 ， 降低机 械制浆 过程 磨浆 能耗 ， 能 提 高纸 浆强 度性 质 。 Ｐ ｒｅｌ 等 人 利 用 Ｏｐ ｉｓｏ ｉｆｒ ｍ 真 ｅｔｒ ｌ ４ ｈｏｔｍａ ｐｌ ｅｕ ｉ 菌产 生 的木糖 酶 和纤 维 素 酶 ， 置 成 一定 比例 的 配
赵 建＿ 等 分 别 用 来 自于 Ａｓ ｅｇｌ ｓｎｇ — ３ ｐ ｒ ｉｕ ｉｅ ｌ
ｒ Ａｎ一 ６、 ｃｌｕｓ ｐ ７ Ｂａ ｉｌ ｕｍｉｕｓＡ ０、 ｎ ｉｌｕ ｄ ｃ ｌ ３ Ｐｅ ｃ ｌｉ ｍ ｅ ｕｍ
收 稿 日期 ： ０ １ １ — ２ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ２１— ０ ８
４１
一一
年 ， 国成 立 了威 斯 康 星 大 学生 物 技 术 研 究 中心 美
和 国家林 产研 究 所 发起 成 立 生 物 制 浆 协会 ， 协会
组 织 了一 批 科 学 家 对 生 物 制 浆 的许 多 方 面 进 行 了
混合 液 ， 入 桉 木 片 中 进 行 预 浸 渍 ， 用 Ｐ Ｒ — 加 采 Ｃ
品， 同时对 纸 浆特性 也有 一定 改善 。
酶 ， 部分 白腐 菌 能分 泌纤 维 素 酶 、 大 半纤 维 素 酶 、
木 素酶 、 果胶 酶 、 白酶 等多种 酶类 。 蛋 Ｓ ｕ ｋ ｉ 等 利 用 Ｐ ｃ ｒｓ ｓ ｏｉｍ 分 泌 ｕ ｍａ ｋ［ ＝ ５ ． ｈ ｙ ｏｐ ｒ ｕ 的锰 酶在 草酸 盐 或丙 二 酸 的作用 下 ， 处理 麦 草 和 高 粱秆 的酸 催 化 乙烯 醇 水 溶 液浆 。结 果 表 明 ， 锰 酶 能 降解 １ ～ ３ 的 ８。 ４键 连 接 的木 素单 ５ ０ 一一 位 。但 是 ， 单糖 如 阿 拉 伯糖 、 对 葡萄 糖 、 露糖 和 甘
２ ， 渣率 从 １ ４ 下 降 到 ０ ５ ， 时降 低蒸 ０ 筛 ． ． 同 煮 时有效 碱 的消 耗 ， 而 可在 获 得相 同纸 浆 硬度 因
的前 提下 降低 蒸煮用 碱量 。
生物 机械 制浆 ， 将 木 片 在机 械 磨 浆 前 用木 是 生物 制浆 ， 即纤 维 原料 经 过 微 生 物 处 理后 用 化学 和机 械磨解 制 取 纸浆 的方 法 ， Ｅ ｉｓｏ 是 ｒ ｓ ｎ等 ｋ 人 于上世 纪 ８ ０年 代 开创 的新 的研 究 领 域 。１ ８ ９７ 素 降解 菌处理 ， 降低机 械制浆 过程 磨浆 能耗 ， 能 提 高纸 浆强 度性 质 。 Ｐ ｒｅｌ 等 人 利 用 Ｏｐ ｉｓｏ ｉｆｒ ｍ 真 ｅｔｒ ｌ ４ ｈｏｔｍａ ｐｌ ｅｕ ｉ 菌产 生 的木糖 酶 和纤 维 素 酶 ， 置 成 一定 比例 的 配
生物技术在制浆造纸工业中的应用研究进展
生物机械制浆是指在机械制浆前利用真菌或酶 对木片进行预处理 ，其原理是利用具有木素降解能 力 的微 生 物 或酶 选 择 性 地 分 解 植 物 原料 中的 原 料 。
国 内外对 生物 机 械制浆 的研究 较 多 ， 已 明确 ， 预 现 经 处理 后 的木 片进行 磨 浆节 省 动力 可达 ３ ％。而 且 成 ０
生 物化 学制 浆 和 生物机 械 制 浆 。 以往生 物制 浆 研 究
分子 的表 面， 由侧链及芳香环的氧化开裂， 经 逐渐向 内部降解 的． 主要包括木素一 碳水化合物结合体的分
解、 苯基丙烷 聚合体 的分解 、 侧链 分解以及芳香环的 开裂等。目 前参与木素降解的酶有漆酶（ 酚氧化酶） 、 锰过氧化物酶、 木素过氧化物酶等。 漆酶的作用是使 固体 木质 素 的羧 基增 加而 成 为水 溶性 的状态 ，从 而 容易接受后续酶的作用 ， 还有羰基化 、 侧链部分的降
维普资讯
期 ｝ 纸 ２ ６ 第４ 造 ０年 期 ０
・
试验研究 ・
生 物技术在制浆造纸工业中的 研究进 应用 展
文琼菊 付 丹 莫建良（ 湖北工业大学化环 学院轻化 工程 系 ４０ ６ ） ３ ０ ８
Байду номын сангаас
摘
要 生物制 浆造纸技术具有既节省能源又环境友好 的特性 ，对制浆造纸业的可持 续发展 具有重要
与的作用下 ， 漆酶能够降解木素 ， 使残余木素的摩尔 质 量 减少 ； 时 ， 素 中的 酚羟 基 减 少 ， 基 和羧 基 同 木 羰 增加 ， 这对后续的漂白过程起到活化木素的作用。 喻 利等人对漆酶和聚木糖酶协 同漂 白蔗渣硫酸盐浆进
行 了研 究 。发现 漆 酶介 体体 系 与 聚木 糖 酶 同时或 前 后 处理 蔗渣 硫 酸盐 浆 ，在一 定 程度 上 提 高 了纸浆 的 漂 终 白度 和强度 。漆酶 被认 为 是纸 浆 漂 白工业 中最
3-生物制浆
FP-102169
50.2 56.7
51.4
HHB-64251-sp 56.2 58.9
55.0
5157-A-1
23.0 30.6
5.2
Gold-9-420-1
61.2 73.4
56.1
8
木糖
甘露糖
（木聚糖） （甘露聚糖）
77.7
61.0
61.0
77.6
63.0
81.5
52.0
Hale Waihona Puke 55.359.459.2
63
小结--影响生物机械制浆的因素
协同代谢基质
18.7
9
木素
20.9 3.6 12.9 16.9 8.3 12.8 18.3
损失，％
葡萄糖 木糖
甘露糖
（葡聚糖） （木聚糖） （甘露聚糖）
26.1
19.1
31.4
11.2
9.7
14.5
30.5
23.8
39.3
23.0
17.4
24.3
8.7
6.9
5.3
10.3
14.8
11.5
17.5
25.7
20.7
用 虫拟蜡菌 * C.subvermispora不同菌株（处理12周）腐朽后山杨木块中木素和 糖含量的损失
损失，％
合适
菌株
ME-485 L-14807-sp
质量 木素
28.4 61.5 24.4 57.2
葡萄糖 （葡聚糖）
2.5
6.8
木糖 （木聚糖）
45.4
36.9
甘露糖 （甘露聚糖
72.3
39.1
23.7 38.2 28.3 40.6
(完整版)微生物在环境治理中的应用
微生物在环境治理中的应用微生物是一类形态微小、结构简单、必须借助显微镜才能看清它们面目的生物。
“微生物”不是分类学上的概念，而是一切微小生物即个体小于0.1毫米生物的总称。
目前已确定的微生物种数还只有10万种左右，但近些年来由于分离培养方法的改进，微生物新种的发现正在以很快的速度增长。
也许在将来的某一天，微生物的总数可能会超过目前动、植物种数之和。
凡自然界存在的有机物，都能被微生物利用、分解。
有些微生物还能利用有毒物质如酚、氰化合物作为营养，同时将有毒物质转化、分解为简单化合物如水、二氧化碳等。
在治理环境污染中，致力于生物环保技术的专家们采用科学的分离、培养方法，寻找和培养出了用于处理各种污染物质的微生物菌种。
生物降解的巨大潜力迄今为止已知的环境污染物达10万之多，其中大量的是有机物。
所有的有机污染物，可根据微生物对它们的降解性，分成可生物降解，难生物降解和不可生物降解三大类。
作为一个整体，微生物分解有机物的能力是惊人的。
可以说，凡自然界存在的有机物，几乎都能被微生物所分解。
环境微生物在环境污染治理中，至少可以在以下几方面发挥重要作用：1、修复污染生态环境运用环境微生物手段既可以修复受污染天然水体生态，尤其是富营养化湖泊、河道和港湾，也可以修复污染土壤生态，尤其是残留农药污辱的农田土壤和油田开采过程中被原油污染的土壤。
给水体投加除碳（有机碳）、除氮菌株，正成为一项消除水体富营养化的可行技术措施。
给土壤添加除油（矿物油）菌株，已成为一项成熟的修复油污土壤的技术措施。
2、处理污水及固体废弃物事实证明，污染物降解菌在环境治理工程中有其不可替代的独特作用。
它无论在污染物降解的专一性，还是在污染物降解活性的强度和持久性，尤其在降解那些难降解有机化合物方面，均比以往任何一种生化处理工艺占有绝对的优势，具有不可替代性。
当筛选出强势目标化合物降解菌，配以合理的工艺流程和工程设备，就能得到意想不到的处理效果。
对于生活垃圾、禽畜粪便、农业废弃物等非有毒有害固体废弃物来说，微生物的作用更是其它生化治污手段所望尘莫及。
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4、生物预处理化学浆
意义 利用生物预处理的手段，在达到相同纸浆硬度的
前提下，可以减少化学药品和能源的消耗，或者 是在化学药品不减少的情况下降低纸浆的硬度， 以适应无氯漂白的需要。
由白腐菌变异株IZO-154进行生物预处理化学制浆的研究
以桦木为原料，以白腐菌变异株IZO-154进行预处理后， 用KP法制浆，结果与不进行预处理的制浆结果相比较。 发现，经过真菌预处理的材料浆的得率或脱木素程度提高， 而化学品的用量大大减少，蒸煮热能降低，纸的机械性能 得到很大改善。
三、对生物制浆的评价
1、纤维素、半纤维素含量变化 2、木质素含量 3、对能耗、化学品用量、纸张性能等的
影响
生物制浆过程中生物处理过程与效果的评价方法 李春呜 赵 建 陈嘉川
中国造纸学报,Vo1．21，No．1，2O06
四、生物制浆存在的问题
1 木素的存在状况 2 生物制浆过程中存在的主要困难 （1）木素生物降解的困难性 （2）木素降解酶产生菌扩大培养的困难性 （3）生物制浆过程中伴有纤维素的降解
无白腐菌预处理蔗渣和有白腐菌预处理蔗渣用盘磨机磨浆， 测定能源消耗、制浆得率及性能等。
3、 不同白色腐朽真菌的火炬松木片生物机械浆的能源节省 和物理特性变化
真菌
Pc Hs Pb Ps Pt Cs
能源节 省 /%
14 26 28 32 36 42
强度特性
耐破指 数/kN.g-1
14
撕裂指 数
/mN.m2. g-1
学和物理性能得以强化，以增强对恶劣环境的 抵抗能力，因此对生物降解有较强的抵抗性。
（1）木素生物降解的困难性
②木素难以被微生物利用 ⅰ木素是多种酚类单体的聚合体，结构不均一，
分布不均一，理化性质相对稳定，生物降解很 困难。 ⅱ木素的生物降解包括氧化还原过程和水解过 程。各种酶活力高低与酶作用环境适宜性的不 同使木素生物降解较困难。 ⅲ自然界中具有木素降解能力的微生物较少。
纤维素等。目前从自然界分离到的白腐菌菌株及经诱变处 理选育得到的木素降解酶产生菌，其降解木素的能力还远 没有达到生物制浆的要求。 生物制浆的种类 生物机械制浆（BMP） 生物化学机械制浆（BCMP） 麻类原料生物制浆 生物制浆的优点 减少制浆的能耗、提高纸质量、减少制浆对环境的污染。
二 生物制浆研究情况
一 生物制浆概述
是利用微生物所具有的分解木素的能力，来除去制浆原料或 纸浆中的木素，使植物组织与纤维彼此分离制成纸浆的过 程。
目前，生物法制浆是指借助于微生物或微生物所产生的酶的 作用，进行生物预处理，再与相应的制浆过程相结合而生 产纸浆的过程。
一 生物制浆概述
对微生物的要求 繁殖速度快，分解木素能力极强，尽可能少分解或不分解
于纤维原料中，在微生物生长繁殖的同时，分泌 大量的酶，使与纤维黏结在一起的物质分解、溶 出，从纤维彼此分离成浆。
与浸渍法有关的微生物以曲霉、青霉、毛霉、根霉 等为主体，还有其他菌如半知菌的葡萄孢霉、镰刀 霉，细菌如芽孢杆菌等。
(2)间接法（酶浸渍法或酶法制浆）
指将微生物维持在一定的环境条件下，使其产生 大量的酶，再将酶浓缩、提取出来，加入到纤维 原料的处理过程。
1、黄孢原毛平革菌预处理麦草生物制浆的研究
北京林业大学学报，2006年1月
麦草生物预处理:经湿热恒温(28℃)生物培养箱 中进行培养.
2、白腐菌预处理制蔗渣生物机械浆
李建军 詹怀宇 《生物技术》，2001年3月第二期
实验方法：
将蔗渣在120℃下于蒸煮锅中处理45min，加水使水分提高 到75%，再将白腐菌培养基和营养液加到原料中并充分混合。 采用固定床反应器培养，反应器在培养前用高压蒸汽消毒 10min。接种了的原料在27℃和60%的相对湿度下培养14 天。
1 木素的存在状况
木素的含量与结构随原料种类不同而不同。原 料细胞壁中，不同区域的木素含量与结构也不 同。木素和半纤维素的混合物填充于微细纤维 之间，木素与半纤维素之间存在化学连接，形 成木素与碳水化合物复合体（LCC）。
2 生物制浆过程中存在的主要困难
（1）木素生物降解的困难性 ①木素是植物组织进化的产物，它使树干的化
5、韧皮纤维生物脱胶制浆
造纸工业中，包括麻类在内的韧皮纤维生物法 制浆是应用果胶酶或接种产果胶酶的微生物降解原 料中的果胶质,使原料分散成纤维束或单纤维的过程。
近年来,国内外对韧皮纤维脱胶的微生物种类及 其酶学特征、影响脱胶的诸多因素以及酶解产物的 动态变化开展了广泛的研究。
（1)直接法（浸渍法） 将能产生使纤维彼此离解的酶的微生物直接接种
1
抗张指 数
/N.m.g-1
19
12
32
-12
-4
21
-9
-29
9
-36
-18
12
-17
32
67
-1
白度 /%
光学特性
不透明 度
/%
光散射 系数
/m2.kg-1
-27
-2.3
-29.8
-21
-3.6
-27.6
-24
-2.9
-28.1
-28
-3.7
-34.6
-24
-4.5
-32.6
-22
-4.4
-30.9
（2）木素降解酶产生菌扩大培养的困难性
①木素化学结构复杂，增加了了解木素生物降 解机制的难度；
②自然界能降解木素的微生物不多； ③木素降解酶产生菌多为真菌担子菌纲，生长
缓慢，扩大培养较困难； ④菌株对被分解介质的选择性较差，造成碳水
化合物损失； ⑤白腐菌分泌木素降解酶对培养介质要求较苛
刻；
③木素降解酶活力较低
相对多糖降解酶产生菌而言，木素降解酶产生菌 生长缓慢，扩大培养困难；另外，野生型菌株产 生的木素降解酶酶活力低，产酶受诸多因素的限 制。通常白腐菌对木片进行生物制浆预处理需要 10天以上的时间。
④木素降解酶是复合酶系，受到多种调节因子的控 制
⑤制备天然木素困难，难以测定真正的木素生物降 解活力。
⑥木素分解代谢产物不能成为白腐菌生长或产 酶的有效碳源和能源，必须补加葡萄糖等容易 利用的碳源；
⑦由于对木素生物降解的机制不十分了解，所 以在利用基因工程手段对该菌进行改良与菌株 筛选方面较欠缺；
⑧发酵工业规模远小于制浆工业。
生物制浆的技术难度以及木素降解酶的应用前景