微生物酶造紙工業(yè)論文

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1、微生物酶運(yùn)用于制漿

1．1　漆酶在制漿中的應(yīng)用

造紙廠的蒸煮制漿過程就是用化學(xué)藥品溶出、脫除木素的過程，一般的化學(xué)制漿，不但成本高、能耗大，而且對環(huán)境污染也較為嚴(yán)重。而使用由白腐菌生產(chǎn)的漆酶將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，從而實(shí)現(xiàn)木素與纖維素、半纖維素的分離。用漆酶和介體HBT在蒸煮前對麥草進(jìn)行預(yù)處理，可降低紙漿的Kappa值，提高紙漿的白度和強(qiáng)度。Jujop的研究表明，在20％～90％，pH值2～10條件下用漆酶進(jìn)行預(yù)處理，可以對原料中的木素進(jìn)行改性，磨漿能耗明顯降低，每噸漿能耗由1300kW•h降至850kW•h，節(jié)省動力約30％，且機(jī)械漿的物理性能得到改善，紙漿質(zhì)量達(dá)到化學(xué)熱磨機(jī)械漿的水平。

1．2　纖維素酶在制漿中的應(yīng)用

在機(jī)械制漿前加化學(xué)預(yù)處理，除去或改變一部分木素結(jié)構(gòu)，可以改善紙漿的強(qiáng)度，但降低了紙漿的得率，損害了紙漿的光學(xué)特性，廢水的排放量和污染負(fù)荷也相應(yīng)增加，而經(jīng)由木霉所產(chǎn)出的纖維素和半纖維素酶處理則結(jié)合了機(jī)械法制漿和化學(xué)機(jī)械法制漿的優(yōu)點(diǎn)，克服其缺點(diǎn)，除了可以增加紙漿的強(qiáng)度性能之外，還能顯著降低機(jī)械磨漿時的能量消耗。

2、微生物酶用于紙漿漂白

傳統(tǒng)的含氯漂白產(chǎn)生大量有毒和強(qiáng)致癌性物質(zhì)對環(huán)境和人類造成極大危害，已逐漸被無氯漂白所取代，而以某些真菌產(chǎn)生的漆酶不僅能氧化非酚結(jié)構(gòu)，而且能使硫酸鹽漿脫木素和脫甲氧基。佐治亞大學(xué)的研究者發(fā)現(xiàn)一株漆酶產(chǎn)菌———朱紅密孔菌（Pycnoporus　cinnabarlnus），以產(chǎn)生自己的氧化還原中介物3－羥基鄰氨基苯甲酸（3－h(huán)ydroxyanthranilic　acid，3－HAA）。漆酶加3－HAA系統(tǒng)不僅能氧化非酚模式化合物，而且能降解合成的木素。通過篩選或誘變培育出假單胞菌（Pseudoznonas　sp．）G6－2，枯草桿菌（Bacillussp．）A－30等木聚糖酶高產(chǎn)菌株進(jìn)行了分離純化的酶學(xué)研究，其所產(chǎn)木聚糖酶運(yùn)用于生物漂白技術(shù)，其結(jié)果表明木聚糖酶在多種漿種的不同漂白工藝中都有明顯的助漂作用。用于樺木漿CEH三段漂和ECF漂白，在保持白度，得率，強(qiáng)度基本不變的情況下，可減少近50％氯或二氧化氯用量，漂白漿的白度穩(wěn)定性也有所提高。

3　微生物酶用于造紙廢水處理

在制漿和造紙生產(chǎn)過程中，造紙廢水可分為黑液、中段廢水和紙機(jī)白水。黑液是整個造紙過程中污染最為嚴(yán)重的廢水，木素是造成造紙工業(yè)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變性木素的酶活系統(tǒng)，能將漂白廢水中的有機(jī)氯化物轉(zhuǎn)變成無機(jī)氯和CO2，并破壞發(fā)色基團(tuán)組織和結(jié)構(gòu)，降低漂白廢水中的TOCl、BOD、COD和色度。范偉平等利用微電解－白腐菌生物降解－絮凝沉降聯(lián)合處理系統(tǒng)對活性染料生產(chǎn)廢水進(jìn)行處理，在最佳pH和溫度及接觸停留時間下，其COD去除率達(dá)90％以上，色度去除率在95％以上。另有研究表明，使用堅(jiān)強(qiáng)芽孢桿菌產(chǎn)生的絮凝劑處理印染廢水和酵母廢水，可取得良好的絮凝效果，由李云鵬等從剩余污泥中制得微生物絮凝劑LBF經(jīng)實(shí)驗(yàn)相比于PAC效果更好，其COD、SS、色度去除率都高于PAC處理的廢水樣。

4　微生物酶用于造紙工業(yè)中的其他用途

與常規(guī)堿法脫墨漿相比，微生物酶法脫墨漿有更高的游離度，且濾水性好、物理性能優(yōu)、白度高和殘余油墨量低，還可縮短脫墨時間。利用纖維素酶處理回收的廢紙，既可脫除油墨和化學(xué)處理難以去除的調(diào)色劑，又可改善二次纖維的抄造和使用性能。顧琪萍等研究表明，在優(yōu)化條件下，廢報紙經(jīng)脂肪酶脫墨后，白度比原漿提高4．3％SBD，裂斷長、耐破指數(shù)和撕裂指數(shù)可分別提高11．4％，19．8％和17．5％。由于傳統(tǒng)造紙工業(yè)是耗能和環(huán)境污染大戶，隨著生物技術(shù)的發(fā)展，微生物酶應(yīng)用于造紙工業(yè)的技術(shù)越來越受到廣大研究者的重視，其規(guī)模也在不斷提高。通過使用微生物技術(shù)或酶技術(shù)，不但能使資源充分利用，降低能耗與環(huán)境污染，而且能帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益，對造紙工業(yè)與環(huán)境保護(hù)都具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

作者：軼媛 單位：湖北輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院