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添加剂与酶应用于欧美杨AS-AQ浆漂白的研究

王乐  
【摘要】:本研究以欧美杨AS-AQ浆为原料,探讨漂白时减少ClO2和H2O2用量的措施,各添加剂的最优使用条件,碱性木聚糖酶预处理的条件和机理,以及添加剂和酶预处理对传统多段漂的改进效果。研究的主要结论如下: (1)在用氯量均为1.8%时,采用在Do段分次添加ClO2并调节pH值的方法,白度可达85.6%ISO,而传统的D0E1D1E2D2五段漂只能达到84.5%ISO的白度。 (DORE1P)(D1E2P)(D2E3P) D3漂白,取消D和E的段间洗涤并增加H2O2强化的碱抽提,总用氯量仅有2.20%,即达到白度84.7%ISO,比传统D0E1D1E2D2五段漂白(总用氯量为3.4%,白度84.5%ISO)能节约1.2%用氯量。 对二氧化氯漂有助漂作用的各项添加剂(对浆)的最佳用量为:过氧化氢0.6%、二甲基亚砜1.0%、氨基磺酸1.0%、葡萄糖1.0%;且这些添加剂可分别节约用氯量:0.2%、0.6%、0.6%、0.1%。其中添加过氧化氢和氨基磺酸的效果最好,二甲基亚砜的效果最差。 (2)2.0%H2O2-2.0%SPB(过硼酸钠)漂白体系,一段漂白度可达73.6%ISO,比单独使用4.0%H2O2漂白白度上升0.6%ISO,且节约2.0%的H2O2。 H2O2-TAED(四乙酰乙二胺)活化体系的最佳工艺条件是:TAED与H2O2的摩尔比为0.6:1, NaOH3.0%, MgSO40.05%, Na2SiO33.0%,浆浓10%,温度70℃,时间90min。此活化体系中H2O2用量最优取3.0%,一段漂白度达到78.0%ISO,比常规H2O2漂白中5.0%H2O2用量漂后的白度要高3.6个百分点,从而节约2.0%H2O2,还可以降低温度,缩短时间。 (3)碱性木聚糖酶(AU-PE89)对欧美杨AS-AQ氧漂浆的最佳预处理条件为:酶用量0.40IU/g, pH=8.5,50℃,60min,浆浓8%。该条件下预处理后白度达56.0%ISO,比未经过酶预处理的对照浆白度高3.0%ISO。 通过扫描电镜观察碱性木聚糖酶处理后的浆料比处理前的纤维看起来更毛糙且柔软,纤维末端出现了明显的缝隙,纤维表面剥落现象更明显。 从X-射线衍射计算的结晶度得出,酶解浆的结晶度比对照浆的结晶度稍有增加,说明碱性木聚糖酶主要进攻半纤维素,没有对纤维素大量降解。 由红外光谱吸收谱图分析,酶预处理后纤维上有可能产生游离羟基,且酶能够氧化降解羰基发色基团,使木素发生降解。 (4)对传统DED漂序的改进中,增加酶预处理,在D段添加H2O2后的OXD1PED2P,或是添加氨基磺酸的OXD1SAED2SA漂序,用氯量仅为1.4%时白度即可达到82.0%ISO以上,而传统漂序达到相同白度需要1.8%用氯量,可节约0.4%。 对DEpP的改进中,增加酶预处理,在D段添加H202后的OXDPEPP多段漂,总用氯量为1.1%,即可达80.2%ISO白度,比传统漂序可节约0.3%用氯量。同样添加氨基磺酸的OXDSAEPP,总用氯量也为1.1%,但其白度更高可达83.0%ISO。 增加酶预处理、增加KMnO4漂段、添加SPB来代替过氧化氢,对OP短序漂白均有良性作用,当H2O2用量为3.0%1时,OXMnPSPB的白度达到80.3%ISO,同样地,添加TAED后的OXMnPTAED漂白得到的纸浆白度高达82.4%ISO,远远高于OP短序漂的白度。 在ODP传统漂序上,采取1.0%H2O2-1.0%SPB搭配使用,或采用TAED活化,只用1.0%的H2O2,白度即达到了85.0%ISO,而常规ODP漂在达到相同白度时却需要3.0%的H2O2,改进后的漂序可以节约2.0%H2O2。 对DED, DEPP, ODP漂序来说,在漂白之前进行碱性木聚糖酶预处理,并且在D段添加少量H2O2和SA,或在P段加SPB和TAED来辅助漂白,可以在降低漂剂用量的同时,不破坏纸浆的物理强度,其中抗张指数略有提高,耐折度次数有增多。


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