原浆纤维的酶改性

三、原浆纤维的酶改性

利用纤维素酶和半纤维素酶等组分组成的酶系对纸浆纤维进行改性处理,以提高纸浆的滤水性能和抄造性能,使纸浆和成纸的质量得到显著改善,这种酶作用称为纤维酶改性。

按酶改性的纤维类型分为原浆(初次)纤维酶改性和废纸浆(二次)纤维酶改性;按酶改性的浆种类,又可分为机械浆纤维酶改性和化学浆纤维酶改性;按纤维酶改性作用类别,又可分为纸浆纤维酶改性、酶促打浆、机械浆返黄的生物抑制法以及废纸的生物脱墨等;按对纤维改性所用的酶系,又可分为以纤维素酶为主的酶系(针对纸浆的滤水性能和抄造性能的改善)、以木聚糖酶为主的酶系(针对酶促打浆)、以木素降解酶为主的酶系(针对机械浆返黄现象的改良)。

1.机械浆纤维酶改性

杨木磨石磨木浆(SGW)的酶改性是一种非常有前途的机械浆改性方法。尤其是浆的滤水性能得到明显改善。处理过程简单,对现有的制浆造纸过程不必增加大型处理设备。与其他过程相比,纸浆酶改性对环境污染程度最低。

2.化学浆纤维酶改性

未漂硫酸盐法草浆的酶改性处理,可以除去部分细小组分,使手抄片的透气度上升、紧度增加,但抗张强度略有降低。

3.酶促打浆

酶促打浆是利用高活性的半纤维素酶和较低活性的纤维素酶对打浆前的纸浆进行预处理,导致纤维表面某种程度的活化和松弛,促进纤维的吸水润胀和细纤维化程度,使打浆性能得到改善,起到降低打浆能耗的作用。

4.机械浆返黄的生物抑制法

机械浆返黄现象是机械浆中的木素活性基团在氧的存在下,易受热和光照而被激发,通过一系列氧化反应生成各种发色团,从而引起机械浆成纸的白度下降的现象。生物抑制法是基于微生物可产生一系列对木素活性基团有屏蔽作用的酶系(主要是羟基烷基化酶和醌还原酶等)改变木素活性基团的结构,降低其对热的敏感性,达到抑制机械浆返黄的目的。生物法抑制机械浆返黄比化学法更加有效,它所催化的反应专一性强,催化效率高,是一种无污染的处理方法。

机械浆返黄的生物抑制法主要有白腐菌直接在机械浆上进行培养和用粗制的酶液来处理机械浆两种方法。利用白腐菌直接在机械浆上进行培养的方法容易引起被处理浆白度的降低;利用粗制的酶液来处理机械浆可防止在生物处理过程中纸浆白度降低的现象,并可缩短处理时间,有时还可提高纸浆部分强度指标。