二次纤维配抄薄页包装纸生物酶技术的研究

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:daqscx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
利用废纸作为原料生产薄页包装纸,虽可保护我国的森林资源,但化学法脱墨的生产成本和水污染负荷仍然较高。利用酶法脱墨技术不仅可减少化学药品的用量,降低废水污染负荷,改善纸浆性能。因此,本论文采用生物酶技术,对办公废纸和漂白硫酸盐针叶木浆进行酶法脱墨和酶促打浆,然后将两者混配,制得适合高速纸机抄造薄页包装纸要求的纸料。首先对脂肪酶和纤维素酶法脱墨技术的工艺进行了优化,并利用XPS、扫描电镜、纤维分析仪等分析手段对生物酶脱墨机理进行探讨;其次,对针叶木漂白硫酸盐酶促浆打浆工艺进行优化,基于打浆转数和酶用量建立预测浆料打浆度的经验模型;然后通过纤维质量分析仪、扫描电镜及利用X-射线衍射仪分析酶促打浆机理;最终,研究了硫酸盐木浆和脱墨浆的配比对成纸性能的影响。研究了脂肪酶和纤维素酶对办公废纸脱墨效果的影响,脂肪酶脱墨的优化工艺条件为:酶用量30U·g-1(o.d.浆料),酶处理时间15min,酶处理浓度9%,碎浆时间8min,pH77.5,酶处理温度5055oC,乳化剂用量0.05%;此时脱墨浆的尘埃度为12.33mm2·m-2。办公废纸纤维素酶脱墨的优化工艺为:酶用量1.2U·g-1(o.d.浆料),酶处理时间15min,酶处理浓度9%,碎浆时间8min,pH4.5-5,温度5560oC,乳化剂用量0.05%;此时脱墨浆的尘埃度达到10.40mm2·m-2,脂肪酶脱墨浆和纤维素酶脱墨浆过氧化氢漂后白度分别达到85.60%ISO和83.95%ISO。对比酶法处理前后浆料上油墨粒子大小后发现,无论是脂肪酶还是纤维素酶脱墨,其油墨粒子在数量和面积上均比未经酶法处理的对照浆少。由环境扫描电镜(ESEM)表征结果可知,浆料纤维在脂肪酶和纤维素酶脱墨处理后,其表面变得光滑、洁净,同时纤维素酶处理浆料还观察到丝状的微细纤维。脱墨浆纤维性能分析检测结果表明,与对照浆相比,脂肪酶脱墨浆纤维的数均长度和重均长度基本不变,宽度均略微降低。而纤维素酶脱墨浆纤维的数均长度、重均长度和宽度均略微降低。由XPS分析得知,经脂肪酶和纤维素酶脱墨后,浆料的O/C变大,证实浆料中油墨(主要由C元素组成)明显减少。采用单因素方法研究了打浆酶对促进漂白硫酸盐浆打浆效果的影响,酶促打浆的优化工艺条件为:酶用量0.06U·g-1(o.d.浆料),酶预处理温度60℃,酶处理时间30min,pH5,打浆转数7500r,打浆浓度10%。在最优条件下所得浆料的打浆度为57.0°SR,打浆后浆料抄造所得纸张的抗张和撕裂指数分别为85.13N·m·g-1和9.41mN·m2·g-1。对于未经和经过酶处理的浆料而言,在不同打浆程度下,纸张的物理强度仅与打浆度有关,其是独立于前处理方式和条件的变量。从而证实,酶促打浆的本质作用不在于提高纸张的物理强度性能,而在于达到相同纸张物理强度性能时降低打浆能耗。为分析酶处理工艺与降低打浆能耗的定量数学关系,实验中先固定其它因素,分别分析打浆转数和酶用量与打浆度的两种对应关系后,基于这两种影响因素的浆料打浆度经验预测模型可建立为:y (x1)(y AeR0x20);经等式变换,可得不同前处理条件下打浆转数与打浆度的控制模型为: x1y1[y AeR0x2]。基于此控制等式,可以明显发现,达到相同打浆度时,酶处理可显著减少打浆转数(即降低打浆能耗);例如,0.10U·g-1(o.d.浆料)酶用量时,达到45°SR打浆度,打浆转数可降低10%左右。此外,通过ESEM观察打浆前后浆料的表面微观特性后可知,打浆酶处理之后,纤维表面出现碎片和细小组分,同时纤维表面出现孔洞和裂纹,说明该打浆酶的确可轻微切断或改善纤维表面性能。在相同的打浆条件下,经过打浆酶处理,打浆后浆料的Zeta电位值增大,保水值上升了6.4个百分点。纤维质量分析结果证明,经打浆酶处理的浆料,纤维的数均长度和重均长度均有所增加,纤维宽度和细小纤维含量有所下降,而纤维的平均扭结率有所增加。由XRD分析结果得知,纤维素的结晶度未发生显著变化。在漂白硫酸盐针叶木浆与脱墨浆配比为80:20时,成纸紧度为0.65g·cm-3撕裂指数为7.4mN·m2·g-1,裂断长为5.5km,白度为85.80%ISO,成纸中油墨大小在0.3mm21.0mm2的范围内个数为0个/m2。
其他文献
<正>余姚市东风小学教育集团是一所具有119年历史底蕴的文化名校,学校于1991年确立了以节能环保为教育特色,并成立了以少先队员为主力军的手拉手护卫队,开展"携手‘1+6’,呵
梁西先生对其《国际组织法》的第四次修订是“通盘的”:不仅对全书的体系和内容进行了调整、修订和补充,而且增设了一些章节,字数也净增了10余万。新版本再现了先生近几年来对国际
衡量一座城市是否宜居,不仅要看它的硬环境,同时还要看它的软环境。软环境作为人居环境大系统的组成部分,对于改善城市形象,提升城市品质,创造宜居生活均有十分重要的意义。
<正>穿上具有防紫外线功能的服装,汗水会迅速由皮肤表面导出至织物表面,并很快干燥,不再受到汗湿的困扰。这类服装由于重量轻、手感柔软、容易清洗,穿着轻松舒适,并且具备很
<正>静脉穿刺置管是手术室护士应掌握的一项基本护理操作技术,建立良好的静脉通道是保证手术病人安全和手术麻醉正常进行的前提。但婴幼儿由于血管细、皮下脂肪多、好动、哭
本文利用纳尔逊·古德曼的建构主义方法,指出艺术人类学中关于美学的论争转移了对文化多样性和分类的社会功能等重要问题的关注。有关美学深深融入在更广泛的社会实践中的论
舞蹈艺术作为表演性艺术之一,舞蹈作品有时承担着人物塑造的职责,如何将人物塑造的微妙微翘,就需要对生活的形态加以观察与分析,最终能在舞蹈作品里呈现出活灵活现的经典人物
物理实验数据的评价交流环节对培养学生的证据意识有很重要的作用.文章结合实际教学案例指出实验数据的评价交流过程中存在的问题并提出解决建议.
研究了高效液相色谱对催化氧化法制备的对硝基苯甲酸及杂质4,4‘-二硝基苯联苄和硝基本甲醛的含量测定。所建立的方法简单、重现性好,适于工业生产中的快速控制分析。对硝基苯
<正>在社会主义核心价值观中有"和谐"二字,其中之义就包含了人与大自然的和谐相处之道。这不,北京市海淀区太平路小学正在开展的生态文明教育就別具一格,让队员们在日常生活