第二節(jié)生物漂白

第二節(jié)生物漂白一、漂白的目的

漂白的目的是去除天然色素，賦予以必要的白度，同時(shí)殘留的其它雜質(zhì)也可以進(jìn)一步被去除，使?jié)櫇裥阅苡兴岣摺?/p>

二、常用的漂白劑漂白劑還原性如保險(xiǎn)粉、亞硫酸氫鈉等；缺點(diǎn)：白度不穩(wěn)定即氧化復(fù)色等。氧化性如次氯酸鈉、雙氧水、亞氯酸鈉等；缺點(diǎn)：存在著環(huán)境污染問題等三、生物漂白生物漂白是利用微生物或者其分泌的酶處理紙漿，以提高紙漿白度或改善紙漿漂白性能的一種漂白方法。目的：降解漿中的殘余木質(zhì)素和半纖維素，從而減少有氯漂序中含氯漂劑的用量減少漂白廢液中有毒有機(jī)氯化物含量降低漂白廢水的污染在無氯漂白中提高紙漿的白度和降低漂劑用量。生物漂白的發(fā)展歷程1986年芬蘭的Viikari等首次報(bào)道了用木聚糖酶處理未漂硫酸鹽漿（KP漿）可增強(qiáng)其可漂性1989年芬蘭率先進(jìn)行了木聚糖酶漂白KP漿的工業(yè)化試驗(yàn),隨后北歐和北美地區(qū)的一些制漿廠開始采用這一技術(shù)1994年在加拿大有75萬噸漿采用了木聚糖酶漂白現(xiàn)今世界上應(yīng)用木聚糖酶漂白的廠家有數(shù)十家。四、直接利用微生物處理的生物漂白白腐菌P.Chrysosprium直接處理硫酸鹽紙漿，然后堿抽提——木素部分降解白腐菌還能使漂白廢水中的很多有毒物質(zhì)最終降解成CO2和H2O，從而降低漂白廢水的COD、BOD2004年，日本九州大學(xué)海生菌PhlebiaSPMG-60生物漂白未漂闊葉木硫酸鹽紙漿UKP，這種菌經(jīng)培育8d后，紙漿白度可以從32.1%ISO提高到62.1%ISO，卡伯值降低11。減少漂白用氯量27%缺點(diǎn)：存在纖維素酶酶活力,使得紙漿的黏度降低,進(jìn)而使纖維強(qiáng)度性能受到影響。真菌處理周期相對(duì)較長(zhǎng)，一般需要數(shù)天至十多天解決方法：補(bǔ)加一定葡萄糖——抑制白腐菌分泌的纖維素酶的速率。選育纖維素酶缺陷型的白腐菌——可在不產(chǎn)生纖維素酶的情況下大量分泌木素降解酶,并用此來處理未漂紙漿。五、半纖維素酶處理的生物漂白1、木聚糖酶漂白第一代酸性酶：木聚糖酶產(chǎn)生菌多為真菌，酶最大活性所需條件pH4-6，溫度40-50℃第二代中性酶：嗜熱脂肪桿菌（pH6.5-965℃）第三代堿性酶：Ratto等篩分得到一株嗜熱厭氧菌，所產(chǎn)生木聚糖酶在90℃、pH6-7時(shí)木漿中木聚糖有最大溶解作用。2、半纖維素酶漂白機(jī)理木聚糖在紙漿纖維中的存在形式有三種：與木素形成LCC的木聚糖——破壞了LCC聯(lián)接——有利于木素的脫除在蒸煮過程中溶解出來又被纖維吸回的木聚糖——暴露殘余木素，使化學(xué)藥品容易與殘余木素發(fā)生作用其它形式木聚糖——纖維細(xì)胞壁變得疏松,從而使木素容易抽提出來3、木聚糖酶漂白工藝參數(shù)酶用量——預(yù)實(shí)驗(yàn)（2~5U/g，麥草漿需更多）PH——真菌4.0~6.0，細(xì)菌6.0~9.0溫度時(shí)間紙漿濃度——5%~10%4、大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用木聚糖酶注意點(diǎn)木聚糖酶酶液中的纖維素酶活力應(yīng)很低，否則漂白漿的強(qiáng)度和得率會(huì)降低。木聚糖酶的用量和漂白漿白度的收益。木聚糖酶必須能適應(yīng)高PH8-9，高溫環(huán)境60-70℃六、木質(zhì)素降解酶的生物漂白1、木素過氧化氫酶在適合的緩沖溶液條件下,木素過氧化物酶單獨(dú)或與其它酶適當(dāng)配合,對(duì)氧脫木素處理后的桉木硫酸鹽漿具有一定的提高白度、降低Kappa值的效果。木素過氧化物酶預(yù)處理可提高過氧化氫漂白漿白度,減少過氧化氫漂白廢液色度以及COD。2、漆酶生物漂白機(jī)制漆酶是一種含銅氧化酶，由于漆酶的催化反應(yīng)只需空氣中的氧氣即可，水是唯一的副產(chǎn)品，被稱為“綠色催化劑”漆酶介體系統(tǒng)對(duì)紙漿進(jìn)行適當(dāng)時(shí)間的處理,可引起卡伯值大幅下降。在漆酶/介體脫木素過程中存在一個(gè)氧化還原循環(huán),即漆酶氧化介體形成小分子化合物自由基,并擴(kuò)散到紙漿中,然后與紙漿中的木素反應(yīng)使之降解,七、酶法纖維改性纖維改性：指借化學(xué)、生物或物理的方法使常規(guī)化學(xué)纖維品種的某些性能(如吸濕性、染色性、抗靜電性、阻燃性等)加以改進(jìn)而派生的一系列新纖維的總稱。1、纖維素酶解對(duì)纖維性能的影響在纖維性能方面，酶處理會(huì)顯著影響紙漿細(xì)小纖維和粗組分的量。利用纖維素酶處理針葉木漂白KP漿和葦漿時(shí)觀察到細(xì)小纖維含量有所增加。酶處理對(duì)纖維長(zhǎng)度和粗度的影響，與酶的類型，酶系組成及酶解程度有關(guān)。木聚糖酶對(duì)纖維表面半纖維素的水解可以促進(jìn)纖維細(xì)胞壁的潤(rùn)漲，細(xì)纖維化，因而利用木聚糖酶處理麥草漿時(shí)可能導(dǎo)致纖維粗度有所增加。2、纖維素酶解對(duì)紙漿性能的影響改善紙漿的濾水性能纖維素酶對(duì)紙漿物理性能的影響酶解對(duì)纖維素纖維的光學(xué)性能也會(huì)產(chǎn)生一定的影響纖維素酶可用于衛(wèi)生紙生產(chǎn)中，有助于提高紙的柔軟性和吸收性3、木素降解酶中的漆酶對(duì)纖維性能的影響最近,利用木素降解酶中的漆酶對(duì)纖維進(jìn)行改性,

以提高紙漿強(qiáng)度已廣為關(guān)注。據(jù)國(guó)外報(bào)道,用漆酶介體體系來改善未漂硫酸鹽漿的性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn),紙漿的濕強(qiáng)度有顯著地提高。湯鎮(zhèn)江等用漆酶處理磨石磨木漿,發(fā)現(xiàn)紙張強(qiáng)度及增干強(qiáng)度效果明顯。GatenhplmP等發(fā)現(xiàn),

漆酶與纖維表面的酸基進(jìn)行接枝作用可以改善紙漿強(qiáng)度和潤(rùn)脹性能。纖維改性酶在生活用紙生產(chǎn)中的應(yīng)用生活用紙的發(fā)展需求及挑戰(zhàn)挑戰(zhàn)：柔軟度厚度抗張強(qiáng)度長(zhǎng)短纖維適當(dāng)配比涂層性質(zhì)與厚度柔軟劑及解鍵劑的使用增加長(zhǎng)纖維配比增強(qiáng)劑使用改性纖維酶的作用纖維素酶和半纖維酶穿過細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞腔對(duì)細(xì)胞壁中纖維素和半纖維素的適度降解細(xì)胞壁松弛增加水分子的滲透性促進(jìn)纖維潤(rùn)脹降低內(nèi)聚力有利于纖維壓潰與分絲帚化，使纖維之間有更多的結(jié)合點(diǎn)，提高成紙強(qiáng)度，從而降低打漿機(jī)械力的作用纖維改性的效果紙張抗張強(qiáng)度平均可提高20%～35%可減少或停止使用增強(qiáng)劑如淀粉、CMC和干強(qiáng)劑。機(jī)械打漿作用減輕，可賦予紙張更好的蓬松性，紙張的柔軟度也得到改善因碎片減少，成紙掉毛掉粉也得到改善。明顯降低綜合生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力節(jié)約10%～20%長(zhǎng)纖維用量，同時(shí)還能保持良好的強(qiáng)度性能；打漿降低10～50kWh/t漿的打漿能耗，同時(shí)還能保持良好的強(qiáng)度性能；減少增強(qiáng)劑用量等。應(yīng)用案例案例一案例二案例三紙機(jī)類型新月型BF-10國(guó)產(chǎn)原料針葉木與闊葉木混合打漿針葉木與闊葉木混合打漿針葉木與闊葉木混合打漿紙種衛(wèi)生紙衛(wèi)生紙、面巾紙、手帕紙衛(wèi)生紙主要目標(biāo)提高強(qiáng)度、減少干強(qiáng)劑用量降低長(zhǎng)纖維用量，提高厚度降