微生物酶造紙工業(yè)論文

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1、微生物酶運用于制漿

1．1　漆酶在制漿中的應用

造紙廠的蒸煮制漿過程就是用化學藥品溶出、脫除木素的過程，一般的化學制漿，不但成本高、能耗大，而且對環(huán)境污染也較為嚴重。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在蒸煮前對麥草進行預處理，可降低紙漿的Kappa值，提高紙漿的白度和強度。Jujop的研究表明，在20％～90％，pH值2～10條件下用漆酶進行預處理，可以對原料中的木素進行改性，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％，且機械漿的物理性能得到改善，紙漿質(zhì)量達到化學熱磨機械漿的水平。

1．2　纖維素酶在制漿中的應用

在機械制漿前加化學預處理，除去或改變一部分木素結構，可以改善紙漿的強度，但降低了紙漿的得率，損害了紙漿的光學特性，廢水的排放量和污染負荷也相應增加，而經(jīng)由木霉所產(chǎn)出的纖維素和半纖維素酶處理則結合了機械法制漿和化學機械法制漿的優(yōu)點，克服其缺點，除了可以增加紙漿的強度性能之外，還能顯著降低機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構，而且能使硫酸鹽漿脫木素和脫甲氧基。佐治亞大學的研究者發(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)菌株進行了分離純化的酶學研究，其所產(chǎn)木聚糖酶運用于生物漂白技術，其結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、中段廢水和紙機白水。黑液是整個造紙過程中污染最為嚴重的廢水，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氯化物轉變成無機氯和CO2，并破壞發(fā)色基團組織和結構，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)廢水進行處理，在最佳pH和溫度及接觸停留時間下，其COD去除率達90％以上，色度去除率在95％以上。另有研究表明，使用堅強芽孢桿菌產(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)實驗相比于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，隨著生物技術的發(fā)展，微生物酶應用于造紙工業(yè)的技術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或酶技術，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)濟效益，對造紙工業(yè)與環(huán)境保護都具有非常重要的現(xiàn)實意義。

作者：軼媛 單位：湖北輕工職業(yè)技術學院