淀粉酶和木聚糖酶用于铜版纸协同脱墨的研究VIP

淀粉酶和木聚糖酶用于铜版纸协同脱墨的研究,导 师: 聂 义 然 答辩人: 陈 健 专 业: 印刷工程,研究背景 研究目的 研究意义 实验流程 实验结论 总结,淀粉酶和木聚糖酶用于铜版纸协同脱墨 的研究,研究背景,近年，随着森林资源的日趋短缺和人们对环保意识的不断增强，废纸回收利用越来越受到人们的重视，这使得废纸的回收利用比率在全世界各国都有较大幅度的提升 , 而我国更是注重废纸的回收利用，废纸回收利用率每年都有大幅度上升。 在印刷油墨复杂度不断提升以及快速不断发展的油墨印刷技术，这使得如何让废纸有效脱墨变白显得尤为重要，因此，人们将目光关注于废纸处理的方法技术。,研究目的,由于回收的废纸印刷方式和其使用的油墨的特性, 使得传统脱墨方法对其脱墨效果不理想,主要是由于传统的碱法脱墨不能让回收再利用的废纸使用非接触式印刷的油墨皂化而脱除，目前酶法脱墨能有效的解决回收再利用的废纸的脱墨,而酶能恰当地打断油墨和纤维之间的联接并使废纸上大油墨脱离纤维表面,并且适当用酶法处理还能够提高浆料的虑水性和部分强度指标。酶法脱墨与传统的化 学法脱墨相比,酶法脱墨能降低能耗,减轻环境污染,而且脱墨效率高。通过对本课题的系统研究，找出各种酶之间脱墨的最佳条件和比例，提高利用率，从而减少对环境污染的目的。,由于现今面临着资源、环境和能源日益严重的问题,使得二次纤维已经成为制浆造纸工业中一种非常重要的纤维来源。我国造纸纤维原料今后会很长一段时间的主要来源来自废纸回收利用，在脱墨过程中现在存在着许多各种各样的问题，这些问题必须尽快得到解决，利用废纸不但可以保护现有的森林资源 ,还可以减少对环境的污染这对于减轻造纸工业的环境压力，促进节能减排有着巨大而深远的意义。所以本文选此课题，希望通过对淀粉酶和木聚糖酶之间的协同作用来脱墨，找出淀粉酶和木聚糖酶之间脱墨的最佳条件和比例，提高利用率，减少环境污染，并且对于酶法脱墨的发展具有很重要的意义。,研究意义,制备纸浆,加酶处理,水浴加热,洗 涤,抄 纸,烘干成纸,测量白度,测量残余油墨量,实 验 流 程,实 验,制备纸浆,将名片撕成小片，称取4g放入烧杯，加入200ml水，称取0.04g氢氧化钠加入烧杯，之后倒入打浆机中，打浆时间约为5min。碎浆过程中每1min 手动搅拌一次，以避免碎浆机内存在死角，纤维疏解后倒回烧杯。,制备纸浆,加酶水浴处理,废纸浆与酶液在烧杯中充分混匀后置于恒温水浴中加热，每10min揉搓一次，使浆料与酶液混合均匀。至一定时间后取出。,水浴加热,洗涤抄纸,在水浴锅反应到设定的时间后取出，将纸浆倒入网框中，用洗涤的方法对酶液进行冲洗至完全洗干净后，再将网框放入盛有水的盆中，使用铁勺辅助纸浆在网框上铺平。,洗涤和抄纸,烘干成纸,将抄造好纸的网框放入烘干箱中调节好温度，等待大约1h后取出观察纸张是否已干。在纸浆快要干时用镊子将纸从网框中取出。,白度的测量,将所要测量的纸张放在仪器上夹住，首先清零，然后按下测量按钮，屏幕上出现了一个白度值，然后将纸浆旋转一个角度，再测量，同样的方法测量5次，然后按下平均值按钮，就出现了这个纸张的白度的平均值，记录数据。,残余油墨量的测定,将光学显微镜与电脑连接，再将所测量的纸张放在光学显微镜下，调节显微镜的焦距，对纸张中的纤维捕捉保存，每张纸选5个点测量，测量完后，用PS对图片进行处理，算出残余油墨量。,淀粉酶实验数据分析,从图可以看出，对于温度对淀粉酶脱墨的影响，随着温度的上升，脱墨浆白度先升高后降低，残余油墨量先减少后增加。当温度为50时，白度和残余油墨量达到最佳值，脱墨效果最佳。,温度对脱墨效果影响,图揭示了酶用量对淀粉酶脱墨的影响。由图可以看出淀粉酶用量增加会提高白度和降低残留油墨量，但当酶用量超过2%时，脱墨浆的质量明显下降，因此根据图得出酶用量在1%时最佳。,酶用量对脱墨效果的影响,水浴反应时间对淀粉酶脱墨的影响见图。随着反应时间的增加，脱墨浆的白度先上升当达到40min时白度开始下降达，而残余油墨量也随着时间的增加先下降当达到40min时开始上升，因此对淀粉酶反应时间取40min较为适宜。,反应时间对脱墨效果的影响,木聚糖酶的实验分析,从图可以看出，对于温度对木聚糖酶的影响，随着温度的上升，脱墨浆白度先升高后降低，残余油墨量先减少后有所增加。当温度为50时，白度和残余油墨量达到最佳值，脱墨效果最佳。,温度对脱墨效果影响,图揭示了酶用量对木聚糖酶脱墨的影响。随着木聚糖酶用量的增加脱墨浆的白度先先下降后上升但变化幅度不大，残余油墨量先下降而后上升，从成本和节约资源角度看，酶用量最佳为1%。,酶用量对脱墨效果的影响,水浴反应时间对木聚糖酶脱墨的影响见图。随着水浴时间的增加，脱墨浆白度整体呈上升趋势，而残余油墨量先下降后上升，由图表明水浴反应时间40min时白度和残余油墨量达到最佳值，因此对木聚糖酶反应时间取40min较为适宜。,反应时间对脱墨效果的影响,淀粉酶和木聚糖酶复配的实验分析,由图可知，残余油墨量是随着酶用量的增加先下降后上升的，因为酶用量较低时，不能有效的对墨作用，影响脱墨效果，但是酶用量过多时，一方面会浪费酶，另一方面酶会使半纤维素水解，增加了脱墨的难度，所以酶用量增加到一定程度后，残余油墨量不再下降，反而增加，从图中可以看出淀粉酶和木聚糖酶比例为3:2和1:1时酶用量为1%脱墨浆残余油墨量最低，而在淀粉酶和木聚糖酶比例为2:3时酶用量为2%脱墨浆残余油墨量达到最低。,酶用量对脱墨效果的影响,由图可知，随着反应时间的延长，残余油墨量先降低后升高，因为时间过短时，酶促反应不完全，许多酶来不及与纸浆中的油墨反应，而时间过长时，酶水解的半纤维素会附着在纸浆上，阻断了酶与纸浆的接触，使脱墨效率降低。在淀粉酶和木聚糖酶比例为3:2时反应时间达到30min残余油墨量达到最小值, 在淀粉酶和木聚糖酶比例为2:3时反应时间达到50min残余油墨量达到最小值, 在淀粉酶和木聚糖酶比例为1:1时反应时间达到50min残余油墨量达到最小值,这就说明淀粉酶和木聚糖酶比例在3:2时的反应效率最好。,反应时间对脱墨效果的影响,由图可知，随着淀粉酶和木聚糖酶比例的改变，淀粉酶减少木聚糖酶增加，残余油墨量先下降后上升而后又有小幅度下降，由表得出淀粉酶和木聚糖酶最佳比例为3:2,淀粉酶和木聚糖酶不同比例对脱墨的影响,对比图,结 论,以淀粉酶和木聚糖酶为基础，探索其在废纸脱墨中的效果，优化其脱墨工艺参数；然后将淀粉酶和木聚糖酶进行复配，以实现比单酶更好的脱墨效果。 从实验数据和图表中得出淀粉酶和木聚糖酶单独作用脱墨时最佳脱墨条件为50，酶用量为1%，水浴反应时间为40min；在淀粉酶和木聚糖酶复配实验中最优方案为酶用量1.5%，反应时间50min，淀粉酶和木聚糖酶的比例是3:2，实验固定反应温度50。 通过脱墨实验研究发现，与传统化学脱墨剂和单种酶脱墨相比，两种酶协同作用脱墨效果好。 一、脱墨效果都基本达到甚至超过了传统化学法脱墨，具有很大的工业