脂肪酶脱墨工艺的实现与优化

9/26/2019,1,脂肪酶脱墨工艺的实现与优化,姓 名： 专 业：印刷工程 指导教师：,9/26/2019,2,论文章节,结论,结果及分析,脂肪酶脱墨试验,脂肪酶脱墨原理,绪论,9/26/2019,3,论文主要工作,第2章,详细介绍脂肪酶脱墨的作用原理以及试验所用到的工艺流程和仪器。,根据脂肪酶的脱墨特性，本章对试验进行优化。完善试验流程，制定试验方案，开展试 验。,9/26/2019,4,1.1 论文的目的与意义,目的与意义： 解决随着社会经济的快速发展，纸浆制造业资源的严重短缺以及全球对环境保护的关注度越来越高，废弃纸张的二次回收及利用备受人们的重视，用脂肪酶处理废旧纸浆是一种有效的方法。时间短、耗能少、易漂白、污染小。,9/26/2019,5,1. 2 国内研究现状,随着科学技术的不断发展，人们开始逐渐研究可替代化学试剂脱墨的新技术，生物酶渐渐进入大家的视线。由于脂肪酶的来源广、作用强、易生产、环保效率高，所以有越来越多的学者将研究目标锁定在脂肪酶上。 顾琪萍发现脂肪酶的脱墨效果要远远强于化学试剂的脱墨效果，而且不会破坏纸张的纤维强度。 于红利用Novozymes公司的脂肪酶对脱墨流程进行了改善，在一定的条件下，使用50LU/g的脂肪酶，经过60分钟的时间处理，可获得高达97的脱墨率。 杨丽品等对激光打印废纸脂肪酶脱墨的工艺条件开展研究，优化了工艺条件和流程，与中性和碱性脱墨法进行了对比。,1.3 国外研究现状,早在上世纪90年代，国外的学者们就开始了对生物酶脱墨的研究。 Viesturs等在纤维素酶与表面活性剂混合的情况下，用办公室废纸作为原料进行脱墨，发现脱墨效果所有改善，纸浆漂白率明显增高。 Peter B. Skals等研究了五种酶在纸浆造纸工业上的应用，得出以下结论：酶处理技术与传统生产纸的方法比较，酶处理技术是一种更环保的制纸方式，减少了巨大的能源消耗和化学污染。,9/26/2019,7,本文研究内容,主要内容： 分析脂肪酶脱墨的脱墨机理。 确定脂肪酶脱墨的最佳条件 对脱墨效果进行评价和分析,9/26/2019,8,2. 脂肪酶脱墨原理,脂肪酶是一种水解酶，水解后形成的产物有甘油二醋、甘油单醋、甘油和脂肪酸。 油墨中经常会加有亚麻酸、亚油酸和油酸等高级甘油三醋。脂肪酶的作用是可以部分降解上述连结料和甘油酯，从而将油墨基团从纤维上脱除，达到脱墨的目的。,3.脂肪酶脱墨试验,9/26/2019,9,试验内容: 以脂肪酶对彩色印刷新闻纸的脱墨为研究对象，在分析脂肪酶结构、性能的基础上，针对脂肪酶和彩色印刷新闻纸的特点设计脱墨试验，以时间、浓度、温度、酶用量为参考进行单因素试验，以白度、残余油墨量为指标对脱墨效果进行评价。,9/26/2019,10,3.脂肪酶脱墨试验,试验流程：,9/26/2019,11,3.脂肪酶脱墨试验,试验分组: 用脂肪酶进行脱墨，以脂肪酶用量、酶处理温度、酶处理时间、纸浆浓度为变量，做单因素试验，分别测得该条件下的纸张白度、油墨残余量。得出最佳的工艺条件。,9/26/2019,12,3.脂肪酶脱墨试验,9/26/2019,13,3.脂肪酶脱墨试验,9/26/2019,14,4. 结论及分析,在保持酶处理时间30min，脂肪酶用量0.15g，纸浆浓度1%的条件下，脂肪酶在 50 时有最好的脱墨效果。白度最高，达到49.67%，残余油墨面积比最低，为0.158%。可以看出温度过低或过高对酶的活性都有很大影响，所以白度和残余油墨面积比也随之被影响。,9/26/2019,15,4. 结论及分析,随着酶用量的增加，脱墨浆的白度指数逐渐上升，在酶用量为0.2g时，白度达到最大值52.68，残余油墨面积比达到最小值为0.143%，可以发现，当酶用量为0.25g时,白度却有所下降，这是因为当酶用量过高时，使得纤维之间缺乏交织与结合，从而导致脱墨浆的白度下降。因此，较适宜的脂肪酶用量为0.2g。,9/26/2019,16,4. 结论及分析,随着酶处理时间的延长，脱墨浆的白度指数先升高后降低，在处理时间为40 min时，达到最大值53.76，残余油墨面积达到最小值0.165%。当酶处理时间超过40 min时，脱墨浆白度的开始下降，残余油墨面积比开始升高。这是因为酶处理时间易造成油墨的过度降解或重新吸附在纤维上，不利于油墨的分离。因此，较适宜的酶处理时间为40min。,9/26/2019,17,4. 结论及分析,当纸浆浓度为2时，白度指数达到最大值53.86，残余油墨面积为0.173%，脱墨浆尘埃度下降明显，这是因为随着纸浆浓度的增加，使酶浓度相应增加，从而增强了脂肪酶对油墨粒子的去除作用。但如果纸浆浓度过高，纤维与纤维之间不能形成连续的摩擦作用，反而减弱了对油墨的脱除作用，会影响纸浆的白度（浓度为2.5%时）。,9/26/2019,18,5. 总结,本研究的目的是在探讨脂肪酶用于彩色胶印报纸的最佳工艺条件下，研究脂肪酶对纸张的脱墨效果，进一步确定脂肪酶脱墨用于彩色胶印报纸的可行性，也将酶对脱墨效果的影响进行了对比，得到以下结论： (1)脂肪酶作用于废旧报纸脱墨的最佳工艺条件为：纸浆浓度为2%，酶处理温度为50C，酶处理时间为40 min，酶用量为0.15g。 (2)温度对脂肪酶脱墨的影响：在纸浆浓度为1%，处理时间为30min，酶用量为0.15g时，处理温度为50时，纸张脱墨效果最好，此时白度为49.67，残余油墨量为0.158%。,9/26/2019,19,5. 总结,(3)酶用量对脂肪酶脱墨的影响：在纸浆浓度为1%，酶处理时间为30min，酶处理温度为40，酶用量为0.2g时，纸张脱墨效果最好，此时白度为52.68，残余油墨量为0.143%。 (4)酶处理时间对脂肪酶脱墨的影响：在纸浆浓度为1%，酶处理温度为40，酶用量为0.15g，酶处理时间为40min时，纸张脱墨效果最好，此时白度为53.76，残余油墨量为0