木聚糖酶酶促磨浆对马尾松TMP湿部化学特性的影响

1、木聚糖酶酶促磨浆对马尾松tmp湿部化学特性的影响苗庆显 陈礼辉 黄六莲 彭健斌（福建农林大学材料工程学院，福建福州，350002）摘要：利用木聚糖酶对马尾松tmp进行预处理，然后进行磨浆，研究了酶促磨浆对纸浆某些湿部化学特性的影响。结果表明，木聚糖酶酶促磨浆，能够改善浆料的滤水性能，提高浆料的akd施胶度和填料留着率。关键词： 木聚糖酶 tmp 磨浆 湿部化学马尾松热磨机械浆（tmp）具有成本低和得率高等优点；然而，其纤维表面木素含量和浆中细小组分含量较高，浆的滤水性能较差，对造纸湿部化学具有不利影响。采用生物酶对纸浆进行磨浆前预处理来改善纸浆的湿部化学特性，可以减轻采用化学助剂造成的不利影响

2、。diehm1研究表明，由于半纤维素酶能增加纤维的水合率而有助于打浆，早期的研究也表明用纤维素酶预处理的化学浆或者棉短绒浆都能提高浆的强度性能和降低打浆能耗。孙萍萍2等利用纤维素酶对针叶木硫酸盐浆进行酶促磨浆研究，结果表明，纤维素酶预处理可以促进纤维的润胀和分丝帚化，减少纤维的切断作用，增加纤维的比表面积，提高纸浆的打浆度；随着打浆作用的加强，浆料中的溶解电荷逐渐增加，而纸浆的电位变化不大；与未经酶处理的对照浆相比，纤维素酶促打浆的漂白针叶木浆的溶解电荷和电位均略低；酶促打浆的漂白针叶木浆对阳离子聚丙烯酰胺的吸附量增大，碳酸钙的留着率稍高。因此，采用生物酶预处理进行磨浆对于改善其纤维和湿部化学

3、特性具有重要的理论和实际指导意义。1 实验1.1实验原料马尾松tmp和akd施胶剂：福建南纸股份有限公司提供；木聚糖酶hc：诺维信（中国）公司提供；酶活1000axu/g，适宜温度40-65，适宜ph值6.5-9.5；沉淀碳酸钙：邵武中竹浆纸有限公司提供。1.2实验方法称取30g绝干tmp，调浆浓为10%，在ph=8和温度为55条件下，改变预处理时的酶用量（0、0.1axu/g、0.3 axu/g、0.5 axu/g、1 axu/g）和处理时间（0、30min、60min、90min、120min），处理完成后进行高温灭活，并浓缩至20%的浆浓采用pfi磨进行磨浆，磨浆转数为15000转。磨浆

4、后测定纸浆的打浆度，然后进行加填或施胶并抄纸，测定纸浆填料留着率和akd施胶度，助留助滤剂为cpam。2 结果与讨论2.1酶用量对纸浆湿部化学特性的影响改变酶用量时，酶预处理时间固定为1h。图1表明，在固定的酶作用时间、ph、温度下，与未经酶处理的纸浆相比，低木聚糖酶用量处理，马尾松tmp浆的打浆度有所上升，说明酶处理降低了浆的滤水性。但在高木聚糖酶用量处理下，打浆度却下降了，说明木聚糖酶用量不是越多越好。苗庆显，男，福建农林大学材料工程学院，博士，讲师，研究方向：纤维资源的制浆造纸特性和清洁制浆技术以及生物技术的应用。本课题为福建省教育厅科技计划（jk2010016）资助项目。图1 酶用量对

5、纸浆打浆度的影响图2看出，在固定的酶作用时间下，与未经酶处理的纸浆相比，低木聚糖酶用量处理，tmp浆的施胶度有所下降，原因是木聚糖酶处理可去除部分半纤维素，酶用量越多，半纤维素就去除的越多，纸浆中半纤维素含量相对减少，纤维素含量相对增大，从而改善了浆料的滤水性。但在高木聚糖酶用量处理下，与低木聚糖酶用量处理下比较，tmp浆的施胶度先上升后下降，说明木聚糖酶用量不是越多越好。图2 改变酶用量对纸浆akd施胶度的影响图3 改变酶用量对填料留着率的影响图3表明，在固定的酶作用时间下，与未经酶处理纸浆相比，随木聚糖酶用量的上升，tmp浆的填料留着率呈先上升后下降的趋势，说明要选择适当的酶用量进行磨浆的

6、预处理来提高纸浆的填料留着。2.2酶处理时间对纸浆湿部化学特性的影响在10%浆浓、0.3 axu/g酶用量下，改变木聚糖酶预处理时间，然后磨浆，添加cpam跟碳酸钙或akd后抄造成纸，测定纸浆的施胶度与碳酸钙留着率，结果见图4到图6。由图4看出，与未经酶处理纸浆相比，随着酶处理时间的增加，处理后的打浆度随之上升，说明木聚糖酶预处理，可明显降低磨浆能耗，但滤水性下降。图4 酶处理时间对纸浆打浆度的影响图5表明，在固定的酶用量下，与未经酶处理的纸浆相比，随木聚糖酶预处理时间的延长，马尾松tmp浆的施胶度显呈现先上升后下降的趋势。图5 酶处理时间对纸浆akd施胶度的影响图6看出，在固定的酶用量下，与

7、未经酶处理的纸浆相比，随木聚糖酶预处理时间的增加，马尾松tmp浆的填料留着率呈先上升后下降的趋势。图6 酶处理时间对纸浆填料留着率的影响3 结论在固定酶预处理时间1h的条件下，随着酶用量的增加，纸浆的打浆度先升高后降低，木聚糖酶用量在0.3axu/g下有利于施胶剂akd的施胶和碳酸钙填料的留着。在酶用量为0.3axu/g不变的条件下，随着酶预处理时间的延长，木聚糖酶处理60min时有利于施胶剂的施胶和填料的留着。参考文献1diehm,r.ap,u.s.patent 2 280 307,1942.2孙萍萍,苗庆显,秦梦华,傅英娟.打浆前后对针叶木浆性能的影响j.造纸科学与技术,2008,27(1

8、),1.study on xylanase pre-treatment improving wet-end chemistry properties of masson tmp miao qingxian, chen lihui, huang liulian, peng jianbin (collage of material engineering, fujian agriculture and forestry university, fujian fuzhou, 350002)abstract: the effect of enzyme aided refining on some properties of wet-end chemistry was studied through pre-treatment of masson pine tmp with xylanase. the results showed that enzyme aided refining could improve the draina