速生楊A(yù)PMP制漿中生物預(yù)處理對(duì)半纖維素溶出機(jī)制的影響.pdf

1、論文首先將4株白腐菌進(jìn)行液體培養(yǎng)并對(duì)木片進(jìn)行預(yù)處理,通過(guò)測(cè)定菌絲球的濕重量和木片的失重量最終篩選出對(duì)速生楊降解效果最好的菌株-BYBF。利用該菌株預(yù)處理速生楊木片12天后,研究表明菌株BYBF在木片上的生長(zhǎng)情況良好,能夠有效的降解木片。BYBF在木質(zhì)纖維上的降解屬于同步腐朽類型,不僅能降解原料中的木素,還能夠降解和代謝纖維素、半纖維素和樹(shù)脂等成分作為自身生長(zhǎng)所需的碳源和能源。經(jīng)過(guò)菌株BYBF處理后的原料在制漿過(guò)程中半纖維素和木素的溶出量

2、分別增加0.84％和1.99％,而且制漿過(guò)程中漂白廢液的CODcr也降低了10.7％。經(jīng)過(guò)處理的漿料纖維本身變得更加柔軟,在相同的打漿能耗下,打漿度提高了6.12％。
　　 菌株BYBF的預(yù)處理對(duì)紙漿的物理性能產(chǎn)生一定的影響。漿料的白度略有下降,光散射系數(shù)顯著下降,不透明度沒(méi)有明顯的變化。紙漿的撕裂指數(shù)和裂斷長(zhǎng)與未經(jīng)過(guò)處理的漿樣相比分別提高8.7％和13.6％,緊度提高了16.7％。BYBF預(yù)處理后漿料纖維的平均長(zhǎng)度增加,纖維的

3、卷曲指數(shù)和扭結(jié)指數(shù)也增加,細(xì)小纖維含量明顯降低。利用環(huán)境掃描電鏡觀察纖維表面的形貌結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)未經(jīng)過(guò)處理的漿料的纖維挺硬,經(jīng)過(guò)打漿后出現(xiàn)許多碎片和斷裂,纖維表面粗糙。而經(jīng)過(guò)白腐菌處理后纖維的卷曲和扭結(jié)性增加,纖維變得更加柔軟,不再呈現(xiàn)圓柱狀而是呈現(xiàn)帶狀。
　　 對(duì)經(jīng)過(guò)菌株BYBF預(yù)處理的原料進(jìn)行GC-MS分析,結(jié)果表明,預(yù)處理后的原料中聚糖的總量下降26.02％,其中主要為甘露糖和半乳糖含量下降,同時(shí)還檢測(cè)到半乳糖醛酸,該物質(zhì)的出

4、現(xiàn)表明該菌株不但對(duì)纖維素、半纖維素和木素有一定的降解,同時(shí)對(duì)果膠也有一定的降解作用。
　　 為了更好的研究半纖維素的溶出對(duì)APMP制漿性能的影響,本文應(yīng)用不同用量的商品木聚糖酶對(duì)漿料進(jìn)行預(yù)處理,結(jié)果表明:半纖維素的溶出不利于打漿的進(jìn)行,對(duì)紙張的光學(xué)性能影響不大,但對(duì)紙張的強(qiáng)度性能產(chǎn)生一定的影響。其中紙張的耐破指數(shù)降低49.13％,裂斷長(zhǎng)降低37.37％。同時(shí)半纖維素的溶出使得纖維形態(tài)發(fā)生變化,纖維的平均長(zhǎng)度增大,平均寬度隨著半纖

5、維素溶出量的增加而逐漸減小,細(xì)小纖維的含量也降低。把酶預(yù)處理后的漿料進(jìn)行過(guò)氧化氫漂白,對(duì)漂白廢液進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),隨著半纖維素的溶出CODCr值逐漸下降,最大降幅為11.44％,但是對(duì)廢液色度的影響不大。
　　 GC-MS分析結(jié)果顯示,與未用木聚糖酶處理的漿料相比較,應(yīng)用木聚糖酶預(yù)處理的漿料的聚糖總量下降了66.13％,表明在酶用量為100IU/g時(shí)漿料已被過(guò)度降解,其中木糖含量變化顯著從225.392 mg/g降低到67.821

6、 mg/g,漿料中未檢測(cè)到甘露糖,表明經(jīng)過(guò)100 IU/g的木聚糖酶處理后紙漿中甘露糖已全部降解溶出,甘露糖的溶出可能是導(dǎo)致紙張物理性能下降的主要原因。
　　 為了探討半纖維素的溶出對(duì)木素降解與改性的協(xié)同作用,利用木聚糖酶、漆酶、木聚糖酶與漆酶協(xié)同作用分別處理漿料,結(jié)果表明應(yīng)用三種不同的預(yù)處理不但能降低打漿能耗,而且還增加木素的溶出量。其中木聚糖酶與漆酶的協(xié)同處理對(duì)降低打漿能耗和木素的溶出效果最好,木素的溶出率達(dá)到8.81％。經(jīng)

7、過(guò)一系列優(yōu)化實(shí)驗(yàn),得到漆酶/木聚糖酶體系(LXS)的最佳預(yù)處理?xiàng)l件為漿濃10％,溫度50℃,Ph值5.5,酶用量8 IU/g,處理時(shí)間為1.5 h,此條件下APMP漿料酶處理作用效果最好,可以得到較理想的白度、抗張指數(shù)和耐破指數(shù)。將漆酶/木聚糖酶體系(LXS)和漆酶/介體體系(LMS)分別預(yù)處理一段磨漿后APMP漿料并進(jìn)行比較,結(jié)果顯示漆酶/木聚糖酶體系(LXS)還不能完全替代漆酶/介體體系(LMS)預(yù)處理漿料,還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和