纤维素酶预处理苇浆对其打浆性能的影响开题报告

 2021-08-08 20:04:01

1. 研究目的与意义

随着经济的发展,制浆造纸工业已经成为国民经济的重要产业之一,但这样也面临着原材料资源、能源资源等的紧缺和环境污染的问题。全球的造纸工业每年需要砍伐数亿千万棵树,又排放很多的污染物,给人类的生存环境造成巨大的威胁。这个是四大发明之一的拥有着悠久历史的行业只有积极的进行创新、变革、充分利用现代的技术、能源、资源,环境的保护意识增强,才能保持造纸行业一直可持续发展下去。

纤维素酶是一种高活性生物催化剂,是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称,在很多领域包括造纸方面有广泛的应用价值。所谓酶促打浆就是利用纤维素酶和半纤维素酶在打浆前进行预处理,使纤维表面活化和松弛,促进纤维的吸水润胀和细纤维化程度。然后在机械力作用下,纤维被切断、分丝帚化,增加了纤维的表面积和纤维分子间的结合力,使其在后续过程中纸张的物理性能得到提高,同时降低打浆能耗。纤维素酶能够特定地催化纤维及其衍生物的水解反应,酶处理后,纤维在打浆过程中容易分丝帚化和断裂,纤维长度下降,这也是纸浆物理强度性能降低的原因。

近年来,人们相继研究并应用了一系列新方法和新技术于制浆造纸工业中,期望通过技术进步和创新来解决困扰制浆造纸工业发展的这些不利因素,纤维素酶的研究与应用可以是实现这一目标的一条有效途径。以往的研究表明,纸浆的酶处理条件较难控制,因此,探索酶处理条件对苇浆打浆性能的影响规律,优化酶处理条件,是纸浆酶处理工艺是否具有工业意义的关键之一。

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2. 国内外研究现状分析

近年来国内外在纤维素酶和苇浆方面做了许多的研究,由于造纸用材和造纸用木浆供应不足,缺乏长纤维,为了更好的发展我国的造纸工业,必须认识到造纸原料结构的特殊性,利用价格比较廉价的非木材原料资源,如苇浆。人们相继研究并应用了一系列新方法和新技术于制浆造纸工业中,通过技术进步和创新来解决困扰制浆造纸工业发展的这些不利因素,纤维素酶的研究与应用可以是实现这一目标的一条有效途径。

一些研究关于打浆的性能,万周原野对酶辅助打浆的进展及其应用的研究,通过打浆和酶的作用机理研究酶辅助打浆。而杜敏研究酶预处理对漂白针叶浆性能和打浆能耗的影响,酶促打浆和机械打浆对纤维的作用效果不同:浆料打浆至游离度相同时,与纯机械打浆相比,酶促打浆的纤维细胞壁更薄、纤维发生较多切断,浆料中纤维碎片较多。适当的酶预处理并结合机械打浆可提高成纸强度性能,酶用量较高时,酶促打浆后成纸抗张指数降低,且随酶用量的增加,降低幅度逐渐增大。

还有一些对苇浆的研究,刘叶等人研究打浆对草浆纤维形态的影响, pfi磨浆对苇浆和麦草浆纤维形态参数的影响趋势基本相似。苇浆低浓打浆时卷曲和扭结指数随着打浆度的上升而升高;中浓打浆时卷曲和扭结指数只在打浆初始段上升,随着打浆的继续进行,卷曲和扭结指数反而减小。苇浆经过中、低浓打浆后纤维长度和粗度都随着打浆度的上升而下降且低浓打浆后纤维长度和粗度下降更显著。随着打浆度的上升,中、低浓打浆均使苇浆的细小纤维含量升高。当打浆度大于40sr时,随着打浆度的上升,低浓打浆使苇浆细小纤维含量显著上升。

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3. 研究的基本内容与计划

第1周 了解课题背景及意义,熟悉研究内容和实验方案,准备开题报告。

第2周 查阅相关文件资料。制定实验方案,设计工艺参数,开始室验。

第3-8周分析纤维素酶预处理苇浆对浆料有何影响。

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4. 研究创新点

研究选用苇浆代表非木材原料利用纤维素酶进行预处理,突出预处理的效果;采用了多种手段来表征酶预处理纤维的效果。

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