1. 研究目的与意义
纸张纤维随着时间的延长,纤维在氧化作用下逐渐老化,所以纤维回用次数的增加导致成纸强度等指标下降;另外,纤维浆料随着干燥和时间的延长,纤维角质化加重,严重降低纤维纹孔等的打开,这对生物质转化过程中酶与纤维接触是不利的。本课题拟模拟纤维老化过程,研究纤维老化过程中机械处理对恢复纤维润张和酶水解效率的影响,这对废纸在生物质转化回用的利用具有重要的理论指导意义。
2. 国内外研究现状分析
纸张在长期的保存过程中由于受外界各种环境的影响而发生老化,致使纸张部分或全部丧失原有的强度和结构性能。使纸张发生老化的因素主要来自外部环境,如光照、温度、湿度、大气中的物质作用等,其中以温度对纸张老化的影响最大。作为影响纸张老化的重要因素,温度可以加快纸张中纤维素、半纤维素等的降解反应,国际标准化组织提出了一个干热加速老化标准iso5630/1-82, 这个标准规定的加速老化条件是:温度105℃ 士2℃;加速老化时间72小时。目前国内还没有纸张的加速老化标准方法,iso的这个标准是否适合我国生产的纸张, 值得探讨。
纤维素酶是一种利用微生物发酵得到的蛋白质。生产纤维素酶的微生物有细菌、放线菌和真菌。大多数厌氧真菌和少数好氧真菌都能分泌胞外的纤维素酶。其中研究最多的是木酶,如里氏木霉、绿色木霉和康氏木霉等。此外,曲霉、青霉等也可产生具有相当高活力的纤维素酶。了解纤维素酶的理化性质,包括纤维素酶分子结构,纤维素酶系组成,分子量,等电点,最适作用ph环境,酶解专一性,纤维素酶活性等,根据纤维素酶的理化性质的认识,增加实验的准确性。
预处理来改变天然纤维素的结构,降低它的结晶度,脱去木质素,以增加纤维素酶系与纤维素的有效解除,从而提高酶解效率。分为机械预处理与化学预处理,本次试验主要探讨机械预处理对其产生的影响。
3. 研究的基本内容与计划
具体的设计内容按照如下计划进行:
上学期 第18-19周 查阅资料,完成开题报告
下学期 第 1- 5 周 研究纤维老化对酶解效率的影响,采用机械处理对酶解效率恢复的影响
4. 研究创新点
通过机械方法如碾磨法、蒸汽法等对纸张进行预处理,以此来判断其对纸张纤维老化过程中恢复纤维润张和酶水解效率的影响。
这对我们反复回收使用有品质保证的纸张纤维,节约森林资源,减少污染有着重要的意义。
