1. 研究目的与意义
在全球环境污染和资源短缺的压力下,废纸回收是越来越受关注,而回收的废纸怎样有效又环保地脱墨是当今热点课题。传统的脱墨主要以化学脱墨为主,然而大量化学品的投入导致更多的环境污染。现有的不少研究表明,酶法脱墨比常规化学脱墨的脱墨效果更好,能够改善脱墨浆的物理性能;因少用或不使用化学品,不仅减少对环境的污染,也减少或避免了化学品对设备的腐蚀;成本也相对减少。
国内外已有的用于酶法脱墨的酶主要有纤维素酶、半纤维素酶(主要为木聚糖酶)、淀粉酶、漆酶、脂肪酶、果胶酶等,其中脱墨效果最佳的为纤维素酶,但纤维素酶在脱墨的同时也会降解纤维素,则需要与其他酶配合使用。本实验主要研究纤维素酶和木聚糖酶在相溶体系中的脱墨性能,探索两种酶的混合酶在脱墨中的协同效应,为酶法脱墨在实际生产中的应用做理论依据。
2. 国内外研究现状分析
自1991年,eom等人[1]第一次提出酶法脱墨以来,酶法脱墨迅速成为国内外纸浆造纸行业中的研究热点,20年来已有不少进展。从一开始的单种酶到混合酶脱墨,酶的种类越来越丰富。研究对象也从废新闻纸(onp)到混合办公废纸(mow),近而细分到激光打印纸和静电复印纸等。尤其是用传统的化学法很难脱墨的激光打印机和静电复印纸油墨,酶法脱墨可以有效进行脱墨。
酶法脱墨一般的工艺过程为:碎浆→酶脱墨→酶失活→浮选→抄纸→测纸性。
尤纪雪等人[2]实验表明,当木聚糖酶或纤维素酶用量在1iu/g时,能达到与化学脱墨相同的脱墨效果,且能改善浆料的滤水性和强度,降低返黄程度;纤维素酶脱墨效果稍优于木聚糖酶,但当用量超过1iu/g后,对浆料强度损伤加剧;混合木聚糖酶和纤维素酶进行脱墨,得出随着木聚糖酶中x/c比值的降低和f/c比值的升高,脱墨浆的白度和撕裂指数增加,而裂断长和耐破指数呈下降趋势。
3. 研究的基本内容与计划
一、查看大量国内外文献,了解最新的相关研究。
二、浆料准备:将废新闻纸撕碎、浸泡后,疏解至纤维基本解离,挤干、分散后装入塑料袋中备用。
三、酶的准备:测定纤维素酶与木聚糖酶各自的酶活,用单组份的酶分别脱墨,按照不同比例混合两种酶进行脱墨,以及培养二者的融合酶进行脱墨,比较脱墨效果。
4. 研究创新点
因纤维素酶在操作不当时有降解纤维素的弊端,若用于实际生产,尚有风险,故利用木聚糖酶来和纤维素酶互补作用和协同效应,可以使其扬长避短。本课题就纤维素酶和木聚糖酶分别对废新闻纸的脱墨效果作比较。以各种不同比例混合纤维素酶和木聚糖酶,探究两种酶的最佳配比,使脱墨效果最佳化,并与单一梅的脱墨效果作比较。以及利用基因融合技术培养出纤维素酶-木聚糖酶融合酶进行废纸脱墨,比较其与上述酶脱墨的效果。
