稀酸预处理对木质素吸附纤维素酶影响的研究

木质纤维素原料生产燃料乙醇的主要步骤包括:预处理,纤维素酶解成可发酵糖,乙醇发酵,酒精提取,其中预处理是关键的一个步骤。普遍认为预处理后物料中大量木质素的存在会在纤维素酶解阶段对纤维素酶产生吸附作用,降低纤维素酶的作用效率。本文从预处理前后的玉米秸秆中提取了磨木木素。预处理前后的玉米秸秆中提取的磨木木素在化学性质上有很大的差异,预处理后磨木木素的分子量从约28000增加到约88000,但分子量的分散度降低。磨木木素中的β-β’结构和脂肪族中的–OH、C=O结构有所增加,木质素中亚结构β-1,β-5,β-O-4,5-5’,G-型等结构在稀酸预处理过程中得到了不同程度的降解。从吸附时间内蛋白变化的SDS-PAGE图中可见,木素对纤维素酶的吸附是随着时间逐渐增加的。说明预处理对木素对纤维素酶的吸附有很大的影响。从预处理后秸秆中提取的磨木木素要比从预处理前秸秆中提取的磨木木素多吸附15%的酶蛋白。     

玉米秸秆汽爆料生产纤维素酶

为了降低纤维乙醇生产过程中纤维素酶成本,以高产纤维素酶里氏木霉TGC521为生产菌株,玉米秸秆汽爆料为碳源,对纤维素酶的发酵工艺进行优化研究。在单因素试验基础上,利用Box-Behnken设计和响应面方法对培养基配方进行优化,并研究了溶氧、还原糖等工艺参数对发酵产酶的影响以及所产纤维素酶的应用。结果表明,玉米秸秆汽爆料对产酶影响最大,其次为玉米浆。优化培养基配方为：玉米秸秆汽爆料38.6 g/L、（NH₄）₂SO₄ 4.8 g/L、玉米浆29.7 g/L、麸皮5.3 g/L、KH₂PO₄ 1.0 g/L、MgSO₄ 0.5 g/L。在溶氧浓度20%～30%、还原糖含量2.0～3.0 g/L、发酵时间144 h条件下,纤维素酶活力达到39.0 U/mL。进一步利用生产的纤维素酶进行原位糖化,低酶载量条件下纤维素转化率达85%以上。     

纸林觅踪之二十五

本文就两种不同的纤维素酶对纸浆纤维角质化损伤的影响（干燥处理会降低纸浆打浆度和机械性能）进行了研究。实验所采用的两种纤维素酶分别是ComC商品纤维素酶（来自汽巴公司Pergalase A40）和实验室自制纤维素酶CelB（由地衣芽孢杆菌发酵制得）。将未经过干燥处理的工业级桉木漂白硫酸盐浆分成两部分：一部分不经过任何干燥处理;另一部分在一定温度下进行干燥处理。我们对纤维素酶处理对这两种纸浆在PFI磨浆前后的影响进行了比较研究。酶处理能够提高未经干燥纸浆打浆度和保水值．但对纸浆物理性能没有提高。相反．酶处理干燥纸浆在提高纸浆打浆度和保水值的同时．也能够提高纸浆物理性能。这是因为酶处理使得纸浆经干燥处理所产生的负面影响得以缓解。干燥纸浆经过CelB纤维素酶处理之后,纸浆的抗张强度和耐破度得以提高．但是撕裂度降低。CelB纤维素酶所产生的影响可以被认为是“生物磨浆”效应。实际上,通过CelB纤维素酶处理能够使得干燥纸浆所抄纸页的性能和湿纤维所抄纸页相当．但是撕裂指数例外。酶处理使得纤维表面形态发生变化。从而产生碎片和去皮现象。纤维表面改性使得纤维间的结合力增加、纸张结构更加紧密。最终得出结论：纤维素酶处理能够缓解纤维角质化影响,并且能够节约磨浆能耗。新型CelB商品酶在提高纸页性能、缓解纤维干燥角质化损失方面非常有效。     

纤维素酶预处理对马尾松TMP磨浆性能的影响

马尾松TMP一段磨浆后用纤维素酶N476对浆料处理,再进行二段磨浆,研究酶用量和处理时间对其磨浆性能、纸张强度性能及纤维特性的影响。结果表明,适度的纤维素酶预处理能够改善纸浆的磨浆性能和强度性能。     

美国开发生产乙醇新工艺

<正>为了增强乙醇生产能力,美国科研人员正在努力改进现有二种乙醇生产工艺(即湿磨法和干磨法),且将其融合为一体。这种新工艺能降低生产成本,并能回收更高价值副产品。目前美国乙醇约40％是利用湿磨法生产。湿磨法是将玉米浸泡在含有硫磺的水中24～36个小时,以将其分解成4种成分,即胚芽、蛋白质、纤维和淀粉;然后,使淀粉发酵成为乙醇;胚芽、蛋白质和纤维则是具有高价值副     

速生杨枝桠材P-RC APMP浆的酶促磨浆

研究了纤维素酶和木聚糖酶对速生杨枝桠材P-RC APMP浆酶促磨浆性能的影响.实验结果表明酶预处理可以改善P-RC APMP浆的磨浆性能和成浆质量.纤维素酶和木聚糖酶预处理纸浆打浆度提高3～11°SR,磨浆能耗明显降低.最佳酶用量为25 IU/g.与未经过酶预处理速生杨枝桠材P-RC APMP浆相比,纤维素酶预处理纸浆裂断长提高11%,撕裂指数提高13%,耐破指数提高14%,耐折度提高50%,白度提高1.2个百分点;木聚糖酶预处理纸浆裂断长略有提高,撕裂指数提高15%,耐破指数提高11%,耐折度提高75%,白度提高1.9个百分点.酶预处理可抑制纸浆返黄.纤维素酶的酶促磨浆效果好于木聚糖酶.     

选择性磨浆对杨木P-RC APMP制浆过程的优化

利用纤维束筛分仪将一段高浓磨后的半成品化机浆筛分为纤维束和浆A,将纤维束用盘磨磨浆至不同游离度后回添至浆A中,制备化机浆(浆C),实施化机浆生产的选择性磨浆。研究了选择性磨浆对杨木P-RC APMP成纸性能及磨浆能耗的影响。结果表明,采用选择性磨浆,可以降低化机浆生产过程的磨浆能耗。在与对比浆游离度基本一致的情况下,对出一段高浓磨半成品浆料中的纤维束实施选择性磨浆,当纤维束磨浆至170 mL,即浆C的游离度为305 mL时,二段磨浆能耗降低13.1%,成纸松厚度提高11.6%,撕裂指数升高1.7%,但抗张指数降低10.5%,内结合强度降低16.8%。纤维束的选择性磨浆,可通过控制纤维束磨浆后的特性,调整化机浆成纸性能。     

纤维素酶处理对干燥和未干燥的桉木浆性能的影响

研究了两种纤维素酶（ComC和CelB）处理对干燥后纸浆的滤水性和机械强度的影响。比较了PFI磨浆前后酶处理对干湿两种浆的影响,发现酶的使用可使湿浆的滤水性和保水值得到改善,但纸张的机械性能未得到提高。相比之下,干浆经纤维素酶处理后,其滤水性、保水值和机械性能均有提高。干浆经CelB酶处理后,其抗张强度和耐破度增加,撕裂度下降。认为CelB酶处理可看作是一个生物磨浆过程。实际上,除撕裂度外,干浆经CelB酶处理与湿浆经CelB酶处理所得的纸张性能相同。表面纤维形态,如碎片化和剥离作用经酶处理后也有所变化。纤维素酶对纤维表面的改善可提高纸张的结合性能,使其结构更紧凑,结果是纤维素酶处理可以抵消角质化带来的负面影响,降低打浆能耗。CelB酶在提高纸张性能和抵消角质化的影响较为有效。     

纤维素酶辅助磨浆的增强节点研究

以纤维素酶和漂白针叶木浆为原料,探索纤维素酶辅助磨浆对纸张抗张强度、撕裂强度、耐破度等强度指标的增强节点,并通过纤维质量分析仪,观测纤维素酶辅助磨浆中纤维的形态。结果表明:生物酶用量对生物酶辅助磨浆的成纸强度存在增强节点,抗张强度节点出现在生物酶用量0.04%处,耐破强度、撕裂强度节点出现在生物酶用量0.02%处。在成纸强度节点处,相对未添加生物酶浆样,打浆度为30°S R的成纸抗张强度增加39.79%,打浆度为30°S R的成纸撕裂强度增加18.84%,打浆度为60°S R的成纸耐破强度增加49.75%。纤维形态分析显示,纸浆纤维数均长度随生物酶用量的增加先增加后减少。生物酶用量超过0.02%时,纤维疏松,纤维表面起毛、细纤维化显著。     

纤维素酶预处理降低高得率浆磨浆能耗的研究

研究了在精磨前用纤维素酶预处理杨木一段盘磨化学机械浆对降低磨浆能耗的影响,探讨了该酶的酶学性质以及在不同反应体系下对能耗、纸浆物理性能和纤维形态的影响.结果表明.纤维素酶在pH值4.8和温度50℃条件下,各组分酶活较高;当纤维素酶在用量0.5 IU/g、温度50℃、pH值5、处理时间为1 h的条件下,酶处理效果较好,町以有效降低磨浆能耗.但是由于纤维长度下降,纸浆的物理强度性能都有不同程度的降低.     

纤维素酶预处理对化机浆磨浆及纤维形态的影响

研究了在精磨前用纤维素酶预处理杨木化学机械浆对磨浆的影响,探讨了纤维素酶用量对能耗、纸浆物理性能和纤维形态的影响,并采用扫描电镜和原子力显微镜对其表面形态进行分析。结果表明,随着酶用量的增加,磨浆能耗逐渐降低,但是纸浆的物理强度性能都有不同程度的降低。通过原子力显微镜和扫描电镜观察发现,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。     

磨浆理论研究进展

虽然磨浆在制浆造纸工业中占有重要地位,但在磨浆理论研究方面,国内外至今却未达成共识。在回顾近百年来国内外研究者对磨浆现象观察和研究的基础上,将磨浆理论归纳为:五步法、理论模型法、疲劳松弛法、挤压滑移法和磨区纤维形态调节法。其中五步法和理论模型法从宏观上解释磨浆理论,而疲劳松弛法、挤压滑移法和磨区纤维形态调节法则从微观角度研究磨浆理论。理论上,磨浆过程可以被理解为:纤维被脱水、挤压、滑动、释压吸水和分散的过程,在此过程中,纤维经受多次剪切和压缩作用并引起纤维弹性、黏弹性和塑性变形。在周期性外力作用下,纤维经过低压、中压和高压作用,达到分离的临界压力,使纤维彼此分离或分丝。     

复合酶制剂在玉米淀粉湿法加工中的应用

玉米淀粉加工复合酶制剂是玉米淀粉加工专用酶制剂,主要由纤维素酶、木聚糖酶等组成。为了探讨复合酶制剂在玉米淀粉湿法加工过程中的工艺效果,通过复合酶制剂在玉米纤维洗涤过程中的应用,考察经过酶反应处理后玉米粉浆粘度和纤维吸水性的变化,以及淀粉和蛋白质收率、蒸汽消耗量等指标。结果表明,酶制剂能够将玉米的胚乳淀粉细胞壁及种皮纤维裂解,纤维洗涤顺畅,纤维中游离淀粉含量由4.1%降到2.4%,提高淀粉收率0.07%;脱水后纤维水分降低3.7%,有效降低了纤维干燥工序蒸汽消耗量。应用试验研究得到如下结论：复合酶制剂的使用能够快速有效降解玉米粉浆粘度和纤维吸水性,高效分离淀粉和蛋白质,改善对纤维的洗涤效果,提高淀粉和蛋白质收率,降低汽电消耗,提高设备利用率。     

纤维素酶辅助化学浆打浆：酶的用量和打浆强度对能耗和纸浆质量的影响

在纸的生产过程中纤维要经过打浆,即通过机械处理使纤维具有较好的结合潜力。打浆过程的能耗较高,用纤维素酶进行预处理可以降低能耗和提高纸浆质量。本研究采用与工厂类似的处理条件,在浆料碎解时加入酶,漂白针叶木硫酸盐浆经低浓磨盘打浆到预定的打浆度。结果表明,酶处理的浆样可获得更好的细纤维化和较高的成纸强度;同时,纤维润胀得到显著改善;并讨论了纤维素酶添加量对结果的影响。纤维素酶处理会降低纤维本身强度和纤维长度,使撕裂指数下降,可以通过降低打浆强度等方式减少在较高打浆度时纤维的切断来解决。当酶预处理纸浆的裂断长与未处理浆相同时,用纤维素酶处理浆料可以降低约33%的打浆强度。     

木聚糖酶/纤维素酶对速生杨木P-RC APMP浆的修饰研究

本文利用木聚糖酶/纤维素酶对速生杨木P-RC APMP浆进行了修饰处理,比较了木聚糖酶、纤维素酶及复合酶对APMP纸浆的精制效果,优化了纤维素酶/木聚糖酶的精制处理工艺参数并分析了处理前后浆料纤维性质的变化。研究结果表明,纤维素酶/木聚糖酶复合酶较单一木聚糖酶或纤维素酶具有更好的修饰精制效果,纤维素酶/木聚糖酶较优的处理工艺为酶用量40IU/g,温度为50~55℃,pH为7,时间为100min,纤维素酶与木聚糖酶酶活用量比为3︰2。纤维质量分析表明,经精制处理后浆料纤维的长度变短,细小纤维含量下降,纤维卷曲指数上升,纤维柔软度提高。经酶处理后浆料的后续精浆能耗下降可达50%以上,处理过程中生物酶起到了生物帚化的作用。     

一种富含灵芝的中药渣用于纸张抄造的初步研究

将一种富含灵芝的中药渣进行机械磨浆和筛浆后抄造得到纸张。探讨了不同磨浆条件对成纸抗张强度、耐破强度、撕裂度等性能的影响。结果表明,在一段磨浆、盘磨间隙为1.0mm、筛除粗渣和杂细胞的条件下,纸浆得率约为64%,纸页的抗张指数为11.5 N·m/g,耐破指数为0.581 k Pa·m~2/g,撕裂指数为1.69 m N·m~2/g。同时,对灵芝纤维的微观结构和纤维形态进行了初步分析和表征。以中药渣替代部分木质纤维或废纸浆用于造纸,具有良好的经济和环境价值。     

臭氧在机械制浆中的应用

1964年在机械制浆过程中首次使用了臭氧。主要用于一段磨浆后降低磨浆能耗,提高浆料质量(TMP、CTMP)和二段磨浆后提高成浆强度(SGW、RMP、TMP)。在不同的制浆过程中臭氧的作用效率依次为:TMP>RMP>SGW。臭氧处理能降低针叶木机械浆白度,而阔叶木机械浆白度则上升。这说明木素结构是影响臭氧处理效果的一个重要因素。在桦木CTMP碱性一段磨浆过程中使用2.5%的臭氧,可使磨浆能耗降低45%,而成浆的抗张和撕裂指数提高大约90%,同时伴随着白度和得率下降约3个单位。Kojima等人研究发现,臭氧处理能改善纤维的表面性能。Petit-Conil等人…     

复合纤维素酶法制备玉米水溶性膳食纤维

以玉米皮水不溶性膳食纤维为原料,对复合纤维素酶法制备水溶性膳食纤维(SDF)进行了研究。采用六偏磷酸钠及高温蒸煮等处理方法强化酶解过程以提高水溶性膳食纤维得率。结果表明,高温蒸煮有助于提高玉米皮水溶性膳食纤维得率,条件为121℃,3 h。在单因素实验的基础上,采用L9(34)正交实验对复合纤维素酶法制备水溶性膳食纤维的条件进行优化。结果表明,玉米水溶性膳食纤维的较佳提取条件为:复合纤维素酶的添加量2%,底物浓度40 g/L,酶解温度55℃,pH4.0,酶解11 h。在此条件下,玉米SDF得率达到10.37%。     

磨浆过程中P-RC APMP浆料及纤维特性变化的研究

对在P-RC APMP制浆中,磨浆程度对最终浆料及纤维特性的影响进行了探讨.通过对浆料纤维的筛分分析和纤维质量分析表明,在P-RC APMP制浆过程中,随着磨浆程度的增加,浆中长纤维组分含量下降,细小纤维含量增加,纤维粗度和纤维平均长度减小,同时纤维的卷曲和扭结程度有所增加,纤维的柔软度增加.SEM观察发现,随着磨浆的进行,纤维彼此分离并发生不同程度的细纤维化,同时伴随着纤维细胞壁的破损.提高磨浆程度,纤维细纤维化程度加强,所得纸页表面平滑,具有较少的空隙,纸页中具有较多的细小纤维和纤维碎片.增加磨浆程度,浆料强度提高,这是由于纤维细纤维化程度的提高及由此引起的纤维柔软度的增加而最终导致纤维结合力提高.     

水溶性聚乙烯醇纤维作纸张增强剂的研究

研究了水溶性PVA纤维预处理温度、添加量、后续纸张干燥温度以及磨浆方式对纸张物理性能的影响。结果表明:水溶性聚乙烯醇纤维在常温下直接添加且在纸张中的添加量为4%、后续纸张干燥温度100℃时,可提高纸张干抗张指数约14%、撕裂指数约19%、耐破指数约16%、耐折度约121%,降低湿变形约30%。另外,发现对于纸张的增强性能,添加PVA纤维后采用两段磨浆方式要优于一段磨浆方式。