在用于制备机械纸浆的方法中的木材的酶促预处理技术

本发明专利技术涉及用于制备机械纸浆的方法，其至少包括：浸渍未加工木材的步骤，包括使未加工木材与包含至少一种漆酶和式(I)介体的浸渍用组合物接触以提供经浸渍木材：

【技术实现步骤摘要】
在用于制备机械纸浆的方法中的木材的酶促预处理本申请是以下申请的分案申请：申请日2012年9月6日，申请号201280047210.5，专利技术名称“在用于制备机械纸浆的方法中的木材的酶促预处理”。专利
本专利技术涉及用于制备机械纸浆的方法。它还涉及在这种方法中使用的组合物，并且涉及这种组合物在用于制备机械纸浆的方法中的用途。它最后涉及造纸方法。技术背景被称为“机械纸浆”或者“高产率纸浆”或者“木浆”的纸浆直接由木材通过一系列机械处理获得，该机械处理通常归类为名称机械“磨浆”，并借助于磨石和/或磨浆机进行实施。该机械纸浆随后经受漂白阶段，其根据所要求的白度可以包括一个或多个步骤。与“化学”纸浆制备方法相比，机械纸浆生产方法的优点是它的高材料产率。这是因为，与化学纸浆的制备方法(在其中在未加工木材中存在的木质素几乎完全地在化学产品存在时通过蒸煮被除去)不同，在机械纸浆的制备方法结束时在获得的纸浆中约90%未加工木材得到保留。在机械纸浆的制备方法中的机械磨浆典型地包括多个磨浆步骤，如通常被称为“纤维分离”的初次磨浆，二次磨浆，三次磨浆，分级废弃物磨浆等等。这些磨浆步骤提供具有不同磨浆程度的浆料，以逐渐地使木材转化为个体化纤维，并因此允许制备纸浆。机械磨浆具有是高度耗能的缺点，典型地每吨制备的机械纸浆消耗1500至3000kWh。这种能量一方面表示大的成本，另一方面可以损害该木材纤维。因此已经设想了不同的途径以降低所要求的能量。因此，文件EP1728917提出在低稠度，即在低的纸浆干物质含量实施磨浆操作。然而这种处理要求大量装置，并且其效能仍然是受限制的。文件WO08081078随后提出包括在磨浆期间臭氧处理步骤的机械纸浆的制备方法。然而这种处理具有在在该木材中包含的多糖分子上产生发色团的缺点，这些基团经证明在随后进行该纸浆的传统漂白时难以被氧化。而且，在机械纸浆的制备方法中的木材酶促处理中已经显示出特别好处，由于它们的低的环境影响。因此已知文件US6267841，其描述了包括酶促处理步骤的制备机械纸浆的方法，该酶促处理步骤在两个磨浆步骤之间或者在磨浆步骤之前进行实施。该酶选自果胶酶(pectinases)、木聚糖酶(xylanases)、漆酶(laccases)、纤维素酶(cellulases)、锰过氧化物酶(manganèse-peroxidases)，和它们的混合物。然而这些处理具有使木材纤维退化的缺点，和/或要求在高温实施磨浆，这限制了可实现的能源节约。文件EP429422并且WO91/11552也描述了制备机械纸浆的方法，其包括纤维质材料的酶促预处理步骤以便促进它的随后磨浆。在文件EP429422中，描述的酶的氧化还原电位使用调节剂(如气态氧或者氮、抗氧化剂、糖、有机酸或者无机盐)进行调节。在文件WO91/11552中，建议在超过一定氧化还原电位时实施该酶促预处理。然而，所述酶的氧化还原电位的调节是棘手操作，并且证明是昂贵的。文件EP0745154描述了使用用于该木质素的改性、分解或者脱色的多种组分体系的化学纸浆制备方法，该体系特别地包含氧化还原酶，介体，游离胺和氧化剂。这种体系用于漂白已经预先使用氧进行脱木质素的化学纸浆。这种体系具有产生对环境有害的流出物和引起高生产成本的缺点。此外，在文件US2008/0189871中已经研究了优化漆酶的酶活性。该文件提出包含衍生自2,6-二甲氧基苯酚的介体的LMS体系(漆酶介体体系)。这种体系用于漂白织物。一方面它提出它可以在制备纸浆期间进行使用另一方面它可以在漂白纸浆期间进行使用。在现有技术中使用的方法和产品因此没有提供完全的满意。特别地仍然存在对降低机械纸浆的制备方法的能量需要和此外提供具有与通过已知技术获得的造纸品质相比为相当的或者改善的造纸品质的机械纸浆的需求。还存在对在磨浆结束时具有更大白度和/或发展比通过已知技术获得的机械纸浆更好的漂白能力的机械纸浆的需求。最后，存在对降低用于漂白机械纸浆的化学产品的量，同时确保相当的或者改善的白度(相对于由现有技术的方法得到的机械纸浆)的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的因此是允许克服上面的缺点的用于制备机械纸浆的方法。更具体地，本专利技术首先涉及用于制备机械纸浆的方法，其至少包括：-浸渍未加工木材的步骤，包括使未加工木材与包含至少一种漆酶和式(I)介体的浸渍用组合物接触以提供经浸渍木材：其中R1和R2是相同的或者不同的基团，其选自氢原子和饱和或者不饱和的、线性或支化的包含1至14个碳原子的烃链，每个烃链可以用一个或多个选自以下的官能团取代：-OH、-SO3、苄基、氨基、巯基、酮基、和羧基，其中R1和R2可以一起形成环状结构(如在哌啶基氧基化合物中)；和-该经浸渍木材的机械磨浆步骤，以便获得机械纸浆。更优选地，本专利技术的用于制备机械纸浆的方法至少包括：-浸渍未加工木材的步骤，包括使未加工木材与包含至少一种漆酶和式(I)介体的浸渍用组合物接触以得到经浸渍木材：其中R1和R2是相同的或者不同的基团，选自氢原子或者C1-C8烷基链；和-该经浸渍木材的机械磨浆步骤，以便获得机械纸浆。在式(I)介体中，进一步优选其中R1和R2至少之一不是H的那些。甚至进一步优选其中R1=R2并且每个表示C1-C8，更特别地C1-C6，更优选C1-C4烷基的那些。一个特别优选的实施例将是N,N-二乙基羟基胺。本专利技术同样地涉及在这种方法中使用的浸渍用组合物。本专利技术的目的还是所述浸渍用组合物在用于制备机械纸浆的方法中以降低所述方法的能量消耗的用途。本专利技术的目的还是所述浸渍用组合物在用于制备机械纸浆中以提高所述纸浆的白度的用途。本专利技术的目的还是所述浸渍用组合物在包括机械磨浆步骤的用于制备机械纸浆的方法中的用途，所述浸渍用组合物在机械磨浆步骤之前进行使用。本专利技术最后目的还是包括通过上述方法制备机械纸浆的造纸方法，以及涉及这种机械纸浆用于制备纸的用途。具体实施方式本专利技术允许克服现有技术的缺点。更特别地，它提供了更节能的用于制备机械纸浆的方法，并且其提供具有与已知方法相比具有相当或改善的造纸品质的纸浆和纸张。它还提供在磨浆结束时具有为更高白度和/或发展了相对于由已知方法得到的机械纸浆更好的漂白能力的机械纸浆。本专利技术还允许降低用于漂白该机械纸浆的化学产品的量，同时提供在漂白结束时至少等于甚至高于使用已知方法制备的机械纸浆的白度。这借助于在木材磨浆之前使用特定的浸渍用组合物来浸渍木材的步骤来完成。更特别地，根据本专利技术的组合物氧化木质素的酚的和非酚单元，这导致在纤维之间的键脆化。该申请人特别地已经开发了浸渍用组合物，其特别地作用于纤维的细胞壁，允许减小在纤维之间的内聚力同时保存该纤维。如此，如果不实施预处理，或者如果代替它使用现有技术的工艺，当本专利技术的组合物在木材磨浆之前被用在该木材上时，它允许降低在用于分开木材纤维的磨浆期间将需要供应的能量。此外，从初始木材获得的纤维的长度和它们的强度在制备的机械纸浆中和在从该纸浆获得的纸中得到保存。最后，与由现有技术提出的组合物不同，根据本专利技术的浸渍用组合物是便宜的，可大量获得和对于环境更低毒性的。定义“介体”，根据本专利技术，理解为改善该酶氧化木材的能力的化合物。“木材“表示其形成木质植物的主干、枝丫和根的坚实次级组织的整体(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备机械纸浆的方法，其至少包括：‑ 浸渍未加工木材的步骤，包括使未加工木材与包含至少一种漆酶和式(I)介体的浸渍用组合物接触以提供经浸渍木材：

【技术特征摘要】
2011.09.30 FR 11588711.用于制备机械纸浆的方法，其至少包括：-浸渍未加工木材的步骤，包括使未加工木材与包含至少一种漆酶和式(I)介体的浸渍用组合物接触以提供经浸渍木材：其中R1和R2是相同的或者不同的基团，其选自氢原子，饱和或者不饱和的、线性或支化的包含1至14个碳原子的烃链，每个烃链可以用一个或多个选自以下的官能团取代：-OH、-SO3、苄基、氨基、巯基、酮基和羧基，其中R1和R2可以一起形成环状结构；和-该经浸渍木材的机械磨浆步骤，以获得机械纸浆。2.根据权利要求1的方法，其中R1和R2是相同或者不同的选自氢原子或者C1-C8烷基链，优选地相同或不同的C1-C4烷基链的基团。3.根据权利要求1-2之一的方法，其中介体是二乙基羟胺(DEHA)。4.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中为了制备浸渍用组合物，并相对于该组合物的总重量，使用：-0.01%至10%重量的漆酶溶液，该漆酶溶液为1000LAMU/mL所述溶液，和-0.1%至10%重量的介体。5.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中以0.1至12L/kg待浸渍的未加工木材的比率，优选以1至10L/kg待浸渍的未加工木材的比率使用该浸渍用组合物。6.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中未加工木材选自针叶木材、阔叶木材或者它们的混合物，优选选自云杉、白杨、桉树或者它们的混合物。7.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中该未加工木材是木片的形式。8.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中在浸渍步骤期间的接触进行实施5分钟至240分钟，优选25分钟至180分钟，优选45分钟至120分钟，更优选55分钟至65分钟的时间段。9.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中该浸渍步骤在35℃至80℃，优选40℃至70℃，更特别地45℃至55℃的温度下进行实施。10.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其中该浸渍步骤在3至11，特别地4至7，更优选地4.5至5.5的pH时进行实施。11.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其在浸渍步骤之前包括未加工木材的用水蒸汽汽蒸，优选实施5分钟至30分钟，更优选地10分钟至20分钟。12.根据前述权利要求1-2任一项的方法，其在浸渍步骤之前包括未加工木材的压制，优选在未加工木材的用水蒸汽汽蒸之后进行实施。13.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：J勃朗，C卡莱，V梅耶尔，M珀蒂科尼，
申请(专利权)人：阿肯马法国公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR