玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆技术

本公开提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法。所述玉米秸秆全杆酶法的制浆方法包括如下步骤：对玉米秸秆进行水提处理，取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；对第一物料进行碱处理，达到预设时间后再加入酸调整至pH为中性，得到第二物料；将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应，然后进行磨浆处理，制得纸浆。本公开的制浆方法利用木聚糖酶与果胶酶联合处理，减少了化学试剂的用量，降低了制浆能耗；而且不需对玉米秸秆进行皮、穰、叶的物理分离，提高了工作效率，对于生物质资源的循环利用有重要意义。循环利用有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆


[0001]本公开涉及造纸
，尤其涉及玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆。

技术介绍

[0002]目前造纸工业面临着能源紧张、环境压力大、造纸原料匮乏等的世界性难题，造纸工业亟需改革转型。现代以来，造纸原料主要以木材为主，但是，我国的木材资源日渐短缺，近些年来，木材资源越来越依赖于进口，因此，要加快寻找其他的造纸材料来代替木材，以避免不受控制的森林砍伐及随之而来的生态问题。以非木材纤维原料进行制浆的污染相对于木材纤维原料来说，其污染更加严重，非木材纤维原料制浆得到的废液一般是采用碱法回收处理，对于废液中的一些可以进行重复利用的物质进行回收利用。但是，“先污染再治理”终归不是一种很好的解决方式，不管是处理成本，还是人力物力，对于小规模的造纸厂来说都是巨大的压力，因此，需要从根源上解决问题，从制浆工艺开始改进，尽可能地减少废液污染，这不管是对于环境保护还是人类发展，都具有重要意义。
[0003]机械制浆以及化学制浆是制浆造纸行业中被普遍采用的两种制浆方式，两者往往结合使用。机械制浆的能耗较高，因此，人们一直需求一种能够有效降低能耗的制浆方法。此外，由于化学制浆过程中化学试剂的添加，导致自然界增加了很多有毒物质的排放，这些有毒物质对于动物及人类的危害极大。
[0004]生物酶制剂具有反应条件温和、反应效率高的优势，在制浆造纸行业中还可以达到节约资源、降低制浆能耗的目的。此外，生物制浆过程中酶的添加会在一定程度上增加纸浆的亮度，改善纸浆的强度性能。总之，利用酶制剂对制浆原料进行处理，反应过程简单可控，温度和pH值的变化不会对纤维素聚合度产生太大的影响，生产成本较高，总体来说，投入生产的可能性更大。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本公开的目的在于提出一种玉米秸秆全杆酶法制浆方法及其所制备到的纸浆；该制浆方法在常压条件下就能进行制浆，还降低了化学试剂的添加量，从而减少了有害物质的排放；同时酶的添加使得制浆能耗降低。
[0006]基于上述目的，本公开提供了一种玉米秸秆全杆酶法制浆方法，包括如下步骤：
[0007]对玉米秸秆进行水提处理，取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；
[0008]对第一物料进行碱处理，达到预设时间后再加入酸调整至pH为中性，得到第二物料；
[0009]将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应，然后进行磨浆处理，制得纸浆。
[0010]上述的制浆方法中，优选的，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应的步骤中，所述木聚糖酶和果胶酶的用量比例为1:(1
‑
2)。
[0011]上述的制浆方法中，优选的，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行
酶反应的步骤中，所述木聚糖酶和果胶酶的总用量为10
‑
20U/g绝干浆。这里的绝干将是相对于第二物料而言。
[0012]上述的制浆方法中，优选的，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应的步骤中，酶反应的温度为50
‑
70℃；
[0013]酶反应的时间为20
‑
60min。
[0014]为了使酶解充分，又避免因酶解结束造成生产过程中时间的浪费，优选的，所述酶处理的时间为30min。
[0015]上述的制浆方法中，对玉米秸秆进行水提处理可以使冷浸提取，也可以是热水浸提，优选热水浸提；优选的，所述对玉米秸秆进行水提处理，取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料的步骤中，所述玉米秸秆与水的质量比为1:(7
‑
15)；为了能让玉米秸秆中的可溶解物能高效的溶出，优选的，所述玉米秸秆与水的体积比为1:10。
[0016]水提的温度为75
‑
99℃，水提的时间为0.5
‑
2h。
[0017]本公开的热水抽提的过程是原料中的水可溶物降解溶出的过程。分子量较小的组分直接溶解，而分子量较大的组分在水合氢离子的作用下实现降解溶出，属物理化学变化。热水抽提能够使原料中纤维组分几乎得以完全保留，而分离出穰和叶中大部分的水溶性非纤维组分，减少了后续预浸渍段化学药品的消耗，而且这些溶出物在制糖或制沼气工序中能够被直接利用。
[0018]上述的制浆方法中，为了可以使玉米秸秆中的可溶解物能有效的溶出，优选的，所述热水抽提的温度为95℃。
[0019]上述的制浆方法中，为了让玉米秸秆中的可溶解物能充分的溶出，而且还可以降低能耗，优选的，所述热水抽提的时间为1h。
[0020]上述的制浆方法中，优选的，所述对第一物料进行碱处理的步骤为使用碱溶液对第一物料进行碱处理，碱处理的时间为0.8
‑
1.2h；
[0021]所述碱溶液的质量百分比浓度为1
‑
5％；
[0022]碱溶液的使用量为玉米秸秆绝干质量的7
‑
15倍。
[0023]上述的制浆方法中，为了能使足够的OH
‑
在溶液中起到作用，还能避免OH
‑
的添加量过多而造成的资源浪费，优选的，所述盐溶液，例如氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为3％。
[0024]上述的制浆方法中，为了提高生产的效率并得到较好的反应产物，减少杂志，选择一个合适的在碱性溶液中处理的时间，优选的，所述在碱性溶液中处理的时间为1h。
[0025]上述的制浆方法中，优选的，进行碱处理所使用的碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾，但不限于此。
[0026]NaOH在水中电离，生成了Na+和OH
‑
，OH
‑
在较高的温度下，作用于木质素分子酚型结构，使得其中的ct
‑
芳香醚键(X
‑
烷基键)断裂，还能使非酚型结构中的P
‑
芳香醚键和甲基芳基醚键断裂，从而使木质素分子变小，并在较小的木质素分子中引进亲水基团，使木质素溶解到浆液中，从而脱离纤维。
[0027]上述的制浆方法中，优选的，所述酸包括磷酸、盐酸、硫酸中的一种或几种的组合。
[0028]上述的制浆方法中，优选的，所述进行磨浆处理，制得纸浆的步骤中，
[0029]所述磨浆的转数为2500r
‑
3000r。
[0030]根据原材料的添加量，可以选择合适的磨浆转数，来降低生产过程中的能耗，优选
的，所述磨浆的转数为2500r和/或2900r。本公开中的“转数”是指磨浆过程中的转数。一般为“转/分”单位。
[0031]本公开还提供一种木聚糖酶与果胶酶的混合物在上述的制浆方法中的应用。
[0032]本公开还提供一种上述的玉米秸秆全杆酶法制浆方法制备得到的纸浆。
[0033]从上面所述可以看出，本公开提供的技术方案具有以下显著有益效果：
[0034]本公开提供的玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，主要以农业废弃物玉米秸秆作为主要原料，对于生物质资源的循环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种玉米秸秆全杆酶法制浆方法，包括如下步骤：对玉米秸秆进行水提处理，取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；对第一物料进行碱处理，达到预设时间后再加入酸调整至pH为中性，得到第二物料；将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应，然后进行磨浆处理，制得纸浆。2.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应的步骤中，所述木聚糖酶和果胶酶的用量比例为1:(1
‑
2)。3.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应的步骤中，所述木聚糖酶和果胶酶的总用量为10
‑
20U/g绝干浆。4.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述将第二物料与木聚糖酶和果胶酶的混合液进行酶反应的步骤中，酶反应的温度为50
‑
70℃；酶反应的时间为20
‑
60min。5.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述对玉米秸秆进行水提处理，取水提过后的玉米秸秆，得到第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，李明明，金霞朝，
申请(专利权)人：上海昶法新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：