CN115012240A - 玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 - Google Patents
玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115012240A CN115012240A CN202210625076.8A CN202210625076A CN115012240A CN 115012240 A CN115012240 A CN 115012240A CN 202210625076 A CN202210625076 A CN 202210625076A CN 115012240 A CN115012240 A CN 115012240A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pulping
- pulp
- xylanase
- pectinase
- corn
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 76
- 238000004537 pulping Methods 0.000 title claims abstract description 68
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 title claims abstract description 60
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 title claims abstract description 60
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 title claims abstract description 60
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 title claims abstract description 60
- 239000010902 straw Substances 0.000 title claims abstract description 56
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 title claims abstract description 12
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 title claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 60
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 34
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 34
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 claims abstract description 33
- 108010059820 Polygalacturonase Proteins 0.000 claims abstract description 33
- 108010093305 exopolygalacturonase Proteins 0.000 claims abstract description 33
- 238000003809 water extraction Methods 0.000 claims abstract description 26
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 102
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 66
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 7
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 239000010907 stover Substances 0.000 claims 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 8
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 18
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 16
- 238000010009 beating Methods 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- 229920002522 Wood fibre Polymers 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002025 wood fiber Substances 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000002154 agricultural waste Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- -1 hydronium ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C5/00—Other processes for obtaining cellulose, e.g. cooking cotton linters ; Processes characterised by the choice of cellulose-containing starting materials
- D21C5/005—Treatment of cellulose-containing material with microorganisms or enzymes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21C—PRODUCTION OF CELLULOSE BY REMOVING NON-CELLULOSE SUBSTANCES FROM CELLULOSE-CONTAINING MATERIALS; REGENERATION OF PULPING LIQUORS; APPARATUS THEREFOR
- D21C3/00—Pulping cellulose-containing materials
- D21C3/02—Pulping cellulose-containing materials with inorganic bases or alkaline reacting compounds, e.g. sulfate processes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
- D21D1/00—Methods of beating or refining; Beaters of the Hollander type
- D21D1/20—Methods of refining
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H11/00—Pulp or paper, comprising cellulose or lignocellulose fibres of natural origin only
- D21H11/12—Pulp from non-woody plants or crops, e.g. cotton, flax, straw, bagasse
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/64—Paper recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Paper (AREA)
Abstract
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。
Description
技术领域
本公开涉及造纸技术领域，尤其涉及玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆。
背景技术
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。
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。
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。
发明内容
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。
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：
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。
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)。
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。
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℃；
酶反应的时间为20-60min。
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。
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。
水提的温度为75-99℃，水提的时间为0.5-2h。
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。
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℃。
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。
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；
所述碱溶液的质量百分比浓度为1-5％；
碱溶液的使用量为玉米秸秆绝干质量的7-15倍。
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％。
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。
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。
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。
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。
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，
所述磨浆的转数为2500r-3000r。
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。
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。
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。
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：
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利用有重要意义，利用木聚糖酶与果胶酶联合处理，减少了化学试剂的用量，减少了制浆过程中所造成的污染，还降低了制浆能耗；同时，取消了原料的蒸煮过程，在常温常压的条件下就能得到目标打浆度；制浆的操作方法简单、成本低、具有普适性，易于规模化生产。
具体实施方式
为了对本公开的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本公开的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本公开的可实施范围的限定。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
本公开的具体实施方式中，玉米秸秆一般为干秸秆，可以是风干、也可以是烘干等。在实际的应用中，也可以是湿秸秆。
实施例1
本实施例提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，所述制浆的过程需要用到的原材料包括：
玉米秸秆10重量份(以绝干质量计)，碱性溶液，酸性溶液，酶，水70重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为2％；所述酸性溶液为磷酸溶液，所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:1，所述酶的总用量为15U/g绝干浆。
本实施例的纸浆是通过如下方法制备得到的：
将自然风干后的玉米秸秆与水进行混合，将它们放置在95℃温度下的水浴锅中进行热水抽提，水的用量为70重量份，所述热水抽提的时间为0.5h，然后取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；将第一物料放入氢氧化钠溶液中进行处理，氢氧化钠溶液的用量为玉米秸秆绝干质量的7倍；使其在氢氧化钠溶液中反应1h，然后使用磷酸溶液将溶液的PH调整至中性，得到第二物料；在中性的条件下，在60℃的温度下，向第二物料中添加木聚糖酶和果胶酶的混合液，相对于第二物料，两个酶的总用量为的15U/g绝干浆，使其进行反应，反应时间为30min，然后利用磨浆机对处理过后的物料进行研磨处理，转数设定为2500r，最后制得纸浆。根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法对制得的纸浆进行测量，测得纸浆的打浆度为45.53°SR。
实施例2
本实施例提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，所述制浆的过程需要用到的原材料包括：
玉米秸秆20重量份(以绝干质量计)，碱性溶液，酸性溶液，酶，水200重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为1.75％；所述酸性溶液为磷酸溶液，所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:1，所述酶的总用量为15U/g绝干浆。
本实施例的纸浆是通过如下方法制备得到的：
将自然风干后的玉米秸秆与水进行混合，将它们放置在80℃温度下的水浴锅中进行热水抽提，水的用量为200重量份，所述热水抽提的时间为2h，然后取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；将第一物料放入氢氧化钠溶液中进行处理，氢氧化钠溶液的用量为玉米秸秆绝干质量的10倍；使其在氢氧化钠溶液中反应1h，然后使用磷酸溶液将溶液的PH调整至中性，得到第二物料；在中性的条件下，在65℃的温度下，向第二物料中添加木聚糖酶和果胶酶的混合液，相对于第二物料，两个酶的总用量为的15U/g绝干浆，使其进行反应，反应时间为30min，然后利用磨浆机对处理过后的物料进行研磨处理，转数设定为2900r，最后制得纸浆。根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法对制得的纸浆进行测量，测得纸浆的打浆度为45°SR。
实施例3
本实施例提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，所述制浆的过程需要用到的原材料包括：
玉米秸秆30重量份(以绝干质量计)，碱性溶液、酸性溶液、酶，水350重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为3％；所述酸性溶液为磷酸溶液，所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:2，所述酶的总用量为10U/g绝干浆。
本实施例的纸浆是通过如下方法制备得到的：
将自然风干后的玉米秸秆与水进行混合，将它们放置在90℃温度下的水浴锅中进行热水抽提，水的用量为350重量份，所述热水抽提的时间为1h，然后取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；将第一物料放入氢氧化钠溶液中进行处理，氢氧化钠溶液的用量为玉米秸秆绝干质量的10倍；使其在氢氧化钠溶液中反应1h，然后使用磷酸溶液将溶液的PH调整至中性，得到第二物料；在中性的条件下，在70℃的温度下，向第二物料中添加木聚糖酶和果胶酶的混合液，相对于第二物料，两个酶的总用量为的15U/g绝干浆，使其进行反应，反应时间为40min，然后利用磨浆机对处理过后的物料进行研磨处理，转数设定为3000r，最后制得纸浆。根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法对制得的纸浆进行测量，测得纸浆的打浆度为44.67°SR。
实施例4
本实施例提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，所述制浆的过程需要用到的原材料包括：
玉米秸秆10重量份(以绝干质量计)，碱性溶液，酸性溶液，酶，水70重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为2％；所述酸性溶液为磷酸溶液，所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:1，所述酶的总用量为15U/g绝干浆。
本实施例的纸浆是通过如下方法制备得到的：
将自然风干后的玉米秸秆与水进行混合，将它们放置在95℃温度下的水浴锅中进行热水抽提，水的用量为70重量份，所述热水抽提的时间为0.5h，然后取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；将第一物料放入氢氧化钠溶液中进行处理，氢氧化钠溶液的用量为玉米秸秆绝干质量的7倍；使其在氢氧化钠溶液中反应1h，然后使用磷酸溶液将溶液的PH调整至中性，得到第二物料；在中性的条件下，在60℃的温度下，向第二物料中添加木聚糖酶和果胶酶的混合液，相对于第二物料，两个酶的总用量为的15U/g绝干浆，使其进行反应，反应时间为30min，然后利用磨浆机对处理过后的物料进行研磨处理，转数设定为2600r，最后制得纸浆。根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法对制得的纸浆进行测量，测得纸浆的打浆度为45.16°SR。
实施例5
本实施例提供一种玉米秸秆全杆酶法的制浆方法，所述制浆的过程需要用到的原材料包括：
玉米秸秆30重量份(以绝干质量计)，碱性溶液、酸性溶液、酶，水450重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5％；所述酸性溶液为磷酸溶液，所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:1，所述酶的总用量为20U/g绝干浆。
本实施例的纸浆是通过如下方法制备得到的：
将自然风干后的玉米秸秆与水进行混合，将它们放置在95℃温度下的水浴锅中进行热水抽提，水的用量为450重量份，所述热水抽提的时间为1h，然后取水提过后的玉米秸秆，得到第一物料；将第一物料放入氢氧化钠溶液中进行处理，氢氧化钠溶液的用量为玉米秸秆绝干质量的15倍；使其在氢氧化钠溶液中反应1.2h，然后使用磷酸溶液将溶液的PH调整至中性，得到第二物料；在中性的条件下，在70℃的温度下，向第二物料中添加木聚糖酶和果胶酶的混合液，相对于第二物料，两个酶的总用量为的15U/g绝干浆，使其进行反应，反应时间为60min，然后利用磨浆机对处理过后的物料进行研磨处理，转数设定为2700r，最后制得纸浆。根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法对制得的纸浆进行测量，测得纸浆的打浆度为43.82°SR。
对比例1
对比例纸浆的原材料包括：
玉米秸秆30重量份，碱性溶液、酶，水450重量份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量百分比浓度为5％；所述酶为木聚糖酶和果胶酶，所述木聚糖酶和果胶酶的添加比例为1:1，所述酶的总用量为20U/g绝干浆。
对比例纸浆的制备方法和实施例1相同。
对比例2
对比例纸浆的原材料包括：
玉米秸秆30重量份，碱性溶液、酸性溶液，水450份。
其中所述碱性溶液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的摩尔浓度为5％；所述酸性溶液为磷酸溶液。
对比例纸浆的制备方法和实施例1相同。
对本公开实施例制得的纸浆与对比例制得的纸浆的打浆度进行对比验证。验证结果如表1所示。
表1
| 纸浆打浆度/°SR | |
| 实施例1 | 45.53 |
| 实施例2 | 45 |
| 实施例3 | 44.67 |
| 实施例4 | 45.16 |
| 实施例5 | 43.82 |
| 对比例1 | 51.32 |
| 对比例2 | 63 |
上述纸浆打浆度的测量方法均是根据国家标准:GB/T3332-1982浆料打浆度的测定法进行测量。
通过表1可以看出，本公开提供的制浆方法制备的纸浆的打浆度均可以达到40-45°SR，这与工厂正常需求的纸浆打浆度相同；本公开的制浆方法在常压中性条件下，采用热水抽提预处理、钠、NaOH处理以及酶处理的结合工艺进行制浆，操作简单，成本低，无需消耗过多的能源，具有普适性；减少了化学试剂的用量，在环境保护方面起到了重要的作用；以玉米秸秆作为生产原料，对于生物质资源的循环利用重大意义。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本公开实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本公开实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本公开实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
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，得到第一物料的步骤中，所述玉米秸秆与水的质量比为1:(7-15)；
水提的温度为75-99℃，水提的时间为0.5-2h。
6.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，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；
所述碱溶液的质量百分比浓度为1-5％；
碱溶液的使用量为玉米秸秆绝干质量的7-15倍。
7.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，进行碱处理所使用的碱包括氢氧化钠和/或氢氧化钾。
8.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述酸包括磷酸、盐酸、硫酸中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的制浆方法，其特征在于，所述进行磨浆处理，制得纸浆的步骤中，
所述磨浆的转数为2500r-3000r。
10.权利要求1-9任一项所述的玉米秸秆全杆酶法制浆方法制备得到的纸浆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210625076.8A CN115012240A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210625076.8A CN115012240A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115012240A true CN115012240A (zh) | 2022-09-06 |
Family
ID=83072966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210625076.8A Pending CN115012240A (zh) | 2022-06-02 | 2022-06-02 | 玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115012240A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116694095A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-09-05 | 黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司 | 一种秸秆纤维基阻燃材料及其制备方法和应用 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770012A (en) * | 1994-11-18 | 1998-06-23 | P. H. Glatfelter Co. | Process for treating paper machine stock containing bleached hardwood pulp with an enzyme mixture to reduce vessel element picking |
| CN110080027A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-08-02 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | 一种玉米秸秆全秆化学机械法制浆工艺 |
| CN111364271A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-03 | 长沙瑞福尼新材料科技有限公司 | 一种玉米秸秆全杆利用制备生物机械浆的方法 |
| CN113265898A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-17 | 齐鲁工业大学 | 一种利用木聚糖酶与果胶酶进行小麦秸秆制浆的方法 |
| CN114182555A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 齐鲁工业大学 | 一种采用复合酶制剂预处理的秸秆制浆方法及其在制备纸吸管中的应用 |
-
2022
- 2022-06-02 CN CN202210625076.8A patent/CN115012240A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5770012A (en) * | 1994-11-18 | 1998-06-23 | P. H. Glatfelter Co. | Process for treating paper machine stock containing bleached hardwood pulp with an enzyme mixture to reduce vessel element picking |
| CN110080027A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-08-02 | 中国制浆造纸研究院有限公司 | 一种玉米秸秆全秆化学机械法制浆工艺 |
| CN111364271A (zh) * | 2020-04-02 | 2020-07-03 | 长沙瑞福尼新材料科技有限公司 | 一种玉米秸秆全杆利用制备生物机械浆的方法 |
| CN113265898A (zh) * | 2021-06-11 | 2021-08-17 | 齐鲁工业大学 | 一种利用木聚糖酶与果胶酶进行小麦秸秆制浆的方法 |
| CN114182555A (zh) * | 2021-12-16 | 2022-03-15 | 齐鲁工业大学 | 一种采用复合酶制剂预处理的秸秆制浆方法及其在制备纸吸管中的应用 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116694095A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-09-05 | 黑龙江省秸乐农业科技发展有限公司 | 一种秸秆纤维基阻燃材料及其制备方法和应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101855368B (zh) | 糖产品制备方法 | |
| CN113265898B (zh) | 一种利用木聚糖酶与果胶酶进行小麦秸秆制浆的方法 | |
| CN101638810B (zh) | 一种高效环保节能生产精制棉的方法 | |
| US9469695B2 (en) | Method to product microcellulose | |
| CN110080027B (zh) | 一种玉米秸秆全秆化学机械法制浆工艺 | |
| CN106011199A (zh) | 一种农作物秸秆的预处理方法 | |
| CN101514529A (zh) | 改进的预水解碱法制造竹溶解浆的方法及其产品 | |
| CN101158126A (zh) | 结合生物炼制的植物纤维原料制浆方法 | |
| CN103526623B (zh) | 一种木聚糖酶预处理提高氧碱法制浆效果的方法 | |
| CN115012240A (zh) | 玉米秸秆全杆酶法制浆方法及纸浆 | |
| CN103556517A (zh) | 一种漆酶预处理提高氧碱制浆效果的方法 | |
| CN112522985B (zh) | 农业秸秆的微化学法制浆及生物质全组分炼制方法 | |
| CN105239435B (zh) | 一种木质纤维原料的处理方法 | |
| CN107956177B (zh) | 一种以禾草类秸秆为原料的制备纸浆的方法和*** | |
| CN101514530A (zh) | 改进的预水解碱法制造蔗渣溶解浆的方法及其产品 | |
| CN102312386B (zh) | 利用漂白化学纸浆制备溶解浆的蒸煮方法 | |
| CN104131483A (zh) | 一种以竹为原料制备的高得率高性能竹纤维材料及其制备方法 | |
| CN103184700B (zh) | 一种化学浆改性制备粘胶纤维用溶解浆的方法 | |
| CN104109978A (zh) | 一种制备棉短绒溶解浆的方法 | |
| CN1354303A (zh) | 一种机械制竹纸浆的工艺方法 | |
| CN102212973B (zh) | 一种蒸煮液和一种棉秆皮浆粕的制备方法 | |
| JP6581137B2 (ja) | 溶解クラフトパルプの製造方法 | |
| CN114990917A (zh) | 一种用于制备毛竹莱赛尔纤维级溶解浆的蒸煮方法 | |
| JP6358771B2 (ja) | 溶解クラフトパルプの製造方法 | |
| Rahmini et al. | Dilute acid hydrolysis of jute bast fiber for selected xylan removal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220906 |