CN1763305A - 一种废新闻纸生物酶脱墨方法 - Google Patents
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Abstract
一种废新闻纸生物酶脱墨方法，属于制浆造纸技术领域。包括碎浆，浮选，洗涤，漂白，在装有废新闻纸和水的碎浆机中加入0.1％－2.0％的脱墨剂，0.01EGU/g－0.4EGU/g的单组分内切葡聚糖酶或半纤维素酶，加入漆酶0.5－50LAMU/g，介体0.1％－4％，通氧气，控制碎浆浆浓2％－18％，温度20－70℃，碎浆机转子转动频率15－60Hz，碎浆时间10－60min。利用本发明方法对废新闻纸进行生物酶脱墨，与现有技术相比所得脱墨浆的残余油墨浓度明显降低，白度大大提高，可达60％ ISO以上。裂断长与单独使用纤维素酶相比提高20％以上。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种废新闻纸生物酶脱墨方法，属于制浆造纸技术领域。
(二)背景技术
废纸的回收利用是解决造纸工业面临的原料短缺、能源紧张和污染严重等三大问题的有效途径。脱墨是废纸回用技术的关键。
与传统的化学法脱墨相比，酶脱墨具有明显的优势，它能降低能耗，减轻环境污染，脱墨效率亦高于化学法脱墨。目前用于脱墨研究的酶制剂有脂肪酶、果胶酶、淀粉酶、半纤维素酶、纤维素酶和木素降解酶等。普拉替马.白拜，普拉蒙德.凯.白拜.酶脱墨技术回顾，美国制浆造纸联合会杂志，1998；81(12)：111-117。(Pratima Bajpai and Pramod K.Bajpai，Deinking with Enzymes：a review.Tappi J，1998；81(12)：111-117.)其中废纸的纤维素酶和半纤维素酶法脱墨已实现工业化。探索其他可用于废纸脱墨的酶对于酶法脱墨的发展具有很重要的意义，参见李志健，张志杰，张素风，生物技术在制浆造纸工业的应用于研究进展，中国造纸，2001，20(1)：51-54。
木素降解酶可以通过氧化降解纸浆表面的木素来达到脱除油墨的目的，这对于主要由机械浆组成的废新闻纸具有很大的吸引力。漆酶(EC1.10.3.2)是木素降解酶的一种，是一种多酚氧化酶，在某些具有传递电子能力的介体的存在下，能够使木素发生氧化降解，具有很广阔的应用前景，参见付时雨，尾叶桉硫酸盐浆漆酶-介体体系生物漂白及脱木素机理研究，华南理工大学工学博士学位论文，2000年。本发明的发明人利用漆酶/介体***对废新闻纸进行脱墨，所得脱墨浆白度与对照浆相比有所降低，但可漂性提高。漂白后白度达到52.4％ISO，与对照浆相比提高4.2％ISO。此时裂断长为2.16km，撕裂指数为7.01mN·m2/g，与对照浆相比分别提高了20％和13％。实验结果表明，漆酶/介体***用于废新闻纸脱墨具有可行性。但是单独采用漆酶/介体***对废新闻纸进行脱墨，漂白后白度为52.4％ISO，仍然不能满足配抄较高白度纸种的要求。
(三)发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种生物酶脱墨技术。利用漆酶/介体***与纤维素酶系协同作用对废新闻纸脱墨，以克服单独采用漆酶/介体对废新闻纸进行脱墨，白度不能满足配抄较高白度纸种的要求。
一种废新闻纸生物酶脱墨方法，包括碎浆、浮选、洗涤和漂白。所述的碎浆是在装有废新闻纸和水的碎浆机中加入0.1％-2.0％的脱墨剂，0.01EGU/g-0.4EGU/g的单组分内切葡聚糖酶或半纤维素酶，加入漆酶0.5-50LAMU/g，介体0.1％-4％，通氧气，控制碎浆浆浓2％-18％，温度20-70℃，碎浆机转子转动频率15-60Hz，碎浆时间10-60min，保温时间0-30min。均为重量百分比。
上述介体选自2，2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)、1-羟基苯并***(HBT)、紫尿酸(Violuric acid)、N-羟基乙酰苯胺(NHA)之一或它们的组合。
上述碎浆过程在非密闭容器中进行，通氧气至碎浆完成即可。
上述的浮选是在浮选槽中进行，将碎解后的浆加水稀释到浆浓1％，加入0.1％-2.0％脱墨剂，控制通气量为7-28m3/h，压力为0.1-1.0MPa，常温下浮选5-30min。
上述的洗涤是将浮选后的纸浆加水稀释到浆浓0.2％-0.5％，通过80目的铜网进行洗涤。
上述的漂白是对洗涤后纸浆进行过氧化氢漂白，工艺条件为：浆浓5％-18％，2％-4％Na2SiO3，0.05％-0.1％MgSO4，0.05％-0.4％二乙烯三胺五醋酸(DTPA)，1％-3％NaOH，1％-4％H2O2，水温40-80℃，时间2-4h。
以上均为重量百分比。
本发明的脱墨剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯之一或它们的组合。各步骤中选用相同的脱墨剂为佳。
利用本发明方法对废新闻纸进行生物酶脱墨，与现有技术相比所得脱墨浆的残余油墨浓度明显降低，白度大大提高，可达60％ISO以上。裂断长与单独使用纤维素酶相比提高20％以上。
(四)具体实施方式
实施例1：8#美国废新闻纸(8#美废)脱墨
(1)在装有废新闻纸和水的碎浆机中，加入0.2ECU/g单组分内切葡聚糖酶，脱墨剂0.2％，脱墨剂是重量比1：1的壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，漆酶NS51003(丹麦诺维信公司生产)3LAMU/g，0.5％紫尿酸(介体)，通氧气，控制碎浆浆浓10％，温度50-55℃，碎浆机转子转动频率25Hz，碎浆30min，保温15min。
(2)浮选在浮选槽中进行，将碎解后的浆料稀释到1％的浆浓，加入0.4％的脱墨剂，该脱墨剂与步骤(1)中相同，控制通气量为10-20m3/h，压力0.3-1.0MPa，常温下浮选20min。
(3)浮选后的浆料稀释到0.4％的浆浓，通过80目的铜网洗涤。
(4)浮选后的浆料进行过氧化氢漂白，工艺条件为：浆浓10％，3％Na2SiO3，0.08％MgSO4，0.2％二乙烯三胺五醋酸(DTPA)，2％NaOH，2％H2O2，水温55℃，时间3h。以上均为重量百分比。
本实施例所得脱墨浆与对照浆性能比较列于表1。
表1 纤维素酶与漆酶/介体协同脱墨浆与对照浆性能比较
| 纤维酶用量/ECU/g | 漆酶用量/LAMU/g | 脱墨浆白度/％ISO | 漂白浆白度/％ISO | 裂断长/km | 撕裂指数/mNm2/g | 残余油墨浓度/ppm |
| 00.20.2 | 303 | 42.146.944.0 | 52.153.555.9 | 2.101.642.13 | 6.356.016.43 | 351304265 |
如表1所示，所得脱墨浆的白度为44.0％ISO，裂断长为2.13km，撕裂指数为6.43mNm2/g，残余油墨浓度265ppm。脱墨浆经过氧化氢漂白后白度达到55.9％ISO。裂断长与单独使用纤维素酶相比提高了大约30％，与单独使用漆酶相近。撕裂指数变化不大。残余油墨浓度与单独使用纤维素酶和漆酶相比，分别降低了39ppm和86ppm。漂后浆白度与单独使用纤维素酶和漆酶相比，分别提高了2.4％ISO和3.8％ISO。
实施例2：8#美国废新闻纸(8#美废)脱墨
(1)在装有废新闻纸和水的碎浆机中，加入0.5AXU/g半纤维素酶(Pulpzyme HC，丹麦诺维信公司生产)，脱墨剂0.2％，脱墨剂是重量比1∶1的壬基酚聚氧乙烯醚和脂肪醇聚氧乙烯醚，漆酶NS51003(丹麦诺维信公司生产)3LAMU/g，0.5％紫尿酸，通氧气，控制碎浆浆浓10％，温度50-55℃，碎浆机转子转动频率25Hz，碎浆30min，保温15min。
(2)浮选在浮选槽中进行，将碎解后的浆料稀释到1％的浆浓，加入0.4％的脱墨剂，脱墨剂同步骤(1)，控制通气量为8-25m3/h，压力0.3-1.0MPa，常温下浮选5-30min。
(3)浮选后的浆料稀释到浆浓0.3％，通过80目的铜网洗涤。
(4)浮选后的浆料进行过氧化氢漂白，工艺条件为：浆浓15％，2％Na2SiO3，0.06％MgSO4，0.3％二乙烯三胺五醋酸(DTPA)，3％NaOH，3％H2O2，水温40-80℃，时间2-4h。
以上均为重量百分比。
本实施例所得脱墨浆与对照浆性能比较列于表2。
表2 半纤维素酶与漆酶/介体协同脱墨浆与对照浆性能比较
| 半纤维酶用量/AXU/g | 漆酶用量/LAMU/g | 脱墨浆白度/％ISO | 漂白浆白度/％ISO | 裂断长/km | 撕裂指数/mNm2/g | 残余油墨浓度/ppm |
| 00.50.5 | 303 | 42.150.447.2 | 52.157.760.4 | 2.11.611.94 | 6.356.126.54 | 351291245 |
如表2所示，所得脱墨浆白度为47.2％ISO，残余油墨浓度为245ppm，裂断长为1.94km，撕裂指数为6.54mN.m2/g。裂断长与单独使用半纤维素酶相比提高了大约20％，与单独使用漆酶相近。撕裂指数变化不大。残余油墨浓度与单独使用半纤维素酶和漆酶相比，分别降低了46ppm和106ppm。脱墨浆经过氧化氢漂白后白度达到60.4％ISO，漂后浆白度与单独使用纤维素酶和漆酶相比，分别提高了2.7％ISO和8.3％ISO。
实施例3：如实施例1所示，所不同的是介体为1-羟基苯并***(HBT)。
实施例4：如实施例1所示，所不同的是介体为2，2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)
实施例5：如实施例1所示，所不同的是废新闻纸为中国济南产齐鲁晚报。
实施例6：如实施例1所示，所不同的是废新闻纸为欧洲废新闻纸。
实施例7：如实施例2所示，所不同的是介体为1-羟基苯并***(HBT)。
实施例8：如实施例2所示，所不同的是介体为2，2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)。
实施例9：如实施例2所示，所不同的是废新闻纸为中国济南产齐鲁晚报。
实施例10：如实施例2所示，所不同的是废新闻纸为欧洲废新闻纸。
Claims (4)
1.一种废新闻纸生物酶脱墨方法，包括碎浆、浮选、洗涤和漂白，其特征在于所述的碎浆是在装有废新闻纸和水的碎浆机中加入0.1％-2.0％的脱墨剂，0.01EGU/g-0.4EGU/g的单组分内切葡聚糖酶或半纤维素酶，加入漆酶0.5-50LAMU/g，介体0.1％-4％，通氧气，控制碎浆浆浓2％-18％，温度20-70℃，碎浆机转子转动频率15-60Hz，碎浆时间10-60min，保温时间0-30min；均为重量百分比；
所述介体选自2，2’-联氨-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)，1-羟基苯并***，紫尿酸，N-羟基乙酰苯胺之一或它们的组合；
所述脱墨剂选自十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚，失水山梨醇单硬脂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯之一或它们的组合。
2.如权利要求1所述的废新闻纸生物酶脱墨方法，其特征在于，所述的浮选是在浮选槽中进行，将碎解后的浆加水稀释到浆浓1％，加入0.1％-2.0％脱墨剂，控制通气量为7-28m3/h，压力为0.1-1.0MPa，常温下浮选5-30min；均为重量百分比；
所述脱墨剂选自十二烷基苯磺酸钠，十二烷基硫酸钠，脂肪醇聚氧乙烯醚，壬基酚聚氧乙烯醚，失水山梨醇单硬脂酸酯，聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯之一或它们的组合。
3.如权利要求1所述的废新闻纸生物酶脱墨方法，其特征在于，所述的洗涤是将浮选后的纸浆加水稀释到浆浓0.2％-0.5％，通过80目的铜网进行洗涤。
4.如权利要求1所述的废新闻纸生物酶脱墨方法，其特征在于，所述的漂白是对洗涤后纸浆进行过氧化氢漂白，工艺条件为：浆浓5％-18％，2％-4％ Na2SiO3，0.05％-0.1％MgSO4，0.05％-0.4％二乙烯三胺五醋酸，1％-3％ NaOH，1％-4％ H2O2，水温40-80℃，时间2-4h，均为重量百分比。
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Assignee: Shandong Century Sunshine Paper Group Co., Ltd. Assignor: Shandong Institute of Light Industry Contract fulfillment period: 2009.11.6 to 2015.11.6 contract change Contract record no.: 2010370000023 Denomination of invention: Enzymatic deinking method for waste newspaper Granted publication date: 20080130 License type: Exclusive license Record date: 2010.1.12 |
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.11.6 TO 2015.11.6; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: SHANDONG CENTURY SUNSHINE PAPER HOLDINGS GROUP CO. Effective date: 20100112 |
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Assignee: Shandong Century Sunshine Paper Group Co., Ltd. Assignor: Shandong Institute of Light Industry Contract record no.: 2010370000023 Date of cancellation: 20100730 |
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| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20080130 Termination date: 20121118 |