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本研究的主要目的是利用木聚糖酶预处理改善光叶楮木片化机浆的白度稳定性,以扩大其应用范围。实验主要分三部分进行:一是利用木聚糖酶预处理改善CTMP浆的过氧化氢漂白性能,探索酶预处理时较佳的工艺条件,并对在此条件下所得的酶助漂浆的性能包括光学性能和强度性能与原浆漂白浆进行比较分析;二是利用木聚糖酶预处理木片以考察其P-RCAPMP制浆性能,并与常规法P-RCAPMP的制浆性能进行对比分析;三是将在相同酶用量和过氧化氢用量下所得的CTMP漂白浆(即BCTMP浆)和P-RCAPMP纸浆的性能进行比较,以考察光叶楮木片采用何种制浆方式生产化机浆较佳。
实验结果表明:酶辅助CTMP浆过氧化氢漂白时,酶预处理段的较佳工艺条件为:浆浓5%、反应体系的环境pH值7.0、酶用量12U/g、反应时间150min、温度40℃;在此处理条件下,酶助漂光叶楮木片CTMP浆的白度可达80%ISO,白度稳定性明显优于原浆漂白浆,漂后废水的BOD/COD值较高,可生化性好;酶助漂后纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数均高于原浆漂白后纸张。光叶楮木片制P-RCAPMP浆时,酶法所得的浆白度和常规法相近,但白度稳定性较好,制浆综合废水的BOD/COD值较高,可生化性好;酶法纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数均优于常规法纸张。在相同的酶用量和过氧化氢用量下时,酶助漂BCTMP浆的白度和白度稳定性均高于酶法P-RCAPMP纸浆;但在强度性能方面,酶法P-RCAPMP纸张的抗张指数、耐破指数和撕裂指数均高于酶助漂BCTMP浆。
对酶处理和未经酶处理BCTMP浆及P-RCAPMP浆的纤维平均长度和细小组分含量进行了分析,发现酶处理对纸浆纤维的长度影响不大:BCTMP纸浆的纤维平均长度为0.600mm,细小组分含量为43.51%,酶预处理BCTMP纸浆的纤维平均长度为0.573mm,细小组分含量为42.15%;P-RCAPMP纸浆的纤维平均长度为0.664mm,细小组分含量为32.30%,酶预处理P-RCAPMP纸浆的纤维平均长度为0.653mm,细小组分含量为31.16%;
对浆料纤维表面进行扫描电镜分析发现,光叶楮木片BCTMP浆的纤维表面光滑,酶预处理BCTMP浆的纤维表面则发生了明显的微纤维化;一段挤压后,光叶楮木料的纤维表面挺硬、光滑,经酶预处理后,纤维表面出现了分层和鳞片现象,证实酶预处理提高了纤维的分丝帚化程度,从而增大了纤维的比表面积,增强了纸张的结合强度。