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漆酶/介体与果胶酶协同改善APMP性能的研究

作　者: 张向东
导　师: 傅英娟
学　校: 齐鲁工业大学
专　业: 轻工技术与工程
关键词: 漆酶果胶酶 APMP DCS
分类号: TS743
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

碱性过氧化氢机械浆(APMP)是在漂白化学热磨机械浆(BCTMP)的基础上发展起来的一种高得率浆(HYP)。APMP的得率高、纸浆强度好、污染负荷少、能耗低，并且可以同时进行制浆和漂白，节省了设备投资，近年来得以迅速发展，为制浆造纸工业界所瞩目。与漂白化学浆相比，APMP中含有较高的细小纤维组分和溶解与胶体物质(DCS)，影响纸浆的强度、白度和滤水性能等。为了改善APMP的性能，可以通过化学法和生物法对其进行改性。随着人们对环境污染问题的重视，通过生物法对高得率浆进行改性的方法越来越引起关注。漆酶是一种含铜多酚氧化酶，能催化氧化多酚、多氨基苯等底物，通过添加介体构成漆酶/介体体系，克服漆酶自身氧化还原电势低的缺点，在通氧的情况下能够提高漆酶降解木素的能力；而果胶酶是多酶复合体系，是所有能够分解果胶物质的酶的总称。论文研究了漆酶/介体与果胶酶协同对APMP的性能改善作用。首先采用漆酶/介体与果胶酶协同对杨木APMP进行处理，分析了不同打浆转数下APMP的打浆度、保水值及成纸物理性能和光学性能，并优化了酶法打浆的工艺条件。研究表明，漆酶/介体与果胶酶协同处理APMP，可以提高纤维间的结合力，成纸的物理强度均有不同程度的改善，但纸浆的白度、松厚度和保水值有所降低。酶处理后纤维结构更松弛，更容易分丝帚化，可以改善浆料的打浆性能，降低打浆能耗，且在打浆过程中纤维的切断作用较少，纸浆的纤维平均长度较长而细小纤维含量较低。研究了漆酶/介体与果胶酶协同处理杨木APMP，对浆中溶解与胶体物质（DCS）的影响。用紫外光谱分析证明DCS中含有木素类物质，且主要以溶解木素的形式存在。杨木APMP的DCS中碳水化合物的主要组分有木糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖和葡萄糖醛酸，其中木糖的含量最高。果胶酶、漆酶/介体能够明显降低DCS的阳电荷需求量。经漆酶/介体与果胶酶协同处理后，既能够降低DCS的阳电荷需要量，又可以降解木素、类木素等物质，减少阴离子垃圾的产生，降低水的负荷。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章绪论  11-27
  1.1 高得率浆的发展  11-13
    1.1.1 化学盘磨机械浆(CMP)  11
    1.1.2 漂白化学热磨机械浆(BCTMP)  11-12
    1.1.3 碱性过氧化氢机械浆(APMP)  12
    1.1.4 温和化学预处理加盘磨化学处理的碱性过氧化氢漂白机械浆( P-RC APMP)  12-13
  1.2 高得率浆制浆工艺  13-15
    1.2.1 BCTMP 制浆工艺  13
    1.2.2 APMP 制浆工艺  13-15
    1.2.3 P-RC APMP 制浆工艺  15
  1.3 高得率浆的特性与应用  15-18
    1.3.1 高得率浆的特性  15
    1.3.2 高得率浆的应用  15-18
      1.3.2.1 高得率浆与化学浆的比较  15-17
      1.3.2.2 高得率浆与机械浆的比较  17-18
  1.4 APMP 的优缺点  18-19
    1.4.1 APMP 的优点  18
    1.4.2 APMP 的缺点  18-19
  1.5 高得率浆的改性  19-23
    1.5.1 高得率浆的生物改性  19-23
      1.5.1.1 纤维素酶和半纤维素酶系  19-21
      1.5.1.2 漆酶  21-22
      1.5.1.3 果胶酶  22-23
  1.6 DCS 的来源及其对抄纸过程及产品质量的影响  23-24
  1.7 研究的目的与意义  24-25
  1.8 研究的主要内容  25-27
第2章漆酶/介体与果胶酶协同处理对 APMP 性能的影响  27-39
  2.1 实验  27-30
    2.1.1 实验原料  27
    2.1.2 实验仪器  27-28
    2.1.3 实验方法  28-29
      2.1.3.1 漆酶/介体的处理  28
      2.1.3.2 果胶酶/漆酶/介体的处理  28
      2.1.3.3 打浆  28-29
      2.1.3.4 纸页的抄取  29
    2.1.4 纸浆的分析  29-30
      2.1.4.1 打浆度的测定  29
      2.1.4.2 保水值的测定  29-30
      2.1.4.3 纤维的质量分析  30
      2.1.4.4 纸页物理性能的检测  30
  2.2 结果与讨论  30-38
    2.2.1 漆酶/介体与果胶酶协同处理对 APMP 性能的影响  30-37
      2.2.1.1 对 APMP 可打浆性的影响  30-31
      2.2.1.2 对 APMP 白度的影响  31-32
      2.2.1.3 对 APMP 保水值的影响  32-33
      2.2.1.4 对 APMP 松厚度的影响  33
      2.2.1.5 对 APMP 抗张强度的影响  33-34
      2.2.1.6 对 APMP 耐破度的影响  34-35
      2.2.1.7 对 APMP 耐折度的影响  35
      2.2.1.8 对 APMP 撕裂度的影响  35-36
      2.2.1.9 对 APMP 纤维质量的影响  36-37
    2.2.2 漆酶/介体与果胶酶协同改善浆料性能的工艺条件优化  37-38
  2.3 本章小结  38-39
第3章 APMP 酶法打浆过程中溶解与胶体物质的分析  39-53
  3.1 实验  40-42
    3.1.1 实验原料  40
    3.1.2 实验仪器  40
    3.1.3 实验方法  40-42
      3.1.3.1 DCS 水的制备  40
      3.1.3.2 木素含量的测定  40-41
      3.1.3.3 果胶酶处理 APMP  41
      3.1.3.4 漆酶/介体处理 APMP  41
      3.1.3.5 果胶酶和漆酶/介体协同处理 APMP  41
      3.1.3.6 DCS 物化性能的测定  41-42
      3.1.3.7 MTBE 抽出物的 GC-MS 分析  42
  3.2 结果与讨论  42-52
    3.2.1 APMP 打浆过程中产生的溶解物质与胶体物质分析  42-49
      3.2.1.1 打浆对过程水浊度的影响  42-44
      3.2.1.2 打浆对过程水电导率的影响  44
      3.2.1.3 打浆对过程水中阳电荷需要量的影响  44-45
      3.2.1.4 APMP 打浆过程中产生的溶解与胶体物质成分分析  45-49
    3.2.2 酶处理对 APMP 中溶解与胶体物质的影响  49-52
      3.2.2.1 酶处理对 DCS 浊度的影响  49
      3.2.2.2 酶处理对 DCS 电导率的影响  49-51
      3.2.2.3 酶处理对 DCS 阳电荷需要量的影响  51
      3.2.2.4 酶处理对 DCS 中木素含量的影响  51-52
  3.3 本章小结  52-53
第4章全文总结  53-55
  4.1 漆酶/介体与果胶酶协同处理对 APMP 性能的影响  53
  4.2 漆酶/介体与果胶酶协同处理对打浆过程中的 DCS 的影响  53
  4.3 论文创新之处  53
  4.4 需要进一步研究的工作  53-55
参考文献  55-59
致谢  59

漆酶/介体与果胶酶协同改善APMP性能的研究

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