学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

废纸制浆过程中胶黏物的生物酶法控制

作　者: 俞霁川
导　师: 付时雨
学　校: 华南理工大学
专　业: 制浆造纸工程
关键词: 胶黏物废纸浆近红外光谱生物酶存放时间
分类号: TS745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 114次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

废纸回收利用是实现造纸工业可持续发展的一个重要的方向。随着在废纸回用量不断增加,胶黏物障碍造成的问题日趋突出,严重影响纸机运行性能和产品的质量。本论文围绕造纸工业实际生产情况,建立了一种快速、简便的废纸浆中胶黏物含量检测方法,同时对生物酶制剂控制胶黏物的工艺进行了系统研究,并对浆料中胶黏物沉积的机理进行了初步探讨。采用近红外光谱(NIR)及化学计量学建立了快速测定浆料中胶黏物方法。浆料中胶黏物含量的化学值经筛选-图像分析法、四氢呋喃(THF)抽提-高效液相色谱法测定获得。浆料的近红外光谱所包含的信息与浆料中的胶黏物含量有很好的相关关系,为实现近红外光谱法测定废纸浆胶黏物含量提供了可行途径。针对新闻纸和挂面箱板纸废纸浆的样品及不同的胶黏物含量一级测定方法(直接测定获得化学值的方法)分别建立了胶黏物含量预测模型。建模采用的光谱预处理方法包括平滑、扣减、一阶导数、归一化和多元散射校正等,其中最佳的光谱预处理方法均为矢量归一化法,并且4601.6-4246.8cm-1波数范围内的光谱信息均被校正模型所利用。以上述两种一级检测方法建立的同种废纸浆胶黏物含量校正模型,针对样品总胶黏物含量所建立的校正模型对未知样品的预测结果更为准确;对不同废纸浆料的胶黏物的校正模型比较,新闻纸浆预测模型比箱板纸废纸浆预测模型准确度更高。生物酶处理纸浆可以降解浆料中的胶黏物,并不影响纸浆的物理性质。为了获得较好的纸浆质量和胶黏物去除效果,最佳的胶黏物控制工艺如下:(a)木聚糖酶预处理:浆浓10 %,温度60℃,处理时间60min,pH为5.5,酶用量为3 IU·g-1;(b)酯酶后处理:浆浓10 %,温度50℃,处理时间120min,pH为9,酶用量为4 IU·g-1。在该工艺条件下,废纸浆中胶黏物的去除率能够达到68%左右,并且手抄片的抗张指数和撕裂指数分别增加了33.4%和35.6%。废纸浆料中胶黏物的沉积与存放时间有关。当同批废纸浆存放时间从1天到32天,浆样中可以被THF抽出的物质含量减少了33%;抽出物中的胶黏物含量减少了约63%。实际上,存放12天,就达到了此数据,此后的20天内抽出物中的胶黏物含量基本上保持不变。也就是说,废纸制浆后的胶黏物部分会发生沉积,沉积过程是胶黏物向纤维内渗透,因此抽提出的胶黏物减少。废纸浆经生物酶处理,然后用四氢呋喃抽提处理过的浆料,对THF抽出物进行GPC和FT-IR分析,结果表明:脂肪酶和酯酶对THF抽出物的降解效果比较明显,其主要破坏抽出物大分子中的酯键连接,从而使大分子物质发生降解,小分子级份增加。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-29
  1.1 废纸利用的现状及存在的问题  11-12
  1.2 胶黏物的定义、来源、性质和危害  12-16
    1.2.1 胶黏物的定义  12
    1.2.2 胶黏物的来源  12-14
    1.2.3 胶黏物的性质  14-15
    1.2.4 胶黏物的危害  15-16
  1.3 胶黏物的分类  16-18
    1.3.1 胶黏物的尺寸大小  17
    1.3.2 胶黏物的存在形式  17-18
    1.3.3 胶黏物其他分类方法  18
  1.4 胶黏物的分析和检测方法  18-23
    1.4.1 胶黏物的定性分析方法  18-20
    1.4.2 胶黏物的定量检测方法  20-23
  1.5 胶黏物的控制方法  23-27
    1.5.1 机械（物理）法控制胶黏物  23-24
    1.5.2 化学方法控制胶黏物  24-26
    1.5.3 生物方法控制胶黏物  26-27
  1.6 选题的目的、意义及主要研究内容  27-29
    1.6.1 论文研究的目的和意义  27
    1.6.2 论文研究的主要内容  27-29
第二章近红外技术快速测定胶黏物可行性研究  29-37
  2.1 实验与方法  30-32
    2.1.1 实验原料与设备  30
    2.1.2 实验方法  30-32
  2.2 结果与讨论  32-35
    2.2.1 校正模型的建立基本步骤及参数的选择  32-33
    2.2.2 模型的建立  33-34
    2.2.3 校正模型的检验  34
    2.2.4 方法重现性的评价  34-35
  2.3 小结  35-37
第三章废纸浆胶黏物近红外快速检测方法的建立  37-55
  3.1 实验与方法  38-40
    3.1.1 实验原料与设备  38
    3.1.2 实验方法  38-40
  3.2 结果与讨论  40-53
    3.2.1 有机溶剂抽提和HPLC-ELSD联用测定废纸浆中胶黏物含量  40-41
    3.2.2 近红外校正模型和外部验证模型的样品选择  41-44
    3.2.3 样品预处理及样品的近红外光谱图  44-45
    3.2.4 近红外预测模型的建立  45-49
    3.2.5 胶黏物预测模型的外部验证  49-50
    3.2.6 校正模型重现性评价  50-53
  3.3 小结  53-55
第四章生物酶法控制废纸浆胶黏物的研究  55-71
  4.1 实验与方法  55-59
    4.1.1 实验原料与设备  55-56
    4.1.2 实验方法  56-59
  4.2 结果与讨论  59-69
    4.2.1 脂肪酶和酯酶去除废纸浆中胶黏物效果的比较  59-61
    4.2.2 脂肪酶和酯酶处理对浮选后废纸浆中油墨及胶黏物去除的影响  61-63
    4.2.3 脂肪酶、酯酶处理对浆料物理性能的影响  63
    4.2.4 复合生物酶处理控制废纸浆中胶黏物的效果评价  63-64
    4.2.5 多种生物酶分段处理控制废纸浆中胶黏物的效果评价  64-69
  4.3 小结  69-71
第五章废纸浆中胶黏物性质和酶处理机理的研究  71-81
  5.1 实验与方法  71-72
    5.1.1 实验原料和主要设备  71
    5.1.2 实验方法  71-72
  5.2 结果与讨论  72-79
    5.2.1 浆料存放时间对THF 抽出物及其中胶黏物含量的影响  72-75
    5.2.2 生物酶处理前后废纸浆THF 抽出物的分子量变化  75-78
    5.2.3 生物酶处理前后废纸浆中胶黏物的化学结构变化  78-79
  5.3 小结  79-81
结论与展望  81-84
  结论  81-82
  论文创新处  82-83
  展望  83-84
参考文献  84-88
攻读硕士学位期间发表的论文  88-89
致谢  89-90
附件  90

废纸制浆过程中胶黏物的生物酶法控制

内容摘要

全文目录

相似论文