碱性果胶酶结合双螺杆分离构树黑皮制取高质量构树皮浆的研究

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构树,作为一种古老的制浆造纸原料,早在东汉的时候就已用于抄造纸张。在造纸用原材料越来越短缺的今天,由于其超快的生长速度,以及其较好的纤维质量又重新引起造纸工业的注意。然而由于其表面黑皮,导致传统的化学法蒸煮制浆需要高温,高压,高碱等十分恶劣的条件才能完成,而且由于其恶劣条件同时也很大程度上破坏了纤维,最终所得纸浆质量较低下,且废水处理难度大等诸多问题,导致构树制浆停留在理论研究上。寻找一种合理的制浆方法除去构树表层黑皮,得到较理想的纸浆,使构树制浆能够得到工业化就变得越来越重要。构树树皮主要为韧皮纤维,与其他造纸用木材原料相比,木素含量较少,果胶含量较多。使用果胶酶可以很好的破坏树皮中的主体结构,使得纤维变得容易分离。我们通过简要分析其软木皮层成分,发现果胶含量较多,然而使用普通的果胶酶并不能起到很好的效果。这是因为酶的可及性的原因,由于纤维结构的阻止,果胶酶不能顺利的到达我们所预想的部位,因此我们选择了嗜碱性的果胶酶,破坏黑皮和韧皮纤维之间的连接。通过改变酶的用量(900u,1200u,1500u),NaOH浓度(0.4%,0.6%,0.8%)和反应的时间(12h,24h,36h),观察碱性果胶酶的分离效果。通过选取部分试样进行正交实验全分析的方法进一步分析得出合理的方案。然后同所得最优方案制浆,将未处理的构皮原料和碱处理的构皮原料与之对比,并与烧碱-蒽醌法,爆破法构皮浆进行得率,纤维特性,成纸强度等方面的比较。酶处理双螺杆法所得构皮浆综合性能远优于其他方法所得的构皮浆。从理论的角度思考,希望能够建立起双螺杆制浆的模型,使得构皮原料更多的是相互之间的摩擦作用,减小切断作用,更好的分离韧皮纤维与黑皮。
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