竹浆造纸研究开发与实践(3)

3 纤维素酶对浆粕反应性能的影响

3.1 酶的处理方法

处理时，浆料的浓度为3%，磷酸盐缓冲液调节pH=6，处理的温度选为50℃，处理时间为2h，先将缓冲溶液置于水浴锅中，并与酶混合均匀，加入浆料中，将混合的样品倒入到聚乙烯袋中，置于水浴锅，每隔15min进行一次搓揉，使其完全反应。反应完成后，将浆料转移到盖有纱布的布氏漏斗中，用200mL90℃蒸馏水进行冲洗，然后将浆转移到250mL 烧杯中，置于80℃水浴锅中30min，使酶试剂完全失活，再将浆料转移到盖有纱布的布氏漏斗用1000mL 蒸馏水冲洗。最后，浆料倒入托盘内，置于烘箱中24h，烘干。烘箱的温度调节为：40℃。

3.2 纤维素酶的影响

本实验过程中使用的是内切葡聚糖酶含量较高的纤维素酶，纤维素酶能够一定程度上提高纤维素的反应性能，降低纸浆的黏度。根据文献显示，酶处理的过程中，选择合适的条件，对于反应性能的影响较大。对于实验中所选取的酶的最佳实验条件为：处理时间2h，温度为50℃，浆浓为4%。本文主要探讨了酶用量对浆粕反应性能的影响。如图2 所示，不同的纤维素酶用量对浆粕反应性能的影响。

图2 酶用量对反应性能的影响

由图可以看出，造纸浆用碱处理后反应性能有所下降，但用纤维酶处理精制过的浆粕后，随着酶用量的增加浆的反应性能而提高（按图由左到右依次为74.7%、56.8%、35.8%、46.2%、58.4%、64.9%、73.8%）。当酶的用量达到500IU/g 时，浆粕的反应性能达到了73.8%，达到了市售溶解浆指标的要求。这是因为随着纤维素酶的作用，纤维素的次生壁S1 被脱除，使S2 层裸露出来，纤维素的结构变得疏松，易于化学药品的通过，从而提高了纤维的反应性能。

图3 所示，不同的纤维素酶用量对浆粕粘度的影响，随着纤维素酶用量的增加，浆粕黏度不断下降（按图3 由左往右依次为7.73、13.58、8.8、8.5、8.2、7.9、7.22mPa·s），这主要是由于纤维素酶中的EG 能对纤维素无定形区的多糖链进行随机切割，催化葡聚糖内部糖苷键断裂，同时产生不同长度的寡糖和新的多糖链末端，进而降低浆粕黏度。虽然黏度有所降低，但是所得到浆粕仍然满足市售溶解浆的指标范围。

4 结语

由于其独特的优势，竹浆造纸已成为家庭用纸的重要来源。在生产实践中，必须了解其原料特性，充分利用竹纤维的优势，避免竹浆的不利因素，进行竹浆造纸的生产、销售，生产类似于针叶木浆制成的高质量竹浆生活用纸的产品。

图3 酶用量对浆粕粘度的影响

本以造纸竹浆为原料，首先探讨造纸浆和溶解浆的物理化学性质的区别，进行物化性能分析，并从微观的角度，对纤维素晶体结构进行检测表征。其次对其进行了碱抽提处理并探索其工艺条件，并用于溶解浆的制备，从而改善浆粕纤维的性能，为粘胶纤维提供优质的浆粕。酶处理对于反应性能、降低粘度的效果，从而确定了由竹浆造纸浆直接制备溶解浆研究的整个工艺条件和方法。酶用量对提高浆料反应性能有很大的影响。在浆料的浓度为3%，磷酸盐缓冲液调节pH=6，处理的温度选为50℃，浆料的反应性能随着纤维素酶用量的增加不断提高。

[1]范磊乐.竹浆造纸性能及本色生活用纸生产实践[J].中华纸业，2019，40（10）：24-27.

[2]徐永建，杜鑫，岳小鹏.造纸黑液流变特性研究进展[C]//中国造纸学会学术年会，2018：343-347.

[3]沈葵忠，房桂干，林艳.中国竹材制浆造纸及高值化加工利用现状及展望[J].世界林业研究，2018，31（3）：68-73.

[4]岳小鹏，杜鑫，徐永建.高温高浓竹浆黑液流变性及膨胀性研究[J].陕西科技大学学报，2017，35（6）：1-5.

[5]本刊讯.竹浆纸工艺创新引爆全国造纸行业新发展[J].纸和造纸，2016，35（8）：53.

[6]刘晶，马迅，殷艳飞，等.配方设计法在造纸法再造烟叶外加纤维配比研究中的应用[J].纸和造纸，2016，35（6）：20-23.

[7]四川省竹浆生活用纸生产加工情况与发展规划（摘）[J].纸和造纸，2016，35（6）：55-58.

[8]林世敏.竹浆造纸[J].广西林业，2016（4）：35-36.

[9]施英乔，丁来保，盘爱享，等.竹浆废水污染特征及其处理[J].造纸科学与技术，2015，34（4）：81-85.

[10]王翔.竹造纸固体废弃物制备功能性人造板研究初探[D].合肥：安徽农业大学，2014.

[11]胡忠宇.竹浆深度脱木素蒸煮同步留硅工艺优化及机理研究[D].西安：陕西科技大学，2014.

文章来源：《造纸科学与技术》 网址: http://www.zzkxyjs.cn/qikandaodu/2021/0207/340.html