纖維素酶?在紙漿預(yù)漂白中的應(yīng)用
Fossum等人指出以木聚糖酶對(duì)硫酸鹽紙漿進(jìn)行預(yù)漂白是未來(lái)制漿和造紙工業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向。硫酸鹽制漿技術(shù)在加拿大制漿和造紙工業(yè)中占主導(dǎo)地位,應(yīng)用該技術(shù)不僅能生產(chǎn)出高強(qiáng)度的木材纖維,而且對(duì)所使用的化學(xué)藥品可以回收利用。
對(duì)于硫酸鹽紙漿,尤其是軟木的硫酸鹽紙漿,漂白難度較大,為使紙漿亮度達(dá)90%以上,必須使用大量的氯和含氯化合物(如次氯酸鈣、次氯酸鈉和二氧化氯)進(jìn)行漂白,這便帶來(lái)許多問(wèn)題:首先,該法對(duì)纖維素降解較為嚴(yán)重,從而降低了紙張強(qiáng)度;其次,漂白廢液中含有有毒的有機(jī)氯化物,它們是潛在的致癌物質(zhì),同時(shí)漂白廢液的COD值很高,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染;再者,漂白廢液對(duì)設(shè)備腐蝕也較嚴(yán)重,不利于水的循環(huán)利用。為減少污染物的排放,許多學(xué)者提出了一些改良方法或替代技術(shù),如用二氧化氯代替氯氣進(jìn)行漂白,使用含氧漂白,漂白廢液進(jìn)行生物處理等,然而這些方法也不盡如人意。使用含氧漂白(如過(guò)氧化氫、氧和臭氧)同樣也引起纖維素降解,導(dǎo)致紙漿得率低、粘度低及成紙機(jī)械性能差、費(fèi)用高等缺點(diǎn)。目前看來(lái),應(yīng)用木聚糖酶進(jìn)行預(yù)漂白前景最為樂(lè)觀。1986年,Chevalier等人[24]首次報(bào)道了木聚糖酶對(duì)硫酸鹽紙漿的漂白有增強(qiáng)作用。
木聚糖酶可以通過(guò)提高紙漿可漂性而減少氯的需用量,從而減輕了對(duì)環(huán)境的污染,并可提高成紙的白度,同時(shí)又降低了生產(chǎn)成本,因此越來(lái)越受人重視。北美和歐洲的許多造紙公司已將該技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐,結(jié)果表明可大大降低廢液中的有機(jī)氯含量,并且對(duì)紙漿強(qiáng)度無(wú)顯著影響。目前,歐洲的6家大型造紙公司和加拿大的4家大型造紙公司都已將木聚糖酶預(yù)漂白作為常規(guī)技術(shù)應(yīng)用,不但提高了紙漿產(chǎn)量,同時(shí)也帶動(dòng)了木聚糖酶制劑市場(chǎng)的發(fā)展。未來(lái)的紙漿漂白技術(shù)是面向低氯和無(wú)氯漂白,而研究表明木聚糖酶能大大提高低氯和無(wú)氯漂白紙漿的可漂性。
Wong等人的工作揭示,應(yīng)用商品木聚糖酶CartazymesHS對(duì)白楊木的硫酸鹽紙漿進(jìn)行預(yù)處理可使紙漿最終亮度達(dá)95%,并且減少了18%的氯用量;加拿大的Canfor造紙公司應(yīng)用商品木聚糖酶Albuzyme10在pH5.5條件下對(duì)硫酸鹽紙漿預(yù)處理,結(jié)果使低氯漂白中的二氧化氯用量減少了16%,使漂白廢液中有機(jī)氯化物含量降低了14%;西班牙Miranda造紙公司應(yīng)用木聚糖酶CartazymesHS對(duì)一種桉樹(shù)的硫酸鹽紙漿進(jìn)行預(yù)漂白,最終使其亮度達(dá)到100%;Kopo-nen的工作[26]報(bào)道應(yīng)用一步過(guò)氧化物漂白(無(wú)氯漂白)并不能使鐵杉木的硫酸鹽紙漿達(dá)到規(guī)定亮度,但如用木聚糖酶預(yù)漂白,則最終可使其亮度達(dá)95%以上。可見(jiàn),木聚糖酶在低氯和無(wú)氯高白度紙漿生產(chǎn)中有其重要作用。
