[發明專利]一種處理造紙白水用顆粒狀載體固定化雙酶的制備方法

在審

• 申請號: 201110008704.X
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102174505A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 何北海;劉凱;趙光磊
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12N11/10
• 分類號: C12N11/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于處理造紙白水的固定化生物酶，具體地說，是涉及一種處理造紙白水用顆粒狀載體固定化雙酶及其制備方法。

背景技術

我國造紙工業是一個正在經歷著從傳統工業向現代化工業轉型的重要產業。但同時，造紙工業對國家能源消耗和環境污染越來越嚴重。2006年，我國造紙工業對排放廢水總量約占工業總排放量的16％，COD排放量約占總排放量的33％。造紙工業的高耗水量和高污染問題已對我國能源安全和生態安全起到一種全局性的影響作用。隨著未來相當一段長時間內，造紙工業的快速發展對能源的消耗量會越來越大，發展新的造紙工業水循環利用技術和能源利用新技術已到刻不容緩的關頭。

在機械漿制漿漂白過程中，木材中的親脂性樹脂分散到水中形成膠體，它們與可溶性的半纖維素、低分子質量的木素、立格南和果膠類物質以及從原料和生產用水中引入的無機電解質等一起被稱為溶解物質和膠體物質(Dissolved?and?Colloidal?Substance，DCS)。這些DCS帶有很高的負電荷，稱為“陰離子垃圾”。這些陰離子垃圾造成紙漿的陽電荷需要量增加，影響濕部添加劑特別是陽離子助劑的作用效果。另外，白水中DCS的積累不但影響濕部化學品的使用效果，造成樹脂障礙或膠粘物沉積，而且還會有部分DCS保留在紙中，降低了紙張的物理性能和光學性能。

陰離子垃圾主要是果膠物質在過氧化氫漂白過程中產生的。果膠分子的基本結構是以α-(1-4)鍵合的半乳糖醛酸，其中部分羧基被甲基酯化。造紙過程中通常使用的助留劑是陽離子聚合物，它們所帶的正電荷可以對纖維、細小纖維、填料起到架橋作用。然而，漿料中的陰離子垃圾也能夠與陽離子聚合物聯接，這樣就會降低助留劑的效果。果膠質類物質等是陰離子垃圾的主要來源之一。果膠酶能夠破壞糖苷鍵，促進聚半乳糖醛酸降解，轉化為低聚合或單分子的半乳糖醛酸，果膠質的降解能降低白水的陽電荷需要量，提高陽離子聚合物的作用效果。因此，使用果膠酶對DCS進行處理，降解其中的果膠酸，可減少陰離子垃圾，提高陽離子聚合物的作用效率。

植物纖維原料中的樹脂成分是一些溶于中性有機溶劑的憎水性物質，這部分物質在造紙過程中會以多種形式沉積在設備表面，造成停機和紙質下降等問題，樹脂障礙一直是困擾以機械漿為原料紙廠生產的難題。樹脂的化學組成主要有脂肪酸、樹脂酸、甘油酸酯和一些不皂化物等。許多研究表明，樹脂中的甘油三酸酯是制漿造紙過程中產生樹脂障礙的主要有害組分。由于甘油三酸酯是非極性組分，在白水循環回用過程中很容易依靠范德華力粘附在一些憎水性的設備表面上，從而形成大量的樹脂沉積物。

雖然生物酶對白水中的陰離子垃圾以及樹脂類沉積物具有很好的分解作用，但目前的研究者都只是將生物酶一次性的加入到白水中，很少考慮到生物酶的回收利用，這樣必然會造成生物酶的浪費，提高了工廠處理白水的成本。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種處理造紙白水用顆粒狀載體固定化雙酶的制備方法，該固定化雙酶在持續保持較高酶活性基礎上，能大幅度去除造紙白水中陰離子垃圾和樹脂沉積物。

本發明目的通過如下技術方案實現：

一種處理造紙白水用顆粒狀載體固定化雙酶的制備方法，包括如下步驟：

(1)將殼聚糖粉末溶解在乙酸水溶液中，加熱至40-60℃使殼聚糖完全溶解，再將大孔樹脂加入到所述殼聚糖溶液中，反應1-10h，殼聚糖包覆在大孔樹脂上；將包覆殼聚糖的大孔樹脂加入到NaOH水溶液與無水乙醇的混合液中，在NaOH與無水乙醇的混合液中浸泡30-120min，抽濾得到殼聚糖包覆大孔樹脂顆粒，最后用去離子水充分洗滌至pH值為中性；所述殼聚糖與乙酸的質量體積比為1g∶1-5ml；殼聚糖與大孔樹脂的質量比為1∶1-10；NaOH水溶液中NaOH濃度為1-4mol/L；NaOH水溶液與無水乙醇的體積比為4-8∶1；

(2)將步驟(1)所得殼聚糖包覆大孔樹脂顆粒加入至質量濃度為0.0025-0.05％的戊二醛水溶液中，室溫下置于搖床中交聯反應10-60min后，用去離子水洗至中性，加入雙酶液，置于搖床中振蕩1-6h后，用去離子水洗去殘留雙酶液，冷藏備用；所述殼聚糖包覆大孔樹脂顆粒與雙酶液的質量體積比為1g∶2-10ml；雙酶液為按體積比1∶1-2混合的果膠酶與脂肪酶。

為進一步實現本發明目的，所述雙酶液優選為按體積比1∶1混合的果膠酶與脂肪酶。

所述戊二醛的純度優選為分析純。