[發(fā)明專利]用于改變和改善纖維性質(zhì)的纖維氧化酶組合物及造紙方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410368089.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104178474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王祥槐;謝焱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞辰星生物技術(shù)（廣州）有限公司
• 主分類號(hào): C12N9/88
• 分類號(hào): C12N9/88;C12N9/26;C12N9/24;C12N9/18;C12N9/16;C12N9/08;C12N9/04;C12N9/02;D21H17/00;D21H21/10
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 王園園

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于改變和改善纖維性質(zhì)的纖維氧化酶組合物及造紙方法和應(yīng)用，所述組合物包括以下組成：對(duì)纖維具有氧化功能的生物酶組分，所述生物酶組分為通過(guò)氧化還原反應(yīng)來(lái)改變纖維表面性質(zhì)的纖維氧化酶；和對(duì)纖維氧化酶具有增加催化活性的輔助組分，所述輔助組分為纖維氧化酶的反應(yīng)產(chǎn)物的清除劑；所述生物酶組分和輔助組分的重量比例為1:0.1?50。所述組合物處理紙漿時(shí)，不但紙張的強(qiáng)度性質(zhì)顯著增強(qiáng)，而且改善紙漿的濾水性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物酶和使用生物酶改善纖維物理化學(xué)性質(zhì)的技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種用纖維氧化酶改變和改善纖維表面性質(zhì)的組合物及造紙方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

中國(guó)造紙工業(yè)在2000-2010年間連續(xù)10年保持高增長(zhǎng)率，到2011年我國(guó)紙及紙板的生產(chǎn)量和消費(fèi)量均超過(guò)1億噸，均居世界第一位。紙或紙板的組成原料主要是纖維，由于制漿、造紙需要大量的原料，而且對(duì)環(huán)境有一定的影響，目前世界各國(guó)造紙行業(yè)都在壓縮制漿生產(chǎn)，以保證森林資源，加上國(guó)內(nèi)原料林基地建設(shè)遲緩，供材有限，而非木漿發(fā)展受到清潔生產(chǎn)新技術(shù)開(kāi)發(fā)滯后的影響，中國(guó)造紙工業(yè)發(fā)展面臨的資源、能源和環(huán)境的約束日益突顯。

目前，中國(guó)造紙企業(yè)近80％的生產(chǎn)原料為非木纖維的原料，其中約70％為回收纖維和10％為草漿、蘆葦漿和甘蔗渣漿等。這些原料的纖維本身很多性能遠(yuǎn)比木纖維差，而且其表面活性低，纖維之間的結(jié)合力差，由此帶來(lái)很多生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題。

例如，為使產(chǎn)品的物理指標(biāo)滿足要求，造紙企業(yè)目前采用的辦法是：

(1)增加產(chǎn)品的定量，增加紙張密度；此方法的缺點(diǎn)是增加生產(chǎn)成本，浪費(fèi)資源；

(2)增加磨漿，提高纖維表面分絲帚化，提高紙張強(qiáng)度；此方法的缺點(diǎn)是能耗高，降低制漿的游離度，降低纖維得率和增加烘干能耗；

(3)使用干強(qiáng)劑/濕強(qiáng)劑等化學(xué)品，例如使用陽(yáng)離子淀粉、陰離子淀粉、羧甲基纖維素鈉、聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺，以及低分子量陽(yáng)離子聚合物等，來(lái)增加紙漿的脫水性能或強(qiáng)度，此方法的缺點(diǎn)是成本高，鈍化纖維，對(duì)造紙水系統(tǒng)循環(huán)不利，增加COD排放；和

(4)提高木纖維漿料比例，此方法缺點(diǎn)是成本高，增加進(jìn)口原料的依賴性。可見(jiàn)，這些方法有多方面的問(wèn)題，制漿造紙工業(yè)目前迫切需要一種高效的方法來(lái)解決這些難題。

早在上世紀(jì)六十年代,人們開(kāi)始研究使用生物酶來(lái)改變紙漿和改善造紙。1986年努等人報(bào)道了木聚糖酶對(duì)漂白化學(xué)漿的酶法打漿作用(Noe P.et al.,Action ofxylanases on chemical pulp fibers,J.Wood Chern.Techno.,6:167,1986)。近一二十年來(lái)，人們對(duì)生物技術(shù)在制漿造紙工業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究，研究范圍幾乎涉及了制漿造紙工業(yè)的各個(gè)方面(Bajpai，Biotechnology for Pulp and Paper Processing，2012，Springer,ISBN 978-1-4614-1408-7)。美國(guó)專利US4,923,565，US5,110,412和US5,308,449提出使用纖維素酶或半纖維素酶提高造紙紙漿的脫水性。US5,725,732提出使用纖維素酶和半纖維素酶解決纖維的掉毛缺陷，US6,066,233建議用纖維素酶和果膠酶結(jié)合使用可通過(guò)紙漿的濾水性。美國(guó)專利US5,582,681提出用纖維素酶、半纖維素酶和脂肪水解酶等混合酶制劑提高衛(wèi)生紙的柔韌性。此外用纖維素酶、半纖維素酶處理紙漿，還可改善纖維壓縮性，使紙頁(yè)微孔性下降，密度提高，透明度提高。

造紙行業(yè)目前使用的所謂“纖維改性酶”都是利用纖維素水解酶，包括內(nèi)切纖維素酶和外切纖維素酶，對(duì)纖維的(-1,4苷糖鍵(b-1,4-linked D-glucose units)進(jìn)行水解反應(yīng)，逐步降解(depolymerization)成為較小分子量的多糖。應(yīng)用的結(jié)果顯示，纖維素水解酶對(duì)于降低磨漿能耗和提高網(wǎng)部脫水有一定的效果。但是，基于纖維水解酶的“打漿酶”技術(shù)有幾個(gè)極大弊病：