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      麥草漿生物漂白改性技術(shù)

      2011-03-16 17:39:40崔紅艷
      天津造紙 2011年3期
      關(guān)鍵詞:木素木糖紙漿

      崔紅艷 劉 玉

      (山東輕工業(yè)學(xué)院,制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南,250353)

      麥草漿生物漂白改性技術(shù)

      崔紅艷 劉 玉

      (山東輕工業(yè)學(xué)院,制漿造紙科學(xué)與技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南,250353)

      近年來(lái),國(guó)際上對(duì)微生物分解木聚糖系統(tǒng)的研究日益關(guān)注,尤其是在紙漿漂白方面的應(yīng)用。本文大體分析了目前紙漿漂白方面所面臨的問(wèn)題,以及生物漂白作為一種環(huán)境友好型的漂白工藝被提出。介紹了生物漂白的定義及目的;列舉了目前用于紙漿漂白的微生物和酶;對(duì)紙漿生物漂白機(jī)理進(jìn)行了簡(jiǎn)單的闡述;另外介紹了木素生物降解的酶學(xué)機(jī)制,簡(jiǎn)述了木素過(guò)氧化物酶、錳過(guò)氧化物酶和漆酶作為木素降解酶用于紙漿漂白的作用機(jī)理;最后總結(jié)了生物漂白的發(fā)展過(guò)程及存在問(wèn)題。

      生物漂白 漂白機(jī)理 白腐菌 木素過(guò)氧化物酶 錳過(guò)氧化物酶 漆酶

      自1799年美國(guó)發(fā)明漂白粉(次氯酸鈣)后[1],國(guó)外用漂白粉漂白紙漿成為機(jī)制紙生產(chǎn)的主要漂白法;清朝末年,我國(guó)傳統(tǒng)手工紙生產(chǎn)中亦逐漸改用漂白粉或漂白粉精來(lái)漂白紙漿,使生產(chǎn)周期大大地縮短,但也帶來(lái)了因使用不當(dāng)造成纖維素氧化降解,紙?jiān)趦?chǔ)存和使用中發(fā)生返黃現(xiàn)象,使一部分高級(jí)手工紙的耐久性嚴(yán)重下降;19世紀(jì)出現(xiàn)用亞硫酸氫鹽、連二亞硫酸鹽漂白機(jī)械漿,到20世紀(jì),漂白進(jìn)入全新的發(fā)展階段,氧漂、堿抽提、二氧化氯以及多段連續(xù)漂白等,被認(rèn)為是發(fā)展方向;20世紀(jì)70年代開(kāi)始,對(duì)環(huán)保愈來(lái)愈關(guān)注,人們開(kāi)始探索新的高效環(huán)保的漂白技術(shù)和工藝。近20年來(lái)國(guó)外由于環(huán)境保護(hù)要求日益嚴(yán)格,機(jī)制紙生產(chǎn)已趨向用含氧漂白劑取代含氯漂白劑,開(kāi)發(fā)出氧氣漂白或稱“氧脫木素”,雙氧水(過(guò)氧化氫)漂白和臭氧漂白等新技術(shù)。80年代中期芬蘭生物學(xué)技術(shù)研究中心(VTT)和加拿大制漿造紙研究所(PAPRICAN)研究了生物漂白法[2]。

      在制漿過(guò)程中,木質(zhì)素被大量除去,殘余木質(zhì)素多以復(fù)合物形式存在[3]。因?yàn)榇藦?fù)合體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,所以常規(guī)漂白需大量漂劑才能被除去。但經(jīng)生物酶處理后,其間的LCC鍵被打斷,半纖維素被降解為低聚糖或單糖,也有少量纖維素被降解為纖維二糖或葡萄糖。此外,部分LCC中的木質(zhì)素分子變?yōu)樾》肿?。這樣,LCC分子變小,部分小分子LCC也溶出。未溶出的LCC中木質(zhì)素被更多地暴露出來(lái)。在相同漂劑用量時(shí),因暴露出的木質(zhì)素容易與漂劑反應(yīng)而被脫除,因此可提高漿料的白度。

      縱觀漂白技術(shù)的發(fā)展,最快的是氧脫木素,而臭氧、生物法則是剛剛起步,這些發(fā)展足以說(shuō)明,未來(lái)的漂白工業(yè)可以做到低污染甚至無(wú)污染,做到清潔生產(chǎn)。

      1 紙漿生物漂白技術(shù)介紹

      生物漂白就是利用微生物或其產(chǎn)生的酶與紙漿中的某些成分作用,形成脫木素或有利于脫木素的狀況,并改善紙漿的可漂性或提高紙漿白度的過(guò)程。

      生物漂白的目的,主要是節(jié)省化學(xué)漂劑,改善紙漿的性能以及減少漂白污染。

      生物漂白法對(duì)操作環(huán)境等要求較高,且處理時(shí)間長(zhǎng),但一旦工藝成熟,即可成為無(wú)污染漂白的生力軍。

      2 用于紙漿漂白的微生物和酶

      2.1 用于紙漿漂白的微生物有:真菌、放線菌和細(xì)菌

      真菌能把木質(zhì)素徹底降解為CO2和H2O。降解木質(zhì)素的真菌主要分為三類:白腐菌、褐腐菌和軟腐菌。白腐菌在木質(zhì)素的生物降解中占有十分重要的地位,白腐菌多數(shù)是擔(dān)子菌,少數(shù)為子囊菌,黃孢原毛平革菌是研究最多的木質(zhì)素降解菌[4]。

      木質(zhì)素被降解的關(guān)鍵是黃孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)產(chǎn)生的胞外木質(zhì)素過(guò)氧化物酶系的作用。該酶系包括木質(zhì)素過(guò)氧化物酶(Lignin peroxidase,簡(jiǎn)稱 Lip)、錳過(guò)氧化物酶(Mndependent peroxidase,簡(jiǎn)稱 MnP),除此之外,還有蟲(chóng)漆酶、HRP、CDH 等酶類。 云芝(Corilus versicolor)是一種非常重要的白腐菌,對(duì)木質(zhì)素的降解能力較強(qiáng)。在云芝的木質(zhì)素降解過(guò)程中,漆酶活力較高而木素過(guò)氧化物酶、錳過(guò)氧化物酶活力較低,它們對(duì)木質(zhì)素的降解率比黃孢原毛平革菌提高近一倍,漆酶在云芝的木質(zhì)素降解過(guò)程中起非常重要的作用。

      培養(yǎng)條件如碳源、氮源、pH值、溫度對(duì)白腐菌降解硫酸鹽木質(zhì)素的作用有明顯影響。在白腐真菌胞內(nèi),除含有利用H2O2的過(guò)氧化物酶系外,還分泌利用O2的多酚氧化酶系,主要為漆酶(laccase),該酶需要依賴氧和助劑的存在才能有明顯的脫甲氧基和脫木質(zhì)素作用。

      2.2 用于紙漿漂白的酶主要有兩類:半纖維素酶(Hemicellulase)和木素降解酶(Ligninase)

      半纖維素酶包括聚木糖酶(Xylanse)和聚甘露糖酶(Mannanase);木素降解酶主要有木素過(guò)氧化物酶 (Lignin peroxidase)、 依賴錳過(guò)氧化物酶(Manganese peroxidase)和漆酶(Laccase)。

      3 紙漿生物漂白機(jī)理

      細(xì)菌對(duì)木素降解能力表現(xiàn)在它們對(duì)白腐菌降解木素的中間產(chǎn)物的利用,主要是放線菌和鏈霉菌,放線菌以分支菌絲生長(zhǎng),與絲狀真菌相似,能穿過(guò)木質(zhì)纖維培養(yǎng)基。鏈霉菌在降解木素的同時(shí)也大量降解纖維素等碳水化臺(tái)物,為其生長(zhǎng)提供碳源。與白腐菌不同的是,它們?cè)诔跫?jí)代謝階段,通過(guò)脫甲基芳環(huán)斷裂和木素單體側(cè)鏈氧化等途徑降解木素。細(xì)菌降解木素以對(duì)木素大分子或單元結(jié)構(gòu)的修飾為主,很少能直接使木素分子降解為CO2很多細(xì)菌能夠降解很多種類的木素模型化合物,然而,細(xì)菌不能直接降解木材或木材細(xì)胞壁內(nèi)部的縮合型木素。

      對(duì)一種末命名的耐熱放線菌EM(電子顯微鏡)研究表明,它能降解樺木纖維細(xì)胞壁,該放線菌的菌絲能夠在細(xì)胞次生壁中發(fā)育,形成明顯的細(xì)胞壁分離區(qū)域特征,降解區(qū)域從放線菌細(xì)胞向周圍的胞間纖維呈放線狀分布,細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)逐漸變薄,這表明放線菌能降解木素。

      子囊菌綱能在潮濕環(huán)境中作用木質(zhì)纖維,產(chǎn)生孔隙,在一定條件下,也攻擊在胞腔內(nèi)與菌絲接觸的次生細(xì)胞壁。EM觀察表明,當(dāng)菌絲穿透S2層并形成孔隙后,在次生壁降解位點(diǎn)發(fā)生碳水化合物溶解的現(xiàn)象。大量的超微結(jié)構(gòu)研究表明在木材纖維S1層也會(huì)出現(xiàn)孔隙現(xiàn)象,隨著微菌絲或微細(xì)菌絲(大約0.5μm)從胞腔內(nèi)進(jìn)入S2層后會(huì)形成一種新的T-形分枝。木素類型和含量的微分布對(duì)孔隙的形成與擴(kuò)大有很大的影響。當(dāng)子囊菌和半知菌絲穿透胞間層區(qū)域后,由于木素含量較高的S2層可起一種屏障的作用(如胞間層區(qū)域),抑制孔隙的形成,導(dǎo)致在橫截面上形成一種“半月形”孔現(xiàn)象。

      高等子囊菌對(duì)細(xì)胞壁有兩種主要的降解形式:①?gòu)陌g層向細(xì)胞腔內(nèi)侵蝕,但胞間層并不降解,②侵蝕首先發(fā)生在細(xì)胞腔內(nèi)壁,然后向次生細(xì)胞壁S2層發(fā)展,這類侵蝕常導(dǎo)致一種不規(guī)則孔洞的形成。

      高等子囊菌對(duì)紫丁香基型木素有效強(qiáng)的降解能力,闊葉木細(xì)胞壁中有較高含量的紫丁香基型木素;高等子囊菌對(duì)愈創(chuàng)木基型木素分子的選擇性降解能力較小,這也反映了在自然環(huán)境條件下,高等子囊菌對(duì)裸子植物細(xì)胞壁降解程度較低的原因。

      白腐菌是自然界中唯一一類具有獨(dú)立降解木素能力的微生物。對(duì)細(xì)胞角區(qū)域木素的選擇性降解是白腐菌的一個(gè)較普遍現(xiàn)象,而在缺乏木質(zhì)化的細(xì)胞角區(qū)域,多糖的降解優(yōu)先于木素的降解。TEM觀察結(jié)果符合一種非酶降解過(guò)程的假設(shè),非酶降解常被認(rèn)為是木素降解的最初過(guò)程,只有細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)受到較深程度的降解時(shí)才會(huì)形成降解圈。在細(xì)胞壁差異降解過(guò)程中,S3或S2層結(jié)構(gòu)仍完好,但細(xì)胞腔體積減少了。

      4 木素生物降解的酶學(xué)機(jī)制

      聚木糖酶的助漂機(jī)理:聚木糖酶的助漂機(jī)理目前在學(xué)術(shù)界尚有爭(zhēng)議,可能的解釋有兩種:(1)聚木糖酶作用于漿中存在的半纖維素,使其主鏈斷裂,導(dǎo)致纖維細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部疏松,從而有利于進(jìn)一步脫除殘余木素和降低漂劑用量;

      (2)聚木糖酶處理紙漿主要是利用內(nèi)切聚木糖酶降解、溶出回吸到紙漿纖維上的聚木糖,提高纖維表面的通透性和木素的可及度,使漂白處理時(shí)漂劑易于與殘余木素作用,從而有利于殘余木素的溶出。

      對(duì)麥草漿的研究表明,木聚糖酶的助漂作用是由于纖維中木聚糖的降解而引起的,木聚糖酶的作用是通過(guò)水解半纖維素以增加木素的溶出,而非直接作用于木素。

      木聚糖酶在漂白中的作用機(jī)理有如下三種解釋[12]:Ⅰ:木聚糖酶降解木聚糖的同時(shí)破壞了LCC聯(lián)接,從而有利于這部分木素的脫除;Ⅱ:木聚搪酶通過(guò)水解部分被吸回的木聚糖可使殘余木素暴露出來(lái),使得化學(xué)藥品容易與殘余木素發(fā)生作用,從而達(dá)到脫木素的目的;

      (3)通過(guò)降解紙漿纖維中的半纖維素,使得纖維細(xì)胞壁變得疏松,從而使木素容易抽提出來(lái)。

      直接催化木素大分子修飾與降解的主要酶類:

      木素過(guò)氧化物酶是一種胞外酶,最先在白腐菌Phanerochaete chrysosporium磨木木素培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn),被認(rèn)為是P.C木素降解酶系統(tǒng)中最主要的組分,木素過(guò)氧化物酶預(yù)處理能增加殘余木素中的紫丁香基結(jié)構(gòu)單元、對(duì)經(jīng)苯基、甲氧基、酚羥基以及小分子質(zhì)量木素的降解溶出,增強(qiáng)木素的反應(yīng)活性,為H2O2漂白提供了有利條件,可強(qiáng)化漂劑與木素酚型結(jié)構(gòu)單元和紫丁香基結(jié)構(gòu)單元的反應(yīng),使得發(fā)色基團(tuán)、助色基團(tuán)減少,木素溶出量增加,溶出木素分子質(zhì)量明顯增大,紙漿白度提高,結(jié)晶度增加。木素過(guò)氧化物酶以低濃度的H2O2為氧化劑,經(jīng)歷一個(gè)雙電子氧化步驟和兩個(gè)單電子還原步驟,使非酚型木素分子氧化成為陽(yáng)離子游離基,游離基再進(jìn)行一系列非酶反應(yīng)導(dǎo)致脂肪族側(cè)鏈和芳香環(huán)斷裂,特別是使非酚型木素模型物中β-1和β-O-4結(jié)構(gòu)中的Cα-Cβ鏈斷裂,木素大分子中富含β-1和β-O-4結(jié)構(gòu),這也就是普遍認(rèn)為木素過(guò)氧化物酶在木素生物降解中起十分重要作用的原因。

      木質(zhì)素模型化合物的Cα-Cβ斷裂現(xiàn)已基本確定,通過(guò)單電子轉(zhuǎn)移機(jī)制,LiP催化氧化β-1非酚型木質(zhì)素模型化合物為其芳香正離子自由基,經(jīng)Cα-Cβ斷裂形成3,4-二甲氧基苯乙醇自由基和質(zhì)子化形式的藜蘆醛。木素過(guò)氧化物酶有5種氧化狀態(tài),自然狀態(tài)的木素過(guò)氧化物酶含有高旋的FeⅢ。被H2O2氧化失去兩個(gè)電子形成LiPⅠ (氧帶鐵卟啉環(huán)自由基),LiPⅠ經(jīng)單電子還原形成LiPⅡ (氧帶鐵葉琳環(huán)),再經(jīng)一次單電子還原后,LiPⅡ回到酶原初狀態(tài),從而完成了整個(gè)催化循環(huán)。

      如果LiPⅡ跟過(guò)量的H2O2反應(yīng),則生成催化性能較低的 LiPⅢ(FeⅡ-O2-·P)或(FeⅡ-O2P)

      錳過(guò)氧化物酶在木素生物降解過(guò)程中起著十分關(guān)鍵的作用,特別是在木素大分子降解的初始階段。錳過(guò)氧化物酶氧化Mn(Ⅱ)形成Mn(Ⅲ),然后Mn(Ⅲ)氧化酚型木素低聚體或單體,Mn(Ⅲ)能夠?qū)⒚傅鞍走€原到原初狀態(tài),完成整個(gè)催化循環(huán)圈。Mn(Ⅲ)在氧化酚型底物前必須和一種螯合劑結(jié)合,如Mn(Ⅲ)+絡(luò)合物是一種自由的可擴(kuò)散氧化因子,有機(jī)酸如丙二酸、丙酮酸、蘋(píng)果酸是一種較好的螯合劑。錳過(guò)氧化物酶存在的一個(gè)特征是在白腐菌細(xì)胞膜外以及白腐菌的木質(zhì)纖維細(xì)胞壁S3或S2層出現(xiàn)典型的氧化錳結(jié)晶。

      MnP以在木素中廣泛存在的Mn2+為酶反應(yīng)底物,循環(huán)始于含有Fe3+的酶與H2O2或有機(jī)過(guò)氧化物結(jié)合形成鐵過(guò)氧化物聯(lián)合體,同時(shí)亞鐵血紅素上的2個(gè)電子轉(zhuǎn)移到過(guò)氧化物的雙氧鍵上,使其斷裂釋放出1分子H2O,并形成活性氧絡(luò)合Fe4+卟啉聯(lián)合體-MnP-CompoundⅠ;接著由一個(gè)螯合的Mn2+作為電子供體將MnP-CompoundⅠ還原為MnP-CompoundⅡ,自身被氧化為Mn3+;隨后MnP-CompoundⅡ再被一個(gè)螯合的Mn2+還原回原型,完成該循環(huán),放出2個(gè)分子H2O。Mn3+通過(guò)螯合作用與有機(jī)酸(如草酸、丙二酸、蘋(píng)果酸等)結(jié)合形成穩(wěn)定的高氧化還原電勢(shì),螯合的Mn3+作為可擴(kuò)散的氧化還原介質(zhì)氧化苯酚、甲氧基芳香族化合物、硝基/氯代芳香族化合物和有機(jī)酸。另外,MnP對(duì)高濃度的H2O2敏感,易被氧化為無(wú)活性的氧化態(tài)CompoundⅢ。

      漆酶作為木素降解酶用于紙漿漂白的研究是最晚的[12],但發(fā)現(xiàn)卻最早,早在1883年人們就發(fā)現(xiàn)了漆酶與木素生物降解關(guān)系密切,但長(zhǎng)期以來(lái)一直未能應(yīng)用于紙漿的漂白中,因?yàn)樗难趸€原勢(shì)較低(300~800mV),只能氧化降解酚型木素結(jié)構(gòu),而對(duì)植物木素結(jié)構(gòu)占90%的非酚型結(jié)構(gòu)卻不能氧化降解。從1990年發(fā)現(xiàn)漆酶在傳遞電子的介體(ABTS)幫助下具有氧化非酚型的木素模型化合物以后,吸引了許多科學(xué)家研究漆酶的紙漿生物漂白。包括兩種反應(yīng):一是在氧存在下,介體被漆酶氧化,氧還原成水;二是氧化了的介體對(duì)木素的氧化,介體在這個(gè)過(guò)程中充當(dāng)了傳遞電子的郵差角色。

      漆酶催化的木素分子降解反應(yīng)不需要H2O2參與[13],因此,一般認(rèn)為漆酶催化反應(yīng)是木素大分子降解的啟動(dòng)步驟之一。漆酶催化氧化機(jī)制主要表現(xiàn)在底物自由基的生成和漆酶分子中4個(gè)銅離子的協(xié)同作用。當(dāng)漆酶催化酚類(如氫醌)氧化時(shí),首先是底物氫醌向漆酶轉(zhuǎn)移1個(gè)電子,生成半醌-氧自由基中間體。其次是不均等非酶反應(yīng),2分子半醌生成1分子對(duì)苯醌和1分子氫醌。氧自由基中間體還能轉(zhuǎn)變成碳自由基中間體,自身結(jié)合或相互偶聯(lián),產(chǎn)物中除醌外還有聚合物和C-O、C-C偶聯(lián)產(chǎn)物。氧氣存在下,還原態(tài)漆酶被氧化,氧氣被還原成水。漆酶催化底物氧化和對(duì)氧氣的還原是通過(guò)4個(gè)銅離子協(xié)同地傳遞電子和價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)的。

      5 生物漂白的發(fā)展過(guò)程及存在問(wèn)題

      在1986年國(guó)際制漿造紙工業(yè)生物技術(shù)研討會(huì)上,芬蘭科學(xué)家viikari等首次報(bào)道了用聚木糖酶預(yù)處理松木和樺木硫酸鹽漿,能改善其漂白性能,減少氯氣的用量,提高紙漿的白度,吸引許多人研究半纖維素酶的漂白作用,在短短幾年內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化的過(guò)程。1989年,在芬蘭一日產(chǎn)l000t的工廠里首次進(jìn)行硫酸鹽漿聚木糖酶輔助漂白的生產(chǎn)試驗(yàn)并取得成功,使氯的消耗降低25%~30%。1992年,Scott公司在西班牙的日產(chǎn)410t亞硫酸鹽漿廠進(jìn)行用聚木糖酶代替氯漂白的工廠試驗(yàn),采用X(EOP)D(EP)D漂序,成功地生產(chǎn)出白度高達(dá)88%ISO的亞硫酸鹽桉木漿。

      隨著聚木糖酶在紙漿漂白中的應(yīng)用,人們開(kāi)始發(fā)現(xiàn)聚木糖酶對(duì)針葉木漿和闊葉木漿的輔助漂白有許多優(yōu)點(diǎn),(1)提高白度,聚木糖酶可以改善后續(xù)漂白化學(xué)藥品的漂白效率,從而獲得更高的紙漿白度;(2)節(jié)約化學(xué)藥品,獲得相同的漂終白度,有酶處理的漂白流程中所需的化學(xué)藥品就比沒(méi)有酶處理的要少;(3)減少AOX和二噁瑛:聚木糖酶進(jìn)行輔助漂白,可以減少氯和二氧化氯的用量,因而也就可以減少所排放廢水的AOX的含量,減少由于二氧化氯供應(yīng)不足對(duì)漂白的限制。

      聚木糖酶輔助漂白的發(fā)展趨勢(shì)是培育出具有高溫和堿性環(huán)境下穩(wěn)定且顯示生物活性的酶 (因?yàn)榱蛩猁}漿在蒸煮后的溫度高達(dá)95~100℃,pH值為12~13或更高,而且這種條件在氧脫木素的整個(gè)過(guò)程中基本不變)。為了能使酶在蒸煮或是氧脫木素并洗滌后直接加人到漿中而不需要降低漿的溫度和pH值,這就需要木聚糖酶具有耐高溫和堿性的能力。耐熱耐堿的聚木糖酶可以直接加入到蒸煮且洗滌后的漿中進(jìn)行輔助漂白,這樣既可以節(jié)能降耗,還可以降低原本需要用來(lái)調(diào)節(jié)pH值的化學(xué)藥品的成本。

      由于微生物(如白腐菌)具有降解或選擇性降解木素的能力,因此最初人們希望通過(guò)微生物的處理來(lái)去除紙漿中的殘余木素,達(dá)到漂白效果,或者減少化學(xué)漂劑的用量,減輕有毒有機(jī)物對(duì)環(huán)境造成的污染,1979年,美國(guó)科學(xué)家Kirk和Yang報(bào)道,用白腐菌Phanerochaete chrysosporium直接處理硫酸鹽紙漿,接著進(jìn)行堿抽提,發(fā)現(xiàn)漿中部分木素被降解,雖然沒(méi)有直接的漂白效果,但可減少其后漂白用氯量27%,1989-1990年,加拿大Paice等人系統(tǒng)地研究了白腐菌Trametes versicolor對(duì)硫酸鹽漿的漂白條件與效果,發(fā)現(xiàn)該菌在3~5d內(nèi)能使闊葉木硫酸鹽漿中的殘余木素出現(xiàn)較大的下降,漿的白度能提高15%ISO,但對(duì)針葉木硫酸鹽漿卻無(wú)明顯的漂白效果,1997年,日本的A Nezamoleslami和Kyoji Suzuki等人用白腐菌P.chrysosporium處理中國(guó)紅麻皮和日本紅麻皮soda-AQ漿,在FEP無(wú)氯漂白中,紙漿的白度、不透明度、得率和強(qiáng)度性能均大大優(yōu)于傳統(tǒng)的CEH漂白。

      白腐菌用于紙漿漂白有4個(gè)特點(diǎn):(1)能徹底降解木素生成C02,而細(xì)菌至多將20%木素碳轉(zhuǎn)化為CO2;(2)木素降解主要是氧化反應(yīng),產(chǎn)物中不出現(xiàn)木素單體;(3)木素降解本身不提供菌生長(zhǎng)所需的碳源和氮源,需提供另外的碳源和氮源;(4)漂白后紙漿的白度及其它物理性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的化學(xué)漂白方法,漂白廢液污染負(fù)荷大大降低,化學(xué)品的消耗明顯降低。

      白腐菌漂白也存在不少問(wèn)題:漂白時(shí)間長(zhǎng),目前,利用白腐菌漂白的最短時(shí)間是3天,這對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)來(lái)說(shuō)還有待改善;連續(xù)化培養(yǎng)生產(chǎn)各種白腐菌的生物反應(yīng)器尚待進(jìn)一步研究和改善;不同的漿種,需要不同種類的白腐菌才能達(dá)到最佳漂白效果,白腐菌菌種的選育、篩選、培養(yǎng)和工業(yè)化生產(chǎn)也是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。

      白腐菌漂白紙漿的作用機(jī)制尚待進(jìn)一步研究,目前,白腐菌用于紙漿漂白在國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有工業(yè)化,而實(shí)驗(yàn)室研究一直在不停地進(jìn)行,一旦白腐菌漂白紙漿的作用時(shí)間縮短,以及其它問(wèn)題得到妥善解決,白腐菌漂白紙漿實(shí)現(xiàn)工業(yè)化最終將成為現(xiàn)實(shí)。

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      2011-6-22

      崔紅艷(1985-),女,

      制漿造紙專業(yè)在讀研究生;

      研究方向:紙漿造紙綠色化學(xué)與生物質(zhì)資源化利用;E-mail:chy4618@163.com

      通訊地址:山東省濟(jì)南市西部新城大學(xué)科技園

      山東輕工業(yè)學(xué)院

      郵編:250353

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