新型果膠酶處理DCS物質(zhì)的研究

宋 迪

（濟南諾能生物工程有限公司，山東 濟南 250022）

一、概述

果膠酶是能夠分解果膠物質(zhì)的酶。果膠是由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1,4糖苷鍵聚合而成的多糖鏈。它存在于所有的高等植物中，在初生細胞壁和細胞間層沉積。

在處理白水的過程中，隨著循環(huán)次數(shù)的增加以及封閉循環(huán)程度的提高，白水中的有害物質(zhì)也在逐漸累積。白水中的溶解物和膠體物質(zhì)（DSC）對造紙和抄紙的化學影響最大的同時也最難處理的。在處理造紙白水過程中加入果膠酶，不僅破壞了糖苷鍵，降解了果膠質(zhì)類物質(zhì)，使其成為低聚合成或單分子的半乳糖醛酸，同時減少了陽離子電荷的需求量，增強了陽離子聚合物的絮凝作用。

本文主要對白水中的DCS加入了新型果膠酶進行處理，對比分析了酶處理前后白水中的DCS對陽離子聚合物的作用效果，得出了新型果膠酶對果膠類物質(zhì)的降解規(guī)律以及經(jīng)新型果膠酶處理后對白水中DCS穩(wěn)定性的影響。

二、材料與方法

2.1 實驗材料

楊木BCTMP；堿性果膠酶：濟南諾能生物工程有限公司。

2.2 實驗方法

2.2.1 DCS的制備

用蒸餾水將楊木BCTMP稀釋到1%，60℃的恒溫水浴條件下，100r/min攪拌1h，濃縮過濾到30%，重復此過程一次，將得到的濾液再稀釋新的BCTMP,在過濾濃縮后得到新的濾液，靜置24h，過濾，得到DCS水。

2.2.2 BCTMP紙漿的洗滌

BCTMP經(jīng)蒸餾水稀釋后過濾，再重復多次用蒸餾水稀釋過濾洗滌，使其電導率小于10μs/cm。

2.2.3 果膠酶處理DCS

將DCS水放入到水浴鍋中，100r/min進行攪拌，調(diào)節(jié)ph后，加入果膠酶溶液，處理一段時間后，煮沸。對照組選用失活的酶液。處理條件：酶量 100APSU/L(DCS 水 )，pH5.5， 溫 度55℃，時間8h。

2.2.4 測定方法

DCS水的陽電荷需要量用電荷滴定儀測定，聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDADMAC）是標準陽離子物質(zhì)。

采用濁度儀測定DCS及濾液的殘余濁度。

三、結(jié)果與討論

3.1 果膠酶處理DCS對CPAM助留效果的影響

圖1 果膠酶處理DCS對CPAM助留效果的影響

圖2 DCS果膠酶處理對濾液濁度的影響

圖3 CPAM用量對DCS穩(wěn)定性的影響

圖4 PEI用量對DCS穩(wěn)定性的影響

由圖1可知，通過與對照組相比較，加入果膠酶處理后的CPAM助流效果有明顯的提高，尤其是是在加入PEI后助流效果有所增強。在相同的CPAM加入量和相同PEI條件下，細小纖維的留著率增加。白水中的DCS經(jīng)過果膠酶處理后，果膠酸被降解，因而陽離子電荷的需求量也在逐步降低，這大大增強了PEI對于陰離子電荷的捕集作用。由圖可知，經(jīng)過0.4mg/g酶處理后的細小纖維留著率大于1.0mg/g對照組的細小留著率。所以，當白水中的DCS經(jīng)過果膠酶處理后，使用等量或較少的陽離子助劑亦可達到相同的處理效果。

DCS經(jīng)酶處理后，PEI和CPAM對膠體物質(zhì)的留著作用也增強，主要表現(xiàn)在濾液濁度明顯下降。通過圖1和圖2對比可知，細小纖維和DCS中膠體物質(zhì)的留著增加是一致的，即細小纖維留著率提高的同時，DCS中膠體物質(zhì)的留著也相應(yīng)增加。

3.2 果膠酶處理對DCS穩(wěn)定性的影響

由圖3可知，加入果膠酶后，降解了DCS中的果膠酸，陽離子電荷需求量因此降低。在經(jīng)過酶處理以后，當加入30mg/L CPAM時，DCS的濾液濁度只有5NTU，同時對照組則在加入60mg/L CPAM時，濾液濁度才降到5NTU。經(jīng)過酶處理后，在CPAM用量超過40mg/L時，濾液濁度有所上升，膠體部分穩(wěn)定性有所提高；對照組在CPAM用量超過80mg/L以后穩(wěn)定性重新提高。

由圖4可知，果膠酶處理后的DCS在低的PEI用量下就已經(jīng)完全失去了膠體穩(wěn)定性，過量的PEI容易造成DCS的重新穩(wěn)定同時接近未加入PEI時的穩(wěn)定水平。

由此可見CPAM和PEI對DCS絮聚的主要原因是白水中的陽離子電荷，DCS中果膠酸在果膠酶的作用下被降解，減少了陽離子電荷的需求量，因此DCS的絮凝速度有所提高。

結(jié)語

果膠酶能夠降解DCS中的果膠酸。DCS經(jīng)酶處理后，PEI和CPAM對膠體物質(zhì)的留著作用也增強，主要表現(xiàn)在濾液濁度明顯下降。細小纖維和DCS中膠體物質(zhì)的留著增加是一致的，即細小纖維留著率提高的同時，DCS中膠體物質(zhì)的留著也相應(yīng)增加。在白水中加入果膠酶處理后，減少了白水中的陰離子電荷，減少了陽離子聚合物的加入量的同時提高了細小纖維的留著率。

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