[发明专利]一种提高纸张白度的方法及其在加工回用纸浆纤维中应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用生物酶提高纸张白度的方法及在加工回用纸浆纤维中应用，特别是通过内切纤维素酶和一种或几种酯解酶的复合来除去废纸回收利用中的油墨，酯解酶除去废纸回收利用中的其他有机污染物，从而来提高纸张的白度，进而提高纸张的质量。

背景技术

制浆造纸工业是国民经济的支柱产业之一，随着社会的进步，人们对纸的需求越来越大，对纸产品质量的要求也越来越高，因而造纸工业近年来在世界范围内得到了迅猛的发展。但作为一个规模庞大、涉及众多的行业，造纸工业的迅猛发展必然会带来一系列的资源能源消费和环境污染问题。对于目前所面临的原料短缺、污染严重和能源紧张问题，废纸回收和二次纤维的回用无疑是解决上述问题的一个重大举措，废纸作为一种二次纤维资源用于造纸生产，已成为制浆造纸纤维原料中的重要来源，废纸在制浆造纸工业中将发挥越来越重要的作用。提高白度可以通过两个方法实现，一：减少废纸中的油墨含量。二：去除废纸中的其它有机污染物。

但脱墨工艺存在难点：某些纸种白度要求比较高；油墨品种层出不穷；印刷技术日益提高。如果脱墨不佳，废纸上的油墨会在碎解过程中发生不可逆分离和沉积，再生浆抄成纸后会产生黑色斑点、白度较原纸大幅下降，达不到使用要求；纸机运转时会产生有机污染物粘网、粘辊、断头、施胶困难、运转性能下降和操作成本增加等问题；纸张表面洁净度和物理性能也会受到一定影响。

而酶法脱墨是解决脱墨难点的好方法，其主要有两种实现途径，一种是利用脂肪酶水解油基油墨载体，达到油墨和纤维分离的目的：另一种是利用纤维素酶和半纤维素酶，这两种酶不会作用于油墨，但可以改变纤维的性能，酶处理废纸后可用浮选法将油墨除去，我们旨在利用内切纤维素酶和酯解酶的协同作用来提高脱墨效率。

有机污染物除油墨外，还包含：粘合剂、涂料、粘结剂和其它材料的粘性聚合物，他们在循环造纸过程中形成。因此有机污染物主要关系到利用再生纸张的造纸过程。

有机污染物存在于纸浆中，易于沉积在加工设备和表面上，这会导致维护方面的问题和生产效率的低下。就此而言，我们要重点关注有机污染物。

 有机污染物是水不溶性的，且往往引起聚集并沉积至造纸设备的各种部件上，由此造成纸张质量问题，使纸幅断裂，并且为了清洗设备而采取昂贵的停工。如有机污染物沉积在成纸的毛毯上，使得从形成纸幅的排水不太有效。

旧新闻纸、旧报纸、旧杂志以及旧箱板纸的常规回用是现在造纸工业中的常用二次纤维原料，这是因为许多含纸张产品具有一部分含在纸制品中的回用纤维。因此造纸厂需要对纸产品进行回用。然而，为了形成能够用于纸产品中的纤维，纸产品的回用通常需要另外的处理步骤。

一般而言,常规回用的第一步骤是：用水将纸张分离成单独的纤维，形成纸浆液，随后通过各种处理步骤（如筛选、离心净化、洗涤、浮选等）的组合从纤维中除去油墨和污染物。

筛选和离心净化步骤除去了较大的污染物如订书针、塑料等。洗涤和浮选步骤的主要目的是使污染物溶解或者悬浮于水中，并从水中除去这些污染物。在以上过程中需要添加一种或者几种表面活性剂和苛性碱，这是为了促进污染物从纤维中溶解和分离出来。一旦使用苛性碱试剂，纤维就会发生一定程度的泛黄，因此需要对纤维进行漂白。通常将这些纤维与新鲜纤维混合，然后用于纤维性能适当的造纸过程中。利用脂解酶的帮助从纤维中分离并除去油墨，不会有碱处理对光泽产生的负面作用，与此同时还利用浮选除去聚集的油墨颗粒。

回用纤维的成分和组成较复杂，回用配料可能会含有多达几十种的有机污染物，每个都具有自身的特性，来源可能包括下列中的任何一种：脱墨残余物、脱墨化学助剂、松香、沥青和涂布粘合剂。如果这些有机污染物沉至机器表面、织物、金属丝线、网毯和辊上，会产生如下问题，如：纸孔、纸片缺陷、高尘埃度和印刷断纸。这些沉积物每年会造成大量的停工时间，损失巨大。

目前，去除和控制浆料中有机污染物的方法主要有机械法和化学法。筛选、净化、洗涤、热分散和浮选等物理机械法能去除大部分的原生有机污染物。而化学法主要是通过化学吸附、改性、分散、固定、表面钝化等作用来达到控制有机污染物的目的。而酶由于具有高效性、专一性、对环境无污染性等优点，在制浆造纸领域中得到了越来越广泛的应用。有机污染物基本结构组分连接在一起的酯键，酯解酶能催化其断开，把有机污染物分解成较小的基本组分。而且酯键一旦断开，污染物的基本组分很难在系统中重新聚合。

发明内容

要解决技术问题