[发明专利]造纸工艺中化学效率的提高

说明书

一种在造纸系统中提高化学添加剂的化学效率的方法，其包括以下步骤：提供浓纸浆，所述浓纸浆包括可溶性木质素、工艺用水和基于浓纸浆的总重量至少约2重量％的纤维素纤维，并添加至少一种漆酶和至少一种有机聚合物到浓纸浆中以减少其中可溶性木质素的量。所述有机聚合物选自阳离子聚合物、非离子聚合物及其组合。

相关申请的交叉引用

本申请要求2017年10月3日递交的美国临时申请号62/567,524的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及一种用于提高造纸系统中化学添加剂效率的方法。更具体地，所述方法通过使用漆酶和第二组分减少了造纸系统的工艺水中的可溶性木质素的量。

背景技术

所提出的解决方案满足了造纸商的以下需求：在各种系统例如高度或完全封闭的再生纸板厂中最大化化学添加剂的效率；使淡水消耗最小化；和使废水排放最小化。添加剂化学效率下降的问题是普遍的。淡水资源的匮乏以及使用淡水和排放废水的成本不断增加，促使造纸商减少淡水消耗量和回收工艺用水。如今，许多再生纸板(RLB)厂每生产1吨纸，消耗5立方米或更少的淡水。

水中溶解的杂质量可能成倍增长，并在造纸生产中引起许多问题。这些问题包括沉积物的形成、气味的增加以及高水平的VFA、COD和电导率。溶解组分和胶体组分水平的增加损害了化学添加剂例如增强、助留和助滤聚合物、上浆剂等的效率。因此，造纸商必须增加化学添加剂的消耗。但是，在某些时候，聚合物负载的增加无助于达到理想的性能，尤其是在全封闭纸厂中。

原生纸板厂虽然比循环纸板厂消耗更多的淡水，但仍然面临着同样的化学效率降低的问题。在许多原生纸板厂中，化学添加剂无法很好地发挥作用，在某些情况下甚至根本无法发挥作用。

化学添加剂例如助留和助滤聚合物、干增强剂、上浆剂和废水处理聚合物的效率会随着阴离子杂质的去除而增加，更具体是随着可溶性木质素物质的去除而提高。

除纤维素和半纤维素外，木质素也是木材的主要组分之一。木质素是天然的、高度芳族的和疏水的聚合物。对于印刷级纸张的生产，大多数木质素通过硫酸盐制浆被分解并从纤维素中去除。通过一系列的漂白和洗涤步骤进一步减少了木质素的额外量。但是，对于生产包装纸等级，使用其他纸浆来源。这些包括原生纸浆、机械纸浆、半化学机械纸浆和再生纤维，例如OCC(旧瓦楞纸箱)等。这些低级纸浆可能包含大量的木质素。

造纸商已经使用聚合物或酶及其组合来提高所生产纸张的质量，例如干增强聚合物。例如，US 9,663,899 B2描述了用于造纸应用的包含漆酶、脂肪酶和阳离子固定聚合物以及任选存在的漆酶活化剂的组合物。该专利教导了通过将酶和聚合物应用于木质纤维素纤维来提高干强度。

US 8,454,798 B2描述了一种制造纸或纸板的方法，该方法通过在纸形成之前将包含酶和阳离子凝结剂的组合物施加到造纸纸浆中，以典型地改善滤水、留着或两者。主要的酶是纤维素酶。使用的其他酶是半纤维素、果胶酶、β-葡聚糖酶、CMC酶、淀粉酶、葡糖苷酶、半乳糖苷酶、脂肪酶、蛋白酶、漆酶或其组合。阳离子凝结剂包括阳离子有机聚合物凝结剂和无机阳离子凝结剂。

US 2014/0116635 A1描述了将酶和包括至少一种阳离子水溶性聚合物和两性水溶性聚合物或两者的聚合物应用于造纸纸浆。酶的列表包括纤维素酶和漆酶或两者。聚合物的列表包括乙醛化聚丙烯酰胺(GPAM)、聚乙烯胺(PVAm)、脱羧聚丙烯酰胺或二甲胺-表氯醇(EPI-DMA)或它们的组合。酶-聚合物处理的结果是通过环压试验(RCT)和瓦楞芯纸试验(CMT)测得干强度增加。

现有技术描述了用于改善木质纤维素纸质量的组合物或应用。现有技术处理存在于纤维中或纤维表面上存在的残留木质素和/或其他污染物。现有技术没有解决工艺用水的问题以及工艺用水对造纸工艺的影响。如果工艺用水的质量受到损害，则不管纤维中是否存在污染物，化学添加剂的效率都将受到影响。