[发明专利]一种利用纤维素酶/氨基酸改性提升低木素含量废纸纤维强度的方法及该方法制得的纸张

说明书

本发明公开了一种利用纤维素酶/氨基酸改性提升低木素含量废纸纤维强度的方法及该方法制得的纸张。该方法包括：将废纸碎浆，制得浆料后，向浆料中添加纤维素酶及氨基酸，调节pH值为5‑8并在40‑60℃的条件下反应40‑70min；反应完成后用水洗涤直至滤液无色，进行打浆再抄纸。本发明用纤维素酶处理后使得纤维变得柔软可塑，再打浆更能显著改善纤维细纤维化，增加纤维之间的结合力，氨基酸中的氨基与纤维素上羟基以氢键力结合，将氨基酸接枝到纤维素链上使浆料中羧基含量增加，增大纤维的润胀能力。与未改性纤维相比，经纤维素酶/氨基酸处理后，纤维抄造成纸的物理性能得到很大提升，且该方法操作简便，绿色无污染，易于工业生产。

技术领域

本发明属于制浆造纸工程与生物工程交叉学科技术领域，具体涉及一 种利用纤维素酶/氨基酸改性提升低木素含量废纸纤维强度的方法及该方 法制得的纸张。

背景技术

根据中国造纸工业2017年度报告指出，2017年全国纸浆消耗总量为 10051万吨，较上年增长2.59％，这其中废纸浆就有6302万吨，占纸浆消 耗总量的63％，这足以说明废纸正在逐步成为我国造纸工业原料的重要来 源。因此提高废纸纤维的循环利用效率对节约自然资源、保护环境以及降 低能耗等具有重要作用。

办公室废纸、文化用纸等低木素含量废纸是废纸原料的重要组成部分， 约占总废纸原料的30％以上。但由于这类废纸木素含量低导致其纤维改性 效果不佳，存在纤维间结合能力差、成纸强度低、滤水性能不佳等缺点， 在回收利用过程中只能生产部分低质量产品，无法满足高品质产品的要求， 严重限制了其使用范围。另外，目前的造纸工厂多使用阳离子树脂作为增 强剂，这些化学药品的大量使用给环境带来了严重影响。因此，寻求一种环境友好且成本低廉的能够提升低木素含量废纸纤维强度的方法迫在眉 睫，利用生物酶技术对纤维进行改性正在成为研究热点。

现在纤维素酶用于改善废纸纤维性能的研究越来越受到研究者的关 注，然而，单一使用纤维素酶处理效果并不是特别明显。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种利用纤维素 酶/氨基酸改性提升低木素含量废纸纤维强度的方法及该方法制得的纸张 (利用纤维素酶/氨基酸的生物处理方法)。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的一种利用纤维素酶/氨基酸改性提升低木素含量废纸纤 维强度的方法，包括以下步骤：

(1)将低木素含量废纸加入水中，然后在高浓碎浆机中进行碎浆处理， 调节浆浓得到废纸浆，备用；

(2)用柠檬酸/磷酸氢二钠缓冲溶液调节步骤(1)所述废纸浆的pH 值为5-8，得到调节pH值后的浆料，然后加入纤维素酶及氨基酸，加热处 理，用水洗涤至滤液无色，得到生物处理的浆样；

(3)将步骤(2)所述生物处理的浆样进行打浆处理，得到打浆处理 后的浆料，然后抄造成纸，得到利用纤维素酶/氨基酸改性提升纤维强度的 纸张。

进一步地，步骤(1)所述低木素含量废纸包括混合办公室废纸(MOW)。

进一步地，步骤(1)所述碎浆处理的转速为300-350r/min，碎浆处理 的时间为15-25分钟，碎浆处理的温度为40-50摄氏度。

进一步地，步骤(1)所述废纸浆的浆浓为6wt％-10wt％。

优选地，步骤(2)所述调节浆溶液的pH值为5-8，可以使用柠檬酸/ 磷酸氢二钠缓冲溶液来调节。

进一步地，步骤(2)所述纤维素酶的用量为每克废纸浆绝干质量加入 1-5U纤维素酶(即步骤(2)中所述纤维素酶用量为1-5U/g废纸绝干浆量)； 所述废纸绝干浆量为步骤(1)所述进行碎浆时所称取的废纸的质量。