一种酶改性秸秆纸浆的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种酶改性秸秆纸浆的制备方法，该方法适合于玉米、小麦、水稻、青蒿、黄花蒿等草本植物及农作物秸秆，原料价格低廉，使用酶水解的方法，对纸浆纤维进行表面改性，去除纸浆纤维中的胶质、木聚糖和半纤维素组分，提高结晶纤维素的含量，从而提高复合材料的机械强度。
【专利说明】
一种酶改性秸秆纸浆的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及造纸技术领域，具体涉及一种酶改性秸杆纸浆的制备方法。
【背景技术】
[0002]我国的木材资源十分缺乏，造纸原料瓶颈矛盾突出。现在，用于造纸的纸浆主要是木浆，由于我国及世界上木材资源日益短缺、纸浆的需求量日益增大，在不破坏环境和森林的前提下生产纸浆和造纸就成为严重的问题。作为解决问题的方案，利用草本植物及农作物秸杆造纸越来越受到人们的关注。
[0003]纸浆原料料的得率高，制浆废液污染少易于处理，符合绿色造纸的发展需要。但是由于纸浆原料的强度差，降低了纸张的品质，从而限制了其在造纸中的大量使用。现有的技术是通过在浆料中添加淀粉提高浆料的强度，但是该类方法中淀粉的保留率较低，影响了浆料强度的提升。
[0004]造纸添加剂对纸张质量的影响很大。通常造纸添加剂不含有纤维，但是生产出来的纸张韧性不够，纸比较脆，容易断裂。市场上急需一种提高纸张韧性的造纸添加剂，能够增加纸张的韧性，能够延长纸质产品的保质期。
[0005]酶技术在食品、纺织和造纸等行业有着广泛的应用，其主要原因是酶技术是环境友好的，同时，酶技术具有很强的选择性，它们只催化特定的反应，而不会去除或损伤其他分子。除此之外，酶技术的优点还有缩减成本，节约能源和用水，改善产品性能等。
【发明内容】
[0006]本发明提供一种酶改性秸杆纸浆的制备方法，使用该方法制备的纸浆，原料价格便宜，由该纸浆制备的纸张机械性能好。
[0007]为了实现上述目的，本发明提供一种酶改性秸杆纸浆的制备方法，该方法包括如下步骤:
(I)利用农作物秸杆制作纸浆原料
秸杆粉碎，粒度为100-300目；秸杆粉末的处理，采用下列方法为:
先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，再加热煮开5-15分钟，然后滤除水分，获得制备机械浆的原料，备用;或
先将稻杆粉末浸泡5分钟以上，放入蒸煮液中浸泡10-30分钟，再加热煮开5-15分钟，然后滤除蒸煮液，获得制备化学浆的原料，备用；
其中蒸煮液为下列组成:
水和Κ0Η，秸杆粉末与Κ0Η、水的重量比是10:5:100-300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量;或
水、1(0!1和1(23.9!120，秸杆粉末与1(0!1、1(23.9!120、水的重量比是10:5:1:100-300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量；
将处理后的秸杆粉末与粒度为20-30目的矿石粉入搅拌机搅拌，矿石粉采用白云石或石英矿石；
将搅拌后的混合物注水形成悬浮液，倒出悬浮液与矿石粉分离，再将悬浮液经50-100目的筛子滤筛一遍即得纸浆原料；
(2)将纸浆原料溶液和复合酶混合，得混合溶液一;用缓冲溶液调节混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的纸浆原料溶液中纸浆纤维与水的质量比为1:15-1:20，所述的纸浆原料溶液和复合酶混合前，包含下列步骤:将所述的将纸浆纤维于水中浸泡l_2h;所述的缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液或醋酸-醋酸钠缓冲溶液；
(3)将所述的混合溶液二于45-50°C下反应2-5h，所述的混合溶液二于45-50°C下反应前，包含下列步骤:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)水溶液以防止金属-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二钠水溶液的摩尔浓度较佳地为lmol/L-2mol/L；
(4)将反应结束后的反应液进行灭酶的操作，得到产品。
[0008]本发明所述的酶改性秸杆纸浆的制备方法，适合于玉米、小麦、水稻、青蒿、黄花蒿等草本植物及农作物秸杆，原料价格低廉，使用酶水解的方法，对纸浆纤维进行表面改性，去除纸浆纤维中的胶质、木聚糖和半纤维素组分，提高结晶纤维素的含量，从而提高复合材料的机械强度。
【具体实施方式】
[0009]实施例一
秸杆粉碎，粒度为100目；秸杆粉末的处理，采用下列方法为:先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，再加热煮开5分钟，然后滤除水分，获得制备机械浆的原料，备用；或先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，放入蒸煮液中浸泡10分钟，再加热煮开5-15分钟，然后滤除蒸煮液，获得制备化学浆的原料，备用。
[0010]其中蒸煮液为下列组成:水和KOH，秸杆粉末与KOH、水的重量比是10:5:100，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量;或水、KOH和K2S.9H20，秸杆粉末与K0H、K2S.9H20、水的重量比是10:5:1:100，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量。
[0011 ]将处理后的秸杆粉末与粒度为20目的矿石粉入搅拌机搅拌，矿石粉采用白云石或石英矿石。
[0012]将搅拌后的混合物注水形成悬浮液，倒出悬浮液与矿石粉分离，再将悬浮液经50目的筛子滤筛一遍即得纸浆原料。
[0013]将纸浆原料溶液和复合酶混合，得混合溶液一；用缓冲溶液调节混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的纸浆原料溶液中纸浆纤维与水的质量比为1:15，所述的纸浆原料溶液和复合酶混合前，包含下列步骤:将所述的将纸浆纤维于水中浸泡Ih;所述的缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液或醋酸-醋酸钠缓冲溶液。
[0014]将所述的混合溶液二于45 °C下反应2h，所述的混合溶液二于45 °C下反应前，包含下列步骤:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)水溶液以防止金属-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二钠水溶液的摩尔浓度较佳地为lmol/L;将反应结束后的反应液进行灭酶的操作，得到产品。
[0015]实施例二秸杆粉碎，粒度为300目；秸杆粉末的处理，采用下列方法为:先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，再加热煮开15分钟，然后滤除水分，获得制备机械浆的原料，备用;或先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，放入蒸煮液中浸泡10-30分钟，再加热煮开5分钟，然后滤除蒸煮液，获得制备化学浆的原料，备用。
[0016]其中蒸煮液为下列组成:水和KOH，秸杆粉末与Κ0Η、水的重量比是10:5:300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量;或水、KOH和K2S.9H20，秸杆粉末与K0H、K2S.9H20、水的重量比是10:5:1:300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量。
[0017]将处理后的秸杆粉末与粒度为30目的矿石粉入搅拌机搅拌，矿石粉采用白云石或石英矿石。
[0018]将搅拌后的混合物注水形成悬浮液，倒出悬浮液与矿石粉分离，再将悬浮液经100目的筛子滤筛一遍即得纸浆原料。
[0019]将纸浆原料溶液和复合酶混合，得混合溶液一；用缓冲溶液调节混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的纸浆原料溶液中纸浆纤维与水的质量比为1:20，所述的纸浆原料溶液和复合酶混合前，包含下列步骤:将所述的将纸浆纤维于水中浸泡2h;所述的缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液或醋酸-醋酸钠缓冲溶液。
[0020]将所述的混合溶液二于50 °C下反应5h，所述的混合溶液二于50 °C下反应前，包含下列步骤:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)水溶液以防止金属-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二钠水溶液的摩尔浓度较佳地为2mol/L;将反应结束后的反应液进行灭酶的操作，得到产品。
[0021]上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。
【主权项】
1.一种酶改性秸杆纸浆的制备方法，该方法包括如下步骤: (1)利用农作物秸杆制作纸浆原料 秸杆粉碎，粒度为100-300目；秸杆粉末的处理，采用下列方法为: 先将秸杆粉末浸泡5分钟以上，再加热煮开5-15分钟，然后滤除水分，获得制备机械浆的原料，备用;或 先将稻杆粉末浸泡5分钟以上，放入蒸煮液中浸泡10-30分钟，再加热煮开5-15分钟，然后滤除蒸煮液，获得制备化学浆的原料，备用； 其中蒸煮液为下列组成: 水和KOH，秸杆粉末与KOH、水的重量比是10:5:100-300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量;或 水、KOH和K2S.9H20，秸杆粉末与K0H、K2S.9H20、水的重量比是10:5:1:100-300，其中秸杆粉末重量是指干秸杆粉末的重量； 将处理后的秸杆粉末与粒度为20-30目的矿石粉入搅拌机搅拌，矿石粉采用白云石或石英矿石； 将搅拌后的混合物注水形成悬浮液，倒出悬浮液与矿石粉分离，再将悬浮液经50-100目的筛子滤筛一遍即得纸浆原料； (2)将纸浆原料溶液和复合酶混合，得混合溶液一；用缓冲溶液调节混合溶液一的pH值至4-5，得混合溶液二;其中所述的纸浆原料溶液中纸浆纤维与水的质量比为1:15-1:20，所述的纸浆原料溶液和复合酶混合前，包含下列步骤:将所述的将纸浆纤维于水中浸泡l_2h;所述的缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液或醋酸-醋酸钠缓冲溶液； (3)将所述的混合溶液二于45-50°C下反应2-5h，所述的混合溶液二于45-50°C下反应前，包含下列步骤:向所述的混合溶液二中滴加乙二胺四乙酸二钠(EDTA二钠)水溶液以防止金属-酶配合物的形成，所述乙二胺四乙酸二钠水溶液的摩尔浓度较佳地为lmol/L-2mol/L； (4)将反应结束后的反应液进行灭酶的操作，得到产品。
【文档编号】D21H11/12GK106012636SQ201610401615
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月11日
【发明人】不公告发明人
【申请人】苏州思创源博电子科技有限公司