胶黏物表面黏性检测及磷脂酶控制废纸浆中胶黏物的研究

来源 :天津科技大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:xinran200391127
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废纸再生利用具有节省植物纤维原料、减少环境污染、降低能耗以及降低生产成本等诸多优势,但是通常废纸再生利用过程中不可避免地会遇到胶黏物问题。废纸回用过程中,废纸中存在的木材抽出物、涂布粘合剂、热熔胶、压敏胶等胶黏物杂质,会黏附并聚集在流浆箱、浆料输送管道的内壁上、网部及毛毯上,影响纸机的正常生产运行,如果随纤维进入纸页内部,还会影响最终产品的质量,造成污点、孔洞等纸病。因此,如何高效彻底地去除和控制胶黏物一直是造纸行业从业人员迫切想解决的问题。本课题首先完善了模拟胶片剥离法检测胶黏物表面黏性这一检测方法,分别测定了不同金属离子含量、温度、pH和酶处理条件下废纸浆中胶黏物的表面黏性,同时分别检测了对应条件下胶黏物的沉积面积和沉积数量,进一步明确了胶黏物表面黏性与其沉积趋势之间的关系。本课题重点采用磷脂酶控制废纸浆中的胶黏物,通过红外、GC/MS、紫外及酸值检测明确了磷脂酶对胶黏物的作用机理,采用磷脂酶处理ONP废纸浆中的胶黏物考察其实际作用效果并探究其最佳处理条件,探究了磷脂酶与表面活性剂复配对废纸浆中胶黏物的实际控制效果,最后考察了复配酶制剂是否对某些纸张性能具有不良影响。对胶黏物表面黏性研究发现,无机盐含量、温度和pH等废纸浆体系环境的改变以及酶处理均会影口响胶黏物的表面黏性和沉积趋势。具体来说,废纸浆中无机盐的混入、温度以及pH的上升会导致胶黏物表面黏性增加,而胶黏物表面黏性的增加会增强胶黏物的沉积趋势,使得胶黏物的沉积面积和沉积数量增长。建议在废纸纸浆生产实际中选择加填量较低的废纸原料,使用硬度较低的水质,同时避免碱性物质的混入,尽可能降低浆料体系的温度,以减小胶黏物的沉积趋势,降低其对生产过程及纸张质量的危害。对磷脂酶控制胶黏物作用机理的探究发现,磷脂酶能够作用于胶黏物组分中的酯键,将其水解断裂,从而将胶黏物水解成脂肪酸和醇类物质。实验所选用的磷脂酶单独作用控制胶黏物的最适合的处理条件为:温度60℃,pH5.5,磷脂酶用量0.1%,处理时间2h。磷脂酶单独处理后胶黏物的含量和黏性与脂肪酶单独处理后相比均更低,磷脂酶对ONP浆中胶黏物的控制效果要优于脂肪酶。磷脂酶与表面活性剂复配控制废纸浆中胶黏物的实验中优选出的表面活性剂为TDA100,磷脂酶和表面活性剂TDA100的复配比例为4:1,二者的添加量分别为0.1%和0.025% (相对于绝干浆)。复配酶制剂在最佳条件下处理胶黏物后,胶黏物的剥离强度从空白样的0.1632 N/mm下降至0.0461 N/mm,胶黏物表面黏性大大减弱,大胶黏物的去除率为83.4%,纸浆滤液的CD值、浊度和粒径与空白样均减小,胶黏物的控制效果良好。磷脂酶复配酶制剂处理废纸浆后,不仅对纸张的物理强度性能无不良影响,反而对纸张物理强度性能有一定改善作用,同时纸张的匀度、白度和残余油墨指标得到改善。
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