半纤维素酶​​在纸浆预漂白中的应用

　　硫酸盐制浆技术在加拿大制浆和造纸工业中占主导地位,应用该技术不仅能生产出高强度的木材纤维,而且对所使用的化学药品可以回收利用。对于硫酸盐纸浆,尤其是软木的硫酸盐纸浆,漂白难度较大,为使纸浆亮度达90%以上,必须使用大量的氯和含氯化合物(如次氯酸钙、次氯酸钠和二氧化氯)进行漂白,这便带来许多问题:首先,该法对纤维素降解较为严重,从而降低了纸张强度;

其次,漂白废液中含有有毒的有机氯化物,它们是潜在的致癌物质,同时漂白废液的COD值很高,造成了严重的环境污染;再者,漂白废液对设备腐蚀也较严重,不利于水的循环利用。为减少污染物的排放,许多学者提出了一些改良方法或替代技术,如用二氧化氯代替氯气进行漂白,使用含氧漂白,漂白废液进行生物处理等,然而这些方法也不尽如人意。使用含氧漂白(如过氧化氢、氧和臭氧)同样也引起纤维素降解,导致纸浆得率低、粘度低及成纸机械性能差、费用高等缺点。目前看来,应用木聚糖酶进行预漂白前景最为乐观。

1986年,Chevalier等人首次报道了木聚糖酶对硫酸盐纸浆的漂白有增强作用。木聚糖酶可以通过提高纸浆可漂性而减少氯的需用量,从而减轻了对环境的污染,并可提高成纸的白度,同时又降低了生产成本,因此越来越受人重视。北美和欧洲的许多造纸公司已将该技术应用于生产实践,结果表明可大大降低废液中的有机氯含量,并且对纸浆强度无显著影响。目前,欧洲的6家大型造纸公司和加拿大的4家大型造纸公司都已将木聚糖酶预漂白作为常规技术应用,不但提高了纸浆产量,同时也带动了木聚糖酶制剂市场的发展。未来的纸浆漂白技术是面向低氯和无氯漂白,而研究表明木聚糖酶能大大提高低氯和无氯漂白纸浆的可漂性。

Wong等人的工作揭示,应用商品木聚糖酶CartazymesHS对白杨木的硫酸盐纸浆进行预处理可使纸浆最终亮度达95%,并且减少了18%的氯用量;加拿大的Canfor造纸公司应用商品木聚糖酶Albuzyme10在pH5.5条件下对硫酸盐纸浆预处理,结果使低氯漂白中的二氧化氯用量减少了16%,使漂白废液中有机氯化物含量降低了14%;西班牙Miranda造纸公司应用木聚糖酶CartazymesHS对一种桉树的硫酸盐纸浆进行预漂白,最终使其亮度达到100%;

Kopo-nen的工作[26]报道应用一步过氧化物漂白(无氯漂白)并不能使铁杉木的硫酸盐纸浆达到规定亮度,但如用木聚糖酶预漂白,则最终可使其亮度达95%以上。可见,木聚糖酶在低氯和无氯高白度纸浆生产中有其重要作用。