Совершенствование отбелки сульфатной целлюлозы с использованием ферментов ксиланаз

• Автор: Аксёнов, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 127 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЦБП - целлюлозно-бумажная промышленность
ЛПК - лесопромышленный комплекс
АЦБК - Архангельский целлюлозно-бумажный комбинат
КЦБК - Котласский целлюлозно-бумажный комбинат
ECF- схема отбелки без применения молекулярного хлора
TCF - схема отбелки без применения соединений хлора
Ф - ступень обработки ферментом
КЩО - кислородно-щелочная обработка
До, Д1, Дг - ступени отбелки диоксидом хлора
Щ], Щ2 - щелочные ступени отбелки
X], Х2 - ступени отбелки хлором
П - ступень отбелки пероксидом водорода
К - ступень обработки кислородом
Оз - ступень отбелки озоном
Г - ступень отбелки гипохлоритом натрия
БВК - башни высокой концентрации
БНК - бассейн низкой концентрации
ЛУ комплекс - лигноуглеводный комплекс
Q - ступень хелатирования
Hex А - гексенуроновые кислоты

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Современные тенденции технологии отбелки сульфатной целлюлозы
1.2 Влияние химического состава сульфатной целлюлозы на ее белимость
1.3 Использование ксиланаз в процессе отбелки сульфатной целлюлозы
1.3.1 Получение и использование ксиланаз в промышленности
1.3.2 Использование ксиланаз в отбелке сульфатной целлюлозы
1.3.3 Механизм действия ксиланаз
1.3.4 Факторы, влияющие на эффективность действия ксиланаз
1.3.5 Производство препаратов ксиланаз в России
1.4 Выводы по аналитическому обзору
1.5 Постановка задач исследования
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика исходных образцов
2.1.1 Характеристика образцов целлюлозы
2.1.2 Характеристика препаратов ксиланаз
2.2 Методики обработки целлюлозы
2.2.1 Подготовка сульфатной целлюлозы к отбелке с использованием ферментов ксиланаз
2.2.2 Отбелка целлюлозы
2.2.3 Приготовление проб тщательно промытой целлюлозы
2.3 Методики анализа целлюлозы
2.4 Методики анализа содержания органических веществ в фильтрате
2.5 Определение молекулярных масс лигнина в фильтратах
2.6 Выделение лигноуглеводного комплекса
2.7 Метод разделения лигноуглеводного комплекса
2.8 Методики определения молекулярных масс ферментных препаратов и углеводов, перешедших в фильтрат
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Влияние условий подготовки лиственной сульфатной целлюлозы к отбелке на эффективность ферментативной обработки ксиланазой
3.1.1 Анализ существующих схем подготовки сульфатной целлюлозы к отбелке
3.1.2 Влияние хранения сульфатной лиственной целлюлозы перед отбелкой на ее белимость
3.1.3 Влияние выдерживания небеленой целлюлозы при щелочном значении pH на удаление лигнина
3.2 Сравнение эффективности действия ксиланаз на сульфатную целлюлозу
3.2.1 Влияние обработки небеленой сульфатной целлюлозы ксиланазами на число Каппа
3.2.2 Сравнение “отбеливающего эффекта” ксиланаз Есори1р ТХ-200 А и ВюЬгйе иНВ
3.2.3 Оценка качества ксиланазных препаратов хроматографическим методом
3.2.4 Изучение возможности использования ксиланаз в процессе многоступенчатой отбелки сульфатной целлюлозы
3.3 Влияние ксиланаз на гидролиз связей между лигнином и углеводами в сульфатной целлюлозе
3.4 Разработка режима биохимической обработки сульфатной хвойной целлюлозы ферментным препаратом Р
3.4.1 Влияние расхода препарата ксиланазы Р-912 на эффективность стадии ферментной обработки
3.4.2 Влияние pH среды в процессе обработки ферментным препаратом Р-912 на улучшение белимости сульфатной целлюлозы
3.4.3 Влияние продолжительности ферментной обработки
3.4.4 Сравнение ферментного препарата ксиланазы Р-912 с препаратами ксиланаз, используемыми в целлюлозно-бумажной промышленности
3.4.5 Промышленные испытания ферментного препарата отечественной ксиланазы Р-912 в производстве беленой сульфатной хвойной целлюлозы
3.4.6 Технико-экономическая оценка замены ферментного препарата в производстве беленой хвойной сульфатной целлюлозы
4 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПРИЛОЖЕНИЯ

Paper (Сыктывкарский ЛПК). Другие предприятия России, выпускающие беленую целлюлозу, до сих пор применяют при отбелке хлор и гипохлорит натрия.
Как отмечено в обзоре литературы, использование обработки ксиланазами небеленой сульфатной целлюлозы облегчает отбелку и снижает расход отбеливающих химикатов. Для внедрения обработки сульфатной целлюлозы ферментами данного класса требуется изменение существующей на предприятии технологии подготовки массы к отбелке. Обычно рекомендуемое решение - это проведение обработки ксиланазой в башнях высокой концентрации, которые имеются на всех современных сульфат-целлюлозных заводах и которые предназначены для аккумулирования массы перед отбелкой (Рисунок 3.1).
Рисунок 3.1 - Традиционная схема обработки сульфатной целлюлозы ксиланазой [101]
Однако щелочное значение pH массы и высокая температура ограничивают возможность проведения ферментной обработки в БВК. Кроме того, такой вариант предполагает хорошее качество промывки небеленой сульфатной целлюлозы, что для отечественных заводов иногда является проблемой. В любом случае необходимо снижение pH и температуры, прежде чем подать фермент в башни высокой концентрации. Однако, в связи с переходом с 6-ступенчатой схемы отбелки на 5-ступенчатую, одна из башен отбелки оказалась свободной. Появилась возможность проводить ферментную обработку в этой башне.
Промывка целлюлозы после варки
Целлюлоза на отбелку