Модификация волокон сульфатной целлюлозы препаратами гликозил-гидролаз

• Автор: Терентьев, Константин Юрьевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЦБП - целлюлозно-бумажная промышленность;

КЩО - кислородно-щелочной способ отбелки;

ЦРА - центробежный размольный аппарат;

НСПЦ - нейтрально-сульфитная полуцеллюлоза;

"ШР - градусы Шоппера-Риглера;

ХТММ - химическая термомеханическая масса;

ТММ - термомеханическая масса;

КМЦ - карбоксиметилцеллюлоза;

ПАВ - поверхностно-активное вещество;

МФЦ - микрофибриллированная целлюлоза;

ЛУК - лигноуглеводный комплекс;
ЭГ, EG - эндоглюканаза;
ЦБГ, СВН - целлобиогидролаза;
ММ - молекулярная масса;
КД - каталитический домен фермента;
ЦСД - целлюлозосвязывающий домен;
БДМ - бумагоделательная машина;
WRV - показатель водоудержания массы;
ECF - отбелка без использования молекулярного хлора;
КЦБК - Котласский ЦБК (Филиал ОАО «Группа ИЛИМ» в Коряжме)
СЦБК - ОАО «Соломбальский ЦБК»;
АЦБК - ОАО «Архангельский ЦБК»;
EGU - единица зндоглгоканазной активности;
AXU - щелочная ксиланазная единица активности;
FPA - целлюлазная активность по фильтровальной бумаге;
FPU - единица целлюлазной активности по фильтровальной бумаге;
САФУ -Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова; FCD-Fiber Care D;
РД - размольная (рольная) добавка.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л Строение и состав волокон сульфатной целлюлозы
1ЛЛ Характеристика волокон древесины как сырья для производства сульфатной целлюлозы
1Л.2 Химический состав волокон хвойной и лиственной сульфатной целлюлозы
1.2 Размол целлюлозы
1.2Л Оборудование для размола целлюлозы в лабораторных условиях
1.2.2 Оборудование для размола целлюлозы в промышленности
1.2.3 Структурные изменения, происходящие с волокнами целлюлозы в процессе размола
1.2.4 Контроль процесса размола
1.3 Применение ксиланаз в целлюлозно-бумажной промышленности
1.4 Применение целлюлаз для модификации целлюлозосодержащих материалов
1.4.1 Характеристика ферментов целлюлазного комплекса
1.4.2 Характеристика целлюлозы как субстрата для действия целлюлаз
1.4.3 Модификация волокон целлюлозы препаратами целлюлаз
1.5 Влияние ферментативной обработки на размол и показатели механической прочности волокон
1.6 Выводы по обзору литературы
1.7 Постановка цели и задач исследования
2 МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1 Характеристика образцов целлюлозы
2.2 Характеристика ферментных препаратов
2.3 Методика ферментной обработки целлюлозы
2.4 Размол целлюлозы
2.5 Определение структурно-морфологических свойств волокон
2.6 Определение адсорбционной активности по метиленовому синему
2.7 Определение удельной сорбции крахмала
2.8 Определение степени растворимости целлюлозы в щелочи

2.9 Определения выхода целлюлозы после ферментативной обработки
2.10 Определение стандартных характеристик прочности целлюлозы
2.11 Определение межволоконных сил связи
2.12 Методика определения обезвоживающей способности массы
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Изучение влияния ферментативной обработки на свойства волокон 61 сульфатной целлюлозы
3.1.1 Разработка методики определения ширины целлюлозных волокон, 61 степени и форм их набухания
3.1.2 Оценка степени деструкции клеточных стенок целлюлозных воло- 63 кон при целлюлазной обработке
3.1.3 Влияние ферментативной обработки на скорость обезвоживания 68 целлюлозы
3.1.4 Влияние ферментативной обработки на сорбционную способность 71 целлюлозы
3.2 Влияние обработки гликозил-гидролазами на свойства сульфатной не- 73 беленой целлюлозы
3.3 Влияние обработки целлюлазами на свойства сульфатной беленой 77 целлюлозы
4 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
4.1 Применение ферментативной обработка сульфатной целлюлозы перед 95 ее размолом
4.2 Размол беленой лиственной целлюлозы с введением в композицию 95 ферментативно модифицированных волокон
5 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Методика определения ширины волокна, степени и формы набухания

а также целлголазы, у которых после деструкции белковой структуры линкера про-теолизом КД и ЦСД оказываются разделенными. Целлюлазы, у которых ЦСД отсутствует, называют усеченными.
По способности связываться с субстратом целлюлазы делятся на прочно сорбирующиеся и слабо сорбирующиеся, при этом в действиях двух видов целлю-лаз четко прослеживается синергизм действия. Прочно сорбирующиеся ферменты действуют на поверхности в местах своей дислокации на поверхности твердого субстрата, в то время как слабо сорбирующиеся действуют из раствора, «атакуя» неупорядоченные участки структуры фибрилл, нарушают поверхностную целостность структуры, что способствует сорбции прочно сорбирующихся целлюлаз, а также их последующей десорбции. Подобный механизм действия ферментов обеспечивает глубокую степень гидролиза целлюлозы, что используется при конверсии целлюлозосодержащих материалов для получения в качестве целевого продукта глюкозы [100].
1.4.2 Характеристика целлюлозы как субстрата для действия целлюлаз
Целлюлозные волокна имеют весьма упорядоченную структуру, которая во многом определяет механизмы и скорость действия целлюлаз. Различные механические воздействия на волокно, приводящие к изменению его структуры, также в значительной мере сказываются и на доступности его для ферментативного воздействия.
Целлюлазы, как и другие гидролазы действуют в основном на поверхности субстрата [91]. Проникновение фермента в глубину клеточных стенок целлюлозных волокон затруднено из-за плотной упорядоченной структуры волокон и относительно крупных размеров молекул самих ферментов. Особенности химического состава волокна, его цельность, структурированность и размеры радикальным образом сказываются на пригодности его как субстрата для использования целлюлаз [100].
Целлюлазные препараты имеют различное соотношение осахаривающей и тополитической активности. Тополитическая активность характеризуется способностью мягко воздействовать на поверхностные слои целлюлозных волокон,