Ферментные технологии для подготовки макулатуры к изготовлению бумаги и картона

• Автор: Кондаков, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 05.21.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Архангельск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ЦБП - целлюлозно-бумажная промышленность; гофрокартон - гофрированный картон;
ПАВ - поверхностно-активные вещества;
ДВФ - длинноволокнистая фракция волокна;
КВФ - коротковолокнистая фракция волокна;
КСП - кажущаяся степень помола;
ХПК - химическое потребление кислорода;
КД - каталитический домен фермента;
ЦСД - целлюлозосвязывающий домен фермента;
ЛУЛУ - водоудерживающая способность;
МЛ - машинное направление;
СГ) - поперечное направление;
ЛСТ - разрушающее усилие при сжатии кольца;
БСТ - сопрогивление сжатию короткого участка образца в плоскости листа; БДМ - бумагоделательная машина;
КДМ - картоноделатедьная машина;
РВ - редуцирующие вещества.
ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1.1 Современное состояние использования макулатуры для производства бумаги и картона
1.1.1 Основные марки макулатуры используемые в качестве ресурса вторичного волокна
1.1.2 Использование вторичного волокна в качестве сырья для производства картонно-бумажной продукции '
1.2 Технологические процессы подготовки макулатурной массы к изготовлению бумаги и картона
1.2.1 Разволокнение макулатуры
1.2.2 Фракционирование
1.2.3 Размол
1.2.4 Изготовление бумаги картона
1.3 Влияние цикличности переработки
1.4 Роль крахмала в технологии производства и переработки гофрокартона
1.5 Применение ферментов в ЦБП
1.6 Применение ферментов в технологии макулатуры
1.6.1 Использование амилолитических ферментов
1.6.1.1 Деструкция крахмала под действием амилолитических ферментов
1.6.1.2 Применение амилаз в технологии переработки макулатуры
1.6.2 Применение препаратов целлюлаз
1.6.2.1 Воздействие на целлюлозу ферментов целлюлозолитического характера
1.6.2.2 Применение целлюлаз в технологии переработки макулатуры
1.7 Выводы по аналитическому обзору
1.8 Цель и постановка задач исследования
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1 Характеристика исходных образцов и химикатов
2.1.1 Характеристика образцов макулатуры

2.1.2 Характеристика ферментных препаратов
2.1.3 Характеристика химикатов использованных в работе
2.2 Методика измерения динамической вязкости крахмала
2.3 Методика определения водопоглощения макулатуры
2.4 Разволокнение макулатуры
2.5 Определение эффективности разволокнения макулатуры
2.6 Размол макулатурной массы
2.7 Обработка макулатуры с использованием амилаз и целлюлаз
2.8 Методика анализа волокна
2.9 Методики анализа макулатуры
2.10 Методики анализа оборотных вод
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Исследование взаимодействия вторичного волокна с водой в присутствии ферментов и химикатов
3.2 Использование а-амилазы и ПАВ в технологии подготовки вторичного волокна
3.2.1 Разволокнение макулатуры в присутствии а-амилазы
3.2.2 Разволокнение макулатуры в присутствии а-амилазы и смачивателей
3.3 Удаление крахмального связующего из вторичного волокна при ферментативном и механическом воздействии
3.4 Устойчивость а-амилазы в процессе подготовки макулатурной массы
3.5 Использование глюкоамилазы в технологии подготовки вторичного волокна
3.6 Ферментативная обработка оборотных вод бумажных фабрик
3.7 Использование целлюлаз в технологии подготовки вторичного волокна
3.7.1 Обработка вторичного волокна целлюлазами до размола массы
3.7.2 Обработка целлюлазами размолотой макулатурной массы
3.8 Опытно-промышленные испытания разработанных технологий
3.8.1 Технологии, предлагаемые для опытно-промышленных испытаний
3.8.2 Опытно-промышленные испытания ПАВ SAS
3.8.3 Опытно-промышленные испытания а-амилазы

фильтрата из массы равнялось 180 мг/л, а после размола до 34 °ШР возросло до 200 мг/л. В то же время, при интенсивном размоле массы до 46 °ШР ХПК фильтрата увеличилось до 400 мг/л, то есть возросло в 2 раза. Это свидетельствует об очистке волокон от значительной части загрязнений.
Ферментные и щелочные обработки интенсифицируют процесс перехода в водную среду массы большего количества окисляемых веществ, основную часть которых составляет отработанное крахмальное связующее гофрокартона. Эти загрязнения существенно ухудшают способность массы к обезвоживанию. Применение ферментов амилаз после размола способствует улучшению обезвоживающей способности водноволокнистой суспензии. Как показано в работе [77] удаление отработанного крахмала или деструкция его с помощью а-амилазы до декстринов снижает КСП и повышает механические показатели выпускаемой бумаги. Тогда как в работе [76] удаление отработанного крахмала или деструкция его с помощью а-амилазы привело к снижению КСП и ухудшению механические показатели выпускаемой продукции.
Отрицательная роль крахмала на поверхности вторичных волокон подтверждена в работе [80], показано, что отработанное крахмальное связующее затрудняет удержание свежих упрочняющих и проклеивающих реагентов на поверхности волокон.
1.6.2 Применение препаратов целлюлаз
1.6.2.1 Воздействие на целлюлозу ферментов целлюлозолизического характера
Согласно современным представлениям, целлюлазные комплексы, продуцируемые различными микроорганизмами, представляют собой полиферментные системы, состоящие из ферментов, различающихся по молекулярному строению и механизму действия на целлюлозу. В упрощенном виде картина выглядит следующим образом. По своей специфичности целлюлазы разделяют на эндоглюканазы, экзо - целлобиогидролазы и |3-глюкозидазы (целлобиазы). Целлюлазный комплекс может включать до 10...20 множественных форм ферментов. Эндоглюканазы статистически расщепляют внутренние связи в