本發(fā)明屬于造紙領(lǐng)域，具體涉及一種磨漿前生物預(yù)處理漿料的方法。
背景技術(shù)：
木材纖維制得的木漿，尤其是高得率機(jī)械漿用于造紙，漿中殘留的木素對(duì)成紙物性影響很大，木素含量高，則成紙的強(qiáng)度物性如撕裂度、抗張強(qiáng)度、內(nèi)聚力等都會(huì)受到影響而偏低，同時(shí)磨漿所需的能耗也會(huì)相應(yīng)偏高，使得成紙品質(zhì)下降，成本升高。為了除去漿中木素，可以在磨漿之前對(duì)漿料進(jìn)行預(yù)處理，以脫除木素。
中國(guó)專利(CN101967771A)介紹了一種改善紙漿性能的方法：將紙漿干燥濃縮，加入離子液體(1-丁基-3-甲基咪唑氧化物、1-烯丙基-3-甲基咪唑氧化物或1-乙基-3-甲基咪唑乙酸鹽)混合均勻后加熱浸漬處理，使得纖維潤(rùn)脹，木素溶出；專利(CN102108646)將紙漿進(jìn)行酸性水解處理，然后經(jīng)過(guò)酶解處理提高溶解漿中α-纖維素含量；專利(CN101597872A)則對(duì)高錳酸鉀活化處理后的紙漿進(jìn)行還原后處理，然后進(jìn)行過(guò)氧化氫漂白，在硫酸存在的條件下進(jìn)行酸化后處理。這些方法的共同特征是通過(guò)化學(xué)手段對(duì)紙漿進(jìn)行預(yù)處理以脫除木素，而在造紙工業(yè)生產(chǎn)中，由于紙機(jī)濕端加入的化學(xué)品很有可能影響后續(xù)系統(tǒng)的清潔和電荷平衡，通過(guò)化學(xué)手段預(yù)處理漿料應(yīng)是盡量避免的，更多時(shí)候需要考慮機(jī)械手段、物理手段和生物手段。
1986年Viikari將生物酶引入紙漿進(jìn)行木素脫除，利用木聚糖酶處理紙漿，可以提高紙漿的可漂性，減少含氧化學(xué)品的用量。但是由于木聚糖酶不能直接氧化木素，只能通過(guò)水解木聚糖來(lái)提高紙漿的漂白性能，木素的脫除有限。歐洲專利(DE-A-3,636,208)公開(kāi)了木素降解酶可以用于紙漿脫木素；另外，還有專利(EP-A-447,673，WO92/20857)報(bào)道，利用漆酶和氧化還原勢(shì)在0.2-0.5V的化學(xué)物質(zhì)存在下，具有良好的脫木素作用。
近年劉秀英等用白腐菌Coriolus versicolor對(duì)楊木進(jìn)行預(yù)處理并用硫酸鹽法制漿，手抄紙的白度、裂斷長(zhǎng)、伸長(zhǎng)率均明顯升高。李建軍等分別利用白腐菌Ceriporiopsis subbermispore和Pleuroluso streatus對(duì)蔗渣進(jìn)行預(yù)處理，能耗比未經(jīng)白腐菌處理的分別降低34％和22％，紙漿中的木素含量分別減低31.3％和21.0％，紙漿物理強(qiáng)度均有所提高。國(guó)際上，ScottGM將白腐菌接種到木片上進(jìn)行化學(xué)制漿，使能耗降低了30％。艾尼瓦爾等利用白腐菌Pleurotus florida對(duì)蘆葦進(jìn)行預(yù)處理，用燒堿-蒽醌法制漿，漿料卡伯值有明顯下降。孟加拉國(guó)黃麻研究所的Mohiuddin Ghulam等研究了在黃麻漿中應(yīng)用白腐菌，結(jié)果表明：制漿卡伯值降低了16.7％～30.5％，紙張韌性(bSR)增加了108～175％。在制漿段，白腐菌預(yù)處理對(duì)各種類型纖維的木片都有明顯的木素脫除效果，可以不同程度地降低制漿成本，提高紙張質(zhì)量。但在造紙段，對(duì)散漿后、磨漿前漿料的預(yù)處理方面，白腐菌的應(yīng)用仍然是空白。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種磨漿前漿料的預(yù)處理方法，能夠有效脫除木素，減少磨漿能耗，提升成紙物性。
為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種磨漿前漿料的預(yù)處理方法，
所述預(yù)處理方法包括如下步驟：
(1)選擇白腐菌類型，至少包括：云芝、平菇、射脈菌、側(cè)耳菌、毛栓菌、膠質(zhì)干朽菌、采絨革蓋菌、黃孢原貌平革菌；
(2)漿料滅菌處理；
(3)將白腐菌加入到漿料中發(fā)酵培養(yǎng)。
其中，所述步驟(3)的發(fā)酵條件為25～30℃、充氧發(fā)酵培養(yǎng)7～12天。
其中，所述步驟(3)，加入的白腐菌菌液占漿料絕干重量的0.01％～2％。
其中，所述步驟(2)的漿料經(jīng)超聲波或高溫滅菌處理。
所述步驟(1)選擇白腐菌類型，具有選擇性降解木素能力的菌種，至少包括：云芝(Trametes versicolor)、平菇(Pleurotus ostreatus)、射脈菌(Phlebia radiate)、側(cè)耳菌(Pleurotus)、毛栓菌(Trametes hirsute)、膠質(zhì)干朽菌(Merulius tremellosus)、采絨革蓋菌(Coriolus versicolor)、黃孢原貌平革菌(Phanerochaete chrysosproium)。
步驟(2)，漿料滅菌處理是利用超聲波或高溫將植物纖維原料表面均勻地消毒滅菌。滅菌處理后，纖維間結(jié)合物(木素、果膠和半纖維素等)的結(jié)構(gòu)變得松散，從而有利于酶在纖維間層的擴(kuò)散，提高降解效率。
步驟(3)，漿料經(jīng)超聲波或高溫滅菌后，經(jīng)散漿機(jī)剪切成0.5cm～5cm的小段或粉碎成1cm2左右的小塊(過(guò)40目篩網(wǎng))，貯存于密封的儲(chǔ)漿池，加入占紙漿絕干重量0.01％～2％的白腐菌菌絲液，加水充分?jǐn)嚢瑁嫉谋戎貫?0％～80％，在溫度25～30℃下充氧發(fā)酵培養(yǎng)7～12天后，用水洗滌。白腐菌對(duì)木素的降解率在30％～70％，特別是對(duì)二次纖維表層木素降解明顯，處理后苯醇抽提物、木素、聚糖的含量都明顯減少，漿料卡伯值有明顯下降。
本發(fā)明的有益效果在于：(1)經(jīng)本發(fā)明方法預(yù)處理后，紙漿的物理性能有所提升，成紙強(qiáng)度增加；(2)無(wú)毒性化合物產(chǎn)生，廢水少，污染小，環(huán)保效益大；(3)后續(xù)磨漿能耗降低，節(jié)約能源；(4)可調(diào)整生產(chǎn)中的控制條件，如菌種/溫度/發(fā)酵時(shí)間等，以適應(yīng)對(duì)不同漿種進(jìn)行處理的需要。
本發(fā)明應(yīng)用于紙機(jī)紙張抄造濕端備漿過(guò)程中，在高得率機(jī)械漿用量較高的條件下，利用生物處理方式，降低漿料的纖維打漿強(qiáng)度，達(dá)到與機(jī)械打漿相同或相近的機(jī)械性能，一定程度降低紙機(jī)備漿階段的打漿能耗。本發(fā)明采用生物處理方式，有效脫除木素，減少磨漿能耗，提升成紙物性。經(jīng)本發(fā)明方法處理后的漿料，物理性能有所提升，成紙強(qiáng)度增加。
具體實(shí)施方式
以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不應(yīng)用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1：
300/78桉木濕漿生物處理：
300/78桉木濕漿經(jīng)超聲波滅菌后，將其與水按體積比＝1∶4混合制成發(fā)酵基質(zhì)，選擇白腐菌菌種為黃孢原貌平革菌，菌液按對(duì)漿料絕干質(zhì)量比1.5％～2.0％接種到基質(zhì)中，攪拌均勻，溫度控制25℃～30℃，濕度控制80％～90％，發(fā)酵時(shí)間7～12天。發(fā)酵完畢后用水洗凈，漿料卡伯值從82下降到39。
以處理前后的漿料分別為原料，磨至相同游離度(425ml)制作手抄紙，灰分設(shè)定為25％的情況下，手抄片抗張強(qiáng)度從9.89N·m/g上升到13.15N·m/g，內(nèi)聚力從0.62kg·cm上升到0.84kg·cm。
實(shí)施例2：
325/80桉木干漿生物處理：
325/80桉木干漿經(jīng)高溫滅菌后，將原料漿板剪切成0.5cm～5cm的小段或粉碎成1cm2左右的小塊(過(guò)40目篩網(wǎng))，加入占紙漿絕干重量0.01％～1％的射脈菌菌絲液，并加水到占比重為50％～80％，攪拌均勻，在溫度25℃～30℃下發(fā)酵培養(yǎng)7～12天后，用水洗滌。處理后漿料卡伯值從163下降到75。
以處理前后的漿料分別為原料，磨至相同游離度(425ml)制作手抄紙，灰分設(shè)定為30％的情況下，手抄片抗張強(qiáng)度從11.80N·m/g上升到13.77N·m/g，內(nèi)聚力從0.65kg·cm上升到0.81kg·cm。
本發(fā)明能夠有效脫除木素，減少磨漿能耗，提升成紙物性。經(jīng)本發(fā)明方法處理后的漿料，物理性能有所提升，成紙強(qiáng)度增加。
以上為對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，通過(guò)對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。