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本论文对光叶楮白皮进行了生物脱胶制浆工艺条件、生物脱胶机理、机械预处理对缩短生物制浆周期的影响以及生物浆可漂性等一系列研究。
制浆条件实验结果表明,兼性厌氧枯草芽孢杆菌对光叶楮白皮脱胶制浆的最佳工艺条件为:初始pH值7,温度30℃,液比1:15~1:25,接种量3%;加入含氮助剂能够显著提高成浆效果,且以1.5%用量的尿素为最佳;添加K2HPO4·3H2O可使得率提高两个百分点左右,缩短成浆周期11h以上,其最佳用量为1%。最优化条件下的实验结果为:得率70.02%,高锰酸钾值14.56,自度43.2%ISO,成浆时间94h,废液pH值4.05,CODcr为337千克/吨浆,与化学法制浆结果对比说明,生物脱胶制浆的得率比亚铵法要高,与NPO法相当,但是成浆高锰酸钾值比NPO法低8左右,CODCr大约是亚铵法的1/4和NPO法的3/4。
光叶楮白皮原料和生物浆化学组分分析对比说明,生物法制浆基本达到了最大限度脱除果胶,尽可能去除木素,保留纤维素和半纤维素的目的。
光叶楮白皮生物法制浆酶活力分析结果表明:发酵初期,三种酶活力都是随着时间延长而升高,当发酵至36h,果胶酶活力达到峰值,大小为59.98 U/ml,半纤维素酶活力在发酵至60h达到峰值,大小为38.67U/ml,峰值过后,两种酶活力均随时间延长逐渐降低,发酵制浆的整个期间,纤维素酶活力均是在缓慢增加,但没有峰值出现。
经过机械预处理再进行生物制浆的成浆周期仅为45h,成浆结果与直接生物脱胶制浆相近。此外,酶活力分析结果表明,各个时间点的酶活力大小与直接生物制浆结果也非常接近,并且果胶酶活力峰值出现的时间也是一致的。
光叶楮白皮生物浆木素含量较低,且酸溶木素所占比例较高,可漂性实验结果表明:经H2O2漂白后,浆料白度即达到55.5%ISO,易漂性能好;单段次氯酸盐漂白的最佳有效氯用量为3%,有效氯用量达到10%时,漂后浆白度仅达到57.5%ISO;氧脱木素对提高生物浆白度有较好的效果,用碱量为1%,即可使白度达到61.3%ISO,用碱量为最佳值即4%时,白度已达到70.6%ISO;氧脱木素后进行H2O2补充漂白,漂后浆白度可达到76.5%ISO,基本达到了生产食品级高透成型纸的白度要求。