木浆纤维
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2023年3月3日发(作者：变位系数)生物酶在本色卫生纸打浆中的作用
摘要：有在卫生纸生产中成功使用酶剂的例子，可以提高不同层次纸张的强
度和柔软度，合理利用纤维资源，减少能源消耗。利用木材纤维生产卫生纸越来
越多地使用生物技术。一般来说，这种方法被认为特别有利于环境，因为它节省
了造纸工业的能源。生物技术的定义是将生物有机体、系统和方法用于实际或商
业目的。广义的生物技术包括各种技术，如发酵、细胞固定和酶固定。在此基础
上，文章研究了生物酶在本色卫生纸打浆中的作用，在本色针状木浆中加入生物
酶，观察本色卫生纸打浆试验中木浆纤维的变化，并将打浆工艺与纸浆的物理指
标进行比较。
关键词：生物酶；本色木浆；柔软度
前言
目前，本色卫生纸越来越受市场欢迎，但很少有人用本色木块生产众所周知，
本色木材含有更多的半纤维素纤维和木质素纤维，纤维强度高，纤维长度长，打
浆难以充填，打浆寿命长，能源消耗高，纸张柔软美观。生物酶在造纸中的应用
由来已久，但对本色木浆的作用，特别是在卫生纸生产中的作用研究很少。根据
本色木浆的性能特点，本文采用生物酶降低打浆强度，提高本色木浆质量。生物
酶在纸浆上的作用是以纸浆中纤维的变化为基础的，其主要作用模式如下:一是
通过改变纤维细胞纤维素降解细胞壁，促进细胞壁的分离，促进纤维的分离和扫
描；二是扫描二级壁内壁，通过破坏纤维一级壁和二级壁的外层使纤维膨胀；三
是纤维表面和末端的羟基和羧基自由基随着纤维表面的变化和纤维末端的分化而
增加。酶法处理后，纤维内部可以松脱，纤维变得柔软厚实，更容易吸水膨胀。
同时，纤维的光滑表面产生了许多分支，方便了打浆过程。
一、生物酶在卫生纸打浆中的应用
废水处理系统用于处理气态物质(BOD、COD)和悬浮固体(SS)、酸性蒸汽红色
液体发酵和制备淀粉用于胶水，是造纸工业生物技术的长期应用。但是，近年来，
生物技术一直在寻求微生物/酶在卫生纸和纸浆工业中的具体应用。今后，卫生
纸行业将面临更严格的环境限制、全球竞争和新的市场需求。酶的使用是帮助卫
生纸行业实现这些新目标的新技术之一。酶是一种促进各种反应的生物催化剂。
使用酶的好处是选择高、反应快、效率高。酶的使用在卫生纸和纸浆生产中稳步
增加，现在可以为各种目的购买酶。这些材料包括用于减少洗涤器数量和增加亮
度的木材、用于树脂控制的油脂、用于粘度控制的酯类等。木材是一种多层结构，
经过化学和/或机械处理后可在内部和表面分层。
二、实验
纤维原料为本色硫酸盐针叶木浆(国产精制纤维素扎兰顿)。化学药品使用生
物酶T-90(国产)，国产柔软剂SS-5(国产)，分散剂PEO(进口)。主要实验设备包
括:瑞典L&W有限公司PFI研磨机；偏转器Ø6″×7.5″；日本158mm纸成型机；
BA210T电子显微镜，麦卡锡工业集团有限公司
方法:对本色针叶木浆进行生物酶处理，并用PFI打浆。在相同研磨条件下，
测量纤维素的打浆指数，以反映生物酶对纤维的作用。同时，用显微镜观察纤维
形态的变化，反映生物酶在本色针叶木浆中的作用。酶处理条件:温度30℃，
pH65。时间是90分钟。PFI粉碎机粉碎条件:浆料浓度5%，粉碎间隙0.2mm，转
速15000。
三、结果与讨论
1.浆料打浆度的变化
在同一温度和时间内，本色针叶木浆由不同数量的生物酶处理。随着生物酶
的使用量的增加，纸浆增加了，随着生物酶的使用量增加到相同程度，PFI研磨
器的数量也在减少。也就是说，打浆变得更容易。当生物酶的使用低于40g/t时，
打浆的改良曲线变化不大。当生物酶的使用量在40克/t和80克/t之间时，打
浆改良曲线的斜率就会变大，打浆从31SR大幅改善到36SR，几乎增加了20%。
当添加的酶量超过80g/t时，滑动度曲线变平。
2.纤维形态比较
为了比较生物酶处理的纤维与空白样品纤维之间的形态变化，用电子显微镜
观察纤维的形态。纤维的加工条件如下:酶法利用污泥80g/t、温度30c、pH65。
90分钟后。观察100倍显微镜下纤维的形态。一种是不直接嵌入生物酶的纤维形
式，另一种是添加生物酶90分钟后的纤维形式。比较表明，在浸泡一段时间后，
两组纤维形状不同。生物酶参与的纤维壁腔松散，纤维表面有许多分支。当纤维
乘以400时，纤维空腔会增大，纤维壁厚会增大，边缘不清晰，管道空腔壁和管
道空腔之间的间隙会增大。酶降解细胞壁部分纤维素和半纤维素，促进细胞壁结
构松弛，降低纤维强度，在纤维表面产生许多分枝。事实证明，生物酶可以使本
色打浆纤维变得松散和柔软，从而对打浆生产产生积极影响。
四、生产使用
1.车间打浆工艺
浆料:本色针叶木浆和本色阔叶木浆。生物有机体:80g/t纸浆；ss-5:25.0‰；
分散剂:15。打浆条件为:本色针叶木浆36SR打浆，本色阔叶木浆打浆，脱脂。
将生物酶用温水溶解在5‰的工作液中，缓慢注入破碎机，将纤维素与纤维素一
起磨，然后泵入预磨池，循环10反应。研磨前，将软剂SS-5搅拌溶解于60℃水
中，稀释至1.0‰，向调浆槽中加入分散剂。造纸机:1575mm，速度55-60m/min，
刮刀厚度，刮刀与烘缸夹角2°剃须角度为85°，纸张定量为12-13g/m2，
纸张速度为90m/min。
2.打浆生产过程监控
生物酶的加入使精炼电流减少了136％，功耗降低95％。尽管磨浆电流和打
浆功率都有所下降，但磨浆后打浆度略有上升，2SR上升，湿重下降了1.7克，
这表明纤维在加入生物酶后容易成型，从而节省了打浆能量同时，在相同的基本
重量、品种和直径下，纸卷的重量减少了5公斤以上。一种生物酶T-90，提高纤
维的吸水性和溶解度，增加单纤维厚度，使纸张柔软光滑，从而在同一直径下降
低一卷纸的重量。
结束语
简而言之，在打浆过程中添加生物酶可以渗透到纤维内部，使得纤维内部松
散，使得纤维容易吸水、膨胀和收缩。在同样的条件下，打浆变得更容易，打浆
的保质期更短由于纤维表面分支的增加和纤维之间的点连接的增加，增加了垂直
于纸张的细纤维，改善了纸张柔软度和厚度等。因此，添加生物酶有利于本色针
木打浆，降低打浆强度，缩短打浆时间，提高本色卫生纸的柔软度和厚度。
参考文献：
[1]江曼霞.2015生活用纸行业年度报告[R].北京:中国造纸协会生活用纸专
业委员会,2016．
[2]韩卿,李清林.打浆前酶处理对纤维性能影响的研究进展[J].黑龙江造
纸,2011,3:37-41.
[3]成显波,张文飞,王双飞,等.打浆中木聚糖酶处理对未漂硫酸盐桉木浆打
浆性能的影响[J].基因组学与应用生物学,2015,9:2003-2009.
[4]鞠成民.硫酸盐针叶木浆酶促打浆的研究[D].天津科技大学,2005.
[5]李曜，雷艳萍生.物酶在木浆生活用纸中的应用[J].中.国西部科技，
2010，9（35）：12-13，34.