使用溶解性多糖单加氧酶处理溶解浆的方法技术

本发明专利技术涉及用溶解性多糖单加氧酶处理溶解浆。溶解性多糖单加氧酶处理导致溶解浆生产过程中粘度降低和/或粘度控制改进和/或5溶解浆的反应性增加。浆的反应性增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用溶解性多糖单加氧酶处理溶解浆的方法
[0001]对序列表的引用
[0002]本申请含有计算机可读形式的序列表。该计算机可读形式通过引用并入本文。


[0003]本专利技术涉及用一种或多种酶处理溶解浆。酶处理导致溶解浆生产过程中粘度降低和/或粘度控制改进，和/或最终溶解浆的反应性增加。

技术介绍

[0004]商业溶解浆或溶解级纸浆是具有足够高的纤维素含量以适合生产再生纤维素和纤维素衍生物的化学漂白纸浆。商业溶解浆具有特殊特性，如高水平的亮度和均匀的分子量分布。制造商业溶解浆用于需要高的化学纤维素纯度和特别低的半纤维素含量的用途，因为化学上类似的半纤维素可能会干扰后续工艺。溶解浆是如此命名的，因为它不是制成纸，而是溶解在溶剂中或通过衍生化成均质溶液，这使得其完全化学地可接近并且去除任何残留的纤维结构。一旦溶解，它可以纺造成纺织品纤维，如粘胶或莱赛尔(Lyocell)，或者化学反应以生产衍生的纤维素，如三乙酸纤维素、形成纤维或膜的塑料状材料、或纤维素醚如甲基纤维素，用作增稠剂。
[0005]使用溶解浆作为原材料的常规粘胶生产在其环境影响及其生产成本方面需要改进。本领域需要提供用于处理溶解浆的、具有降低的成本和更小环境影响的方法。
[0006]本专利技术提供了如下基于溶解性多糖单加氧酶的溶液，其在溶解浆(例如，牛皮纸溶解浆和亚硫酸盐溶解浆)的生产中降低了粘度和/或改进了粘度控制。与所使用的常规方法(这些方法对许多副反应如氧气、过氧化氢、臭氧、次氯酸钠和酸水解无选择性)相比，本专利技术中描述的酶溶液允许纤维素更具选择性地解聚，并因此更好地控制纸浆粘度。此外，本专利技术溶解浆的反应性得到改进，由此减少粘胶生产过程中使用的化学品的量和/或改进粘胶制造过程中在粘胶纺料过滤性方面的可加工性。在粘胶制造过程中节省在生产再生纤维素中使用的化学品(如二硫化碳(CS2))的量将降低成本和环境影响。类似地，预期溶解浆的反应性增加有益于纤维素衍生物的生产过程，如后续酯化和醚化过程。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供了用于处理溶解浆的方法，该方法包括使溶解浆经受溶解性多糖单加氧酶的步骤。
[0008]与通过相同方法(其中省略了溶解性多糖单加氧酶(LPMO)处理)获得的溶解浆相比，本专利技术的方法产生如下溶解浆，其具有溶解浆生产过程中降低的粘度和/或改进的粘度控制、和/或用于粘胶制造的增加的反应性、和/或氧化基团的增加的含量。所述溶解浆是牛皮纸溶解浆和/或亚硫酸盐溶解浆。
[0009]本专利技术进一步提供了通过本专利技术的方法制得的溶解浆。
[0010]本专利技术进一步提供了由本专利技术的溶解浆制成的纺织品纤维或衍生的纤维素。
[0011]本专利技术进一步提供了溶解性多糖单加氧酶用于处理溶解浆的用途。
[0012]定义
[0013]溶解浆：溶解浆是高级纤维素浆，其具有低半纤维素、木质素和树脂含量。该纸浆具有特殊特性，如高水平亮度和均匀分子量分布。它用于制造包括人造丝和醋酯纺织品纤维、玻璃纸、胶片和各种化学添加剂的产物。在很大程度上，溶解木浆的使用取决于其纯度(纤维素含量)，这主要取决于生产过程。为了获得高质量的产物，这些所谓的“特殊”纸浆必须满足某些要求，例如高纤维素含量、低半纤维素含量、均匀分子量分布和高纤维素反应性。大多数商业溶解浆在一定程度上满足了这些要求。尽管如此，由于纤维素呈现的紧密和复杂的结构，获得高纤维素可及性以及溶剂和试剂反应性并非易事。约77％的全部溶解浆用于制造纤维素纤维(人造丝和醋酯)。
[0014]使用两种基本工艺生产溶解浆：(a)亚硫酸盐工艺；和b)硫酸盐工艺(牛皮纸)。
[0015]为了制造溶解级纸浆，从木纤维中去除半纤维素是至关重要的，因为半纤维素在粘胶生产过程中会影响粘胶的过滤性、纤维素的黄原酸化以及最终产物的强度。在木材蒸煮和后续漂白过程中，去除半纤维素。在亚硫酸盐制浆中，使用的酸性条件负责去除大部分半纤维素，而在硫酸盐/牛皮纸工艺中通常需要预水解步骤来去除半纤维素。去除半纤维素的另一种方法是通过用仅与纸浆的半纤维素部分反应的酶处理纸浆。
[0016]牛皮纸溶解浆：“牛皮纸溶解浆”与“硫酸盐溶解浆”是同义的。一个优选的实例是预水解牛皮纸溶解浆。牛皮纸溶解浆是通过在高于约120℃的温度下用氢氧化钠和硫化钠的溶液消化木屑来生产的。还进行了一些牛皮纸制浆，其中硫化钠通过氧或蒽醌而增强。与苏打制浆相比，牛皮纸制浆特别有用于软木的制浆，软木包含比硬木更高百分比的木质素。术语“牛皮纸溶解浆”与“牛皮纸溶解纤维素”和“牛皮纸溶解级纸浆”是同义的，并且是指具有高纤维素含量的纸浆。牛皮纸溶解浆的纤维素含量优选为至少90％(重量/重量)，如至少91％、至少92％、至少93％、至少94％、至少95％、至少96％、至少97％、至少98％或至少99％(w/w)。制造牛皮纸溶解浆用于需要高的化学纯度、和特别低的半纤维素含量的用途。溶解浆的半纤维素含量优选为小于10％(重量/重量)，如小于9％、小于8％、小于7％、小于6％、小于5％、小于4％、少于小于3％、小于2％或小于1％(w/w)。牛皮纸溶解浆例如可用于生成再生纤维素或用于生成纤维素衍生物。“牛皮纸溶解级纸浆”还可以被定义为这样的纸浆，其已经被充分纯化用于在用有机酸或无机酸生产粘胶、人造丝、纤维素醚、或纤维素酯中使用。
[0017]亚硫酸盐溶解浆：亚硫酸盐工艺通过使用各种亚硫酸的盐在大型压力容器(称为消化槽)中从木屑中提取木质素，产生作为几乎纯的纤维素纤维的木浆。根据pH值，在制浆过程中使用的盐是亚硫酸盐(SO
32-)或亚硫酸氢盐(HSO
3-)。反离子可以是钠(Na
+
)、钙(Ca
2+
)、钾(K
+
)、镁(Mg
2+
)或铵(NH
4+
)。
[0018]根据亚硫酸盐(亚硫酸氢盐)的反离子和碱与亚硫酸的比例，亚硫酸盐制浆在pH 1.5和5之间进行。纸浆与制浆化学品接触4至14小时，并且在温度范围为130℃至160℃(266
°
F至320
°
F)之间进行，这也取决于所使用的化学品。
[0019]亚硫酸盐制浆中涉及去木素作用的大多数中间体是通过碳-碳双键的质子化或连接许多木质素成分的醚键的酸性切割形成的共振稳定的碳正离子。后一种反应是亚硫酸盐工艺中大多数木质素降解的原因。预计亚硫酸盐工艺使木质素降解的程度不会与牛皮纸工
艺相同，并且来自亚硫酸盐工艺的木质素磺酸盐是有用的副产物。
[0020]来自亚硫酸盐制浆的用过的蒸煮液通常称为褐色液，但也使用术语红液、浓液和亚硫酸盐液(与牛皮纸工艺中的黑液相比)。使用逆流的洗浆机去除用过的蒸煮化学品和降解的木质素和半纤维素。
[0021]“漂白”是从纸浆中去除颜色，主要是去除在初次制浆操作后保持与纤维结合的痕量的木质素。漂白通常涉及用氧化剂如氯(C阶段)、二氧化氯(D阶段)、氧气(O阶段)、过氧化氢(P阶段)、臭氧(Z本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于处理溶解浆的方法，该方法包括使该溶解浆经受溶解性多糖单加氧酶的步骤。2.根据权利要求1所述的方法，该方法包括使该溶解浆经受纤维素酶，优选内切葡聚糖酶的步骤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中使该溶解浆经受溶解性多糖单加氧酶的步骤和使该溶解浆经受纤维素酶的步骤同时进行或以任意顺序依次进行。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，该方法包括漂白该溶解浆的步骤。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，该方法包括使该溶解浆经受溶解性多糖单加氧酶及其电子供体，优选抗坏血酸、没食子酸、连苯三酚或半胱氨酸的步骤。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中该溶解浆是未漂白、部分漂白、漂白或碱性提取的溶解浆；或者其中该溶解浆是牛皮纸浆或亚硫酸盐浆。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中该溶解性多糖单加氧酶与SEQ ID NO:1的成熟多肽或SEQ ID NO:2的成熟多肽或SEQ ID NO:3的成熟多肽具有至少60％(例如至少65％、例如至少70％、例如至少75％、例如至少80％、例如至少85％、例如至少90％、例如至少95％、例如至少99％)的序列同一性。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中该纤维素酶与SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5的成熟多肽、SEQ ID NO:6的成熟多肽、或SEQ ID NO:7的成熟多肽具有至少60％(例如至少65％、例如至少70％、例如至少75％、例如至少80％、例如至少85％、例如至少90％、例如至少95％、例如至少99％)的序列同一性。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中该溶解性多糖单加氧酶包含如下或由如下组成：SEQ ID NO:1或其成熟多肽、或SEQ ID NO:2或其成熟多肽、或SEQ ID NO:3或其成熟多肽；或者该纤维素酶包含如下或由如下组成：SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5或其成熟多肽、SEQ ID NO:6或其成熟多肽、或SEQ ID NO:7或其成熟多肽。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中该溶解性多糖单加氧酶的浓度是从0.05mg/kg烘干纸浆至100000mg/kg烘干纸浆，例如选自下组的浓度，该组由以下组成：从0.05mg/kg烘干纸浆至250mg/kg烘干纸浆、从0.25mg/kg烘干纸浆至1000mg/kg烘干纸浆、从0.25mg/kg烘干纸浆至2000mg/...

【专利技术属性】
技术研发人员：PEG洛莱罗，AM沙夫鲍尔森，M托夫博格，
申请(专利权)人：诺维信公司，
类型：发明
国别省市：