【技术实现步骤摘要】
本申请涉及造纸机械浆木质素脱除，具体涉及一种纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法及由该处理机械浆制备的纸制品。
技术介绍
1、脱除纸浆表面木质素是机械浆改性提质的重要途径。瑞典schuur教授团队在2021年提出了“在温和条件下通过深共熔溶剂(des)去除低能耗机械浆的木质素，可以作为传统造纸用脱木素纤维(化学浆)的一种绿色替代品”。他们试验了由乳酸和氯化胆碱组成的des在100～130℃温和蒸煮挪威云杉机械浆，最终木质素含量降至14％，脱木质素纸浆产量约为50％，纤维长度0.6mm。schuur的研究指明了机械浆技术发展的一个重要方向，但他们使用的化学试剂仍存在用量大、回收困难且对环境有潜在污染等问题。另外，学者们认为，不同于化学法制浆，以机械浆改性为目的，仅仅脱除表面的木质素就足以提升纤维表面亲水性和结合强度。酶处理与过氧化氢漂白联合脱除机械浆表面木质素是比des温和蒸煮更具实用性的方案。
2、在温和去除木质素方面的研究中，中国林科院南京林化所在2000年就开展了此类研究，他们用木聚糖酶(x)处理麦草化机浆，再用h2o2漂白(p)，白度增加了9％iso，采用xp1p2漂序，最终得到纸浆白度60％iso。chandra等人用漆酶处理冷杉tmp，然后再做h2o2漂白，漆酶处理可使最终白度提高1.5～2.5％iso，h2o2消耗降低15～20％。齐鲁工业大学邱文秀用漆酶/1-羟基苯并三唑(hbt)体系对阔叶木apmp浆进行处理，酶用量为2u/g时白度从56.3％iso提高为57.6％iso，抗张强度从23.0n·m/g提
技术实现思路
1、为了解决上述诸多的问题，本申请提供一种纯植物提取的生物酶应用于造纸浆料脱木素的方法，具体为将一种纯植物提取的过氧化物酶应用用于三种不同类型的纸制品用的浆料，具体为慈竹、芦苇和桉木机械浆的h2o2漂白前脱木质素处理，并对处理过程中的各项核心参数，如酶用量、酶处理时间和h2o2添加量等进行优化，通过处理后样品测定总木质素和表面木质素含量和纤维形态，确定最优处理方案，该最优处理方案较常规的其他酶的处理方法相比，大大提升了处理浆的纤维强度和白度；此外，专利技术人还用纯植物提取的过氧化物酶的模型与不同聚合度木质素模型物(lmc)做分子对接模拟，得到酶与lmc相互作用的信息，用于深入理解过氧化物酶与木质素的作用机制，为纯植物提取过氧化物酶脱机械浆表面木质素以及促进后续h2o2漂白的可行性提供了可靠的证据支持和技术参考。
2、本申请所采用的具体技术方案如下：
3、一种采用纯植物提取的生物酶对机械浆的处理方法，具体包括：其处理方法依据如下任意一种处理过程完成：
4、处理过程(a)：采用天然提取的过氧化物酶，在ph5.0，温度为60℃的条件下对机械浆进行处理，处理时间为2-6小时，所述过氧化物酶的添加量为0.5-1.5g/kg绝干浆，所述机械浆的反应浓度为10％，用去离子水洗涤机械浆，平衡水分，完成处理；
5、处理过程(b)：先采用天然提取的过氧化物酶，在ph5.0，温度为60℃的条件下对机械浆进行处理，处理时间为2-6小时，所述过氧化物酶的添加量为0.5-1.5g/kg绝干浆，将经过氧化物酶处理过的机械浆添加5g/l乙二胺四乙酸，将添加了乙二胺四乙酸的待处理的机械浆放在聚乙烯密封袋中，揉搓使机械浆与药液混合均匀，放入60℃恒温水浴锅保温60min，结束后冷却至室温，用去离子水洗涤机械浆，调整至固含量为10％；对乙二胺四乙酸处理后的机械浆进行h2o2漂白，工艺条件为h2o2添加40g/l、naoh 20g/l、mgso45g/l，机械浆浓度10％，在温度80℃条件下反应120min；反应过程中每隔15min，揉搓一次，保证反应均匀，漂白结束后，用去离子水洗涤至中性，平衡水分，处理完成。作为对上述方案的进一步改进，所述过氧化物酶从软叶刺葵叶提取获得，且所述过氧化物酶的酶活为35.64±4.77u/ml。
6、作为对上述方案的进一步改进，当机械浆为慈竹机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l；当机械浆为芦苇机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间6h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l；当机械浆为桉木机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l。
7、作为对上述方案的进一步改进，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(b)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆的酸溶木质素依次分别下降了34.8％、19.0％、26.8％，和/或，kl ason木质素依次分别下降了13.4％、15.9％和21.4％，和/或，总木质素依次分别下降了14.8％、12.5％和17.9％。
8、作为对上述方案的进一步改进，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(a)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆的酸溶木质素分别降低了8.7％、4.8％和7.3％，和/或，klason木质素分别降低了1.6％、2.3％和5.5％，和/或，总木质素分别降低了3.7％、4.2％和3.6％。
9、作为对上述方案的进一步改进，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，经过处理过程(a)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆中仅和饱和c原子或氢原子相连的c原子含量依次分别减少3.1％、1.9％和11.4％，与1个羰基o原子或2个非羰基o原子相连的c原子含量依次分别增加8.8％、11.41％和3.8％。
10、作为对上述方案的进一步改进，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，经过处理过程(b)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆中仅和饱和c原子或氢原子相连的c原子含量依次分别分别降低16.8％、20.4％和39.4％，与1个非羰基o原子相连的c原子的含量分别增加15.8％、17.7％和37.3％。
11、作为对上述方案的进一步改进，具体包括：当机械浆为芦苇机械浆时，经处理过程(a)处理后，o/c比原浆提高了1.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，处理方法依据如下任意一种处理过程完成：
2.根据权利要求1所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，所述过氧化物酶从软叶刺葵叶提取获得，且所述过氧化物酶的酶活为35.64±4.77U/mL。
3.根据权利要求1所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，H2O2漂白过程中H2O2添加量0.3g/L；当机械浆为芦苇机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间6h，H2O2漂白过程中H2O2添加量0.3g/L；当机械浆为桉木机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，H2O2漂白过程中H2O2添加量0.3g/L。
4.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(B)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆
5.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(A)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆的酸溶木质素分别降低了8.7％、4.8％和7.3％，和/或，Klason木质素分别降低了1.6％、2.3％和5.5％，和/或，总木质素分别降低了3.7％、4.2％和3.6％。
6.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，经过处理过程(A)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆中仅和饱和C原子或氢原子相连的C原子含量依次分别减少3.1％、1.9％和11.4％，与1个羰基O原子或2个非羰基O原子相连的C原子含量依次分别增加8.8％、11.41％和3.8％。
7.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，经过处理过程(B)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆中仅和饱和C原子或氢原子相连的C原子含量依次分别分别降低16.8％、20.4％和39.4％，与1个非羰基O原子相连的C原子的含量分别增加15.8％、17.7％和37.3％。
8.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，具体包括：当机械浆为芦苇机械浆时，经处理过程(A)处理后，O/C比原浆提高了1.61％；芦苇机械浆经X段处理后，O/C比原浆提高了1.61％，表面木质素浓度降低3.22％；当机械浆为慈竹机械浆时，经处理过程(A)处理后，慈竹机械浆浆比原浆的O/C增大1.36％，表面木质素浓度降低2.72％；当机械浆为桉木机械浆时，经处理过程(A)处理后，桉木机械浆的O/C增大1.24％，表面木质素浓度降低2.48％。
9.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，经过处理过程(B)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆纤维长度分别减少9.2％、7.6％和6.7％。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法处理而得的机械浆所制备的纸制品，其特征在于，所述纸制品至少满足如下(1)-(5)各条件中至少之一：
...【技术特征摘要】
1.一种纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，处理方法依据如下任意一种处理过程完成：
2.根据权利要求1所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，所述过氧化物酶从软叶刺葵叶提取获得，且所述过氧化物酶的酶活为35.64±4.77u/ml。
3.根据权利要求1所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l；当机械浆为芦苇机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间6h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l；当机械浆为桉木机械浆时，过氧化物酶处理过程中所述过氧化物酶的酶用量为1.5g/kg绝干浆，处理时间4h，h2o2漂白过程中h2o2添加量0.3g/l。
4.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(b)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆的酸溶木质素依次分别下降了34.8％、19.0％、26.8％，和/或，klason木质素依次分别下降了13.4％、15.9％和21.4％，和/或，总木质素依次分别下降了14.8％、12.5％和17.9％。
5.根据权利要求1或3所述的纯植物提取的生物酶处理机械浆的方法，其特征在于，当机械浆为慈竹机械浆、芦苇机械浆、桉木机械浆时，依据处理过程(a)处理完成的慈竹机械浆、芦苇机械浆和桉木机械浆的酸溶木质素分别降低了8.7％、4.8％和7.3％，和/或，klason木质素分别降低了1.6％、2.3％和5.5％，和/或，总木质素分别降低了3.7％、4.2％和3.6％。
6.根据权利要求1或3所述的纯植物...
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