制造非木材纤维浆料的方法技术

本发明专利技术提供了一种制造非木材纤维浆料的方法，其包含：提供一非木材纤维材料；对该非木材纤维材料进行一水解处理；在该水解处理之前或之后，以一木聚醣酶对该非木木材纤维材料进行一酵素处理；以及在该水解处理与该酵素处理之后，对该非木材纤维材料进行一精制处理，以制得该非木材纤维浆料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种；特别涉及一种以木聚醣酶对非木木材纤维材料进行一酵素处理，以。
技术介绍
在造纸工业中，主要使用木质纤维材料来提供纸张浆料，而木质纤维材料依其植物特性一般概分为木材类及非木材类二种，木材纤维材料如松树、杨木、尤加利树等多年生植物，非木材纤维材料则如稻杆、麦杆、蔗渣、棉杆、亚麻等一年生的常见农作物。其中，非木材纤维材料由于其纤维长度普遍较短且杂质含量多，因此在造纸工业中，通常使用木材纤维材料作为制浆原料。然而，木材纤维材料通常取自有价且生长缓慢的多年生植物，成本较高且栽植不易；相较之下，非木材纤维材料则多属农耕植物中不具经济价值的部分(如稻杆、麦杆、蔗渣、棉杆等)，不仅取得容易、生长时间短，更不需为造纸的目的而另外栽植，亦不会破坏自然生态。此外，造纸程序主要包含将木质纤维材料制成纸张浆料和藉由纸张抄造再将纸张浆料制成纸张的两个步骤。目前，纸张浆料的制备方法主要包含化学制浆法、半化学制浆法及机械制浆法等。其中，与化学或半化学制浆法相比，机械制浆法由于具有建设费用低、 成浆得率高、对环境污染少等优点，因此逐渐受到重视；但另一方面，机械制浆法主要系利用机械作用力撕裂纤维素纤维并进一步制浆，故在磨浆阶段的能量消耗较高是其主要缺点。因此，目前已有结合较温和的化学处理或结合酵素处理的改良式机械制浆法提出。举例言之，美国专利申请案公开第20050241785号中，揭示一种针叶木的机械制浆方法，其在磨浆之前添加果胶分解酵素先预处理原料，以降低磨浆动力损耗；中国专利申请案公开第 101130936号中，揭示一种降低机械浆精磨段的能量消耗的方法，其在精磨段的磨浆程序之前，以水解酶对经粗磨后的浆料进行酵素处理，以降低精磨段磨浆动力。由上可知，目前造纸工业主要皆着重于透过机械制浆法并使用木材纤维材料作为制浆原料，以提供纸张浆料。本专利技术则提供一种采用非木材纤维材料的机械制浆方法，除能避免使用大量化学药剂而污染生态环境之外，更将原本不具经济价值的非木材纤维材料转为有价的再生资源，以减少天然资源的消耗并降低造纸成本。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种，包含提供一非木材纤维材料；对该非木材纤维材料进行一水解处理；在该水解处理之前或之后，以一木聚醣酶对该非木材纤维材料进行一酵素处理； 以及在该水解处理与该酵素处理之后，对该非木材纤维材料进行一精制处理，以制得该非木材纤维浆料。为让本专利技术的上述目的、技术特征及优点能更明显易懂，下文以部分具体实施态样进行详细说明。附图说明图1为本专利技术的方法所制得的浆料的游离度与酵素剂量的关系图。 具体实施例方式以下将具体地描述根据本专利技术的部分具体实施态样；但是，在不背离本专利技术的精神下，本专利技术还可以多种不同形式的态样来实践，不应将本专利技术保护范围解释为限于说明书所陈述者。本专利技术提供一种非木材纤维浆料的制造方法，其使用不具经济价值的非木材纤维材料(如稻杆、麦杆等)取代木材纤维材料作为造纸材料，且透过在磨浆处理之前进行一水解处理，并在水解步骤之前或之后进一步利用木聚醣酶破坏非木材纤维材料中的木聚醣结构(盖纤维材料中的纤维通常经木聚糖所包覆或与之交错存在)，以提高纤维离解效能，进而降低后续磨浆动力的消耗并提高纤维得率与纸张物性。具体言之，本专利技术的包含提供一非木材纤维材料； 对该非木材纤维材料进行一水解处理；在该水解处理之前或之后，以一木聚醣酶对该非木材纤维材料进行一酵素处理；以及在该水解处理与该酵素处理之后，对该非木材纤维材料进行一精制处理，以制得该非木材纤维浆料。可用于本专利技术方法中的非木材纤维材料例如取自常见农作物中不具经济价值的部分，可选自以下群组稻杆、麦杆、蔗渣、棉杆、亚麻、及其组合。在本专利技术的方法中，非木材纤维材料在进行水解处理或酵素处理之前，较佳先进行如散浆及平筛处理等前置处理，以初步去除杂质并保留所需的粗纤维材料。以使用稻杆作为非木材纤维材料为例，可先将稻杆裁切成约2公分至约15公分的大小，较佳约3公分至约6公分的大小后，放入一散浆机中，随后加入清水，进行散浆处理历时约10分钟至约20分钟；随后，将所得的混料进行一平筛处理，一般而言，平筛处理可透过一包含一双层筛具的平筛机来进行，其中上层筛具通常具有较大筛孔(如可采用孔洞大小约0. 4毫米至约0. 6毫米的筛板)，下层筛具则具有较小筛孔(如可采用约250目至约350目之筛网)。将所得的混料通过该双层筛具，即可在上层筛板与下层筛网间获得所欲的稻杆粗纤维材料，至此完成非木材纤维材料的前置处理。当然，本专利技术的方法亦可采用任何现有方法，并视所取用的非木材纤维材料的种类，进行初步去除杂质的前置处理，并不限于上述方式。经初步去除杂质后的非木材纤维材料，随后进行水解处理及酵素处理。经发现，不论在水解处理之前或之后进行酵素处理，均能提供所欲的水解及酵素作用，此可由后附实施例可知。因此，根据本专利技术的方法，水解处理及酵素处理的先后顺序并无特殊限制，可视实际制程需要作调整。在不受理论限制下，咸信水解处理可降低非木材纤维材料中杂质(如半纤维)的含量，从而提高纤维离解程度。常用的水解处理方法包含例如酸水解法、水水解法、蒸气水解法等。酸水解法以无机酸或有机酸作为水解媒介来处理材料，以采用硫酸作为水解剂为例，一般将纤维材料置在浓度为约0. 3重量％至约0. 5重量％、温度约100°C至约125°C的硫酸水溶液中来进行水解。水解法及蒸气水解法则单以水对纤维材料进行预水解的方法， 通常将纤维材料置于温度为约140°C至约180°C的蒸气环境中，历时约10分钟至约180分钟来进行水解。在本专利技术的部分实施态样中，在一蒸气处理槽中，导入约165°C至约175°C 的高温饱和蒸气以进行水解处理，处理时间为约55分钟至约65分钟。除上述水解法以外， 所属本领域的技术人员，基于本说明书的教导，亦可视需要采用其他现有水解法来进行水解处理。在本专利技术的方法中，酵素处理的温度端视所用的酵素本身的最适作用温度而定， 且酵素添加量及处理时间根据实际制程条件而调整，不应限定在一特定范围。一般而言，考量木聚糖酶的最适作用温度，酵素处理步骤在约35°C至约95°C的温度下进行，处理时间约 5分钟至约120分钟，酵素浓度约0. 1活性单位/克至约600活性单位/克(木聚糖酶的活性单位量测方法将在下文中说明)。在本专利技术的部分实施态样中，在约45°C至约55°C的温度下，以浓度分别约为20、40、60、80、100及200活性单位/克的木聚醣酶水溶液酵素处理非木材纤维，历时约阳分钟至约65分钟。另外，在使用木聚糖酶的酵素处理之前、期间或之后，可视需要以一其他酶，例如纤维素酶、半纤维素酶、细胞壁酶、酯酶等，进行额外的酵素处理。木聚醣酶(xylanase)是醣水解酵素中分解半纤维素的主要酵素，其应用范围非常广泛，例如食品、动物饲料、纺织或造纸等。在本专利技术的方法中，即使用木聚糖酶破坏非木材纤维材料中的木聚糖结构，以提高纤维离解效能。可用于本专利技术方法的木聚糖酶种类并无特殊限制，例如可选自以下群组木霉属、马杜拉放线菌属、曲霉属、短柄霉、芽孢杆菌属、纤维单孢菌属、毛壳菌属、钦氏菌属、梭状芽孢杆菌属、丝状杆菌属、腐质菌属、尼克立玛斯提(Neocallimastix)属、诺卡氏菌属、瘤胃球菌属、裂褶菌属、链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：何寿川，黄雅惠，谢俊辉，赖宣妤，
申请(专利权)人：永丰馀造纸股份有限公司，
类型：发明
国别省市：