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绿色糖单孢菌胞外酶预漂粗皮桉化学浆的研究

作　者: 翟楠
导　师: 吴玉英
学　校: 北京林业大学
专　业: 林产化学加工工程
关键词: 绿色糖单孢菌粗皮按生物漂白木聚糖酶木素过氧化物酶效果机理
分类号: TS745
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本研究利用绿色糖单孢菌分泌的胞外酶对粗皮桉化学浆进行了预处理,探讨了预漂白的最佳工艺条件、预处理对于后续化学漂白的促进作用以及生物酶漂白的作用机理等内容。绿色糖单孢菌胞外酶漂白桉木KP浆和桉木AS-AQ浆的最佳工艺条件为：酶用量3U/g(以木素过氧化物酶计),pH值7.0,时间120min,温度70℃,浆浓10%,H202浓度0.1mmol·L-1当增加酶漂环节时,DED三段漂的总用氯量仅为2.8%时,就可使桉木KP浆和AQ-AQ浆白度均达到82%ISO以上。经过生物预处理后,DED三段漂过程中只需采用70%的总用氯量即可达到原有的白度,同时漂白废水的悬浮物SS、色度和CODcr下降幅度均在20%以上,助漂效果十分理想。生物酶预处理在一定程度上降低了纸浆的卡伯值,同时增加了纸浆白度,但是生物酶预漂的主要作用在于提升后续漂白的性能。在纸浆性能方面,酶处理对于桉木KP浆的处理效果略优于AS-AQ浆；而对于降低漂白过程中废水的污染负荷方面,增加酶处理对于桉木AS-AQ浆污染负荷的降低要比KP浆更加明显一些。绿色糖单孢菌胞外酶对纸浆有明显的降解作用,纸浆纤维表面出现局部断裂、孔洞及沟槽,使其纤维结构变得疏松,进一步暴露了内部的木素结构,促进了后续化学漂白过程中化学漂剂的渗透。同时,胞外酶对纤维素的无定型区产生了一定程度的破坏。绿色糖单孢菌分泌的胞外复合酶同时含有木聚糖酶和木素过氧化物酶,不仅可以降解木聚糖,同时还可以直接对木素进行破坏,还减少了纸浆中的发色基团和助色基团。酶漂后的纸浆木素产生了更多的羟基,可增强后续化学漂白过程中木素的反应活性；断裂掉了木素的部分侧链、氧化了一定量的碳水化合物；另外,在降解过程中紫丁香型结构的木素较易被降解,愈疮木基型木素更多的得到了保留。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
1. 绪论  10-22
  1.1 桉木浆的现状与特性  10-11
    1.1.1 桉木及桉木浆的现状及特性  10-11
    1.1.2 粗皮桉的现状及特性  11
  1.2 生物漂白的研究及其进展  11-18
    1.2.1 引言  11-12
    1.2.2 微生物直接作用的纸浆生物漂白  12-13
    1.2.3 半纤维素酶参与的纸浆生物漂白  13-15
    1.2.4 木素降解酶参与的纸浆生物漂白  15-18
      1.2.4.1 木素过氧化物酶(LiP)的生物漂白  15-16
      1.2.4.2 依赖锰过氧化物酶(MnP)的生物漂白  16-17
      1.2.4.3 漆酶(Laccase)的生物漂白  17
      1.2.4.4 协同漂白  17-18
  1.3 立题背景  18-19
  1.4 本文主要研究内容  19-22
2. 绿色糖单孢菌胞外酶酶学特性表征  22-28
  2.1 前言  22
  2.2 实验材料与仪器  22-23
    2.2.1 实验菌种  22
    2.2.2 主要试剂和仪器  22-23
  2.3 实验方法  23-26
    2.3.1 绿色糖单孢菌胞外酶的提纯与分离纯化  23-24
    2.3.2 绿色糖单孢菌胞外酶酶学性质研究  24-26
      2.3.2.1 木聚糖酶的活性测定(DNS法)  24-25
      2.3.2.2 木素过氧化物酶的活性测定  25-26
  2.4 结果与讨论  26
  2.5 本章小结  26-28
3. 绿色糖单孢菌胞外酶漂白桉木KP及AS-AQ浆效果评定  28-40
  3.1 前言  28
  3.2 实验材料与仪器  28-30
    3.2.1 菌种及生物酶  28
    3.2.2 纸浆  28-29
    3.2.3 主要试剂和仪器  29-30
  3.3 实验方法  30-33
    3.3.1 胞外复合酶的预漂白  30
    3.3.2 后续漂白  30-31
    3.3.3 浆料分析检测  31-33
      3.3.3.1 白度  31
      3.3.3.2 老化白度  31
      3.3.3.3 卡伯值  31-32
      3.3.3.4 粘度  32
      3.3.3.5 物理性能  32
      3.3.3.6 漂白废水色度(CU)  32
      3.3.3.7 漂白废水化学耗氧量(COD_(Cr))  32
      3.3.3.8 漂白废水悬浮物(SS)  32-33
  3.4 结果与讨论  33-38
    3.4.1 酶用量对预漂效果的影响  33-34
    3.4.2 酶处理对后续漂白效果的影响  34-37
      3.4.2.1 酶处理对纸浆可漂性的影响  34-36
      3.4.2.2 酶处理对漂白废水污染负荷的影响  36-37
    3.4.3 酶处理对纸浆物理性能的影响  37-38
  3.5 本章小结  38-40
4. 绿色糖单孢菌胞外酶作用于桉木浆机理研究  40-58
  4.1 前言  40
  4.2 实验材料与仪器  40-41
  4.3 实验方法  41-43
    4.3.1 扫描电镜观察纤维表面形态  41
    4.3.2 纸浆中聚戊糖含量的测定  41
    4.3.3 气相色谱分析酶解浆中的糖类组成  41-42
    4.3.4 DNS法测定酶预漂废液中的总还原糖含量  42
    4.3.5 残余木素的提取(Chang H M,1992)  42
    4.3.6 酶预漂前后纸浆的红外光谱扫描  42
    4.3.7 酶预漂前后纸浆残余木素的红外光谱扫描  42-43
    4.3.8 酶预漂前后纸浆的X射线衍射扫描  43
  4.4 结果与讨论  43-57
    4.4.1 胞外复合酶漂后纸浆纤维的表面形态  43-45
    4.4.2 胞外复合酶漂后纸浆的糖类组成  45-47
    4.4.3 酶处理后废液中的总还原糖含量  47-49
    4.4.4 酶处理前后纸浆的红外光谱扫描  49-51
    4.4.5 酶处理前后纸浆中残余木素的红外光谱扫描  51-55
    4.4.6 酶处理前后纸浆X衍射扫描  55-57
  4.5 本章小结  57-58
5. 结论与建议  58-60
  5.1 本论文的主要结论  58-59
  5.2 本论文的创新点  59
  5.3 有待解决的问题  59-60
参考文献  60-66
个人简介  66-68
导师简介  68-70
获得成果清单  70-72
致谢  72

绿色糖单孢菌胞外酶预漂粗皮桉化学浆的研究

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