新型果胶酶处理DCS物质的研究

宋 迪

（济南诺能生物工程有限公司，山东 济南 250022）

一、概述

果胶酶是能够分解果胶物质的酶。果胶是由不同酯化度的半乳糖醛酸以α-1,4糖苷键聚合而成的多糖链。它存在于所有的高等植物中，在初生细胞壁和细胞间层沉积。

在处理白水的过程中，随着循环次数的增加以及封闭循环程度的提高，白水中的有害物质也在逐渐累积。白水中的溶解物和胶体物质（DSC）对造纸和抄纸的化学影响最大的同时也最难处理的。在处理造纸白水过程中加入果胶酶，不仅破坏了糖苷键，降解了果胶质类物质，使其成为低聚合成或单分子的半乳糖醛酸，同时减少了阳离子电荷的需求量，增强了阳离子聚合物的絮凝作用。

本文主要对白水中的DCS加入了新型果胶酶进行处理，对比分析了酶处理前后白水中的DCS对阳离子聚合物的作用效果，得出了新型果胶酶对果胶类物质的降解规律以及经新型果胶酶处理后对白水中DCS稳定性的影响。

二、材料与方法

2.1 实验材料

杨木BCTMP；碱性果胶酶：济南诺能生物工程有限公司。

2.2 实验方法

2.2.1 DCS的制备

用蒸馏水将杨木BCTMP稀释到1%，60℃的恒温水浴条件下，100r/min搅拌1h，浓缩过滤到30%，重复此过程一次，将得到的滤液再稀释新的BCTMP,在过滤浓缩后得到新的滤液，静置24h，过滤，得到DCS水。

2.2.2 BCTMP纸浆的洗涤

BCTMP经蒸馏水稀释后过滤，再重复多次用蒸馏水稀释过滤洗涤，使其电导率小于10μs/cm。

2.2.3 果胶酶处理DCS

将DCS水放入到水浴锅中，100r/min进行搅拌，调节ph后，加入果胶酶溶液，处理一段时间后，煮沸。对照组选用失活的酶液。处理条件：酶量 100APSU/L(DCS 水 )，pH5.5， 温 度55℃，时间8h。

2.2.4 测定方法

DCS水的阳电荷需要量用电荷滴定仪测定，聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC）是标准阳离子物质。

采用浊度仪测定DCS及滤液的残余浊度。

三、结果与讨论

3.1 果胶酶处理DCS对CPAM助留效果的影响

图1 果胶酶处理DCS对CPAM助留效果的影响

图2 DCS果胶酶处理对滤液浊度的影响

图3 CPAM用量对DCS稳定性的影响

图4 PEI用量对DCS稳定性的影响

由图1可知，通过与对照组相比较，加入果胶酶处理后的CPAM助流效果有明显的提高，尤其是是在加入PEI后助流效果有所增强。在相同的CPAM加入量和相同PEI条件下，细小纤维的留着率增加。白水中的DCS经过果胶酶处理后，果胶酸被降解，因而阳离子电荷的需求量也在逐步降低，这大大增强了PEI对于阴离子电荷的捕集作用。由图可知，经过0.4mg/g酶处理后的细小纤维留着率大于1.0mg/g对照组的细小留着率。所以，当白水中的DCS经过果胶酶处理后，使用等量或较少的阳离子助剂亦可达到相同的处理效果。

DCS经酶处理后，PEI和CPAM对胶体物质的留着作用也增强，主要表现在滤液浊度明显下降。通过图1和图2对比可知，细小纤维和DCS中胶体物质的留着增加是一致的，即细小纤维留着率提高的同时，DCS中胶体物质的留着也相应增加。

3.2 果胶酶处理对DCS稳定性的影响

由图3可知，加入果胶酶后，降解了DCS中的果胶酸，阳离子电荷需求量因此降低。在经过酶处理以后，当加入30mg/L CPAM时，DCS的滤液浊度只有5NTU，同时对照组则在加入60mg/L CPAM时，滤液浊度才降到5NTU。经过酶处理后，在CPAM用量超过40mg/L时，滤液浊度有所上升，胶体部分稳定性有所提高；对照组在CPAM用量超过80mg/L以后稳定性重新提高。

由图4可知，果胶酶处理后的DCS在低的PEI用量下就已经完全失去了胶体稳定性，过量的PEI容易造成DCS的重新稳定同时接近未加入PEI时的稳定水平。

由此可见CPAM和PEI对DCS絮聚的主要原因是白水中的阳离子电荷，DCS中果胶酸在果胶酶的作用下被降解，减少了阳离子电荷的需求量，因此DCS的絮凝速度有所提高。

结语

果胶酶能够降解DCS中的果胶酸。DCS经酶处理后，PEI和CPAM对胶体物质的留着作用也增强，主要表现在滤液浊度明显下降。细小纤维和DCS中胶体物质的留着增加是一致的，即细小纤维留着率提高的同时，DCS中胶体物质的留着也相应增加。在白水中加入果胶酶处理后，减少了白水中的阴离子电荷，减少了阳离子聚合物的加入量的同时提高了细小纤维的留着率。

[1]Ian Reid, Michelle Ricard. Pectinase in papermaking: solving retention problems in mechanical pulps bleached with hydrogen peroxide [J]. Enzyme and Microbial Technology, 2000, 26(2): 115- 123.

[2]杜永.造纸企业生产用水的回收与利用[J].中华纸业，2009，30 （14）：80-81.

[3]Subhash Chandra，马忻译.减少制浆造纸工业废水的若干措施[J].国际造纸，2003（22）：06-07.

[4]DONALD J. Huber, YASAR K,Jiwon J. Pectin degradation in ripening and wounded fruits [J]. R.Bras. Fisiol,2001（13）：224-241.