制浆造纸生物技术

• 生物预处理可以显著地降低能耗，改善浆 的性能。Setliff利用Ceriporiopsis subvemispora和P.chrysosporium对杨本进行 了预处理。结果表明，与未经真菌处理的 相比，在盘磨机磨至相同游离度的情况下， 杨木可以降低20％的耗能，挪威云杉降低 13％的能耗。Kashino稍用IZU一154对阔叶 木和针叶木生物机械浆进行了研究，发现 粗磨的山毛榉机械浆经真菌处理7天以后， 可使后续浆能量消耗降低1／3--1／2，且强 度性能得到改善；经粗磨的云杉机械浆和 红松浆采用真菌处理10～14天，磨浆能耗 约降低1／3，强度性能也有所改善。
• 1、对微生物的要求 • 繁殖速度快，分解木素能力极强，尽可能 少分解或不分解纤维素等。目前从自然界 分离到的白腐菌菌株及经诱变处理选育得 到的木素降解酶产生菌，其降解木素的能 力还远没有达到生物制浆的要求。
2、生物制浆的种类 • 生物机械制浆（BMP） • 生物化学机械制浆（BCMP） • 麻类原料生物制浆 3、生物制浆的优点 • 减少制浆的能耗、提高纸质量、减少制浆 对环境的污染。
思考题 • 1生物技术在制浆中有哪些缺点？ • 2生物技术在制浆中的发展趋势?
作业题 • 生物技术在制浆造纸中还有什么应用？ 答：1基因重组技术改良造纸原料 2生物处理制浆工业废水 3酶处理改善浆料的性能 4树脂生物控制 5生物技术在废纸脱墨中的应用 6生物技术在漂白中的应用 7生物技术在打浆中的应用
学习目的与要求： 1掌握生物技术在制浆中的应用 2了解生物技术在制浆中的研究进展
主要知识点： • 一 、生物制浆概述 • 二 、生物制浆研究情况 • 三、对生物制浆的评价
关键词： • 生物技术；生物制浆； 主要内容： • 生物技术，国内外许多学者曾对它下过多种大 同小异的定义。简单地概括起来，就是利用生 物有机体(从微生物直至高等动物、植物)或其 组成部分(包括器官、组织、细胞或细胞器等) 发展新产品或新工艺的一种体系．或定义为： 操纵生物(微生物、植物、动物)的细胞、组织 或酶，进行生物合成、生物转化或生物降解， 大规模地生产预期产品或达到特殊目的的一门 技术。
与浸渍法有关的微生物以曲霉、青霉、毛 霉、根霉等为主体，还有其他菌如半知菌 的葡萄孢霉、镰刀霉，细菌如芽孢杆菌等。
(2)间接法（酶浸渍法或酶法制浆） • 指将微生物维持在一定的环境条件下，使 其产生大量的酶，再将酶浓缩、提取出来， 加入到纤维原料的处理过程。
三、对生物制浆的评价
• 1、纤维素、半纤维素含量变化 • 2、木质素含量 • 3、对能耗、化学品用量、纸张性能等的影 响
• 3、生物预处理化学浆 意义 利用生物预处理的手段，在达到相同纸浆 硬度的前提下，可以减少化学药品和能源 的消耗，或者是在化学药品不减少的情况 下降低纸浆的硬度，以适应无氯漂白的需 要
由白腐菌变异株IZO-154进行生物预处理化学 制浆的研究 • 以桦木为原料，以白腐菌变异株IZO-154进 行预处理后，用KP法制浆，结果与不进行 预处理的制浆结果相比较。发现，经过真 菌预处理的材料浆的得率或脱木素程度提 高，而化学品的用量大大减少，蒸煮热能 降低，纸的机械性能得到很大改善。
• 4、韧皮纤维生物脱胶制浆
• 造纸工业中，包括麻类在内的韧皮纤维生 物法制浆是应用果胶酶或接种产果胶酶的 微生物降解原料中的果胶质,使原料分散成 纤维束或单纤维的过程。
• 近年来,国内外对韧皮纤维脱胶的微生物 种类及其酶学特征、影响脱胶的诸多因素 以及酶解产物的动态变化开展了广泛的研 究。
（1)直接法（浸渍法） • 将能产生使纤维彼此离解的酶的微生物直 接接种于纤维原料中，在微生物生长繁殖 的同时，分泌大量的酶，使与纤维黏结在 一起的物质分解、溶出，从纤维彼此分离 成浆。
一 、生物制浆概述
• 生物制浆是利用微生物所具有的分解木素 的能力，来除去制浆原料或纸浆中的木素， 使植物组织与纤维彼此分离制成纸浆的过 程 • 目前，生物制浆就是在制浆前利用环境微 生物菌体或其酶制剂对原料进行预处理， 然后蒸煮，获得纸浆。这个过程可节省蒸 煮化学药品，对纸浆纤维特性也有一定改 变。
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参考文献 《制浆造纸的生物技术》 谢来苏主编 化学 工业出版社 《植物生物技术导论》 H.S.查夫拉编著 化 学工业出版社 《生物工程概论》 陶兴无主编 化学工业出 版社 《现代应用生物技术》刘仲敏 林兴兵 杨生 玉主编 化学工业出版社 《生物技术概论》英 J.E.史密斯著 科学技术 出版社
二 生物制浆研究情况
• 1、黄孢原毛平革菌预处理麦草生物制浆的 研究 • 麦草生物预处理:经湿热(125℃)灭菌30min 后进行接种,将接种完毕的麦草放入恒温 (28℃)生物培养箱中进行培养.
• 2、白腐菌预处理制蔗渣生物机械浆 • 实验方法： • 将蔗渣在120℃下于蒸煮锅中处理45min， 加水使水分提高到75%，再将白腐菌培养基 和营养液加到原料中并充分混合。采用固 定床反应器培养，反应器在培养前用高压 蒸汽消毒10min。接种了的原料在27℃和 60%的相对湿度下培养14天。 • 无白腐菌预处理蔗渣和有白腐菌预处理蔗 渣用盘磨机磨浆， • 测定能源消耗、制浆得率及性能等。