浅谈“淀粉酶控制淀粉粘度”

2022-01-06 16:20:43 贾旺强 浏览次数 541

淀粉作为造纸工业的主要化学品,在造纸工业原料消耗中仅次于纤维原料,并且80% 的氧化淀粉用在造纸工业,主要是被用作纸页表面施胶来提高纸页的强度。

由于淀粉是多糖类天然高分子聚合物,淀粉分子链上有大量具有亲水性的羟基基团,此羟基基团以及氢键作用使得蒸煮后的淀粉胶液粘度偏高,难以在高速纸机上应用。但淀粉蒸煮后的粘度对纸页的物理强度起着关键性作用,而纸页的物理强度主要是由纤维结合力、纤维形态以及化学品助剂等多个因素影响,而最主要的纤维结合力是纤维与纤维之间的氢键作用形成,而淀粉本身自带的亲水性羟基能使得纤维之间具有更多的氢键结合来增强纤维之间的结合力,因此通过化学品对淀粉粘度的控制显得尤为重要。

目前大多数造纸企业都是使用过硫酸铵或淀粉酶来控制淀粉的粘度,使其降解缩短分子链的长度来降低粘度。过硫酸铵作为强氧化剂,主要是对玉米淀粉进行部分氧化降解来降低淀粉的粘度,而使用淀粉酶来降低淀粉粘度的作用机理是酶与淀粉作用可以水解淀粉的α-1,4 葡萄糖苷键,破坏淀粉的长分子链使其水解为短分子链的葡萄糖和麦芽糖,酶在淀粉蒸煮的过程中达到反应的温度后就可以迅速降低淀粉的粘度。

以PM13 淀粉蒸煮工艺流程为例,此为间歇式蒸煮,一直以来通过使用过硫酸铵来控制淀粉的粘度,但是目前随着危化品使用条件越来越苛刻以及其价格快速上涨等因素,使用酶替代过硫酸铵的需求越来越迫切。PM13 通过调整蒸煮工艺,在淀粉溶解槽新增淀粉酶加入点,因酶最适的温度在70~80℃,故将原先蒸煮到80℃的时间延长3min,总的蒸煮时间调整到13min;为使酶灭活,蒸煮的温度由原先的105℃升高至120℃,淀粉酶的用量经过不断调整后稳定在每吨淀粉110g,工作槽粘度稳定在30mPa?s,浓度8% 时正常使用,施胶后成纸指标符合标准,现已完全替代过硫酸铵。

固化思维往往会极大地制约技术人员的创新力,只有打破固有观念不断去尝试,才会有新的突破。