Патент на изобретение №2154703
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ВОЛОКНИСТОЙ МАССЫ ИЗ МАКУЛАТУРЫ К РАЗМОЛУ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ БУМАГИ И КАРТОНА
(57) Реферат: Способ относится к технологии переработки труднораспускаемой макулатуры, преимущественно макулатуры на основе старых денежных бумажных знаков, и, в частности, к способам подготовки волокнистой массы из макулатуры к размолу для изготовления бумаги и картона. Макулатуру подвергают роспуску в гидроразбивателе в присутствии окислителя, преимущественно пероксида водорода, с энтзиматической обработкой и выдерживанием полученной массы. Энзиматическую обработку проводят ферментным комплексом из мутанта Geotrichum candidum 3C-106 на основе целлюлоз и гемицеллюлаз, содержащим не менее двух галактаназ, двух маннаназ, трех арабинаназ, пяти эндо-1,4-  -ксиланаз, четырех -ксилозидаз, четырех -глюкозидаз, двух  -галактозидаз и двух -галактозидаз в количестве 0,005 – 0,100% от массы абсолютно сухой макулатуры. Энзиматическую обработку проводят при рН 4,0 – 6,5. Роспуск макулатуры проводят при 30 – 60oC в течение 25 – 60 мин. Техническим результатом является повышение эффективности процесса за счет ускорения размола полученной массы, ее экологичности за счет выведения смолы и ослабления адгезионной связи волокон со смолой. 3 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к технологии переработки труднораспускаемой макулатуры, преимущественно макулатуры на основе старых денежных бумажных знаков, и, в частности, к способам подготовки волокнистой массы из макулатуры к размолу для изготовления бумаги и картона. Известен способ получения волокнистой массы из макулатуры путем роспуска макулатуры при концентрации суспензии макулатуры выше 8%, предпочтительно 10 – 20%, обработки составом для удаления краски, содержащим гидроксид натрия (0,6 – 1,5%), силикатом натрия (1 – 3%) и пероксидом водорода (0,6 – 1,5%) – все от массы абсолютно сухой макулатуры при pH 9,5 – 12,0, подкисления полученной смеси серной кислотой до pH 7-9, энзиматической обработки ферментом на основе щелочной целлюлазы в количестве 250 – 500 CEVE на 1 кг абсолютно сухой макулатуры, выдерживания смеси в течение 30 – 120 минут и последующего отделения краски (см. US 5364501, н. кл. 162-5, МПК D 21 С 5/02, опуб. 15.11.94, A). Однако такой способ переработки макулатуры предназначен для использования печатной макулатуры и эффективен лишь для удаления из нее окрашенных частиц. Ближайшим аналогом описываемого изобретения по технической сущности и достигаемому результату является способ получения волокнистой массы из макулатуры путем роспуска макулатуры в гидроразбивателе в присутствии окислителя, энзиматической обработки и выдерживания массы (см. US 5330619, н.кл. 162-5, МПК D 21 C 5/02, опубл. 19.07.94, A). Согласно этому способу роспуск макулатуры проводят при температуре 20 – 70oC, в качестве окислителя используют пероксид водорода, а энзиматическую обработку проводят протеазами, преимущественно бромлеаном или папаином с добавлением или без целлюлазы или гемицеллюлазы при расходе ферментов в количестве 1 – 4000 единиц на грамм абсолютно сухого волокна. Однако такой способ не обеспечивает высокую эффективность размола полученной массы, а также приводит к образованию трудноудаляемых олигомерных продуктов разрушения смолы. Новым техническим результатом является повышение эффективности процесса за счет ускорения размола полученной массы, а также получение более экологически чистой массы за счет обеспечения возможности выведения находящейся в макулатуре смолы без ее биохимического разрушения и ослабления только адгезионной связи целлюлозных волокон со смолой. Этот результат достигается тем, что в способе подготовки волокнистой массы из макулатуры к размолу для изготовления бумаги и картона путем роспуска макулатуры в гидроразбивателе в присутствии окислителя с энзиматической обработкой и выдерживанием полученной массы, согласно изобретению, энзиматическую обработку проводят ферментным комплексом из мутанта Geotrichum Candidum 3C-106 на основе целлюлаз и гемицеллюлаз, содержащем не менее двух галактаназ, двух маннаназ, трех арабинаназ, пяти эндо-1,4- -ксиланаз, четырех -ксилозидаз, четырех -глюкозидаз, двух -галактозидаз и двух -галактозидаз, при этом указанный ферментный комплекс берут в количестве 0,005 – 0,100% от массы абсолютно сухой макулатуры.
Энзиматическую обработку проводят в кислой среде при pH, преимущественно 4,0 – 6,5.
Используемый ферментный комплекс из мутанта Geotrichim candidum 3C-106 описан в статье Н.В.Васильевой и др. “Гемицеллюлазы”, ж. “Биотехнология и биотехника”, N 1, 1987.
Выбор используемого в предлагаемом способе названного ферментного комплекса обусловлен тем, что, как было установлено авторами, именно он способствует наиболее мягкому гидролизу межволоконных связей за счет определенного благоприятного сочетания в нем целлюлазных и гемицеллюлазных составляющих.
Роспуск макулатуры проводят при температуре 30 – 60oC в течение 25 – 60 минут.
В качестве окислителя используют преимущественно пероксид водорода.
Концентрация макулатурной массы при ее роспуске может составлять от 2 до 20%.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами его осуществления.
Пример 1. Берут труднораспускаемую макулатуру из измельченных старых денежных купюр. Из нее готовят суспензию концентрацией 5% в гидроразбивателе при температуре 45oC, добавляют пероксид водорода в количестве 0,5% от массы абсолютно сухой макулатуры, тщательно перемешивают смесь в течение 10 минут, затем смесь подкисляют серной кислотой до pH 5,0. После этого в процессе роспуска начинают осуществлять энзиматическую обработку, которую проводят ферментным комплексом из мутанта Geotrichum Candidum 3C-106 на основе целлюлаз и гемицеллюлаз, содержащим не менее двух галактаназ, двух маннаназ, трех арабинаназ, пяти эндо-1,4--ксиланаз, четырех -ксилозидаз, четырех -глюказидаз, двух -галактозидаз и двух -галактозидаз в количестве 0,005% от массы абсолютно сухой макулатуры, обработку проводят добавлением культуральной жидкости от названного мутанта к распускаемой макулатуре.
Массу выдерживают в течение 15 минут. При этом происходит гидролитическая реакция между полиуглеводными компонентами макулатуры и ферментным комплексом. Общее время на роспуск составляет 15 минут.
Масса готова к размолу. Размол осуществляют до степени 45oШР.
Время размола составляет 8 минут.
Пример 2. Опыт осуществляют аналогично примеру 1, но первое выдерживание массы проводят в течение 35 минут, т.е. общее время роспуска составляет 45 минут. Роспуск проводят при температуре 60oC. Энзиматическую обработку проводят при pH 6,5 при расходе комплексного фермента – 0,050% от массы абсолютно сухой макулатуры.
Время размола составляет 4 минуты.
Пример 3. Опыт осуществляют аналогично примеру 1, но роспуск ведут при температуре 30oC, время первого перемешивания составляет 15 минут, а выдерживание массы ведут в течение 45 минут, т.е. общее время на роспуск составляет 60 минут.
Энзиматическую обработку проводят при pH 4 при расходе комплексного фермента 0,100% от массы абсолютно сухой макулатуры.
Время размола составляет 3 минуты.
Таким образом, время размола до 45oШР подготовленной к нему массы составляет 3 – 8 минут, тогда как размол обработанной по прототипу массы с использованием протеаз (бромлеан и папаин) осуществляется в течение 10 – 12 минут.
Кроме того, предлагаемый способ позволяет повысить экологическую чистоту подготовленной массы за счет выведения твердой биохимически неразрушенной смолы.
Формула изобретения
-ксиланаз, четырех--ксилозидаз, четырех -глюкозидаз, двух -галактозидаз и двух -галактозидаз в количестве 0,005 – 0,100% от массы абсолютно сухой макулатуры.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что энзиматическую обработку проводят при pH 4 – 6,5.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что роспуск макулатуры проводят при 30 – 60oС в течение 25 – 60 мин.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют пероксид водорода.
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за
Дата прекращения действия патента: 14.01.2009
Дата публикации: 20.05.2011
|
||||||||||||||||||||||||||
