淺談“淀粉酶控制淀粉粘度”
淀粉作為造紙工業(yè)的主要化學品,在造紙工業(yè)原料消耗中僅次于纖維原料,并且80% 的氧化淀粉用在造紙工業(yè),主要是被用作紙頁表面施膠來提高紙頁的強度。
由于淀粉是多糖類天然高分子聚合物,淀粉分子鏈上有大量具有親水性的羥基基團,此羥基基團以及氫鍵作用使得蒸煮后的淀粉膠液粘度偏高,難以在高速紙機上應(yīng)用。但淀粉蒸煮后的粘度對紙頁的物理強度起著關(guān)鍵性作用,而紙頁的物理強度主要是由纖維結(jié)合力、纖維形態(tài)以及化學品助劑等多個因素影響,而最主要的纖維結(jié)合力是纖維與纖維之間的氫鍵作用形成,而淀粉本身自帶的親水性羥基能使得纖維之間具有更多的氫鍵結(jié)合來增強纖維之間的結(jié)合力,因此通過化學品對淀粉粘度的控制顯得尤為重要。
目前大多數(shù)造紙企業(yè)都是使用過硫酸銨或淀粉酶來控制淀粉的粘度,使其降解縮短分子鏈的長度來降低粘度。過硫酸銨作為強氧化劑,主要是對玉米淀粉進行部分氧化降解來降低淀粉的粘度,而使用淀粉酶來降低淀粉粘度的作用機理是酶與淀粉作用可以水解淀粉的α-1,4 葡萄糖苷鍵,破壞淀粉的長分子鏈使其水解為短分子鏈的葡萄糖和麥芽糖,酶在淀粉蒸煮的過程中達到反應(yīng)的溫度后就可以迅速降低淀粉的粘度。
以PM13 淀粉蒸煮工藝流程為例,此為間歇式蒸煮,一直以來通過使用過硫酸銨來控制淀粉的粘度,但是目前隨著?;肥褂脳l件越來越苛刻以及其價格快速上漲等因素,使用酶替代過硫酸銨的需求越來越迫切。PM13 通過調(diào)整蒸煮工藝,在淀粉溶解槽新增淀粉酶加入點,因酶最適的溫度在70~80℃,故將原先蒸煮到80℃的時間延長3min,總的蒸煮時間調(diào)整到13min;為使酶滅活,蒸煮的溫度由原先的105℃升高至120℃,淀粉酶的用量經(jīng)過不斷調(diào)整后穩(wěn)定在每噸淀粉110g,工作槽粘度穩(wěn)定在30mPa?s,濃度8% 時正常使用,施膠后成紙指標符合標準,現(xiàn)已完全替代過硫酸銨。
固化思維往往會極大地制約技術(shù)人員的創(chuàng)新力,只有打破固有觀念不斷去嘗試,才會有新的突破。