NO175948B - Fremgangsmåte for behandling av lignocellulosemasse - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av lignocelluloseholdig kjemisk masse omfattende en xylanasebehandling og en etterfølgende klorbehandling, hvor den således behandlete cellulosemasse behandles med klor med et aktivt klormultippel på 0,20 eller mindre i det første kloreringstrinn.

Et felles trinn i behandlingen av treflis for papir-fremstilling er kjemisk massekoking, f.eks. den såkalte kraftprosessen som er en alkalisulfatkoking av treflisene. De naturlige trefliser inneholder ca. 30% lignin, og ved slutten av den kjemiske kokeprosessen er mindre enn 5% av ligninet fortsatt tilbake i massen. På grunn av den sterke brunfargen til det gjenværende ligninet og dets tendens til å mørkne i UV-lys eller ved oksydasjon, må denne fjernes for å oppnå en hvit masse uten tendens til å bli farget igjen.

Brunfargen kan fjernes ved en flertrinnsbleking ved bruk av f.eks. klor og/eller klordioksyd. Imidlertid må på grunn av de stadig økende miljøhensyn doseringen av klor og/eller klordioksyd holdes på et minimum, og av denne grunn er den enzy-matiske behandling av den kraftkokte masse blitt innført, se f.eks. The third International Conference on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry, Stockholm, 16-19, 1986, side 67-69.

Hittil er enzymatisk behandling blitt utført ved sur pH med hemicellulase med en pH-optimum i det sure pH-området, se 4th International Symposium Wood and Pulping Chemistry, Paris, 22.-30. april, 1987, vol. 1, side 151-154.

Det faktum at den enzymatiske behandling hittil har vært utført ved en sur pH har en ulempe, fordi den alkaliske kraftmasse må surgjøres, hvilket krever store mengder av kjemikalier, og det forstyrrer også saltbalansen, som kan være et problem i utvinningssystemet til massemøllen.

For visse kjemiske masseprosesser, f.eks. kraftmasse-koking, ville det være meget fordelaktig hvis den enzymatiske behandling kunne utføres ved en alkalisk pH, og således unngå behovet for nøytralisering av massen, og gjøre enzymprosessen direkte tilpassbar til det eksisterende prosessutstyr.

Overraskende er det ifølge oppfinnelsen blitt funnet at alkaliske xylanaser som viser en utmerket blekbarhets-forbedrende virkning faktisk finnes. Videre er det blitt funnet at den nødvendige tid for enzymatisk forbehandling kan forkortes betydelig ved slike alkaliske xylanaser, og også bruken av de alkaliske xylanaser følges av et redusert behov for aktivt klor i blekingstrinnene sammenliknet med den sure behandling som beskrives i litteraturen og/eller lysheten forbedres.

Således er fremgangsmåten for behandling av kjemisk lignicellulosemasse karakterisert ved det faktum at ligno-cellulosemassen behandles med en alkalixylanase ved en pH over 7,5. Deretter behandles lignocellulosemasse på i og for seg kjent måte med klor ved et aktivt klormultippel på 0,2 0 eller mindre i det første kloreringstrinn.

I denne beskrivelse og krav er en alkalixylanase en hemicellulase som viser en høy xylanaseaktivitet ved høye pH-verdier som angitt i nærmere detalj i det følgende.

I denne beskrivelse og krav er en alkalixylanase definert som en hemicellulase som ved en pH på 9,5 bibeholder minst 10% av sin maksimum xylanaseaktivitet (aktivitet ved optimum pH). Xylanaseaktiviteten ved en gitt pH måles som kappa tall-reduksjon oppnådd i den eksperimentelle fremgangsmåte som er beskrevet i det følgende.

Eksperimentbetin<q>elser: Substratet er en godt vasket Birch Kraftmasse med et kappatall på 15 til 25 og en viskositet på 1200-1500 dm 3/kg (viskositet målt i kuplietylendiamin-løsning ifølge SCAN standard SCAN-CM 15:88).

Bufferløsninger: I pH-området fra 5,8 til 8,8 anvendes en o,05 M kaliumdihydrogenfosfatbuffer, og i pH-området fra 8,0 til 10,8 brukes en 0,0125 M boratbuffer.

Frem<g>an<g>småte: En prøve av massen sprenges ifølge Scan-standard (SCAN-C18:65). En bufferløsning med den ønskete pH brukes i pulperen istedetfor vann.

Etter pulping tømmes massen på en viresikt til en konsentrasjon på ca. 25%. Massen fortynnes deretter til 10% tørrsubstans ved bruk av en bufferløsning med den ønskete pH som inneholder xylanasen i løsning. 500 EXU-enheter xylanase tilsettes pr. kg tørr masse. EXU er en forkortelse for endoxylanaseaktivitetsenheter som skal defineres senere.

Massen og xylanasen blandes grundig og plasseres på et vannbad ved 50°C i 3 timer.

Etter de 3 timers enzymbehandling vaskes massen med vann på en viresikt og kappatallet til den godt vaskete massen bestemmes.

Den ovenfor beskrevne fremgangsmåte gjentas som et kontrolleksperiment, dvs. uten tilsetning av xylanase.

Ved en gitt pH beregnes reduksjonen i kappatall som (kappatall for kontroll minus kappatall for xylanasebehandlet masse).

Hvis mindre xylanase enn 10 EXU/kg tørr masse anvendes, kan ingen signifikant forbedring av blekbarheten til massen påvises.

Alkali-hemicellulase-preparatene inneholder normalt cellulaseaktivitet som en biaktivitet. For å unngå spaltning av cellulosen i uønsket grad bør cellulaseaktiviteten være liten i sammenlikning med xylanaseaktiviteten. Således bør en enzymdosering som gir opphav til en cellulaseaktivitet på mer enn 1000 EGU-enheter/kg tørr masse (EGU-enheten for cellulaseaktivitet skal defineres senere) fortrinnsvis ikke brukes. EXU-aktivitetenheten for xylanaseaktivitet er definert i AF-293.9/1, som kan fås på forlangende fra Novo Nordisk A/S, Novo Allé, DK-2880 Bagsværd, Danmark. EGU-aktivitetsenheten for celluluseaktivitet er definert i AF-275/1, som kan fås på forlangende fra Novo Nordisk A/S, Novo Allé, DK-2880 Bagsværd, Danmark.

Som angitt hvor behandlingen med den alkaliske xylanase forut for klorbehandlingen; imidlertid følger klorbehandingen ikke nødvendig direkte etter behandlingen med alkalixylanasen.

Klormultiplet er den faktor som multiplisert med kappatallet til massen gir dosen av aktivt klor i det første behandlingstrinn som vektprosent på tørr masse.

Kappatallet er et mål for lignininnholdet og er definert i SCAN-C 1:77 (Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee).

På grunn av det faktum at enzympreparatene som brukes ifølge oppfinnelsen er hemicellulasekomplekser, inneholder disse preparatene normalt også andre polyosenedbrytende enzymer som biaktiviteter til xylanaseaktiviteten, f.eks. galaktomanaser og arabinosidaser. Xylanaseaktiviteten er nøkkelaktiviteten, men andre hemicellulaseaktiviteter er også ønskelige for å oppnå blekbarhetsforbedringsvirkningen.

Således er fremgangsmåten for behandling av lignocellulose-kraftmasse en ny kombinasjon av to trekk: 1) bruken av alkaliske xylanaser, og 2) bruken av et lavt multippel, lavere enn den felles brukte multippel i tradisjonelle blekeprosesser i området 0,2 0-0,25.

Som oppsummering medfører fremgangsmåten for bleking av enzymatisk behandlet lignocellulosemasse ifølge oppfinnelsen de følgende fordeler: 1) Det er ikke noe behov for nøytralisering av de alkaliske masser, f.eks. Kraft brun stammasse.

2) Tiden for enzymbehandling kan forkortes betydelig.

3) Det lave multippel betyr at klortilsetningen reduseres, som i seg selv følges av en rekke fordeler (økonomisk, lettere behandling av avløpsvann, mindre mengder giftige

substanser).

4) Høylyshet.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres xylanasebehandlingen ved temperaturer mellom 40 og 100°C, fortrinnsvis mellom 40 og 80°C, særlig mellom 50 og 70°C. Temperaturområdet på 40-100°C er den normale massetemperatur i dette trinn, og det er blitt funnet at aktiviteten og stabiliteten til de anvendte alkalixylanaser i oppfinnelsen er tilfredsstillende i dette området.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen utføres xylanasebehandlingen over et tidsrom på 15 minutter til 24 timer, fortrinnsvis mellom 30 minutter og 5 timer, helst mellom 3 0 minutter og 3 timer. Med rimelig xylanaseaktiviteter forenlig med en sunn kommersiell økonomi, har man funnet at xylanasen har gjennomført sin hydrolyse-aktivitet i ønsket hydrolysegrad i dette korte tidsrommet, mens 12-24 timer er den vanlige tidligere kjente tidsperioden for xylanasebehandling, se Viikari, L. et al., Third International Conference on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry, Stockholm 16.-19.6.1986.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen finner xylanasebehandlingen sted ved en konsistens på 5-35%, fortrinnsvis 8-25%, helst 8-15%. Konsistensen er tørrstoffinnholdet til massen. En masse med en konsistens over 35% er vanskelig å blande effektivt med enzympraparatet, og en masse med en konsistens under 5% inneholder for meget vann, hvilket er en ulempe fra et økonomisk synspunkt.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er xylanasen produserbar ved hjelp av mikroorganismene Malbranchea cinnamomea, Humicola insolens, Bacillus pumilus, Bacillus stearothermophilus, Thermonmonospora fusca eller Streptomyces olivochromogenes. Disse mikroorganismer er istand til å produsere alkali-xylanaser, som kan brukes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. Andre mikroorganismer som er istand til å produsere alkalixylanaser kan lokaliseres ved hjelp av rutineforsøk som tidligere er beskrevet i denne beskrivelsen.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen innføres en (EOP) behandling mellom xylanasebehandlingen og klorbehandlingen. Et (EOP) trinn er et (EO) ekstraksjonstrinn forsterket med hydrogenperoksyd som beskrevet av f.eks. Helming, 0. et al., Tapp i Journal, Vol. 72, nr. 7 (1989), s. 55-61. Ved hjelp av denne tilleggs-prosessen senkes kappatallet til den enzymbehandlete massen betydelig mer enn det som normalt er tilfelle etter et (EOP) trinn.

I en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er klormultippelet mellom 0,10 og 0,20. Selv en liten reduksjon i klormultippel er en betydelig forbedring, ettersom en liten reduksjon i klormengde som brukes skjærer betydelig tilbake på dannelsen av klorerte organiske for-bindelser, f.eks. klorerte dioksiner, se Kringstad, K.Sv.

Papperstidning, vol. 92, nr. 6, 1989, s. 42-44.

For å illustrere fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen vil det vises til de følgende eksempler.

Bleketrinnene er forkortet som C-, D- og E-prosesser, idet C-prosessen er klorblekingstrinnet, D-prosessen er klordioksidbleketrinnet, og E-prosessen er alkali ekstrak-sjonstrinnet, se The Bleaching of Pulp, Rudra P. Singh, Tappi Press, 1979.

ISO-lysheten er definert i International Standard, ISO, 2470/1977(E), Paper and Board - Measurement of diffused blue reflectance factor (ISO Brightness).

EKSEMPEL 1

Fremstilling: av Malbranchea cinnamomea- xvlanase

Malbranchea cinnamomea (syn. M. sulfurea, M. pulchella var. sulfurea) kultur UAMH 2485 (UAMH angir University of Alberta Mold Herbarium culture collection, Alberta, Kanada) ble holdt på YPG agarslanter ved 45°C.

Sammensetning av YPG-agar:

Autoklavert ved 121°C i 20 min.

12 0 rysteflasker med 150 ml XYH-4-medium hver inokulert fra YPG-skråagarer og dyrket (ved 2 50 opm med ca. 2 cm amplitude) ved 45°C i 6 dager.

Sammensetning av XYH-4:

pH justeres til 6 (med NaOH/H2S04)

Autoklavert ved 121°C i 4 0 minutter.

Mycelet ble fjernet fra vekstmediet ved filtrering gjennom et 100 /nm nylonfilter og et 10 /nm nylonfilter. Filtratet (tilsammen 9,2 1) ble konsentrert ved ultrafiltrering (og vasket 3 ganger med ett volum vann) til 500 ml med et Pellicon ultrafiltreringsapparat fra Millipore med 10 000 molvekt kutt ut filterark). Det resulterende konsentrat ble frysetørket, hvorved 6,25 g pulver oppnåddes.

EKSEMPEL 2

Fremstilling av Bacillus pumilus xylanase

Bacillus pumilus-kultir DSM 6124 (deponert 23. juli 1990 i Deutsche Sammlung von Mikroorganismen i henhold til betingelsene for Budapest-avtalen) ble holdt på A3-medium ved 37°C.

pH-juster ing til -7,3 før autoklaver ing.

Autoklavering 25 min./121°C.

120 rysteflasker med 150 ml XYL-8-medium hver inokulert fra A3-skråagar ble dyrket i 4 dager, 37°C, 250 opm med ca. 2 cm amplitude.

pH-justering til 7,0 før autoklavering.

Autoklavering 25 min./121°C.

Vekstmediet ble sentrifugert en halv time ved 4000 opm (SORVALL RC-3B-sentrifuge med en 6000 A rotor). Supernatanten, 7,3 liter, ble filtrert gjennom et 10 / im nylonfilter og konsentrert ved ultrafiltrering ved hjelp av et Pellicon-utstyr fra Millipore med en 10 000 molvekt avkappingsmembran og vasket to ganger med ett volum vann. Dette førte til 540 ml konsentrat. Konsentratet ble så frysetørket, hvorved 8,8 g pulver oppnås.

EKSEMPEL 3

Fremstilling av Bacillus stearothermophilus- xylanase

Det ble anvendt Bacillus stearothermophilus-kultur nr. fi-ls 659 (Agricultural Research, Culture Collection, Peoria, Illinois, USA).

Fet- batch-fermentering med ovennevnte Bacillus stearothermophilus-kultur ble utført ved hjelp av et satsmedium inneholdende xylan sammen med en 50 vektprosent xylosetilførsel. pH ble kontrollert så den ikke falt under pH 6,5 ved hjelp av 4N NH^OH. De følgende bestanddeler ble brukt:

Tilførselen ble startet på 2 2 timer med en konstant

hastighet på 3,3 ml/l/h. Tilførselen ble stoppet på 90 timer, og fermenteringen ble stoppet på 9 5 timer. Enzympreparatet er et flytende preparat oppnådd etter ultrafiltrering med 10 000 molekylvektavskjæring (MWCO) filter og stabilisering med 20% sorbitol.

EKSEMPEL 4

Fremstilling av Humicola insolens xylanase

Humicola insolens-kultur ATCC 22 082 (ATCC betyr American Type Culture Collection, Rockville, MD, USA) ble holdt på YPG skråagar ved 37°C.

Sammensetning av YPG-agar:

Autoklavert ved 121°C i 20 minutter.

100 rysteflasker med 150 ml XHY-9-medium hver inokulert fra YPG-skråagarer og dyrket (ved 250 opm med ca. 2 cm amplitude) ved 37"C i 5 dager.

Sammensetning av XYH-9:

pH justeres til 6 (med NaOH/H2S04)

Autoklavert ved 121°C i 40 minutter.

Vekstmediet ble sentrifugert i 35 minutter ved 4000 opm ved hjelp av en Sorval RC-3B sentrifuge med en 6000 A rotor. Supernatanten (tilsammen 5,4 liter) ble filtrert gjennom et nylonfilter (10 jzm) og konsentrert ved ultrafiltrering (og vasket tre ganger med ett volum vann) til 760 ml med et Pellicon ultrafiltreringsapparat fra Millipore med en 10 000 molvekt avskjæringsfiltérplate). Det resulterende konsentrat ble frysetørket, hvorved 19,1 g pulver oppnåddes.

EKSEMPEL 5

Fremstilling av Thermonmonospora fusca- xylanase

Thermonmonospora fusca ATCC 27730 (American Type culture collection) ble holdt på A3-medium ved 37°C.

pH-justéring til 7,3 før autoklavering.

Autoklavering 2 5 min./121°C.

Termonmonospora fusca ble dyrket på A3-skråagarer i 5 dager, 37°C. Kulturen ble gjenoppslemmet i sterilt vann og inokulert i rysteflasker med medium XYL-10a. Rysteflasker på 100 ml ble dyrket i 2 dager, 45<C>,C, 250 opm, amplitude ca. 2 cm.

pH-justering til 7,5 før autoklavering.

Autoklavering 30 min./121°C.

Deretter ble en 3 1 Applicon-fermentor fylt til 2,5 1 med XYL-10a-substrat inkubert med 5% av fermenteringsvolumet. Fermentoren ble kjørt i 4 dager, 45°C, 7000 opm, 2 NL/min. Kulturvekstmediet ble sentrifugert i 3 0 min. ved 4000 opm Sorwall RC-3B med en 6000 A rotor, og deretter filtrert gjennom et 10 /im filter. Det resulterende'volum på 2470 ml ble så ultrafiltrert gjennom et 10 000 molvekt avskjæringsmembran ved bruk av Pellicon ultrafiltreringsutstyr fra Millipore. Resultat 275 g væske.

EKSEMPEL 6

Produksjon av Streptomyces olivochromoqenes- xylanase

Streptomyces olivochromogenes DSM 6126 (deponert 23. juli 1990 i Deutsche Sammlung von Mikroorganismen i henhold til betingelsene for Budapest-avtalen) ble holdt på A3-medium ved 30°C.

pH-justering til 7,3 før autoklavering.

Autoklavering 25 min./121°C.

Streptomyces olivochromogenes ble dyrket på A3-skråagarer i 5 dager, 30°C. Kulturen ble gjenoppslemmet i sterilt vann og inokulert i rysteflasker med medium XYL-10. Rysteflasker på 100 ml ble dyrket i 2 dager, 30°C, 250 opm, omtrentlig amplitude 2 cm.

pH-justering til 7,0 før autoklavering.

Autoklavering 30 min./121°C.

Deretter ble en 10 1 Chemap A-fermentor fylt til 7 liter med XYL-10-substrat inkubert med 5% av fermenteringsvolumet. Fermentoren ble kjørt i 5 dager, 30°C, 600 opm, 1 NL/min. Kulturmediet sentrifugeres i 30 min. ved 4000 opm Sorwall RC-3B med en 6000 A rotor, og filtreres så gjennom et 10 fj. ro. filter. Det resulterende volum på 7000 ml ble så ultrafiltrert gjennom en 10 000 molvekt avskjæringsmembran ved bruk av Pellicon ultrafiltreringsutstyr fra Millipore. Resultat: 398 g væske.

EKSEMPEL 7

Oksygen-delignifisert hardtre behandles med et hemicellulasepreparat fra Malbranchea cinnamomea (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 1) ved pH=8,0, 50"C og en konsistens på 10% i 3 timer. En enzymdosering på 30,0 kEXU/kg brukes. Etter enzymbehandlingen vaskes massen og kappatallene bestemmes. En kontrollprøve av masse behandles liksom den enzymbehandlete prøven, men uten tilsetning av enzym.

Etter enzymbehandlingen blekes massene i en C/D-E blekesekvens ved bruk av varierende mengde aktivt klor i C/D-trinnet. Blekingsbetingelsene er som følger:

Etter C/D-E-trinnene bestemmes kappatallet til massene.

I tabell I nedenfor er kappatallene etter enzymbehandlingen oppført. I tabell 2 er kappatallene etter C/D-E-trinnene oppført sammen med mengdene av aktivt klor som brukes for blekingen sammen med de aktive klormultipler.

Det fremgår at multiplet for aktivt klor kan reduseres under den krevde verdi på 0,2 etter enzymbehandlingen, og at den samme tid fortsatt gir et lavere kappatall etter C/D-E enn for en kontroll bleket med aktivt klor en mengde tilsvarende et multippel på 0,22.

EKSEMPEL 8

En ubleket hardved brun stammasse behandles med et hemicellulasepreparat fra Bacillus pumilus (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 2) ved de følgende betingelser:

Etter enzymbehandlingen vaskes massen med vann og blekes i en tretrinns blekesekvens, C/D-E-D.

En kontroll behandles på samme måte, men uten tilsetning av enzym.

Tabell 3 nedenunder viser kappatallene for massene etter enzymbehandlingen.

C/D-E-D-bleketrinnene utføres under de følgende betingelser:

Begge masser blekes til et kappatall på 3,5 etter C/D-E-trinnene. For kontrollen trenges 2,8 vektprosent aktivt klor i C/D-trinnet for å nå dette kappatallet. For den enzymbehandlete masse kreves bare 2,38 vektprosent aktivt klor for å nå et kappatall på 3,5. Dette svarer til en reduksjon aktivt klor på 14,5 for den enzymbehandlete masse sammenliknet med kontrollen for å nå det ønskete kappatall.

I det siste D-trinn blekes begge masser med et kappatall på 3,5 etter C/D-E til sine respektive lyshetsgrenser.

For den enzymbehandlete masse kreves en klordioksyddose på 0,99 vektprosent for å bringe massen til en lyshét på 87,2%

(ISO) lysnet. For kontrollen kreves en dose på 1,2 vektprosent klordioksyd for å nå en sluttlyshet på 85% (ISO). Dette viser at enzymbehandlingen gjør det mulig å redusere dosen av klordioksyd i det siste D-trinn med 17,5% og samtidig heve lyshetsgrensen til massen med 2,2% ISO-lyshet.

Enzymbehandlingen av massen gir hverken styrke- eller utbyttetap.

EKSEMPEL 9

Et rått xylanasepreparat fra Bacillus stearothermophilus (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 3) ble brukt til å forbehandle en bløttre kraftmasse før en C-E-bleking.

Massen ble behandlet under de følgende betingelser:

Masse og enzym blandes for hånd i plastposer og holdes på konstant temperatur i et vannbad. En kontrollprøve ble foretatt på samme behandling som beskrevet ovenfor, men uten tilsetning av enzym.

Etter enzymbehandlingen ble massene bleket under de følgende betingelser:

I tabell 4 er kappatallene etter C-E-trinnene oppført både for de enzymbehandlete masser og for kontrollene ved fire forskjellige doser av klor i det første trinn.

Eksperimentet viser at enzymbehandlingen ved en alkalisk pH (8,5) gir et betydelig fall i kappatall etter C-E-bleking sammenliknet med kontrollen.

Det fremgår at et kappatall på 7,12 (kappatallet for kontrollen ved en multippel på 0,22) kan oppnås etter en enzymbehandling ved hjelp av en multippel på ca. 0,158 (funnet ved lineær interpolering mellom de eksperimentelle verdier). Denne er en reduksjon i dosering av klor på ca. 30% etter enzymbehandlingen sammenliknet med kontrollen.

EKSEMPEL 10

En ubleket bjerkekraftmasse ble behandlet med et xylanaserikt hemicellulasepreparat fra Humicola insolens (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 4). Etter enzymtrinnet ble massene bleket i en tre trinns blekesekvens, C/D-E-D, til en sluttlyshet på 98% ISO.

Massene ble behandlet under de følgende becingelser:

Både den enzymbehandlete massen og kontrollen ble bleket til et kappatall på 3,0 etter C/D-E-trinnene. For å oppnå dette kappatall kan den aktive klordose for den enzymbehandlete masse reduseres med 19% ned til 2,24 vektprosent sammenliknet med kontrollen. Multiplet for aktivt klor for den enzymbehandlete masse er 0,16.

I det siste D-trinn når kontrollprøven lyshetsgrensen på 88% (ISO) lyshet ved hjelp av en dose på 1,33 vektprosent C102 på tørr masse. Den enzymbehandlete massen krever bare 0,86 vektprosent C102 på tørr masse for å nå denne lyshet.

Ved tilsetning av de reduserte mengder blekemidler i de to bleketrinn (som aktivt klor) fremgår det at behandling av massen ved hjelp av et hemicellulasepreparat fra H. insolens gjør det mulig å redusere den nødvendige mengde aktivt klor etter en enzymbehandling med 28% sammenliknet med en kontroll ved bleking av massen til en sluttlyshet på 88% (ISO).

EKSEMPEL 11

Enzympreparatet fra H. insolens som ble brukt for eksperimentene som er beskrevet i eksempel 10 har også blitt prøvet på oksygendelignifisert bløttre.

Bløttre ble behandlet med enzymet og deretter bleket i en C/D-E-sekvens. Betingelsene for enzymbehandlingen samt blekingen var den samme som de som er oppført i eksempel 10 o venfor, bortsett fra substitusjonen med klordioksyd. Substitusjonen ble øket til 50% i dette eksperimentet.

Etter enzymbehandlingen ble hele mengden av massen bleket med aktivt klor i en mengde svarende til en multippel på 0,2 i C/D-trinnet svarende til en dose på 3,36 vektprosent aktivt klor. I tabell 5 nedenfor er kappatallene etter C/D-E-bleking oppført for fire enzymbehandlinger med varierende doser enzym.

Man ser at enzymbehandlingen i alle fire testdoseringer reduserer kappatallet i massen etter C/D-E-blekingen temmelig signifikant sammenliknet med kontrollen.

Når man sammenlikner disse resultater med resultatene som er fremlagt i eksempel 7, ser man også at hemicellulase-preparatet viser omtrent samme blekeforsterkningsvirkning på både myktre og hardtre.

EKSEMPEL 12

En ubleket brun hardved stammasse ble behandlet med et xylanase-holdig enzympreparat fra Thermomonospora fusca (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 5) og deretter bleket i en C/D-E blekesekvens. Betingelsene for enzymbehandling og bleking var som følger:

I C/D-trinnet ble massene bleket ved bruk av en aktiv klormultippel på 0,18. Etter E-trinnet ble massenes kappatall bestemt. Resultatene er oppført i tabell 6 nedenunder med tre enzymdoser på to pH-nivåer for enzymbehandlingen. I tabell 6 er reduksjon i kappatall etter en enzymbehandling sammenliknet med en kontrollbehandling også oppført.

For dette enzymkomplekset observeres gode blekeforsterkningsvirkninger både ved pH 8 og 9. Resultatene viser at de oppnådde virkninger ved en pH på 9 er bedre enn virkningene oppnådd ved en pH på 8.

EKSEMPEL 13

En ubleket hardtremasse ble behandlet med et xylanase-holdig enzympreparat fra Streptomyces olivochromogenes (fremstilt ifølge fremgangsmåten i eksempel 6) og etterpå bleket i en C/D-E blekesekvens. Betingelsene som ble brukt for både enzymbehandling og bleking er de samme som oppført i eksempel 12.

Etter C/D-E-blekingen ble kappatallet til massene bestemt. Resultatene er oppført i tabell 7 nedenunder. Prosentdel reduksjon av kappatallet etter en enzymbehandling sammenliknet med kontrollen er også oppført.

Det observeres at gode blekeforsterkningsvirkninger oppnås både når massen behandles med enzym ved pH 8 og 9.

EKSEMPEL 14

Hardved kraftmasse ble behandlet med det samme enzympreparat fra Streptomyces som bruk i eksempel 13 under de samme betingelser som oppført i eksempel 12. Massen ble behandlet med enzym, 160 EXU/kg tørr masse ved pH 8 og 9. Etter enzymbehandlingen ble prøvene bleket til det samme kappatall etter C/D-E-trinnene.

Ved bleking til et kappatall på 3,8 kan dosene av aktivt klor i C/D-trinnet reduseres med 23 og 16 prosent sammenliknet med en kontroll ved enzymbehandling ved pH henholdsvis 8 og 9.

Etterpå ble massene bleket til en' sluttlyshet på 89% ISO lyshet i et D-trinn.

Styrkeegenskapene til de fullstendig blekete masser ble prøvet. Styrken av massene samt utbyttet er ikke blitt redusert med enzymbehandlingen.

Claims (7)

1. Fremgangsmåte for behandling av lignocellulose-holdig kjemisk masse omfattende en xylanasebehandling og en etter-følgende klorbehandling, hvor den således behandlete cellulosemasse behandles med klor med et aktivt klormultippel på 0,20 eller mindre i det første kloreringstrinn, karakterisert ved den lignocelluloseholdige masse behandles med en alkalixylanase ved en pH over 7,5.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at xylanasebehandlingen utføres ved temperaturer mellom 40 og 100°C, fortrinnsvis mellom 40 og 80°C, særlig mellom 50 og 70°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at xylanasebehandlingen utføres over et tidsrom på 15 minutter til 24 timer, fortrinnsvis mellom 30 minutter og 5 timer, helst mellom 30 minutter og 3 timer.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1-3, karakterisert ved at xylanasebehandlingen finner sted ved en konsistens på 5-35%, fortrinnsvis 8-25%, helst 8-15%.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1-4, karakterisert ved at xylanasen fremstilles ved hjelp av mikroorganismene Malbranchea cinnamomea, Humicola insolens, Bacillus pumilus, Bacillus stearothermo-philus, Thermonmonospora fusca eller Streptomyces olivo-chromogenes.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at en (EOP) behandling innføres mellom xylanasebehandlingen og klorbehandlingen.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at klormultiplet er mellom 0,10 og 0,20.