复合生物酶在竹纤维生物脱胶中的应用探讨

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1、复合生物酶在竹纤维生物脱胶中的应用探讨第21卷第5期2010年10月屮原工学院学报JOURNALOFZH()NGYUANUNIVERSITY0FTECHNOLOGYV01.21No・5Oct.,2010文章编号：1671—6906(2010)05—0046—03朱正锋1'2,蔡丽丽1'2,齐大鹏1'2(1・中原工学院；2.河南省功能性纺织材料重点实验室，郑州450007)摘要：通过单因子实验、正交设计实验及其验证实验，优化了复合生物酶的脱胶工艺参数，优化的参数组合为：酶浓度4g/L,pH=7.5,t——10h,T

2、=55”C,并认为此酶在竹纤维的生物脱胶中有一定作用.关键词：复合生物酶；生物脱胶；单因子；正交设计文献标识码：ADOI：10.3969/j.issn・1671——6906・2010.05.012中图分类号：TS102.2竹纤维是一种新型纤维，而我国又是世界第一竹资源大国LI],因此，对竹纤维的开发利用有广阔的前景•竹纤维分为天然竹纤维和再生竹纤维.天然竹纤维的制取有物理机械法、化学脱胶法和生物脱胶法，从可持续发展角度考虑，生物脱胶法具有产品质量好、环境污染少、经济效益高等优点[2].本文就酶法脱胶用于竹纤维胶质

3、的脱除进行了初步研究.2.12结果与分析复合生物酶的单因子实验在参考大量资料口_53的前提下，基本确定了影响酶脱胶效果的因子的范围，并在此基础之上，进行了如下实验.2・1・1酶浓度对脱胶效果的影响实验酶浓度对脱胶效果的影响实验数据如表1所示.1实验表1酶浓度对脱胶效果的影响实验数据1・1实验材料将取材于福建福州的竹材，经劈开、热裂解得到的粗竹纤维；诺维信301L复合生物酶；Na0H；Nai1—C0o；蒸憾水.1.2实验方法用诺维信301L复合生物酶经单因子实验、止交实验及验证实验对粗竹进行处理，处理后测定纤维失重

4、率来说明酶脱胶效果.1・3从表1可以看出，在其他参数相同的情况下，在酶浓度为4g/L及15g/L时，粗竹的失重率最高，而酶浓度越高，脱胶效果越好，不过从3g/L开始，脱胶效果已趋于平稳，而从减少酶用量角度考虑，在酶浓度为3g/L>4g/L及6实验仪器DZKW—S-8型水浴锅；烧杯若干；滴管；SE202F型百分之一电子天平；PHS-25型pH计；HS.Z68.5型电热蒸憾水器；100ml量筒.g/L时，粗竹的脱胶效果都比较好，因此，在正交设计卩寸，选择酶浓度因子为3g/L.4g/L、6g/L.收稿日期：2010—0

5、9—14作者简介：朱正锋(1957—)，男，河南三门峡人，教授.万方数据2.1.2酶作用时间对脱胶效果的影响实验酶作用时间对脱胶效果的影响实验数据如表2所示.表2酶作用时间对脱胶效果的影响实验数据从表2可以看出，在其他参数不变的情况下，脱胶时间越长，脱胶效果越好，而从12h开始，失重变化幅度减小.对于企业来说，时间就是效益，因此，从缩短脱胶周期來看，选择时间因子为8h、10h、12h・2・1・3酶溶液pH值对酶脱胶效果的影响实验酶溶液PH值对酶脱胶效果的影响实验数据如表3所示.表3酶溶液pH值对脱胶效果的影响实验

6、数据从表3可以看出，酶溶液pH值对脱胶效果有较大影响，当pH值为7・5时。脱胶效果最好，而在pH值为7.5左右即7.0及8.0时，脱胶效果也较好，而酶的活性受PH值影响，pH值过大或过小都会对脱胶效果有很大的影响，甚至会使酶失活.因此，在正交设计时，选择PH值为7.0、7.5、8.0・2・1・4酶溶液温度对酶脱胶效果的影响实验酶溶液温度对酶脱胶效果的影响实验数据如表4所示.表4酶溶液温度对酶脱胶效果的彫响实验数据表从表4可以看出，作为影响酶活性的另一重要因万方数据子，温度在酶脱胶效果中也有举足轻重的作用，在温度为

7、55°C时,脱胶效果最好.因此，选择温度因子范围为50〜60°C・1.1.5酶溶液浴比对酶脱胶效果的影响实验酶溶液浴比对酶脱胶效果的影响实验数据如表5所示.表5酶溶液浴比对酶脱胶效果的影响实验数据条件酶罂。8.go/；1二嚣为从表5可以看岀，浴比对酶脱胶效果的影响比较小，而浴比也是通过改变脱胶过程屮pH值等因子来影响脱胶效果.因此，根据数据显示，选择浴比为1：30作为正交设计的参数，而不再对其进行优化.2.2正交设计实验用正交表安排实验将大大减少实验次数，减少实验量，而且比较简睨[6].根据单因子实验的结果及分析

8、，本次实验选择正交表L。(34),以确定酶处理时间、酶浓度、PII值及温度等因素的工艺参数.各因素的水平选取如表6所示.表6正交试验因素与水平表根据表6,对各因素水平进行脱胶实验，用失重率来说明脱胶效果,其结果如表7所示.通过对正交实验的9个试样的失重率的分析比较，可以看出：(1)实验2的失重率最高，为9.6%,从理论上分析，实验2所在的组合是最优的参数组合，即A。B：C