酶促打漿對竹漿性能的影響研究

Abstract：Thisstudfousedonkraftbamboopulp，oductingexperientsonpulpingandezye-asistedpulpingtoadjustteberor phologyandstructure，educeenergyconsumption，andimprovethephysicalproperiesofpaper.TheresultsshowedthatwhenusingFI millingforpulping，eagevolusicased，veagfrgcread，ilegreofriingdulig increased.otopotsisdgtcalft ness.When using enzymatic pre-treatment to assist pulping（with an bio-enzyme dosage of 40u/g ），thebeating revolutions required to reach （204號 30^°SR decreased from 1 500 to 1000r . This method further regulated fiber morphology and structure，and significantly reduced the specific energy consumption for pulping at the same beating degree. When cellulase （ 40u/g ）was used for pre-treatment to assist pulping，at a beating degree of 3O ‘SR，the zero-span tensile strength of the bamboo pulp fibers decreased by 3.40kg/15 mm.However，the interlayer bonding strength of the paper increased to 160.9J/m² ，the dry tensile index reached 15.1N?m/g ，and the softness value was 266 mN. When hemicellulase （ 40u/g ） was used for pre-treatment to assist pulping，at a beating degree of 30^°SR ， the zero-span tensile strength decreased by 3.96 kg/15 mm. However，the bonding strength increased to 166.4J/m² ，thedrytensile indexreached19.3N·m/g ，and the softness value was 361 mN.

Key words： bamboo pulp；bio-enzyme；pulp beating；physical strength；softness

制漿造紙工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一，然而纖維原料短缺、電耗高等問題影響了其可持續(xù)發(fā)展。《造紙行業(yè)“十四五”及中長期高質(zhì)量發(fā)展綱要》指出，2035年造紙工業(yè)的發(fā)展目標是紙和紙板《中國造紙》2025年第44卷第7期總產(chǎn)量1.7億t（年人均紙消費量 120kg ），2023年我國紙和紙板總產(chǎn)量約1.2億t。國際造紙原料中木漿占比約 62.6% ，同期我國造紙纖維原料主要包括木漿、廢紙漿和非木漿，其占比分別為 24.63% 、68.87% 和 6.50%¹³ 。中國是世界上最大的非木漿生產(chǎn)國和使用國，科學利用竹子、蘆葦和蔗渣等非木材纖維，提高非木材纖維紙漿質(zhì)量，可緩解國內(nèi)纖維資源供需矛盾，減少對進口木材纖維和廢紙漿的依賴，優(yōu)化原料結(jié)構(gòu)[4]。

竹材作為重要的非木材纖維資源，在解決制漿和造紙工業(yè)纖維原料短缺難題中具有重要地位5。相比于木材纖維，竹漿纖維具有較高的結(jié)晶度、剛性和抗撕裂性，但也導致紙張的柔軟性能較差[7-8。竹纖維在打漿過程中會迅速變短，尤其是在早期階段，纖維長度的變短會導致纖維和紙張強度降低

隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，生物酶在制漿造紙領(lǐng)域的應用逐漸顯現(xiàn)出明顯優(yōu)勢，并已取得了一定的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，如生物制漿、生物漂白、酶法脫墨等[10-12]。近年來，纖維素酶和半纖維素酶作為綠色、高效的生物催化劑，在紙漿纖維改性和打漿過程中展現(xiàn)出巨大潛力[13]。纖維素酶可以通過降解纖維素，增強纖維的柔軟性和親水性，從而提高打漿效率；而半纖維素酶主要作用于半纖維素組分，進而調(diào)控纖維形態(tài)和結(jié)構(gòu)[14]。

本研究以竹漿纖維為研究對象，首先通過打槳處理，探究纖維形態(tài)對竹漿紙張性能的影響；然后添加纖維素酶和半纖維素酶輔助打漿處理，探討酶處理對竹漿打漿能耗、纖維形態(tài)以及紙張性能的影響，以期降低制漿造紙工業(yè)能源消耗的同時，改善竹漿纖維性能。

1實驗

1.1實驗原料、試劑及儀器設(shè)備

硫酸鹽竹漿由福建某企業(yè)提供，原料為2～3年生福建毛竹，紙漿纖維卡伯值約3，纖維素含量約78% ，半纖維素含量約 18% 。纖維素酶、半纖維素酶試劑均購自上海源葉生物科技有限公司。

PFI打漿機（S401100000，德國Frank-PTI公司），纖維解離器（ZQS4，咸陽通達輕工設(shè)備有限公司），肖伯爾打漿度測定儀（J-DJY100，寧波市鄞州江南儀器制造廠），纖維形態(tài)分析儀（MorfiCompact，法國TechPap有限公司），動態(tài)濾水儀（MutekTMDFR-05，瑞典BTG公司），快速凱塞紙頁成型器（S958540014，德國西門子公司），抗張強度測試儀（CE066，瑞典Lamp;W公司），濕抗張強度儀（S81502001，德國Frank-PTI公司），層間結(jié)合強度儀（ZB-IBT，杭州紙邦自動化技術(shù)有限公司），零距抗張強度儀（Z-Span1200，美國PULMAC公司），電腦測控柔軟度儀（DCP-RRY1000，四川長江造紙儀器有限責任公司），冷場發(fā)射掃描電子顯微鏡（CFE-SEM，Zeiss Sigma300，德國蔡司公司）。

1.2 實驗方法

1. 2. 1 生物酶預處理

準確稱取 0.1g 生物酶 （纖維素酶或半纖維素酶）粉末，用 pH 值 =4.8 的乙酸-乙酸鈉緩沖液稀釋并定容至 1000mL ，冷藏儲存。

準確稱取絕干質(zhì)量 50g 的竹漿，將竹漿、緩沖液和生物酶液混合在一起（漿濃 8% ， pH 值 ?=4.8 ，溫度50^°C ），揉搓 10min 左右后，放入恒溫水浴鍋中反應150min ，每隔 30min 揉搓1次，生物酶預處理結(jié)束后，采用高溫 100^°C 、 30min 進行滅酶，最后用清水洗滌，冷藏儲存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2 紙張抄造

采用PFI打漿機對漿料進行打漿，打漿條件為：竹漿絕干質(zhì)量 30g ，漿濃 10% 。采用抄片機對竹漿纖維進行抄造，抄造紙張放置于恒溫恒濕室中平衡水分24h 后用于物理性能測定。

1.3 測試與表征

按照GB/T 24328.5—2009、 GB/T 26203—2023、 GB/T8942—2016、GB/T24328.3—2020、GB/T 24328.4—2020、GB/T461.1—2002等標準，測定紙張 的定量、層間結(jié)合強度、柔軟度、干抗張強度、濕抗 張強度、吸液高度等物理指標。分別采用CFE-SEM、 纖維形態(tài)分析儀測定竹漿纖維的形貌變化。

2 結(jié)果與討論

2.1打漿對竹漿纖維性能的影響

2.1.1 打漿對竹漿纖維形態(tài)的影響

打漿對纖維形態(tài)的影響如表1所示。由表1可知，隨著PFI磨打漿轉(zhuǎn)數(shù)的提高，竹漿纖維的長度逐漸減小，從 0.979mm 下降到 0.763mm ；扭結(jié)纖維占比、卷曲指數(shù)和細小纖維含量均呈上升趨勢。隨著打漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加，機械的切斷作用導致纖維長度變短，且纖維在摩擦和剪切力的作用下變得松散，初生壁P和次生壁S層出現(xiàn)剝落的現(xiàn)象，纖維吸水潤脹后寬度增加、細小組分含量增高。

圖1為打漿對纖維微觀形貌影響。由圖1可以看出，未打漿時纖維形態(tài)完整，表面平整光滑，沒有分絲現(xiàn)象，纖維之間連接松散間隙較大[5]。當打漿度達 時，纖維表面受機械作用的影響變得粗糙，部分纖維初生壁P和次生壁S層出現(xiàn)剝落現(xiàn)象，纖維逐漸分絲帚化，纖維細胞壁結(jié)構(gòu)變得松散，纖維之間的連接程度增加。打漿度為 時，初生壁P和次生壁S層剝離增加，分絲帚化現(xiàn)象更加明顯，纖維變得更加卷曲，纖維之間相互纏繞且連接程度進一步增強，結(jié)合更加緊密。

表1打漿對纖維形態(tài)的影響

Table1Effect of beating on fibers'morphology

圖1打漿前后纖維的微觀形貌

Fig.1Microtopographyof fibersbefore and after beating

2.1.2纖維和紙張性能

圖2為打漿對纖維性能的影響。由圖2（a可知，隨著打漿轉(zhuǎn)數(shù)的提高，竹漿的打漿度也逐漸提高，但打漿轉(zhuǎn)數(shù) 2000r 后，打漿度的提升幅度開始減小。這表明在打漿初期纖維長度下降與分絲帚化比較顯著，打漿度得以快速升高，而隨著打漿過程的持續(xù)進行，纖維變短導致長度下降變緩，使打漿度的提升幅度減小。隨著打漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加，紙漿打漿度增高，細小組分增多，纖維表面親水基團暴露增多，濾水性能逐漸變差。這一現(xiàn)象與圖2（b）打漿轉(zhuǎn)數(shù)與漿料濾水性能的關(guān)系中，漿料濾水性能隨打漿度升高而變差的趨勢相符合。圖2（c顯示了隨著打漿度的提高，纖維保水值呈上升趨勢，從 113.18% 上升至 162.28% 。打漿度越高，纖維表面分絲帚化現(xiàn)象越明顯，纖維壁結(jié)構(gòu)更疏松，從而提升纖維的潤脹能力，進而提高了纖維的保水能力。

圖2打漿對纖維性能的影響Fig.2Effect ofbeating on thepropertiesof fibers

圖3反應了打漿度對紙張性能的影響。由圖3（a）可知，紙張的層間結(jié)合強度隨打槳度的增加而增加。由圖3（b）可知，紙張零距抗張強度隨打漿度的增加而降低，這是由于打漿過程中機械作用對纖維產(chǎn)生了切斷作用，導致纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，纖維自身的強度有所下降。同時，由圖3（c可以看出，紙張的柔軟度隨著打漿度的增加顯著上升，從 356mN （ $1 7 . 5 ＼ { ^ ＼circ } ＼mathrm { S R } ＼ ＼$ ）增加到428mN （ $3 8 . 7 ＼ ^ { ＼circ } ＼mathrm { S R } ＼$ ），紙張的柔軟性變差。這主要是由于打漿使得細小纖維增多，纖維分絲帚化增加了纖維之間的結(jié)合程度，紙張剛性增加同時柔軟性能下降。由圖3（d）和圖3（e）可知，隨著打漿度的增加，紙張的干抗張強度和濕抗張強度均有提升，干抗張指數(shù)從 13.4N?m/g （ ）上升至 21.9N?m/g （ 38.7^°SR ，提升了 63.4% ，濕抗張指數(shù)從 0.20N?m/g 0 ）上升至 0.34N?m/g （ 38.7^°SR? 。雖然打漿降低了纖維一定的自身強度，但由于纖維分絲帚化程度的增加，增強了纖維之間結(jié)合力，使得紙張整體的抗張性能得到提升。由圖3（f可知，紙張吸液高度隨著打槳度的增加呈先下降后趨于穩(wěn)定的趨勢，這主要是因為打漿導致的纖維分絲帚化和細小纖維含量增多，會增加纖維間的結(jié)合程度，同時增強纖維保水能力，導致紙張的吸液高度下降。

圖3打漿度對紙張性能的影響

Fig.3Effect of beating degree on properties of paper

2.2纖維素酶預處理對竹漿纖維性能的影響

2.2.1纖維素酶預處理對竹漿纖維形態(tài)的影響

表2為纖維素酶預處理后漿料的纖維形態(tài)參數(shù)。由表2可知，隨著纖維素酶用量的增加，單獨酶預處理后纖維長度從 0.979mm 下降至 0.856mm ，寬度從16.4μm 上升至 17.5μm ，扭結(jié)纖維占比從 22.3% 上升至 25.9% ，卷曲指數(shù)從 7.5% 上升至 8.1% ，細小纖維含量從 2.2% 上升至 4.4% （ 120u/g） 。酶促打漿后纖維長度下降更為顯著，從 0.979mm 下降至 0.597mm 寬度從 16.4μm 上升至 18.8μm （ 120u/g ， 30^°SR ）。隨著纖維素酶用量的增加，纖維素酶對纖維的作用強度逐漸增大，纖維長度進一步變短，纖維素酶預處理后纖維結(jié)構(gòu)變得疏松，更容易受到打漿過程中的剪切作用，因此纖維長度下降得更加明顯。纖維素酶用量越多，對纖維的損傷也就越大，導致纖維扭結(jié)程度提高。纖維素酶預處理會提高纖維的潤脹效果，使纖維寬度增大，而打漿過程會進一步促進纖維的分絲帚化，導致纖維的扭結(jié)指數(shù)和卷曲度普遍上升。

圖4顯示了纖維素酶預處理對纖維微觀形貌的影響。由圖4可知，在較低纖維素酶用量（ 4u/g） 時，纖維的形態(tài)基本完整，表面僅有少量開裂現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)相對保持原始狀態(tài)。隨著纖維素酶用量增加，纖維表面的孔洞逐漸增多，出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。酶促打漿后，纖維結(jié)構(gòu)變得松散，但尚未出現(xiàn)明顯的斷裂現(xiàn)象；繼續(xù)增加纖維素酶用量，纖維表面開裂加劇，部分纖維開始剝落，整體結(jié)構(gòu)變得更加疏松，表明纖維素酶對纖維表面結(jié)構(gòu)的影響逐漸增強。在高用量纖維素酶（ 120u/g） 作用下，纖維表面暴露出更多細小纖維，結(jié)構(gòu)顯得更加松散。

2.2.2 纖維素酶預處理對纖維和紙張性能的影響

圖5（a）為不同纖維素酶用量下，漿料達到 30^°SR 時所需打漿轉(zhuǎn)數(shù)。纖維素酶用量越多，達到相同打漿度所需的轉(zhuǎn)數(shù)越少。這一趨勢主要歸因于纖維素酶對纖維素鏈上的 β -1，4-糖苷鍵的水解，纖維更容易受到機械力的作用，加速了纖維細胞壁的剝落和細纖維化，使得在相同的打漿轉(zhuǎn)數(shù)下纖維更容易被切斷并達到所需的打漿度。當纖維素酶用量為 40u/g 時，所需打漿轉(zhuǎn)數(shù)為 1000r ，下降了 500r 。當纖維素酶用量為 100u/g 時，所需打漿轉(zhuǎn)數(shù)降至 580r ，與未經(jīng)纖維素酶處理相比下降了 920r 。這表明纖維素酶的添加可以顯著增加打漿效率，降低打槳能耗，有助于企業(yè)生產(chǎn)。隨著纖維素酶用量的增加，竹槳的濾水性能略微下降（圖5（b））。在纖維素酶和打漿的共同作用下，纖維初生壁P和次生壁 S₁ 層出現(xiàn)剝落，更多的細小纖維填充到竹漿纖維中，從而降低了竹槳的濾水性能。圖5（c為單獨酶預處理及酶促打漿至 30^°SR 時漿料的保水值。由圖 5（c） 可知，隨著纖維素酶用量的提高，纖維保水值從 113.18% 增加到 125.95% （ 120u/g） 。

表2纖維素酶預處理對纖維形態(tài)參數(shù)的影響

Table2 Effect of cellulase pre-treatment on fibers'morphologyparameters

圖4纖維素酶預處理對纖維微觀形貌影響的CFE-SEM圖

Fig.4CFE-SEM images of the effect ofcellulase pre-treatment on fiber microtopograhy

與酶促打漿至 30^°SR 時漿料的保水值相比，單獨酶預處理的樣品保水值略低。隨著纖維素酶用量的增加，細小纖維含量和纖維分絲帚化程度不斷提高，纖維保水值也會逐漸提高。打漿過程又進一步促進纖維的分絲帚化，潤脹程度提高，所以酶促打漿樣品的保水值始終要大于單獨酶處理樣品的保水值。

圖6為纖維素酶預處理對紙張性能的影響。由圖6（a）可知，隨著纖維素酶用量的增加，酶促打漿紙張的層間結(jié)合強度略有提升。當纖維素酶用量達到40u/g 時，紙張的層間結(jié)合強度分別為 102.1J/m² 1 17.5^°SR ）和 160.9J/m² （ 30^°SR ），這可能是因為纖維素酶水解纖維素鏈上的 β. -1，4-糖苷鍵，降低了纖維長寬比，增強纖維表面的分絲帚化，導致纖維比表面積增加。而酶促打漿處理使纖維暴露更大的比表面積（纖維長度降低、扭結(jié)情況加劇、纖維表面出現(xiàn)刻蝕孔洞），增加了纖維之間的結(jié)合強度。然而，由于纖維變短且受損，降低了纖維自身的機械強度，使得酶促打漿紙張的零距抗張強度顯著下降（圖 6（b） ）。當纖維素酶用量達到 40u/g 時，紙張的零距抗張強度分別為 3.76kg/15mm （ 17.5°SR ）和 3.40kg/15mm （ 30^°SR） 。由圖 6（c） 可知，在酶促打漿條件下，紙張的柔軟度值先明顯下降，從 392mN 降低至 266mN （ ，纖維素酶用量超過 40u/g 后柔軟度值變化趨于穩(wěn)定，纖維素酶用量為 100u/g 時，柔軟度值為 262mN （柔軟度值越低紙張柔軟性能越好）。纖維素酶的作用使纖維結(jié)構(gòu)變得更為松散、扁平，促進了后續(xù)打槳過程中纖維的切斷，降低了纖維自身強度，最終改善了纖維的柔韌性。圖6（d）進一步展示了紙張干抗張指數(shù)隨纖維素酶用量增加的變化趨勢。單獨酶預處理情況下，紙張干抗張指數(shù)從 13.4N?m/g 下降到 9.98N?m/g （ 120u/g） 。紙張的干抗張強度主要取決于其層間結(jié)合強度和纖維自身強度，單獨酶預處理雖然輕微增加了層間結(jié)合強度，但大幅度降低了零距抗張強度，因此整體抗張強度呈現(xiàn)降低趨勢。酶促打漿后，紙張的干抗張強度有略微提升，纖維素酶用量為 40u/g 時，紙張干抗張指數(shù)從 13.3N?m/g 1 17.5^°SR? ）升至 15.1N?m/g （ （30^°SR） 。紙張的濕抗張強度略有提升，可能是由于層間結(jié)合強度增加所致（圖 6（e）? ）。此外，盡管纖維保水值上升，但吸液高度仍呈現(xiàn)出下降趨勢（圖 6（f） ）。這是因為在經(jīng)過纖維素酶和打漿處理之后，纖維結(jié)構(gòu)過度松散和細化，導致纖維間的連接性和滲透性變差，使得水分無法快速滲透到纖維中，導致了吸液高度的下降。

圖6纖維素酶預處理對紙張性能的影響

Fig. 6Effect of cellulase pre-treatment on properties of papers

2.3半纖維素酶預處理對竹漿纖維性能的影響

2.3.1半纖維素酶預處理對纖維形態(tài)的影響

表3為半纖維素酶預處理之后漿料的纖維形態(tài)變化參數(shù)。由表3可知，隨著半纖維素酶用量的增加，纖維長度從 0.979mm 下降到 0.932mm ，寬度從 16.4μm 上升到 17.1μm （ 120u/g） ，同時扭結(jié)纖維占比、卷曲指數(shù)和細小纖維含量略有提高。打漿后，纖維長度進一步縮短至 0.665mm ，寬度上升到 18.6μm ，扭結(jié)纖維占比從 22.3% 上升至 27.8% ，卷曲指數(shù)從 7.5% 上升至8.0% ，細小纖維含量從 2.2% 上升至 4.5% （ 120u/g 30^°SR ）。隨著半纖維素酶用量的增加，半纖維素酶的作用更為顯著，促進了纖維的分絲帚化與后續(xù)打漿過程中纖維的切斷作用。

圖7為半纖維素酶預處理對紙張微觀形貌影響的CFE-SEM圖。從圖7可以看出，半纖維素酶預處理促進了纖維表面的分絲帚化，且隨著半纖維素酶用量增加，纖維分絲帚化的程度也相應提高。酶促打漿后，纖維結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯的變化，纖維變得更加松散，表面出現(xiàn)了碎片化和剝落現(xiàn)象。此外，隨著半纖維素酶用量的增加，打漿后纖維的破壞程度更加顯著，纖維更容易被切斷。

2.3.2半纖維素酶預處理對纖維和紙張性能的影響

圖8為半纖維素酶用量對纖維性能的影響。由圖8（a）可知，隨著半纖維素酶用量的增加，達到30^°SR 時所需的打漿轉(zhuǎn)數(shù)逐漸減少，當半纖維素酶用量為 40u/g 時，所需打漿轉(zhuǎn)數(shù)降為 1000r ，表明半纖維素酶預處理能夠提高打漿效率。半纖維素酶用量超過 60u/g 后對打槳能耗的降低作用趨于飽和，打漿轉(zhuǎn)數(shù)的下降幅度明顯減弱，低于纖維素酶預處理的效果（當酶用量為 100u/g 時，所需打槳轉(zhuǎn)數(shù)為 720r 。這一趨勢表明，半纖維素酶在低用量至中等用量下能夠有效促進纖維壁的剝離和纖維分絲帚化，但由于竹纖維中半纖維素含量略低于纖維素含量，隨著半纖維素酶用量的增加這一作用趨于飽和，進一步增加半纖維素酶用量已無法顯著增強酶促效果。由圖8（b）～圖8（c）可知，隨著半纖維素酶用量的增加，纖維的濾水性能下降、保水值隨之增加。單獨酶預處理時，保水值從 113.18% 上升至 127.97% （ 120u/g） ，而酶促打漿（ 30^°SR ）的保水值基本保持不變。這表明半纖維素酶作用破壞了纖維細胞壁結(jié)構(gòu)，促進了纖維潤脹，提高了纖維的持水能力，漿料的濾水性能受到抑制，濾水速率下降，纖維保水值提高。

表3半纖維素酶預處理對纖維形態(tài)參數(shù)的影響

Table3Effect of hemicellulase pre-treatment on fibers'morphology parameters

圖7半纖維素酶預處理對纖維微觀形貌影響的CFE-SEM圖

Fig.7CFE-SEM images of the effect of hemicellulase pre-treatment on fiber microtopography

圖9為半纖維素酶用量對紙張性能的影響。由圖9（a）可知，在單獨酶預處理條件下，隨著半纖維素酶用量的增加，紙張的層間結(jié)合強度從 79.4J/m² 提升至 103.8J/m² （ 120u/g） 。酶促打漿后纖維分絲帚化程度提高，纖維之間作用增強。當半纖維素酶用量為

圖8半纖維素酶預處理對纖維性能的影響Fig.8Effect of hemicellulase pre-treatment on properties of fibers

圖9半纖維素酶預處理對紙張性能的影響

Fig.9Effect of hemicellulase pre-treatment on properties of paper

40u/g 時，紙張的層間結(jié)合強度從 88.4J/m² （ 17.5°SR ）提升至 166.4J/m² （ 30^°SR） 。然而，由于酶促打漿處理使纖維斷裂，長度變短，導致纖維的零距抗張強度降低至 3.96kg/15mm 1 30°_SR） （圖9（b））。由圖9（d）～圖9e）可知，單獨酶預處理時，紙張的干抗張指數(shù)從 13.4N?m/g 降低至 12.4N?m/g （ 120u/g） ，濕抗張指數(shù)從 0.20N?m/g 提升至 0.25N?m/g （ 120u/g） 。與纖維素酶預處理相比，半纖維素酶預處理對纖維性能的影響程度較為溫和，其干抗張強度和濕抗張強度的變化幅度也小于纖維素酶預處理的效果。半纖維素酶用量為 40u/g 時，酶促打漿后紙張的干抗張指數(shù)從 12.8N?m/g （ 17.5°SR 提升至 19.3N?m/g （ 30°SR） ，濕抗張指數(shù)從 0.22N?m/g （ ）提升至 0.38N?m/g （ 30^°SR） ，同時紙張的柔軟度值從 345mN \" 17.5^°SR） ）上升至 361mN 0 。圖9（f）是紙張的吸液高度結(jié)果。由圖9（f）可知，經(jīng)過不同半纖維素酶用量處理后紙張的吸液高度呈現(xiàn)出下降趨勢，與纖維素酶預處理結(jié)果趨勢一致。以上結(jié)果表明，半纖維素酶預處理通過改善纖維結(jié)構(gòu)的松散性和纖維表面結(jié)構(gòu)，減緩了紙張對水的吸收速度，從而影響了紙張的吸液性能。

3結(jié)論

本研究通過酶輔助打漿處理，優(yōu)化竹纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)，在降低能耗的同時改善紙張的物理性能。3.1隨著打漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加，竹漿纖維的長度逐漸下降，寬度增加，扭結(jié)纖維占比、卷曲指數(shù)和細小組分含量均有所提高，纖維之間的結(jié)合力增強，提高了紙張的抗張強度和層間結(jié)合強度，但柔軟性能下降。3.2采用纖維素酶或半纖維素酶預處理，能夠有效調(diào)整纖維形態(tài)，促進纖維潤脹和纖維分絲帚化，提高打漿效率，降低打槳能耗。在相同打漿度（ 30°SR） 下，酶預處理（ 40u/g ）可顯著降低打漿轉(zhuǎn)數(shù)（從1500r 降低到 1000r 。3.3當酶用量在 40u/g 、漿料打漿度為 30^°SR 時，紙張層間結(jié)合強度為 160.9J/m² （纖維素酶）與 166.4J/m² （半纖維素酶），零距抗張強度為 3.40kg/15mm （纖維素酶）與 3.96kg/15mm （半纖維素酶），干抗張指數(shù)為15.1N?m/g （纖維素酶）與 19.3N?m/g （半纖維素酶），柔軟度值為 266mN （纖維素酶）與 361mN （半纖維素酶）。

參考文獻

[1]曹曉瑤，楊琳．論非木材纖維資源原料的造紙行業(yè)應用[J].廣東化工，2021，48（2）：272-273.CAOXY，YANGL. Study onthe Application of Non-wood FiberRaw Materials in Paper Industry[J].Guangdong Chemical Industry，2021，48（2）：272-273.

[2]聶勛載．中國紙業(yè)原料回顧及對造紙原料的思考與建議[J].中華紙業(yè)，2024，45（11）：33-34.NIE X Z. Review of China's Paper Industry Raw MaterialsandThoughtsand Suggestionson PapermakingRaw Materials[J].ChinaPulpamp;PaperIndustry，2024，45（11）：33-34.

[3]劉春紅，賈學樺，肖小健，等．“雙碳”目標下，我國造紙工業(yè)減碳路徑探究[J].中國造紙，2023，42（8）：26-30.LIUCH，JIAXH，XIAOXJ，etal.Under the“DualCarbon”Tar-get，theCarbonReductionPath of China’sPaper Industry[J].Chi-naPulpamp;Paper，2023，42（8）：26-30.

[4］劉一山，張俊苗，房桂干，等．推行竹漿紙一體化實現(xiàn)竹子造紙持續(xù)發(fā)展[J].中國造紙，2023，42（8）：55-60.LIUYS，ZHANGJM，F(xiàn)ANGGG，etal.ImplementingBamboo-pulp-paper Integration and Promoting Sustainable Development ofBamboo Papermaking[J].ChinaPulpamp;Paper，2023，42（8）：55-60.

[5] 范述捷，蘇振華，楊彬，等．竹材在造紙行業(yè)的高效利用[J].中國造紙，2022，41（8）：90-96.FANSJ，SUZH，YANGB，etal.EfficientUtilizationofBamboo inPapermakingIndustry[J].ChinaPulpamp;Paper，2022，41（8）：90-96.

[6]陳彬．竹材制漿技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]．中國造紙，2010，29（12）：62-65.CHEN B. Current Status and Development of Bamboo Pulping amp; Pa-permaking Technology［J].ChinaPulpamp;Paper，201O，29（12）：62-65.

[7］陳鈴華，彭建軍，陳雪梅，等．半纖維素含量對竹漿本色生活用紙漿料性能的影響[J].紙和造紙，2020，39（6）：10-14.CHENLH，PENGJJ，CHENXM，etal.Influence ofHemicellu-lose Content on Properties of Pulp for Unbleached Bamboo Tissue[J].Paper and Paper Making，2020，39（6）：10-14.

[8］雷利榮，董道彬，侯軼，等．硫酸鹽竹漿雜細胞含量對打漿過程纖維形態(tài)的影響[J].中國造紙，2023，42（6）：1-8.LEI L R，DONG D B，HOU Y，et al.Effect of Non-fibrous Cell Con-tentinKraft Bamboo Pulp onFiberMorphologyDuringBeatingPro-cess[J]. China Pulp amp; Paper，2023，42（6）：1-8.

[9]YUAN Z，WEI W，WEN Y. Improving the Production ofNanofibrillated Cellulose from Bamboo Pulp by the CombinedCelulaseandRefining Treatment[J].Journalof ChemicalTechnologyamp; Biotechnology，2019，94（7）： 2178-2186.

[10]WANG J，XU H，ZHANG Y，etal.Morphology，Structure andProperty of High Consistency Mechano-enzymatic FibrillatedCellulose：Effectof TreatmentConsistencyofBambooPulp Fibers[J].Industrial Crops and Products，DOI：10.1016/j. indcrop.2022. 115731.

[11］曹安港，趙顯濤，丁春華．生物酶制漿設(shè)備單軸臥螺擠漿機改進設(shè)計及試驗研究[J].中國造紙，2022，41（10）：72-78.CAO A G， ZHAO X T，DING C H. Improved Design and Experi-mental Study of Single Shaft Horizontal Screw Extruder for Bioen-zyme Pulping Equipment[J]. China Pulp amp; Paper，2022， 41（10）：72-78.

[12］阮蒙，楊仁黨，楊飛．半纖維素酶預處理對脫墨漿漂白性能的影響[J].中國造紙，2014，33（11）：22-26.RUANM，YANGRD，YANGF.Effectsof thePretreatmentwithHemicellulaseon theBleachabilityofRecycledFibers[J].ChinaPulp amp;Paper，2014，33（11）：22-26.

[13］杜敏，李新平，陳立紅，等．酶預處理對漂白針葉木漿性能和打漿能耗的影響[J].中國造紙學報，2015，30（2）：22-28.DU M，LI XP，CHEN L H，et al.Effect of Enzymatic Pretreat-ment of BSKP on Its Refining and Paper Properties［J]. Transac-tions of China Pulp and Paper，2015，30（2）：22-28.

[14］袁平，余惠生，付時雨，等.纖維素酶和半纖維素酶對纖維改性的研究進展[J].中國造紙，2001，20（5）：53-57.YUANP，YUHS，F(xiàn)USY，et al.Progress in Enzymatic Modifica-tion of Pulp Fibers[J].China Pulpamp; Paper，20O1，20（5）：53-57.

[15］張美云，吳乾斌，夏新興，等．漂白硫酸鹽竹漿的打漿特性[J].紙和造紙，2011，30（10）：29-32.ZHANGMY，WUQB，XIAXX，et al.RefiningProperties ofKraft Bamboo Pulp[J].Paper and Paper Making，2011，30（10）：29-32.

[16] 董道彬．硫酸鹽竹漿打漿過程中纖維形態(tài)及其超微結(jié)構(gòu)變化的研究[D].廣州：華南理工大學，2023.DONG DB. Study on the Fiber Morphology and Ultrastructure Dur-ing Beating of Kraft Bamboo Pulp[D].Guangzhou：South ChinaUniversity of Technology，2023.

（責任編輯：宋佳翼）