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1、毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 张洪蛟 学 号： 0704160105专 业： 轻化工程 设计(论文)题目：生物法辅助废人民币纸浆脱墨的研究 指导教师： 陈子成、安洪波 2011年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在系审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或
2、打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1 研究背景随着我国经济体制的改革开放, 商品经济的不断发展, 货币交换日趋频繁, 债券、股票等有价证券的发行流通也在逐步完善。废旧有价证券的回收利用, 成为一个新的课题。
3、钞票原纸大都系全棉浆抄造,如能对废钞进行脱墨, 进而使之成为性能较优的二次纤维, 配抄成高档的生活用纸, 将具有显著的社会效益及一定的经济效益1。尤其是在传统脱墨工艺基础上以生物法辅助，与传统的化学法脱墨相比, 其具有明显的优势, 它能降低能耗, 减轻环境污染, 脱墨效率亦高于化学法脱墨。1.2 课题研究目的和意义1.2.1 脱墨用酶酶是一种由氨基酸构成其主体的无毒蛋白质, 目前常用于废纸脱墨研究的酶主要有纤维素酶、半纤维素酶和聚木糖酶等几种,均属于水解酶类。大量研究表明, 纤维素酶脱墨效果最佳, 半纤维素酶次之, 两者混合使用也能收到良好的脱墨效果2。本文主要讨论半纤维素酶的脱墨效果。半纤维
4、素不是一种物质，而是一群物质的统称，每种半纤维素又由多种单糖组成。半纤维素通常按组成主链的多数糖来命名，由此，称为木聚糖、甘露聚糖、葡甘露聚糖和半乳葡甘露聚糖。单糖间由-1，4键连接，侧链上的阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖或甲基葡萄糖醛酸通过多种不同的键连接在主链上，形成分支结构。半纤维素酶分为半纤维素内切酶和半纤维素外切酶。半纤维素内切酶随机断裂半纤维素的内键，有许多种类，各自对不同糖的主键具有专一性。半纤维素外切酶系统的水解链的非还原端3。半维素酶中包括: -1，4-聚木糖酶和-木糖苷酶，这两种酶均能对纸浆中的纤维进行改性作用4。1.2.2.生物酶(半纤维素酶)在废钞制浆脱墨的应用众所周知, 钞
5、票原纸的原料配比抄造工艺、所用的化学助剂以及印刷所用的油墨配方均属国家机密。而且钞票正反两面套色满印, 印刷的油墨量大, 与纸张的结合力又牢, 所以如何有效地对废钞脱墨是一项有招当难度而又值得研究的课题。一般地废纸脱墨工艺的技术关键是如何使印刷油墨从纸张表面松脱。采用浮选法或洗涤法, 或两者相结合, 使印刷油墨微粒从纸张纤维中分离出来5。其中能否使油墨与纸张表面的结合有效的松脱, 是脱墨的先决条件。而这又是和纸张的质量、油墨量与纸张重量之间的比例、印刷油墨的组成及调色颜料、印刷废纸的存放期等因素有密切关系。与常规脱墨法相比,酶法脱墨具有游离度高、滤水性能好、物理性能优异、高白度以及低残余油墨量
6、等优点,而且还可以通过改变酶的组成、用量、处理时间、 pH值和添加一些助剂来控制油墨粒子的大小分布和形状,从而有效地除去大粒径的、扁平的刚硬油墨。酶法脱墨不但可以降低脱墨废水中的COD值,有效减轻环境污染, 还由于不需要使用大量的NaOH ,纸浆白度可提高4%5% ISO。大部分废纸脱墨采用纤维素酶和半纤维素酶。半纤维素酶对废人民币纸浆的处理后，可以减少纸浆中的半纤维素含量，使得油墨与纸浆的结合变松，更加有利于油墨的进一步脱除。1.3 国内外研究现状和发展趋势1.3.1 生物酶法辅助脱墨的优势在采用一些传统的脱墨方法的同时以生物酶法辅助所能提供的产品往往是一般化学法所无法做到的。例如在中欧,
7、酶已在商业规模上应用于制浆、漂白和OCC 废纸处理中。J.M. Jobbims 和N. E. Franks 1997 年9 月在前人的基础上研究了混合办公废纸的酶脱墨。所用的表面活性剂为非离子表面活性剂, 酶则是纤维素酶和半纤维素酶的混合。半工业生产规模的实验表明: 在中性条件下, 采用酶和表面活性剂混合加入水力碎浆机的方法对混合办公废纸有明显脱墨效果, 这一方法免除了常规化学脱墨方法对NaOH、Na2SiO3、H2O2、螯合剂和脂肪酸的需要。酶/ 表面活性剂浮选后的油墨去除率为98.6%,比常规化学脱墨的84%要高出14.6%；相对于常规化学法脱墨而言, 白度提高2%；纸浆强度基本相同；灰分
8、降低；不透明度也降低。酶处理废纸技术与常规化学脱墨技术相比至少有如下的优越性:(1) 提高油墨( 和胶粘物) 的去除率;增进了废纸浆的白度； (2) 提高了纸浆得率，降低灰分，改善废纸浆的物理特性( 如滤水度)；(3) 对纸浆强度没有什么负面影响;减少废纸处理流程废水中的BOD 和COD；(4) 大大降低脱墨和废水处理的化学品用量8； 1.3.2 生物法辅助废人民币纸浆脱墨的应用前景随着我国由计划经济向市场经济的转变，钞票在金融领域的流通量越来越大。据专家测算，利用1吨废纸可节省1.2吨煤、600度电和100吨水10，为此，国际上把废纸的回收利用作为一项很重要的工作。由于时间、环境、使用频率及
9、保管方法等诸多因素，必然会导致钞票的破损及更换，根据2001年人民银行残损人民币回收工作检查实施方案要求，不得向顾客支付“七成新”以下的人民币，此方案的实施会使废钞的回收率进一步加大。因此寻找新方法来对其进行脱墨事在必行，酶法脱墨是一种具有良好应用前景的生物技术。酶法脱墨不仅可以减轻化学脱墨所造成的环境污染而且还可以改善纸浆的抄造性能, 从而提高产品的产量和质量。可见酶法脱墨对于缓解我国造纸工业纤维资源的紧张, 减轻废纸回收利用所造成的二次污染来说具有重要意义12。参考文献1 张桂萍,丁文玉. 废钞回用初探J. 天津造纸,2002,(02):25-282 徐青林,王峥,胡慧仁. 酶在废纸脱墨中
10、的应用J. 天津造纸,2000,(03):23-243 刘秉钺,韩颖. 再生纤维与废纸脱墨技术M. 北京：化学工业出版社. 2005 .216-2204 张天峰,傅瑞芳. 废纸脱墨原理及脱墨剂的应用J. 2010,41(05):12-145 姜林宗,张之娴. 废钞脱墨工艺研究J. 上海造纸,1992,(03):3-56 袁玮. 生物技术在造纸工业中的应用现状J. 黑龙江造纸,2009,(01):39-417 龚木荣,毕松林. 废纸酶法脱墨J. 造纸化学品,2002,(02):15-188 冯文英. 酶脱墨技术之回顾J. 国际造纸,2000,19(02):33-369 安建华. 废纸制浆与造纸M
11、. 北京：轻工业出版社. 1978. 80-8510 姜林宗,张之娴. 废钞脱墨工艺生产性应用试验J. 上海造纸,1994,(02):25-28 11 秦梦华,高培基. 制浆造纸工业中的生物技术J. 中华纸业,1998,(02):6-8 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1 本课题主要研究内容（1） 废人民币纸是一类重要的废纸资源，对废人民币纸浆的脱墨性能进行研究，可以扩大其使用范围，为改善我国造纸行业的原料结构以及促进二次纤维资源的回收利用具有积极意义。国内外对生物辅助法废纸的脱墨研究很多，然而，生物辅助法针对废人民币纸浆的脱墨性能
12、研究，国内外的报道比较少见。（2） 废人民币纸浆现在更多的应用在低档次纸板的生产中，如果能对其进行脱墨处理，可以抄造纸质量档次更高的纸和纸板产品，增加废人民币纸的利用价值。生物辅助法脱墨可以减少化学药品的使用，有利于降低生产成本并减少污染物的排放。废人民币纸清洁制浆方法方面的研究，已经有三届毕业生选题，研究结果证明废人民币纸在合适的工艺条件下可以成浆，本课题是在之前研究的基础上对其进行深入的研究。2.2实验方案2.2.1 主要试剂和仪器NaOH、半纤维素酶、PFI磨、电动搅拌器、实验用浮选脱墨机、纸浆物理指标检测仪器、恒温水浴锅。2.2.2 实验方法（1）碎浆与保温 在实验室碎浆机（型号H22
13、72M) 中进行碎浆。先将一部分水倒入碎浆机中, 开动机器, 倒入事先称好的废人民币纸浆。加入一定量的脱墨剂、半纤维素酶、介体等, 通氧气。控制碎浆浆浓为10%, 碎浆机转子转动频率25Hz , 碎解至实验所确定的时间。然后加入所需的酶等继续保温至所需的时间。对照实验与酶脱墨实验相同, 只不过脱墨过程中不加入酶。（2）浮选 浮选在实验用浮选脱墨机中进行。将碎解后的浆加水稀释到浆浓1%, 加015%的脱墨剂, 常温下浮选15min 。（3）洗涤浮选后的纸浆稀释到浆浓0.15%,通过铜网洗涤浓缩。（4）过氧化氢漂白脱墨浆经碱处理后进行过氧化氢漂白。工艺条件为: 浆浓 10%, Na2SiO3 2%
14、, MgSO4 0.11% , DTPA 0.12% , NaOH 1%，H2O2 2 % , 水温70, 时间2h。（5）抄片在抄片器中进行, 浆片用FI119 型电热烘缸烘干。2.3 实验中可能遇到的困难和解决办法2.3.1 实验中可能遇到的困难半纤维素酶等药品的用量多少的不确定因素以及具体脱墨工艺实验方案的确定。用化学机械法处理的废人民币制浆脱墨的效果可能不是十分理想。2.3.2 解决办法调整半纤维素酶的用量，分别对废人民币纸浆的处理，需找最佳的用量。用办纤维素酶可以减少纸浆中的半纤维素含量，使得油墨与纸浆的结合变松，使得用化学机械法处理的纸浆脱墨的效果更加理想。2.4 实验进度安排起止时间（2011年）工作内容2 月28日3 月25日3 月28日4 月15日4 月18日4 月22日4 月25日6 月10日6 月13日6月17日6 月20日6月24日文献检索和开题报告实验中期检查实验终期检查毕业答辩 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 负责人： 年 月 日
