TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT GIẤYTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT GIẤY Nhóm sinh viên thực Mục lục Mở đầu I Đặt vấn đề II Qui trình sản xuất giấy III Vật liệu phương pháp .8 Lipase a Cấu tạo b Tính chất vật lí 10 c Tính chất hóa học 10 d Ứng dụng .10 Laccase .11 a Cấu tạo 11 b Tính chất vật lí .12 c Tính chất hóa học 13 d Ứng dụng .13 IV Kết 15 V Thách thức ảnh hưởng đến việc thực ứng dụng enzyme vào sản xuất giáy qui mô công nghiệp 18 Tài liệu tham khảo 19 MỞ ĐẦU Giấy thứ thiết yếu sống hàng ngày xã hội loài người Trước phát minh giấy, người ghi chép lại văn kiện hình vẽ hang động khắc lên bia đất sét, sau người ta dùng da để lưu trữ văn kiện.Giấy sản phẩm văn minh nhân loại với lịch sử lâu đời hàng nghìn năm Từ thời cổ đại, người Ai Cập biết làm giấy từ sợi Papyrus mọc bên bờ sông Nile Lúc đầu phương pháp sản xuất giấy đơn giản: người ta nghiền ướt nguyên liệu từ sợi thực vật (như gỗ, tre, nứa ) thành bột nhão trải lớp mỏng sấy khô Nhờ trình sợi thực vật liên kết với tạo thành tờ giấy Nhiều kỷ trôi qua, đến kỷ thứ phát minh người Trung Hoa phổ biến đến nước Hồi giáo Trung Á Sau đó, quy trình sản xuất giấy du nhập vào châu Âu Đến kỷ 14 xưởng sản xuất giấy xuất Tây Ban Nha, Italia, Pháp Đức Khi giấy sản xuất phương pháp thủ công, nguyên liệu vải lanh vụn Và sau vài kỉ phương pháp sản xuất giấy phương pháp công nghiệp đời Với phương pháp tiên tiến này,vấn đề thời kì trước thiếu nguyên liệu giải vấn đề xảy ra: sử dụng nhiều nước hóa chất cho q trình tẩy trắng giấy dẫn đến khó khăn việc xử lí nguồn nước thải nhà máy giấy Để giải vấn đề bất cập này, nhà nghiên cứu tìm giải pháp sử dụng enzyme để loại bỏ mực tẩy trắng giấy Đề tài “Ứng dụng enzyme công nghiệp sản xuất giấy” trình bày phương pháp sử dụng hai loại enzyme lipase laccase việc khử mực thực vật tẩy sáng từ nguyên liệu thô “ Hãy để hành tinh xanh, màu xanh rừng bát ngát, màu xanh đại dương bao la.” I Đặt vấn đề: Trong sống, giấy sản phẩm cần thiết ngành sản xuất đóng vai trò trọng yếu, đóng góp đáng kể cho phát triển kinh tế giới Tái chế giấy báo cũ trở thành bắt buộc ngành công nghiệp giấy bột giấy mang lại nhiều lợi ích cho doanh nghiệp xã hội giảm khai thác tài nguyên, giảm việc chặt phá rừng Riêng với doanh nghiệp, việc tận dụng phế liệu giấy để sản xuất giúp giảm chi phí giá thành phế liệu thấp, giảm thiểu chi phí để xử lý so với việc phát thải phế liệu mơi trường Nguồn phế liệu giấy tờ cũ, báo cũ,giấy lụa vấn đề loại bỏ mực tạo thành trở ngại kỹ thuật để chuyển đổi ngun liệu thơ thành sản phẩm chất lượng Sợi thứ cấp đòi hỏi phải khử, để đảm bảo chất lượng cạnh tranh với sợi nguyên chất Vì thế, chất lượng sợi tái chế vấn đề cần giải mục tiêu nhiều dự án nghiên cứu Khi nhắm đến trình khử mực hiệu thân thiện với môi trường, enzyme hỗ trợ loại bỏ mực thay tiềm năng, điển hình enzyme lipase laccase đánh giá cao II Quy trình sản xuất giấy: Để bắt đầu sản xuất giấy theo phương pháp cơng ngiệp ta cần phải có gỗ Gỗ vị cứu tinh giấy Khi tìm gỗ, người thời tìm sợi cellulose, loại chất có gỗ rơm rạ Nói chung có sợi cellulose là ngun liệu sản xuất giấy Nhưng khơng phải vật liệu làm giấy tốt được, loại gỗ thường dùng để làm giấy chất lượng cao • Vân sam • Linh sam • Thơng • Thơng rụng • Sồi • Dương • Cáng lò (Cây bulơ) • Bạch đàn (Cây khuynh diệp) Ngồi gỗ hay loại thực vật có chứa sợi cellulose giấy cũ nguyên liệu để sản xuất giấy Quy trình sản xuất: - Đầu tiên làm bột gỗ Bột gỗ được tạo từ trình xử lý học xử lý hóa học - Sau xử lý học • Bột gỗ mài trắng: mài từ gỗ bóc vỏ máy mài gỗ • Bột gỗ mài nâu: hình thành cuống thấm ướt nồi nấu • trước mài Bột nhiệt cơ: sản xuất từ phế liệu gỗ băm nhỏ vỏ bào xưởng cưa Theo phương thức TMPhay “bột nhiệt cơ”, chúng làm thấm ướt 130 °C Sau nước thêm vào miếng gỗ nghiền máy nghiền - Đem bột gỗ xử lý hóa học Các mảnh gỗ xử lý hóa học cách nấu Sau nấu 12 đến 15 tiếng sợi tách khỏi thành phần cứng với cellulose Sau nấu xong, bột giấy đem tẩy trắng Phương pháp tẩy trắng có loại, loại có clo loại chất tẩy trắng khơng có clo Nhưng chất clo gây nhiễm mơi trường nên chất tẩy trắng khơng có Clo có khả tẩy trắng thấp hơn, sử dụng ngày nhiều Xử lý bột gỗ trước dùng để sản xuất giấy - Bột giấy nghiền máy nghiền trước đưa qua máy giấy Bên máy nghiền dung dịch bột giấy đậm đặc chảy qua trục lăn có dao dao gắn cố định Sợi cắt hay ép tùy theo điều chỉnh dao - Thêm chất phụ gia Ngồi sợi cellulose bột giấy trộn thêm đến 30% chất phụ gia:Cao lanh, Tinh bột, Blanc fixe, Dioxititan, Phấn… Các loại chất định độ mờ trong, độ đục giấy Độ bóng, mịn giấy giai đoạn định Những loại giấy couche, giấy bristol ( loại giấy in brochure, catalogue, menu…), loại giấy bóng so với loại giấy khác nhờ trộn nhiều tinh bột - Giai đoạn kéo giấy Giấy tạo thành máy kéo giấy Dung dịch bột giấy,sau làm nhiều lần chảy lên mặt lưới Trên lưới phần lớn nước chảy thoát cấu trúc tờ giấy bắt đầu thành hình Bên lưới có đặt máy hút nước để giúp nước Giấy sản xuất cơng nghiệp có hai mặt: mặt lưới mặt láng, sợi giấy hướng chiều: chiều chạy lưới Sau giấy ép đưa qua phần sấy ép cuộn tròn Sau giai đoạn giấy đem cắt theo tỉ lệ mà thị trường có nhu cầu Giấy tái sinh Gỗ Phân loại Nghiền bột Khử mực Tước vỏ Xeo giấy Giấy Nghiền bột học Tẩy trắng Đập đập Nghiền bột hóa học Hình Qui trình sản xuất giấy cơng nghiệp Quy trình tẩy trắng giấy: Tẩy trắng bột giấy trình loại bỏ chất mang màu lại bột sau nấu tác dụng - nhiệt - hóa nghiền tách sợi sản xuất bột Chất mang mầu chủ yếu loại bột hóa chưa tẩy trắng lignin lại, hay xác nhóm mang màu (chromoform) lignin, chủ yếu nhóm quinon Chúng sản phẩm biến đổi hóa học phức tạp lignin q trình nấu Tính chất nhóm mang mầu chủ yếu phụ thuộc vào phương pháp sản xuất (nấu hay nghiền, ), quy trình cơng nghệ dạng ngun III liệu Về phương diện hóa học, nhiệm vụ q trình tẩy trắng dùng tác nhân hóa học (các chất có tính oxy hóa - khử, chất có khả thay đổi tính chất lignin) để phân hủy lignin, thay đổi cấu tạo hóa học nhóm phát mầu, loại bỏ gốc trợ mầu ngăn chặn gốc phát mầu trợ mầu liên hợp với Nhìn chung, giải pháp kỹ thuật tẩy trắng đến chưa hoàn thiện, mức độ tẩy trắng thường kéo theo tác động oxi hóa hay thủy phân chất tẩy xenluloza hemixenluloza, gây biến đổi tính chất lý-hóa học Việc thay đổi tính chất cách có mục đích theo cơng dụng bột tẩy trắng, song song với mục tiêu đạt độ trắng cao ổn định nhiệm vụ trình thực cách chọn điều kiện tiến hành công đoạn riêng biệt nồng độ bột, mức dùng nồng độ chất tẩy, nhiệt độ, pH môi trường, … Đặc biệt, sản xuất loại bột tẩy trắng sử dụng cho chế biến hóa học cần điều chỉnh nghiêm ngặt điều kiện tẩy trắng với mục đích đáp ứng tất tính sử dụng Chẳng hạn, sản xuất bột viscoza sunfit cần phải tiến hành tẩy trắng bột cho bột tẩy trắng có độ tro hàm lượng nhựa thấp, hàm lượng α-xenluloza cao, độ nhớt thấp có giá trị định, có hàm lượng pentozan thấp, … Như vậy, nhiệm vụ trình tẩy trắng bột giấy bao gồm: tăng độ trắng; tách loại lignin khỏi bột hay thay đổi cấu trúc hóa học nó; tạo cho bột tẩy trắng tính chất lý hóa học định theo mục đích sử dụng IV Vật liệu phương pháp: Lipase: a Cấu tạo: Lipase (E.C.3.1.1.3) định nghĩa carboxylesterase xúc tác cho trình thủy phân từ acylglycerol chuỗi dài đến glycerol, axit béo tự mono- diglyceride Enzyme lipase có tên gọi khác Triacylglyxerol lipase Thuộc nhóm enzyme hydrolase Tâm hoạt động lipase ba: Serine, Histidine Aspartate/Glutamate Phía trung tâm hoạt động có vùng kỵ nước hình thành sau lipase hoạt hóa Ngoại trừ điểm chung khả xúc tác thơng dụng lipase từ nguồn khác có điểm chung cấp độ amino acid Do đó, diện serine tâm hoạt động xem có tính bảo tồn cao thường xuất chuỗi pentapeptide Gly – Xaa – Ser – Xaa – Gly Là enzyme cacboxulesterase tham gia thủy phân gluceride Tùy thuộc nguồn thu nhận tính chất mà người ta chia enzyme thành nhiều loại: + Pancreatic lipase + Pregastric lipase + Lipase từ VSV b Tính chất vật lý: Lipase chiết xuất từ tụy tạng bị hoạt tính 40 oC, số lipase vi sinh vật lại có tính bền nhiệt pH ảnh hưởng mạnh đến hoạt động lipase giúp tang cường trình thủy phân Tỉ lệ loại bỏ tốt đòi hỏi độ pH Enzyme lipase hoạt động không cần cofactor, nhiên diện số cation kim loại Ca2+,Na+ làm tăng hoạt tính lipase Hoạt tính lipase bị bất hoạt Co2+,Ni2+,Hg2+ Sn2+ , bị kìm hãm nhẹ Zn2+ EDTA c Tính chất hóa học: Enzyme Lipase Enzyme thủy phân chất béo có nhiệm vụ phá vỡ cấu trúc chất béo bên tế bào quan khác tạo điều kiện cho di chuyển lipit từ quan sang quan khác Một khía cánh quan trọng hệ enzyme thủy phân chất béo chúng xúc tác cho phản ứng lý hóa bề mặt tiếp xúc hai pha béo-nước nhờ chế hấp phụ bề măt Sự gia tăng hoạt tính xuất phần chất tan nước trở thành chất không tan nước Giấy in báo cũ tạp chí cũ sử dụng loại mực thực vật sản xuất chủ yếu từ đậu tương dầu hạt lanh Dầu đậu nành thường ưa thích khả tương thích với hệ thống mực giá thấp Mực dầu thực vật sấy khô liên kết chéo chất kết dính với giấy hình thành axit béo dầu Sự thay đổi độ sáng nồng độ mực lại lipase kiềm loại bỏ loại mực gốc dầu sót lại, số lượng bụi bẩn d Ứng dụng: ⮚ Thu nhận lipase: Ba chủng ( TE 135, TE 208 P.aeruginosa ) có hàm lượng lipase cao ni dưỡng 2-5 ngày mơi trường 500ml bình Fernbach 2.8 lít bình Erlenmeyer 2,5 lít Các mơi trường nuôi cấy ly tâm tốc độ 10000 vòng/phút 30 phút Hàm lượng Lipase mặt ly trích đơng khơ, hòa tan dung dịch đệm 50ml phosphate 0.05M pH=7 bảo quản oC Hoạt tính lipase xác định 37oC cách sử dụng p-nitrophenyl palmitate làm chất độ pH tối ưu chế phẩm lipase thay đổi từ đến Độ ổn định nhiệt độ lipase ủ nhiệt độ thay đổi từ 40oC đến 70oC 10 Sử dụng enzyme: Trước nghiền, giấy cũ ngâm nước máy tiếng phòng nhiệt độ chuyển đến hệ thống phát triển sinh học để phân rã Quá trình phân rã thực 60 phút 6% độ đặc 600 rpm Một phần giấy tan rã lưu trữ 5oC Phần lại pha lỗng đến 7.5% với nước máy Tất mẫu xử lý chất hoạt động bề mặt trung tính NaSiO3 Sau thêm hóa chất khử mùi, độ pH điểu chỉnh cách thêm NaOH HCL 1M Quy trình tuyển bột giấy - tách chất lơ lửng, chất hoạt tính bề mặt, dầu mỡ tiến hành tế bào tuyển Leeds 50 oC phút Lúc đó, độ đặc huyền phù giấy 0.55% axit oleic 0.3% thêm vào pH bột giấy điều chỉnh thành 9.0 thêm vào 80ppm canxi clorua Sau bước tuyển nổi, độ pH điều chỉnh thành 5.0 huyền phù làm đặc Phần bột giấy lên tiếp tục tẩy trắng 3% peroxide, 3% natri hydroxit Tiếp theo, giai đoạn tẩy trắng tiến hành 70 oC, với độ đồng 12% Bột giấy sau tẩy trắng pha loãng đến 1% trung hoà pH 5.5 ⮚ Khảo sát thủy phân lipase: Để khảo sát thủy phân axit béo , mẫu chiết xuất clorofirm/metanol 1:2 Các axit béo tự phân tích sắc ký khí ( Chrompack CP 9002 ) trang bị dụng cụ lấy mẫu chất lỏng CP 9050 Các mẫu thể tích 1.5ml tiêm chế độ không phân chia vào CP-wax-58 (FFAP) , cột mao quản pha trộn silica 25mx0.32mm Nhiệt độ cổng phun 275 oC thời gian lọc 0.5 phút với lưu lượng khí 70ml Nhiệt độ tăng từ 45oC đến 240oC , lần tăng 35oC giữ 130 phút Sản phẩm có độ giữ thời gian 29,84,45,46,49,10 55 ,12 phút xác định axit hexadecanoic ( C16) , axit octadecanoic ( C18), axit ocata-6-enoic ( C18:1) octadeca-9:12-axit dienoic ( C18-2) Laccase: a Cấu tạo: Laccase enzyme oxyase có chứa đồng tìm thấy nhiều loại thực vật, nấm vi sinh vật Laccase hoạt động phenol chất tương tự, thực trình oxy hóa electron, dẫn đến liên kết ngang Ezyme chứa 153030% carbohydrate có khối lượng phân tử 60 sắt 90 kDa Khác với phần lớn enzyme khác, laccase có phổ chất đa dạng, bao gồm diphenol, polyphenol, dẫn xuất phenol,diamine, amine thơm, benzenethiol, PCB (Polychlorinated biphenyl), dioxin hợp chất vô iot.Các loại enzyme laccase tách chiết từ nguồn khác khác mức độ glycosyl hóa, ⮚ 11 khối lượng phân tử tính chất động học Phân tử laccase thơng thường bao gồm tiểu phần A,B,C có khối lượng tương đối nhau, phần có vai trò q trình xúc tác laccase.Vị trí liên kết với chất nằm khe vùng B&C,trung tâm nguyên tử đồng nằm vùng C trung tâm nguyên tử đồng nằm bề mặt chung vùng A C.Trung tâm vùng chứa nguyên tử đồng T1,liên kết với đoạn peptide có gốc histidine gốc cystein.Liên kết nguyên tử đồng T1 với nguyên tử S cystein liên kết đồng hóa trị bền hấp thụ ánh sáng bước sóng 600 nm,tạo cho laccase có màu xanh nước biển đặc trưng.Trung tâm có nguyên tử đồng:gồm nguyên tử đồng T2 cặp nguyên tử đồng T3.Nguyên tử đồng T2 liên kết với gốc histidine bảo thủ nguyên tử đồng T3 tạo liên kết với gốc histidine bảo thủ Ngun tử đồng T2 có tính chất hấp phụ điện tử tạo thành phổ điện tử mạnh, cặp nguyên tử đồng T3 không tạo phổ hấp thụ điện tử, hoạt hóa liên kết với anion mạnh Hình: Cấu trúc 3d enzyme laccase b Tính chất vật lý: Laccase chủ yếu glycoprotein monomeric, dimeric tetrameric Glycosyl hóa đóng vai trò quan trọng việc giữ đồng, ổn định nhiệt, dễ bị phân hủy protein tiết Sau tinh chế, enzyme laccase thể tính khơng đồng đáng kể Thành phần glycosyl hóa thành phần glycoprotein thay đổi theo thành phần môi trường tăng trưởng.Xúc tác qua trung gian laccase mở rộng thành chất không phenol cách chèn chất trung gian c Tính chất hóa học: 12 Laccase ( benzenediol: oxygen oxyoreductase, EC 1.10.3.2) phenol oxidase có chứa nhiều nguyên tố đồng trung tâm hoạt động Vốn glycoprotein, enzyme xúc tác oxi hóa ortho paradiphenol, aminophenol, polyphenol, polyamin, ligin aryl diamin số ion vô Một dặc điểm bật khác laccase oxy hóa chất kèm theo khử oxy thành nước, khác với peroxidase cần tới có mặt cofactor ( H2O2) Mặt khác, oxy hóa khử laccase nhỏ so với hợp chất khơng chứa nhóm phenol, khơng có khả oxy hóa trực tiếp hợp chất này, cách sử dụng phân tử nhỏ có khả đóng vai trò chất vận chuyển electron trung gian, laccase có khả oxy hóa nhiều cấu trúc khơng chứa nhóm phenol Chất trung gian lý tưởng để tẩy trắng bột giấy phải chất tốt cho laccase, phải chất có kích thước phân tử nhỏ, có khả tạo gốc ổn định ( dạng oxy hóa) khơng làm bất hoạt enzyme Sau nhiều năm nghiên cứu, hợp chất nhân tạo thành công xem chất trung gian laccase cho trình oxy hóa hợp chất cấu tạo lignin khơng chứa nhóm phenol ABTS, HBT, d Ứng dụng: ⮚ Quy trình xử lý bột giấy sinh học: Hiện nay, có hai loại qui trình nghiền thực nhà máy giấy nghiền học nghiền hóa học Nghiền học bao gồm mài ngun liệu thơ bề măt mài mòn để khử vật liệu chứa lignocellulose loại bỏ lignin Tuy nhiên, giấy làm từ bột giấy thường chuyển sang màu vàng giòn dần theo thời gian, ngồi cần phải cung cấp công suất điện lớn Nghiền hóa học bao gồm tách sợi từ ngun liệu thơ, sau cho hòa tan hóa chất chủ yếu axit ( Sulfite) kiềm (Kraft) nhiệt độ áp suất cao, kết tạo bột giấy có màu nâu ảnh hưởng hóa chất lên lignin Nhờ vào khả oxy hóa hợp chất mang cấu trúc khơng nhóm phenol nên kết hợp với chất trung gian khác, laccase khử lignin bột giấy Từ giải tình trạng lignin thành phần bột giấy tình trạng nhiễm hóa chất xả thải từ nhà máy sản xuất giấy công nghiệp Bước trình nghiền sinh học, gỗ cần xử lí thành dăm nguyên liệu thô khác thành miếng nhỏ Dăm gỗ thường dễ bị trộn lẫn bào tử vi khuẩn nấm khác Những sinh vật không mong muốn tạo cellulase làm suy giảm cellulose ảnh hưởng đến tính chất bột giấy Do đó, việc khử dăm gỗ/ ngun liệu 13 thơ khác điều cần thiết khử trùng nước phương pháp ưu tiên cho việc Sau khử trùng, nấm thích hợp ni cấy vào chất điều kiện thoàng khí nhiệt độ thích hợp vòng – tuần tùy thuộc vào chất ngun liệu thơ lồi nấm Q trình xử li thực điều kiện lên men trạng thái rắn Và cần trì độ ẩm chất từ 50 – 80% Hình Qui trình sản xuát bột giấy sinh học ⮚ Ứng dụng enzyme kết hợp chất trung gian Khi laccase bắt đầu q trình oxy hóa ABTS tạo gốc cation ABTS•+, sau bị oxi hóa thành chất khử ABTS2 + Sự oxi hóa hợp chất cấu trúc lignin khơng chứa nhóm phenol hố chất nhuộm màu hữu cách kết hợp laccase-ABTS thông qua đường chuyển điện tử ( ET) Quá trình oxy hóa chất trung gian laccase tạo gốc nitroxyl phản ứng cao ( NNTHER O ⮚) góp phần loại bỏ enzyme phóng thích proton Các gốc nitroxyl hóa chất theo chế chuyển nguyên tử hydro (HAT) (Hình 3) 14 Hình Q trình oxy hóa hợp chất lignin khơng chưa nhóm phenol laccse kết hợp chất trung gian theoo hai chế oxy hóa : ET ( chuyển điện tử) HAT ( chuyển nguyên tử hydro) Trong nghiên cứu laccase prokaryotic ( Streptomyces cyaneus CECT 3335) sử dụng cho trình lọc sinh học bột giấy bạch đàn cho thấy, kết họp 100mU (16 µg) bột giất tinh khiết với 5.0 mM ABTS điều kiện pH 5.0 45 o C phản ứng số1 Kappa* bột giấy giảm 2.3 U tăng độ sáng lên 2.2% Ngoài áp dụng laccase môi trường kiềm γ- proteobacterium JB để phân loại bột lúa mì, qua bước xử lí số liệu cho kết tối ưu cho việc phân lớp laccase 20 nkat g-1 bột giấy, 2mM ABTS môi trường pH 8.0 làm tăng độ sáng 5.9% giảm 21% số Kappa* thời gian ủ giờ, nhiệt độ 55oC I V Kết quả: Lipase - Độ pH nhiệt độ thích hợp: Mức nhiệt độ từ 45 đến 55 oC pH phù hợp để trì hoạt động tối đa lipase Nhiệt độ 50oC chọn để xử lý 1*chỉ số Kappa bột giấy liên quan trực tiếp đến lượng lignin (độ cứng) khả tẩy trắng bột giấy 15 110 100 Relatve enzymatc actvity, 90 % 80 70 Figure : Relative enzymatic activity of lipase as a function of temperature 60 50 30 35 40 45 50 55 60 65 Temperature, C 120 100 Relatve enzymatc80 actvity, % 60 40 Figure 2: Relative enzymatic activity of lipase as a function of pH 20 10 11 pH - Chủng: Độ tối ưu pH cho lipase từ tuyến mật lipase từ chủng P.aeruginosa gần với pH 7.5 độ tối ưu pH cho chủng TE208L TE135L mức pH > 16 Sự ổn định nhiệt dộ chế phẩm lipase thay đổi đáng kể Lipase tuyến mật chủng TE135L bị bất hoạt hoàn toàn 60 oC, lipase chủng P.aeruginosa ổn định đến 60 70oC ● Độ sáng: Hình cho thấy độ sáng nồng độ mực dư (ERIC) nồng độ lipase khác nhau, dao động từ đến 10 IU/g/ độ pH huyền phù bột giấy 17 Inital Brightness : 58.7 % ISO REF IU/g IU/g 10 IU/g 75.0 70.0 66.7 66.3 67.2 67.6 Brightness, % ISO 65.0 60.0 57 57.457.4 60.5 59.9 60.4 60.3 55.0 50.0 ET F P Thử nghiệm bới IU/g, pH = không sử dụng lipase gây tượng tối màu kiềm, dẫn đến độ sáng, giá trị trung bình 57.3% thấp so với giá trị ISO 58.7% Hiện tượng tối màu kiềm la phản ứng lignin bột học với natri hydroxit Sau bước tuyển nổi, nồng độ mực dư giảm đáng kể, tạo cải thiện nhẹ độ sáng Bước tuyển hiểu việc loại bỏ số hạt mực , điển hình nồng độ mực giảm từ mức 277 xuống 185ppm Figure : Brightness as a function of lipase (pH adjusted to 9) Nồng độ lipase 10IU/g cho thấy nồng độ mực dư từ 184 xuống 151 ppm Điều chứng minh lipase tách mực đủ cho bước tuyển hiệu thủy phân phần chất mang mực thực vật có ảnh hưởng đến trình khử mùi Tuy nhiên, độ sáng bột giấy cuối đạt 67.6% ISO nồng độ lipase 10IU/g., cải thiện 0.9 điểm Laccase - Độ pH nhiệt độ thích hợp: Hình cho thấy hoạt động enzyme laccase hàm nhiệt độ pH Khi thay đổi mức nhiệt độ từ 30 – 55OC khoảng 18 60% lượng enzyme kết thúc hoạt dộng Và hoạt động enzyme tương đối 80% độ pH thay đổi từ 6.5 đến 8.5 Đặc biệt, pH từ 5.5 trở lên ( pH = 9.5) khơng có hoạt động enzyme - Độ sáng: Khi sử dụng hệ thống LMS, cho kết với hệ thống cho phép tăng nhẹ độ sáng độ pH bột giấy không thay đổi Độ sáng tăng 1.1 0.8 pH 6.2 pH 8.0 cho thấy phần nhỏ lượng lignin bở hệ thống LMS Ở pH 5.8, khơng góp phần làm tăng độ sáng, có lẽ độ pH qua thấp để gây đủ hoạt động enzyme laccase Khi pH 7.5 8.5 độ sáng tăng lên + 0.1% ISO độ ERIC tăng lên + +3 - Thách thức ảnh hưởng đến việc thực ứng dụng enzyme vào sản xuất giáy qui mơ cơng nghiệp Khó khăn công ty sản xuất giấy cần phải đảm bảo tính ổn định mơi trường ( phạm vi hoạt động pH, nhiệt độ, khả kháng muối hóa chất cơng nghiệp) với hoạt tính đặc hiệu cao cảu enzyme VI 19 Mặc khác cơng ty phải đối mặt với vấn đề tái chế lại enzyme sau sử dụng chúng, mà khơng sử dụng enzyme lại tốn mặt kinh tế suất 20 Tài liệu tham khảo: Laccase: https://en.wikipedia.org/wiki/Laccase Laccase: Microbial Sources, Production, Purification, and Potential Biotechnological Applications, Shraddha, Ravi Shekher, Simran Sehgal, Mohit Kamthania, and Ajay Kumar, 2011 Jun 21: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3132468/ Lipase: https://vi.wikipedia.org/wiki/Lipase Enzyme Lipase, Thảo luận hóa sinh học thực phẩm: https://www.academia.edu/6122161/Enzyme_Lipase Kiến thức giấy quy trình sản xuất sản xuất giấy cơng nghiệp:http://vinapack.com.vn/home/read/4/49/477? fbclid=IwAR1FfJfm5UlAxrrzfE53aIVwBfJj9B9d1_LXEUj5khLGP4ESvOpcSC3b5W0 Quy trình sản xuất giấy, 13 Feb 2019:https://hoachatchuyennganh.com/tin-tuc-nganh-hoa7 10 11 12 chat/quy-trinh-san-xuat-giay.html Nghiên cứu quy trình cơng nghệ tẩy trắng bột giấy SUNFAT có sử dụng enzyme, Phan Chí Thanh, chương mục 1.1 Nguyễn Thị Phương Mai cộng sự, Phân lập Phomopsis SP N 7.2 sinh tổng hợp laccase, Tạp chí khoa học công nghệ, tập 48, số 3, 2010, Trang 51 Gurshara Singh, Shailandra Kumar Arya, Utility of laccase in pulp and paper industry: A progressive step towards the green technology, International jourmal of Biological Macromolecules 134(2019) 1071-1081 USE OF ENZYMES IN DEINKED PULP BLEACHING, CÉLINE LEDUC, LISAMARIE LANTEIGNE-ROCH and CLAUDE DANEAULT, April 27, 2011, CELLULOSE CHEMISTRY AND TECHNOLOGY A L Morkbak, P Degn and W Zimmermann, J Biotechnol., The deinking effect of lipase was caused by the partial degradation of the binder of the soy bean oil-based inks, thereby releasing the ink particles from the paper,chương 67, trang 229 Mørkbak, A., Degn, P., & Zimmermann, W (1999) Deinking of soy bean oil based ink printed paper with lipases and a neutral surfactant Journal of Biotechnology, 67(2-3), 229–236 21 ...SẢN XUẤT GIẤYTRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ SINH HỌC ĐỀ TÀI ỨNG DỤNG ENZYME TRONG SẢN XUẤT GIẤY Nhóm sinh viên thực Mục lục... giải pháp sử dụng enzyme để loại bỏ mực tẩy trắng giấy Đề tài Ứng dụng enzyme công nghiệp sản xuất giấy trình bày phương pháp sử dụng hai loại enzyme lipase laccase việc khử mực thực vật tẩy... thành tờ giấy Nhiều kỷ trôi qua, đến kỷ thứ phát minh người Trung Hoa phổ biến đến nước Hồi giáo Trung Á Sau đó, quy trình sản xuất giấy du nhập vào châu Âu Đến kỷ 14 xưởng sản xuất giấy xuất Tây