基于RSM模型对纤维素酶预处理制备MFC的参数优化

张启莲 张正健 陈蕴智 李志红

(天津科技大学包装与印刷工程学院，中国轻工业食品包装材料与技术重点实验室，天津，300222)



·MFC制备·

基于RSM模型对纤维素酶预处理制备MFC的参数优化

张启莲 张正健*陈蕴智 李志红

(天津科技大学包装与印刷工程学院，中国轻工业食品包装材料与技术重点实验室，天津，300222)

研究了响应曲面法(RSM)应用于纤维素酶预处理制备微纤化纤维素(MFC)的工艺条件优化，首先通过马尔文粒度仪、刚果红染色法等手段对MFC性能进行单因素分析，然后以MFC的粒径、比表面积为响应值，采用RSM对工艺条件进行优化和分析。结果表明，纸浆浓度、酶用量、酶处理时间的变化对于制备的MFC性能都具有一定的影响，依据单因素分析，利用RSM进行参数优化，预测得出酶预处理制备MFC的优化条件为：纸浆浓度为10%，酶用量为10.53 U/g，处理时间为24 h。

微纤化纤维素；响应曲面法；粒径；比表面积；参数优化

微纤化纤维素(microfibrillated cellulose，简称MFC)是一种新型纤维素产品，其最初是在20世纪80年代由Herrick等人[1]和Turback等人[2]首先开发出的。MFC是一种通过机械力对纤维素进行反复并且高强度的均质化处理后得到的纤维产品，呈高润胀胶体状，一般情况MFC的直径为20～60 nm，长度大约为几微米到十几微米，长径比在100～150范围内[3]。制备出的MFC具有许多优异的性能，如较强的化学反应活性、高强度、较大比表面积和低热膨胀系数等，被广泛用于聚合物、生物材料、涂料、食品、化妆品、医疗、包装和印刷等领域[4-7]。特别是，与普通纤维素相比，MFC的抗张强度和杨氏模量很大，因此其可以形成网状结构，也能与其他材料很好地共混成型，为新型材料的制备及其应用提供了更加广泛的选择。……