NL2001338C2 - Werkwijze voor het verwerken van bloem in papier. - Google Patents

Description

VO P83988NL00

Titel: Werkwijze voor het verwerken van bloem in papier

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwerken van bloem in papier. Met name richt de uitvinding zich op het geschikt maken van bloem om te worden toegepast in papier en karton. Overigens wordt in deze beschrijving en in de aanhangende conclusies onder 5 de term “papier” mede karton begrepen.

Meer specifiek betreft de uitvinding een werkwijze voor het oplosbaar c.q. dispergeerbaar maken van bloem in water, omvattende het degraderen van zetmeel en het modificeren van eiwit. Verder betreft de uitvinding het inbrengen van een dergelijke bloemoplossing of -dispersie in 10 papier of karton, door de bloemoplossing of blöemdispersie met een pers in een papiervezelmatrix te persen, dan wel door de bloemoplossing of blöemdispersie in papierpulp te mengen en daar vervolgens op gebruikelijke wijze papier uit te bereiden.

Van oudsher worden zetmelen op grote schaal en in grote volumina 15 toegepast in de papier- en kartonindustrie. Bij de productie van gecoat papier, dat in hoofdzaak als grafisch papier in de fijnpapierindustrie wordt toegepast, wordt het onder andere als bindmiddel in de strijklaag toegepast.

Daarnaast wordt zetmeel gebruikt als toeslagstof om de sterkte-eigenschappen, en met name de droog-sterkte- en stijfheidseigenschappen, 20 van papier te verbeteren. Daartoe worden conventioneel in de papierindustrie gebruikte zetmelen en anionogene en kationogene derivaten van deze zetmelen aangewend, waarvoor bijvoorbeeld kan worden verwezen naar de octrooiaanvragen EP-A-0 545 228 en WO-A-94/05855.

In dit verband kan verder worden verwezen naar Kirk-Othmer, 25 Encyclopedia of Chemical Technology, Third Edition (1981), John Wiley & Sons, Volume 16, biz. 803 en verder, in het bijzonder biz. 814-819.

2

In de meest gangbare toepassingen van zetmeel als vezelversterkende component wordt het ofwel - veelal in de vorm van kationogeen zetmeel - in het natte gedeelte van het papierproces in de massa van het papier gebracht, ofwel - in hoofdzaak in de vorm van 5 oplosbaar gemaakt natief zetmeel - door middel van een zogenaamde lijmpers of een filmpers in de papiervezelmassa geïmpregneerd.

Deze bekende sterkte-verbeterende en stijfheids-verbeterende additieven geven voordelen, zowel in economische als in technische c.q. technologische zin; zij geven het papier of het karton een toegevoegde 10 waarde. Naast het verschaffen van een toegevoegde waarde in gebruikelijke papier- en kartonprocessen, maakt in het bijzonder het toenemende gebruik van zwakkere vezels, steeds vaker hergebruikt oud papier, en de afnemende beschikbaarheid van sterke, langvezelige bestanddelen in de basispulp voor papier, de behoefte aan additieven voor het verhogen van de sterkte en 15 stijfheid groot.

Overigens wordt thans reeds benadrukt dat de uitvinding niet beperkt is tot “recycle-fibre-based” papier. De uitvinding strekt zich uit over het hele gebied van de papier- en kartonfabricage, inclusief papier op “virgin fibre” basis.

20 De bekende additieven op basis van basis van zetmeel kunnen op grote schaal interacties aangaan met de cellulosegroepen van papiervezels. Aldus ontstaat een vergroting van het aantal bindingen tussen de papiervezels onderling, wat de vezel-vezel-binding versterkt en daarmee de sterkte- en stijfheids-eigenschappen van het eindproduct verbetert.

25 In conventionele processen waarin zetmelen als sterktemiddel worden toegepast, worden strenge eisen gesteld aan het eiwitgehalte dat in het toegepaste zetmeelproduct aanwezig mag zijn. In het bijzonder wordt bij de papierfabricage ingezet natief zetmeel, in hoofdzaak natief tarwe-, maïs-of aardappelzetmeel, aangeleverd met een extra specificatie voor maximale 30 eiwitgehalten van 0,3-0,5 gew.%, betrokken op de droge stof. Hogere % i\ 3 eiwitgehalten worden geacht als verontreiniging te werken en klontervorming en afzettingen in het systeem te veroorzaken. Zo leidt het dispergeren van gluten (de eiwitfractie in tarwebloem) tot klontering en schuimvorming. Deze nadelen treden in versterkte mate op wanneer deze 5 eiwitten in het papiervervaardigingsproces aan hogere temperaturen worden blootgesteld.

Het zetmeel dat de basisgrondstof vormt voor de thans gebruikte zetmeeladditieven in papier, wordt gewonnen uit een groot aantal plantaardige bronnen, bijvoorbeeld uit graankorrels, zoals tarwe, maïs en 10 rijst; uit knollen, zoals aardappelen en tapioca; of uit andere plantendelen, zoals sago.

Uit de voornoemde plantaardige bronnen wordt het zetmeel onder toepassing van een combinatie van mechanische stappen, bevochtigingsstappen, zuiveringsstappen en droogstappen vrijgemaakt. De 15 afgescheiden eiwithoudende fracties, alsmede andere bijproductfracties, worden voor secundaire toepassingen gebruikt bijvoorbeeld in de voedingsmiddelen- en veevoederindustrie. Bij de zetmeelzuivering komen veel afvalstromen vrij, zoals biologisch materiaal houdende waterstromen. Deze stromen vormen meer en meer een milieuprobleem, waardoor lozing 20 zonder meer niet meer mogelijk is.

De bereiding van het zetmeel dat in de grootste hoeveelheden in de papierindustrie wordt toegepast als vezelversterkend en papierverstijvend middel, te weten tarwezetmeel, wordt hier als voorbeeld beschreven om een indruk van het proces te geven. Soortgelijke processen worden uitgevoerd 25 om zetmeel uit andere plantaardige bronnen voor de papierindustrie toepasbaar te maken.

Tarwekorrels bestaan hoofdzakelijk uit twee bestanddelen. De kern, het zogenaamde endosperm, bestaat voor het grootste gedeelte uit zetmeel en eiwit. De buitenlaag, de zemelen of het kaf, bevat voornamelijk 30 cellulose. De verhouding kern:buitenlaag bedraagt ongeveer 80:20.

4

Deze tarwekorrels worden gemalen, waarbij het kaf van de kern wordt gescheiden. Het afgescheiden endosperm, dat voor ongeveer 70-80% uit zetmeel en voor ongeveer 10-15% uit eiwit bestaat, wordt gebruikelijk aangeduid met de term “bloem”. Afhankelijk van de uitmalingsgraad van 5 het tarwe wordt meer of minder zuivere bloem verkregen. Zo wordt bij een uitmalingsgraad van ongeveer 80% “grauwe bloem” verkregen, terwijl bij een wat lagere uitmalingsgraad van circa 70% aanmerkelijk zuiverder bloem wordt verkregen, omdat bij deze uitmalingsgraad geen delen anders dan de endosperm in de bloem komen.

10 Bij de productie van zetmeel voor de papierindustrie wordt vervolgens onder andere het eiwit, met name de gluten, uit de bloem gewassen. De bloem wordt aldus in verschillende hoofdcomponenten gescheiden. Zoals reeds is aangegeven worden bij dit proces economisch onrendabele bevochtigings- en droogstappen uitgevoerd, kan een deel van de 15 uitgangsstof tarwe niet worden gebruikt en worden bijproducten gecreëerd.

In WO-A-97/10385 wordt een werkwijze beschreven voor het vervaardigen van papier of karton, waarbij ten minste bloem, welke bloem samengesteld is uit een eiwit bevattende fractie en een zetmeèl bevattende fractie die uit een en dezelfde plantaardige bron afkomstig zijn, wordt 20 onderworpen aan een degradatiestap met ammoniumpersulfaat (APS) en/of amylase, eventueel in de aanwezigheid van een zuur, om het zetmeel en het eiwit oplosbaar te maken, waarna de behandelde bloemfracties gezamenlijk in één stap in de papiervezelmatrix worden gebracht. Dit laatste gebeurt in de regel met een lijmpers (size press) ofwel met een filmpers (speed sizer).

25 Verder betreft WO-A-97/10385 een werkwijze voor het vervaardigen van papier, waarbij plantaardig materiaal met als hoofdcomponenten eiwit en zetmeel (bijvoorkeur graan) volledig verwerkt wordt, welke werkwijze omvat het scheiden van het plantaardig materiaal in (a) een fractie die in hoofdzaak bestaat uit cellulosemateriaal, en (b) een 30 fractie die in hoofdzaak bestaat uit eiwit en zetmeel, waarbij fractie (a) 5 wordt toegevoerd aan de gebruikelijke uitgangspapiervezelmassa, en fractie (b) volgens de werkwijze beschreven in de vorige alinea wordt behandeld en wordt toegevoerd in een stap waarin vezelversterkende additieven in papier worden gebracht.

5 Bovendien kan in de werkwijzen volgens WO-97/10385 gebruik worden gemaakt van een eiwit-modificerende stap, zoals behandeling met een protease of met zuur.

De onderhavige uitvinders hebben uitvoerig onderzoek en ontwikkeling gedaan om de werkwijze van WO-A-97/10385 op industriële 10 schaal en op bedrijfseconomisch verantwoorde wijze in hun productieproces voor papier te implementeren. Tijdens dit implementatieproces deden zich een aantal problemen voor, welke problemen hieronder worden geschetst, en welke problemen volgens de onderhavige uitvinding worden opgelost.

Aldus richt de uitvinding zich in de eerste plaats op het langdurig, 15 continu toepassen van bloem in papier (en karton), waarbij de bestanddelen van de bloem bijdragen aan de papiereigenschappen op een zodanige basis dat in hoofdzaak dezelfde papiereigenschappen worden verkregen als wanneer een even grote hoeveelheid conventioneel zetmeel zoü worden toegepast; met name wordt een papier of karton verkregen met soortgelijke 20 stijfheid- en sterkte-eigenschappen. Onder “bloem” wordt in deze beschrijving van de uitvinding en in de aanhangende conclusies verstaan: een eiwit- en zetmeelbevattende fractie die uit een en dezelfde plantaardige bron afkomstig is, ofwel een natuurlijk mengsel van eiwit en zetmeel. Bij grote voorkeur bestaat de bloem uit gemalen granen, zonder dat uit deze 25 granen bestanddelen worden afgescheiden. Eventueel kan de bloem gecombineerd met conventioneel toegepast zetmeel worden aangewend. Een belangrijk voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding is dat de bloem niet eerst hoeft te worden gescheiden in haar bestanddelen, welke vervolgens verder kunnen worden verwerkt.

6

Wanneer bloem wordt afgebroken door het daarin aanwezige zetmeel en eiwit zo af te breken, dat een oplosbaar c.q. dispergeerbaar product wordt verkregen dat conform WO-A-97/10385 toe te passen is, blijkt dat er viscositeitsproblemen gaan optreden bij het continu inbrengen van de 5 bloem in de papiervezelmatrix. Op de plaatsen waar de bloemoplossing of -dispersie door middel van lijmpersen of filmpersen of andere walsprocedures in het papier moet worden gebracht, neemt in de tijd de viscositeit van die oplossing of dispersie zodanig toe, dat er storingen en andere procesproblemen gaan optreden.

10 De uitvinders hebben gevonden dat de viscositeitsproblemen bij het continu verwerken van bloem-oplossingen en dispersies in hoofdzaak worden veroorzaakt door in bloem aanwezige pentosanen, een klasse hemicellulose. Deze pentosanen worden in de persstap niet in de papiermatrix ingebracht of opgenomen, en hopen daarom op in de in te 15 brengen bloemoplossing dan wel bloemdispersie.

Derhalve heeft de onderhavige uitvinding in een eerste aspect betrekking op een werkwijze voor het oplosbaar c.q. dispergeerbaar maken van bloem in water, omvattende het degraderen van zetmeel en het modificeren van eiwit, gekenmerkt doordat voorts een pentosanen 20 degraderende stap wordt uitgevoerd. In een voorkeursuitvoeringsvorm worden de pentosanen afgebroken met enzymen, en bij voorkeur met xylanases of hemicelluloses. Zeer goede resultaten worden verkregen wanneer een endoxylanase wordt toegepast, zoals dergelijke die door de firma Novozymes onder de handelsnaam Shearzyme® worden verhandeld.

25 Door de pentosanen met enzymen te degraderen ontstaan pentosaanresten, die niet alleen het geschetste viscositeitsprobleem oplossen, maar ook positief bijdragen aan de papiereigenschappen, wanneer de bloemoplossing of dispersie die de pentosaanresten bevat in papier wordt geperst.

7

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt de bloem voor het degraderen van de pëntosanen in een waterfase, bij voorkeur een warme waterfase, zoals een waterfase met een temperatuur van 20-70°C, liever 45-55°C geslurried, in welke waterfase, 5 voordat de bloem daaraan wordt toegevoegd, de pentosaanafbrekende enzymen reeds aanwezig zijn. Deze voorkeursuitvoeringsvorm heeft het voordeel dat de pentosaanafbraak effectiever verloopt, wat wil zeggen dat de enzymeffectiviteit hoger is dan wanneer het enzym na de bloem in de waterfase wordt gebracht, waardoor het proces economischer verloopt.

10 Aangenomen wordt dat in deze uitvoeringsvorm het enzym zich homogener in de bloem kan verdelen.

Overigens geldt dit ook voor de overige in deze beschrijving beschreven enzymprocessen.

Bij voorkeur is het pentosaanafbrekend enzym homogeen door de 15 oplosmiddelfase, en met name de waterfase, verdeeld.

De bloem wordt volgens de uitvinding derhalve zo behandeld dat de afbraakproducten bijdragen aan de papiereigenschappen. Het blijkt dat onder toepassing van een hoeveelheid bloem volgens de uitvinding papier of karton kan worden verkregen dat in hoofdzaak dezelfde eigenschappen 20 heeft als papier of karton waarin ongeveer dezelfde hoeveelheid zetmeel is toegepast. Met andere woorden kan de functie van een deel van het conventioneel benodigde zetmeel worden overgenomen door de eiwitfractie en pentosaanfractie in bloem. Dit geeft naast economische voordelen -bloem is goedkoper dan het daaruit bereide zetmeel - ook technologische, 25 energetische en milieutechnische voordelen omdat geen droogstappen of zuiveringsstappen hoeven te worden uitgevoerd en/of omdat geen afvalstromen hoeven te worden afgevoerd.

Aldus wordt de bloem, bijvoorbeeld conform de werkwijze als beschreven in WO-A-97/10385, zo behandeld dat de zetmeelmoleculen en de 8 eiwitmoleculen oplosbaar dan wel dispergeerbaar worden in water en zo behandeld dat de pentosanen worden afgebroken.

Het in bloem aanwezige zetmeel kan chemisch en/of thermisch en/of oxidatief en/of enzymatisch oplosbaar dan wel dispergeerbaar worden 5 gemaakt. Niet alleen kan deze stap conform WO-A-97/10385 worden uitgevoerd met ammoniumpersulfaat (APS) en/of amylase, eventueel in de aanwezigheid van een zuur; maar bijvoorbeeld ook door de bloem te behandelen met waterstofperoxide of chloorbleekloog (NaCIO) en/of door de bloem te verhitten.

10 Het in bloem aanwezige eiwit omvat in feite verschillende typen eiwit. Bijvoorbeeld tarwe, rogge en gerst bevatten veel gluten, een eiwit dat weer niet voorkomt in rijst, maïs, gierst, boekweit en haver. Niet-granen zoals sojabonen en zonnebloemzaden bevatten evenmin gluten. Al deze bloembronnen kunnen volgens de uitvinding worden toegepast, doch 15 vereisen afhankelijk van het eiwittype dat erin aanwezig is, een toegespitste processing van chemisch en/of enzymatische aard. Zo kunnen deamideringsreacties worden uitgevoerd en/of behandelingen met een eiwitmodificerend enzym zoals proteases en bij voorkeur neutrale proteases worden uitgevoerd. De behandeling met proteases of verwarmen met zuur 20 geeft een gedeeltelijke proteolyse, waarbij bijvoorbeeld gluten meer in water oplosbaar worden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm worden de toe te passen enzymen in een waterfase gedispergeerd, waarna bloem wordt toegepast. Na een incubatietijd wordt vervolgens een thermochemisch zetmeel-25 conversiemiddel, zoals APS, H2O2 of chloorbleekloog toegevoegd, waarna verhit wordt tot in bijvoorbeeld een jet-heater (90-150°C, liefst 125-135°C).

In plaats van met het thermochemische zetmeel conversiemiddel, kan de conversie ook enzymatisch worden uitgevoerd met amylases, waarna de verhittingsstap in het traject van 60-120°C , bij voorkeur van 70-90°C wordt 9 uitgevoerd. Deze behandeling geeft naast de degradatie van zetmeel tegelijk een bewerking van het eiwit.

Voor het uitvoeren van de zo juist beschreven degradaties wordt bloem gesuspendeerd in een geschikt oplosmiddel, en met name in water.

5 Omdat bloem zich lastiger laat dispergeren dan zetmeel wordt hierbij bij voorkeur een sterke dispergeerinrichting toegepast.

In een tweede aspect heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het inbrengen van bloem, dat is behandeld volgens de bovenbeschreven werkwijze, in papier of karton, door de bloemoplossing of 10 bloemdispersie met een pers in een papiervezelmatrix te persen, dan wel door de bloemoplossing of bloemdispersie in papierpulp te mengen en daar vervolgens op gebruikelijke wijze papier uit te bereiden. Bij voorkeur wordt de bloemoplossing of bloemdispersie met een lijmpers (size press) of een filmpers (speed sizer) in het papier gebracht.

15 De werkwijzen om de bloem in het papier te brengen zijn overigens in alle detail in WO-A-97/10385 beschreven.

Volgens de uitvinding wordt tijdens een gebruikelijke werkwijze voor het vervaardigen van papier ten minste één stap uitgevoérd waarin de bloemoplossing of -dispersie bereid volgens de uitvinding in de 20 papiervezelmatrix wordt gebracht.

De bloemoplossing of bloemdispersie kan worden ingebracht in de pulpkuip, doch liever tijdens de procesgang van pulpkuip naar papiermachine of nog verderop in het proces, na de bladformatie.

Zo kunnen tijdens de papierbladvorming bloemoplossingen in de 25 papierlaag of tussen eventueel verschillende papierlagen worden aangebracht, bijvoorbeeld door sproeien of schuimen. Ook kan het bloemmateriaal middels een oppervlaktebehandeling c.q. impregnering van het reeds gevormde papier, bijvoorbeeld en bij voorkeur door middel van een lijmpers· of filmpersbehandeling, in de vezelmassa worden gebracht.

30 Tenslotte wordt op de mogelijkheid gewezen waarbij met versproeiing of 10 andere bekende applicatietechnieken bloemmateriaal op de papierbaan wordt aangebracht.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt bloemmateriaal door middel van een lijmpers- of een 5 filmpersbehandeling in het papier gebracht. Tijdens deze persbehandelingen die algemeen aan de vakman bekend zijn, wordt een oplossing, dispersie of suspensie van de behandelde bloem door middel van walsen in het papier geperst.

Voor het verkrijgen van een goed papierproduct is het essentieel 10 dat de eiwit-, zetmeel- en pentosaanrestmoleculen in het papierblad aanwezig zijn. De optimalisatie van de vezel-vezel-binding van het papier, waardoor - waarschijnlijk - de verkregen voordelen kunnen worden verklaard, kan immers alleen dan plaats hebben, wanneer voldoende van genoemde moleculen op, in en tussen de papiervezels aanwezig is. Aldus 15 vormen de papiervezelmassa en de bloemcomponenten een geheel; het eiwit-en zetmeelmateriaal geeft een extra brugfunctie tussen de papiervezels.

Omdat ieder type bloem weer een andere samenstelling heeft worden geschikte hoeveelheden bloem hieronder gedefinieerd aan de hand van richthoeveelheden zetmeel en eiwit.

20 Het papier volgens de uitvinding omvat bij voorkeur ten minste 0,3 gew.%, liever ten minste 1 gew.%, liever nog 2 gew.% en gebruikelijk 0,3-8 gew.% zetmeel alsmede ten minste 0,03 gew.%, liever tussen 0,05 gew.% en 2,4 gew.%, gebruikelijk 0,05-1 gew.% eiwit in de papiervezelmatrix, betrokken op het gewicht van de droge stof. Indien minder dan de minimale 25 gehalten eiwit en zetmeel worden toegepast worden de voordelen volgens de onderhavige uitvinding in een te geringe mate verkregen of zijn andere conventionele hulpstoffen vereist om gewenste papiereigenschappen te verkrijgen. Indien meer dan 8 gew.% zetmeel en meer dan 1 gew.% eiwit worden toegepast, wordt weliswaar papier met een zeer hoge toegevoegde 11 waarde verkregen, doch is het proces vanuit bedrijfseconomisch oogpunt vaak minder aantrekkelijk.

Het liefst wordt 2-5 gew.% zetmeel naast 0,2-1 gew.% eiwit in de papiervezelmatrix gebracht aangezien dit de voordelen van de uitvinding 5 combineert met een gunstige productieprijs.

Volgens de onderhavige uitvinding is de eiwit- en zetmeelfractie ten minste gedeeltelijk afkomstig uit een en dezelfde plantaardige bron. Als plantaardige bronnen die hiervoor kunnen worden toegepast, kunnen die worden genoemd, die een hoog gehalte aan zetmeel naast eiwit bevatten, 10 bijvoorbeeld zaden, zoals bonen, erwten en graankorrels, bijvoorbeeld tarwe_, rogge-, gerst-, haver, gierst-, maïs-, boekweit- en rijstkorrels; en andere eiwit- en hoog zetmeelhoudende plantendelen. Deze producten worden in de onderhavige beschrijving en conclusies aangeduid met de term “bloem”.

15 Bij voorkeur wordt bloem afkomstig van granen of peulvruchten, het liefst rogge- of (zachte) tarwebloem, in de vezelmassa van het papier of karton gebracht. Een groot voordeel van het toepassen van bloem afkomstig van granen en peulvruchten is dat deze grondstof voor toepassing overeenkomstig de onderhavige uitvinding vanuit een economisch oogpunt 20 aantrekkelijker is dan toepassing van het standaard gebruikte zetmeel. Zo bedragen de kosten van tarwebloem op dit moment aanzienlijk lager dan die van natief tarwezetmeel.

Door het achterwege laten van de scheiding van bloem in een zetmeel- en een eiwitcomponent wordt voorts het energieverbruik 25 aanzienlijk gereduceerd mede omdat bevochtigings- en droogstappen niet hoeven worden uitgevoerd.

Bloem afkomstig van granen of peulvruchten, en in het bijzonder rogge- en tarwebloem, wordt toegepast in hoeveelheden van bij voorkeur 2-5 gew.% betrokken op de droge massa.

12

De bloem wordt in de behandeling volgens de werkwijze volgens de uitvinding oplosbaar of dispergeerbaar gemaakt in een geschikt oplosmiddel, dat in de regel water zal zijn. Aan het water kunnen eventueel andere oplosmiddelen worden toegevoegd, doch dat heeft niet de voorkeur.

5 Voor toepassing op de lijmpers en filmpers is - zoals de deskundige

weet - een in water (of eventueel ander oplosmiddel) op gelost product met een Brookfield viscositeit van minder dan ongeveer 100 cP

Viscositeiten worden bepaald bij een temperatuur van 50°C onder toepassing van een Brookfield DV-1 viscositeitsmeter (spindel # 1; 50 rpm). 10 Een dergelijke oplossing (geschikt wordt uitgegaan van een 10 gew.%-ige bloemsuspensie) kan worden verkregen door bloem te behandelen met een chemisch en/of enzymatisch zetmeelketen degraderend middel tot een viscositeit in het voornoemde traject wordt bereikt. Zo kan men bijvoorbeeld bloem onderwerpen aan een voor natief zetmeel bekende 15 degradatie met ammoniumpersulfaat (APS), eventueel in aanwezigheid van een zuur, bijvoorbeeld zoutzuur, azijnzuur of citroenzuur. Andere methoden zijn behandelingen met amylases of combinaties daarvan met APS, eventueel aangevuld met een eiwitmodificerende stap.

De bovenbeschreven degradatiestappen worden volgens de 20 uitvinding zo uitgevoerd dat een product wordt verkregen dat eventueel na verdunnen een viscositeit kan aannemen tussen 15 en 100 cP en bij voorkeur tussen 20 en 40 cP.

Verder is volgens de uitvinding gevonden dat een kwalitatief beter papier wordt verkregen en/of een meer storingsvrije werkwijze wordt 25 verkregen, wanneer de bloemoplossing of bloemsuspensie alvorens deze in de papiervezelmatrix wordt ingebracht, eerst aan een filterstap wordt onderworpen. Bloem, en met name bloem bereid uit granen, wordt gemalen, waarbij de zemelen ook vermalen worden, doch grotere deeltjes blijven vormen dan de overige (meel)deeltjes. Afhankelijk van de maalgraad omvat 30 dergelijke bloem deeltjes die groter kunnen zijn dan 50 en zelfs dan 100 gm.

13

Deeltjes groter dan zo'n 100 μιη, en liever nog deeltjes groter dan zo'n 50 pm blijken problemen in de processing dan wel in het papier te veroorzaken en worden daarom in een voorkeursuitvoeringsvorm verwijderd, bij voorkeur onder toepassing van filtermiddelen met een maasopening van kleiner dan 5 of gelijk aan 250 pm, liever kleiner dan of gelijk aan 200 pm, en het liefst kleiner dan of gelijk aan 150 pm. Teneinde het filterproces effectief te laten verlopen zijn de maasopeningen bij voorkeur groter dan of gelijk aan 50 pm.

De in deze beschrijving beschreven bloembewerkingswijzen brengen in het algemeen en in hoofdzaak de eiwitfractie in oplossing, terwijl 10 het zetmeel en de pentosanen oplosbaar worden gemaakt en worden afgebroken. De bewerking van bloem kan zowel batch-gewijs als continu-in-lijn worden doorgevoerd.

Tot slot zal de uitvinding aan de hand van de volgende niet* beperkende voorbeelden worden geïllustreerd.

15

Voorbeeld 1

In dit voorbeeld wordt het effect van xylanase op de slurryviscositeit van bloem getoond. De tarwebloem is van de firma Jackering Mühlen-und Nahrmittelwerke GmbH in Hamm (Duitsland), type 20 T405. De xylanase is

Shearzyme 2X van de firma Novozymes.

Meer in detail, wordt bloem in water gebracht in een hoeveelheid van 30 gew.% betrokken op het gewicht van de bloemsuspensie. In het water met een temperatuur van 50 °C is een hoeveelheid xylanase als aangegeven in de 25 volgende tabel aanwezig. De viscositeit (in cP) wordt steeds na 0, 15 en 30 minuten incubatie bepaald.

14

Tabel 1

Shearzyme 2X t=0 min t=15 min t=30 min O ppm 170 Ï70 Ï7Ö “ 500 ppm 84 30 27 1000 ppm 55 22 19

De daling van de viscositeit wordt verklaard door de effectieve afbraak van 5 pentosanen door het enzym.

Voorbeeld 2

In dit voorbeeld wordt de invloed van het moment van de enzymdosering geïllustreerd.

10 Het moment van de dosering van de enzymen, cq de volgorde van het mengen van de componenten bleef belangrijk. In dit voorbeeld wordt dit aangetoond met een proef onder de volgende omstandigheden: - Temperatuur water: 50 °C.

15 - Bloemtype: Roggebloem van de firma Wesermühle in Hameien (Duitsland) type RM 997.

- Concentratie: 10 gew. % bloem betrokken op het gewicht van de bloemsuspensie - Enzymen: Shearzyme 2X (1000 ppm) en een gebruikelijk protease 20 (1000 ppm)

Na 15 minuten incuberen werden de viscositeit (in cP) en de relatieve hoeveelheid eiwitdeeltjes bepaald. De relatieve hoeveelheid eiwitdeeltjes werd microscopisch bepaald (vergroting 400x) waarbij op t = 0 25 en t = 15 minuten werd beoordeeld hoeveel eiwitdeeltjes in een bloemsuspensie van een bepaalde concentratie aanwezig zijn.

15

Tabel 2

Volgorde van Viscositeit Relatieve hoeveelheid dosering: (Brookfield DV-1, spindel #1, 50 eiwitdeeltjes (%) rpm 1. Water 2. Bloem 26 100% 3. Enzym 1. Water 2. Enzym 19 80% 3. Bloem

Uit deze resultaten blijkt dat de volgorde van de dosering van bloem en de 5 enzymen belangrijk is voor de enzymeffectiviteit.

Voorbeeld 3

Invloed van dispergering.

Tijdens een productieproef is Roggebloem van de firma 10 Wesermühle in Hameien (Duitsland) type RM 815, op productieschaal voorbehandeld met enzymen volgens de hier beschreven werkwijze. Het inmengen van de genoemde Roggebloem gebeurde met een in-line disperger. De in de waterfase gebrachte bloem is voor- en na de dispergering microscopisch beoordeeld.

16

Tabel 3

Met dispergering Zonder dispergering

Relatieve hoeveelheid 100 % 25% eiwitdeeltjes (%)

Uit de resultaten blijkt dat dispergering de hoeveelheid eiwitdeeltjes 5 significant verlaagd. De hoeveelheid eiwitdeeltjes is een maat voor de oplosbaarheid van de eiwitten uit de bloem.

Voorbeeld 4

Roggebloem van de firma Wesermühle in Hameien (Duitsland) 10 type RM 815, werd tijdens een duurproef op productieschaal gedurende 11 dagen getest. Deze duurproef is uitgevoerd op de papiermachine PM1 bij Smurfit Kappa Roermond Papier B.V. onder vervaardiging van Maasliner papier (140 g/m2). De bloem werd met een lijmpers in het papier aangebracht. Gedurende deze proef werd aangetoond dat de werkwijze 15 volgens de uitvinding in een probleemloze vervanging van bloem als alternatief voor tarwezetmeel resulteerde. De sterkte- en stijfheidseigenschappen van het geproduceerde papier zijn vergelijkbaar met papier geproduceerd met zetmeel.

In de volgende tabel staan details vermeld: 17

Tabel 4

Maasliner 140 Papiereigenschap Papiereigenschap met bloem gram/m2 met zetmeel

Cobb -waarde 23 22 (g/m2)

Berstfactor (kPa) 221 219

Short span 2,24 2,23

Compression Test (SCT) (kN/m2)

Breeklengte 6220 6340 longitudinaal; in m

Uit de resultaten blijkt dat de sterkte- en stijfheidseigenschappen van het 5 papier geproduceerd met bloem vergelijkbaar zijn met papier geproduceerd met zetmeel.

Voorbeeld 5 10 Tijdens een duurproef op productieschaal met roggebloem van de firma Wesermühle in Hameien (Duitsland), type RM 815, van 11 dagen is gebleken dat filtratie over een filter met een maaswijdte van 100 pm van de bloemsuspensie ervoor zorgde dat de viscositeit gedurende de productie van papier vrijwel constant bleef, waarbij deze opliep wanneer niet werd 15 gefilterd. Dit is in tabel 5 weergegeven:

Tabel 5 10-1-2008: productie 10-1-2008: zonder filtratie productie mét filtratie 18

Viscositeit (cps) 124 cps 28 cps

Uit deze resultaten blijkt dat filtratie een belangrijke processtap is voor een probleemloze productie van papier met een lijmpersapplicatie.

Claims (7)

1. Werkwijze voor het verwerken van bloem in papier of karton, omvattende de volgende stappen: (i) het oplosbaar c.q. dispergeerbaar maken van bloem in water door het degraderen van zetmeel en pentosanen en het modificeren van eiwit in een 5 waterfase met een temperatuur van 45-55°C, waarbij de bloem voor het degraderen van pentosanen geslurried wordt in de waterfase, in welke waterfase voordat de bloem daaraan wordt toegevoegd, de pentosaanafbrekende enzymen en de proteases reeds aanwezig zijn; en (ii) het inbrengen van bloem in papier of karton door de bloemoplossing 10 of bloemdispersie met een pers in een papiervezelmatrix te persen, dan wel door de bloemoplossing of bloemdispersie in papierpulp te mengen en daar vervolgens op gebruikelijke wijze papier uit te bereiden.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de pentosanen worden behandeld met een xylanase of een hemicellulase, bij voorkeur met een endo-xylanase.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het zetmeel wordt gedegradeerd onder toepassing van ammoniumpersulfaat (APS) en/of amylase, eventueel in de aanwezigheid van een zuur, en/of waterstofperoxide of chloorbleekloog (NaCIO).

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij het eiwit 20 wordt gedegradeerd door een deamideringsreactie uit te voeren en/of door een behandeling met een eiwitmodificerend enzym zoals proteases of verwarmen met zuur uit te voeren waarbij een gedeeltelijke proteolyse optreedt.

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij de slurrie vervolgens wordt gedispergeerd. 2001338 *

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, waarbij een lijmpers of een filmpers wordt toegepast om de bloemoplossing of—dispersie in de papiervezelmatrix te persen.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, waarbij de bloemoplossing of 5 bloemdispersie alvorens deze ingebracht wordt in de papiervezelmatrix eerst wordt onderworpen aan een filterstap, bij voorkeur onder toepassing van filtermiddelen met een maasopening van kleiner dan of gelijk aan 250 pm. 2001338