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生物酶為造紙工業(yè)帶來一場革命性的“洗禮”

2013-01-05 08:59 來源:中國科學(xué)報 責(zé)編:江佳

摘要:
而今,生物技術(shù)的介入使這一現(xiàn)狀正在發(fā)生改觀。應(yīng)用在造紙產(chǎn)業(yè)鏈不同階段的各類酶制劑,正為該產(chǎn)業(yè)帶來一場革命性的“洗禮”。
  馮文英表示:“制漿過程中加入生物酶,還可減少后續(xù)漂白化學(xué)藥品用量和減輕漂白廢水污染負荷。”
  
  此外,造紙工業(yè)大量回收利用廢紙,這就需要對其進行脫墨處理。
  
  傳統(tǒng)的脫墨方法是使用化學(xué)品,在適當(dāng)?shù)臏囟燃皺C械作用下,將油墨粒子從纖維上分離下來,然后采用浮選、洗滌或兩者相結(jié)合的方法將剝離下來的油墨粒子從紙漿中除去。
  
  生物酶法脫墨是利用酶處理廢紙,并輔助以浮選或洗滌,以及兩者并用的工藝,從而除去油墨的技術(shù)。
  
  “生物酶使油墨更容易剝離脫落,降低油墨在纖維上的沉積,提高漿料的潔凈度和白度,降低塵埃度。”章海濤說。
  
  此外,漂白也是造紙過程中的重要步驟。
  
  馮文英表示,利用酶制劑,可起到“生物助漂”的效果,減少含氯漂白化學(xué)品用量或有助于取消含氯漂白工段,從而減少漂白廢水中AOX(可吸附有機鹵化物)的排放量,降低環(huán)境污染,同時達到提高紙漿性能以及降低生產(chǎn)成本等目的。
  
  水中的有機鹵化物具有致癌、致畸和致突變性。美國環(huán)保局提出的129種優(yōu)先污染物種,有機鹵化物約占60%,以AOX表征的有機鹵化物已經(jīng)成為一項國際性水質(zhì)指標,我國在2008年新修訂的《制漿造紙工業(yè)水污染物排放標準》中,已將AOX列為考核指標之一。
  
  近年來的應(yīng)用研究表明,利用半纖維素酶預(yù)處理能夠提高紙漿的可漂性,減少漂白化學(xué)藥品的用量,不僅可以較大程度降低漂白廢水中AOX等污染物的含量,而且有助于實現(xiàn)無元素氯(ECF)和全無氯(TCF)漂白。
  
  具體問題待解
  
  然而,生物酶在造紙工業(yè)中的應(yīng)用也并非一帆風(fēng)順。
  
  馮文英表示,生物酶在造紙產(chǎn)業(yè)鏈的很多環(huán)節(jié)上已經(jīng)應(yīng)用得非常成熟,而在有些方面仍存在應(yīng)用瓶頸。因制漿造紙產(chǎn)業(yè)鏈較長,不同工序中使用的酶制劑種類也不同,因此要具體問題具體分析。
  
  例如,將生物酶應(yīng)用于原料預(yù)處理階段,雖然在實驗室條件下可行,但卻難以適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的實際。
  
  師從馮文英的研究人員段超對《中國科學(xué)報》記者說:“酶對原料進行預(yù)處理所消耗的時間較長,而廠家需要效率保證連續(xù)生產(chǎn),所以更傾向于采用節(jié)能和環(huán)保效果較差但是效率更高的物理或者化學(xué)預(yù)處理方式。”
  
  “采用生物酶有時還需要添加處理罐或處理塔,增加設(shè)備投資,特別是很多造紙廠都是建成時間較長的老企業(yè),對它們來說改變工藝所帶來的經(jīng)濟成本和風(fēng)險也是其更多嘗試生物酶的障礙。”馮文英說。
  
  馮文英還補充道,作用在某些階段、某些品種的酶制劑本身也存在成本較高、種類有限、受溫度和酸堿性環(huán)境影響較大、效果不明顯等問題。
  
  她認為,在下一階段,應(yīng)著重降低酶制劑成本、提高在不同溫度和酸堿性條件下的適應(yīng)能力,以增強效果。
  
  同時,她對生物酶在造紙行業(yè)的應(yīng)用前景表示樂觀:“總體而言,生物酶專一性較強、效率較高,尤其對高污染、高能耗的造紙工業(yè)而言,環(huán)保效果明顯,和化學(xué)品相比具有獨特優(yōu)勢。”
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