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      生物酶為造紙工業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命性的“洗禮”

      2013-01-05 08:59 來(lái)源:中國科學(xué)報 責編:江佳

      摘要:
      而今,生物技術(shù)的介入使這一現狀正在發(fā)生改觀(guān)。應用在造紙產(chǎn)業(yè)鏈不同階段的各類(lèi)酶制劑,正為該產(chǎn)業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命性的“洗禮”。
        馮文英表示:“制漿過(guò)程中加入生物酶,還可減少后續漂白化學(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(jìn)行脫墨處理。
        
        傳統的脫墨方法是使用化學(xué)品,在適當的溫度及機械作用下,將油墨粒子從纖維上分離下來(lái),然后采用浮選、洗滌或兩者相結合的方法將剝離下來(lái)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(shuō)。
        
        此外,漂白也是造紙過(guò)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(shí)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(lái)的應用研究表明,利用半纖維素酶預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(shí)現無(wú)元素氯(ECF)和全無(wú)氯(TCF)漂白。
        
        具體問(wèn)題待解
        
        然而,生物酶在造紙工業(yè)中的應用也并非一帆風(fēng)順。
        
        馮文英表示,生物酶在造紙產(chǎn)業(yè)鏈的很多環(huán)節上已經(jīng)應用得非常成熟,而在有些方面仍存在應用瓶頸。因制漿造紙產(chǎn)業(yè)鏈較長(cháng),不同工序中使用的酶制劑種類(lèi)也不同,因此要具體問(wèn)題具體分析。
        
        例如,將生物酶應用于原料預處理階段,雖然在實(shí)驗室條件下可行,但卻難以適應大規模工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)際。
        
        師從馮文英的研究人員段超對《中國科學(xué)報》記者說(shuō):“酶對原料進(jìn)行預處理所消耗的時(shí)間較長(cháng),而廠(chǎng)家需要效率保證連續生產(chǎn),所以更傾向于采用節能和環(huán)保效果較差但是效率更高的物理或者化學(xué)預處理方式。”
        
        “采用生物酶有時(shí)還需要添加處理罐或處理塔,增加設備投資,特別是很多造紙廠(chǎng)都是建成時(shí)間較長(cháng)的老企業(yè),對它們來(lái)說(shuō)改變工藝所帶來(lái)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(shuō)。
        
        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(lèi)有限、受溫度和酸堿性環(huán)境影響較大、效果不明顯等問(wèn)題。
        
        她認為,在下一階段,應著(zhù)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能力,以增強效果。
        
        同時(shí),她對生物酶在造紙行業(yè)的應用前景表示樂(lè )觀(guān):“總體而言,生物酶專(zhuān)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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