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生物酶為造紙工業帶來一場革命性的“洗禮”

2013-01-05 08:59 來源:中國科學報 責編:江佳

摘要:
而今,生物技術的介入使這一現狀正在發生改觀。應用在造紙產業鏈不同階段的各類酶制劑,正為該產業帶來一場革命性的“洗禮”。
  馮文英表示:“制漿過程中加入生物酶,還可減少后續漂白化學藥品用量和減輕漂白廢水污染負荷。”
  
  此外,造紙工業大量回收利用廢紙,這就需要對其進行脫墨處理。
  
  傳統的脫墨方法是使用化學品,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,然后采用浮選、洗滌或兩者相結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。
  
  “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,降低環境污染,同時達到提高紙漿性能以及降低生產成本等目的。
  
  水中的有機鹵化物具有致癌、致畸和致突變性。美國環保局提出的129種優先污染物種,有機鹵化物約占60%,以AOX表征的有機鹵化物已經成為一項國際性水質指標,我國在2008年新修訂的《制漿造紙工業水污染物排放標準》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,生物酶在造紙工業中的應用也并非一帆風順。
  
  馮文英表示,生物酶在造紙產業鏈的很多環節上已經應用得非常成熟,而在有些方面仍存在應用瓶頸。因制漿造紙產業鏈較長,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,將生物酶應用于原料預處理階段,雖然在實驗室條件下可行,但卻難以適應大規模工業化生產的實際。
  
  師從馮文英的研究人員段超對《中國科學報》記者說:“酶對原料進行預處理所消耗的時間較長,而廠家需要效率保證連續生產,所以更傾向于采用節能和環保效果較差但是效率更高的物理或者化學預處理方式。”
  
  “采用生物酶有時還需要添加處理罐或處理塔,增加設備投資,特別是很多造紙廠都是建成時間較長的老企業,對它們來說改變工藝所帶來的經濟成本和風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、受溫度和酸堿性環境影響較大、效果不明顯等問題。
  
  她認為,在下一階段,應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能力,以增強效果。
  
  同時,她對生物酶在造紙行業的應用前景表示樂觀:“總體而言,生物酶專一性較強、效率較高,尤其對高污染、高能耗的造紙工業而言,環保效果明顯,和化學品相比具有獨特優勢。”
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