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?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,。”
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?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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