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生物紡織酶為印染業帶來一抹“綠”
來源:網絡
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作者:prob32b90
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發布時間: 2016-08-26
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你有沒有想過你穿的一件件T恤衫、牛仔褲或者連衣裙是在怎樣的環境下生產出來的？事實上，色彩絢麗的服裝帶來的卻是對環境的極大破壞。印染行業一直是高污染、高耗能的落后產能代表，近年來，不少地方尤其是一線城市的印染行業逐漸外遷，甚至關停。
與此同時，印染又是紡織行業不可或缺的環節，在政策倒逼下，印染行業也在不斷尋求技術創新，朝著綠色印染方向前進。
由中科院天津工業生物研究所宋詼研究員領先開發的生物紡織酶技術，在印染材料前處理過程中代替燒堿，可極大減少廢水排放，并節水節電，被業界評價為我國印染行業的又一重要技術創新。
印染行業迫切需要抵制污染
“當前中國紡織產業的污染問題已經到了需要刻不容緩解決的地步。傳統紡織生產不僅給環境帶來污染，更是產生各種有害化學物質，對我們的身體造成損害。全社會應該共同抵制污染性、消耗性的生產過程……”國際環保紡織認證機構中國區代表張天梅曾在某論壇上表示。
地球誓言（EarthPledge）發布的數據顯示：“全世界至少有8000種化學品在將原料制成紡織品的過程中，會使用25%的農藥用于種植非有機棉。這將導致對人類和環境不可逆轉的損害，還有2/3的碳排放量會在服裝的購買后繼續發生。”在加工服裝面料的過程中會耗費幾十加侖的水，尤其是面料染色過程，合成材料的染色需要2.4萬億加侖的水。
中國環境統計數據表明，在重點調查工業行業中，紡織業是排污大戶。紡織工業廢水排放量在全國41個行業廢水排放中位居前列，而其中印染加工過程產生的廢水排放占紡織廢水排放量的七成以上。
此外，作為水污染的重要來源，中國的紡織工業還消耗了巨大的水資源，在水資源利用效率方面遠遠落后于世界其他地區。根據中國環境科學出版社出版的《全國重點行業工業污染防治報告》，在生產同類單位產品的情況下，我國印染廢水中污染物平均含量是國外的2—3倍，用水量則高達3—4倍；同時，印染廢水不僅是行業主要污染物，印染廢水所產生的污泥處理起來存在問題。
這其中，印染材料的前處理由于使用到大量燒堿，造成的污染尤其嚴重。“染色前需要用燒堿處理，用蒸汽把它蒸硬，然后，再用鹽酸把這些燒堿中和掉，這就排放出大量廢水。”曾經在印染企業一線工作多年的河北紡聯物資供銷有限公司駐津辦事處經理高忠強說。
針對這一現狀，中國科學院天津工業生物技術研究所宋詼帶領團隊首先將目標瞄準可代替燒堿的新酶制劑開發。
生物酶制劑解決印染難題
傳統的印染前處理工藝流程包括燒毛、退漿、精煉、漂白和絲光五個步驟。雖然此前有國外公司生產用于印染前處理的酶制劑，但僅用于退漿這一環節。
宋詼介紹道，酶制劑是一種高效、低耗、無毒的生物催化劑，基于酶制劑的生物處理方法是解決印染工業高污染和高消耗的理想途徑，但是，此前，酶制劑品種單一成本偏高，酶制劑的復配及與紡織助劑的相容性研究缺乏，完整的酶法染前處理工藝尚未形成。
此次，宋詼團隊與天津天紡集團、河北紡聯物資供銷有限公司達成密切合作，歷經三年，研發出多種性質優良的紡織用生物酶制劑及其生產工藝，包括淀粉酶、堿性果膠酶、木聚糖酶和過氧化氫酶等，可以將退漿和精煉合并成一步完成，大大提高前處理的效率。
“退漿—精煉復合酶制劑解決了滌棉、純滌綸坯布混合漿料退漿難的問題。以往的淀粉酶退漿只能解決淀粉上漿的坯布，有PVA混合漿料的坯布只能用高溫堿煮去除。”天紡集團總工程師丁學琴說，含阻燃絲、純滌綸組分的坯布品種不能高溫堿煮退漿，否則會皺縮，而使用生物復合酶的退漿效果很好，防止了坯布皺縮，而且退除淀粉、PVA干凈，同時處理后布匹手感蓬松、柔軟，也為工廠解決了一個技術難題。
節水節電減少污水排放
宋詼介紹道，酶法退漿精煉一次完成，不僅省去了傳統處理工藝的高溫，并且，酶法處理溫度在低溫下進行，大大降低了前處理過程中的蒸汽用量，顯著節約了蒸汽能耗，與傳統工藝相比，節約蒸汽25%—50%，節省電量40%。
生物酶法前處理工藝替代傳統工藝中的燒堿退漿和燒堿精煉過程，意味著生物發酵產品可替代燒堿、精煉劑等化學制劑，因此，可大大降低處理后廢水的pH值及COD值，精煉劑等化學制劑的有效取代可使前處理廢水中得COD值降低60%以上。
“生物復合酶制劑具有處理條件溫和、效率高、專一性好等特點，應用生物酶處理對棉纖維幾乎沒有損傷，而對于坯布上的淀粉漿料及PVA漿料具有高效的降解作用，可達到良好的退漿效果。”宋詼說，經該技術處理的棉纖維質量較傳統方法提高許多。
對于印染企業關心的價格問題，宋詼表示，生物復合酶酶活效價高、用量少，價格與一般紡織助劑相當，不會提高處理成本，大多數紡織企業可接受。此外，應用生物酶進行前處理可通過降低蒸汽能耗、省去堿性廢水處理成本、以及減少多種化學助劑用量，從而達到顯著降低前處理成本的目的，提高紡織行業的經濟效益。
“在天紡的酶法前處理工藝應用中，12000米純棉棉布和11000米芳綸熱波卡布的酶法前處理與傳統堿法工藝比較，可分別降低成本30%和70%。”丁學琴說。
預計三年內推廣到近20家企業
今年3月至6月，河北寧紡集團成功完成了16000米布以上的生物酶法前處理工藝的應用示范和推廣。
此前，應用該生物復合酶的生物酶法前處理工藝在天津天紡集團首次試驗成功，完成了累計大于300萬米布的中試生產實驗，實驗品種包括軍用迷彩、帳篷防水布、芳綸等等。
宋詼表示，接下來將與河北紡聯繼續合作完善技術推廣工作，組成技術服務小組，服務全國印染企業，以及未來三年可完成10—20家紡織企業的推廣應用，累計創造新增利潤5000萬到1億元人民幣。
在近日舉辦的生物紡織酶成果發布會上，前來參會的福建經銷商告訴科技日報記者，他認為該產品會受到印染企業的歡迎，他已決定代理該產品。
“我們也會進一步完善技術，同時針對印染的其他環節開展研發，開發出更多技術和產品。”宋詼說。
與此同時，印染又是紡織行業不可或缺的環節，在政策倒逼下，印染行業也在不斷尋求技術創新，朝著綠色印染方向前進。
由中科院天津工業生物研究所宋詼研究員領先開發的生物紡織酶技術，在印染材料前處理過程中代替燒堿，可極大減少廢水排放，并節水節電，被業界評價為我國印染行業的又一重要技術創新。
印染行業迫切需要抵制污染
“當前中國紡織產業的污染問題已經到了需要刻不容緩解決的地步。傳統紡織生產不僅給環境帶來污染，更是產生各種有害化學物質，對我們的身體造成損害。全社會應該共同抵制污染性、消耗性的生產過程……”國際環保紡織認證機構中國區代表張天梅曾在某論壇上表示。
地球誓言（EarthPledge）發布的數據顯示：“全世界至少有8000種化學品在將原料制成紡織品的過程中，會使用25%的農藥用于種植非有機棉。這將導致對人類和環境不可逆轉的損害，還有2/3的碳排放量會在服裝的購買后繼續發生。”在加工服裝面料的過程中會耗費幾十加侖的水，尤其是面料染色過程，合成材料的染色需要2.4萬億加侖的水。
中國環境統計數據表明，在重點調查工業行業中，紡織業是排污大戶。紡織工業廢水排放量在全國41個行業廢水排放中位居前列，而其中印染加工過程產生的廢水排放占紡織廢水排放量的七成以上。
此外，作為水污染的重要來源，中國的紡織工業還消耗了巨大的水資源，在水資源利用效率方面遠遠落后于世界其他地區。根據中國環境科學出版社出版的《全國重點行業工業污染防治報告》，在生產同類單位產品的情況下，我國印染廢水中污染物平均含量是國外的2—3倍，用水量則高達3—4倍；同時，印染廢水不僅是行業主要污染物，印染廢水所產生的污泥處理起來存在問題。
這其中，印染材料的前處理由于使用到大量燒堿，造成的污染尤其嚴重。“染色前需要用燒堿處理，用蒸汽把它蒸硬，然后，再用鹽酸把這些燒堿中和掉，這就排放出大量廢水。”曾經在印染企業一線工作多年的河北紡聯物資供銷有限公司駐津辦事處經理高忠強說。
針對這一現狀，中國科學院天津工業生物技術研究所宋詼帶領團隊首先將目標瞄準可代替燒堿的新酶制劑開發。
生物酶制劑解決印染難題
傳統的印染前處理工藝流程包括燒毛、退漿、精煉、漂白和絲光五個步驟。雖然此前有國外公司生產用于印染前處理的酶制劑，但僅用于退漿這一環節。
宋詼介紹道，酶制劑是一種高效、低耗、無毒的生物催化劑，基于酶制劑的生物處理方法是解決印染工業高污染和高消耗的理想途徑，但是，此前，酶制劑品種單一成本偏高，酶制劑的復配及與紡織助劑的相容性研究缺乏，完整的酶法染前處理工藝尚未形成。
此次，宋詼團隊與天津天紡集團、河北紡聯物資供銷有限公司達成密切合作，歷經三年，研發出多種性質優良的紡織用生物酶制劑及其生產工藝，包括淀粉酶、堿性果膠酶、木聚糖酶和過氧化氫酶等，可以將退漿和精煉合并成一步完成，大大提高前處理的效率。
“退漿—精煉復合酶制劑解決了滌棉、純滌綸坯布混合漿料退漿難的問題。以往的淀粉酶退漿只能解決淀粉上漿的坯布，有PVA混合漿料的坯布只能用高溫堿煮去除。”天紡集團總工程師丁學琴說，含阻燃絲、純滌綸組分的坯布品種不能高溫堿煮退漿，否則會皺縮，而使用生物復合酶的退漿效果很好，防止了坯布皺縮，而且退除淀粉、PVA干凈，同時處理后布匹手感蓬松、柔軟，也為工廠解決了一個技術難題。
節水節電減少污水排放
宋詼介紹道，酶法退漿精煉一次完成，不僅省去了傳統處理工藝的高溫，并且，酶法處理溫度在低溫下進行，大大降低了前處理過程中的蒸汽用量，顯著節約了蒸汽能耗，與傳統工藝相比，節約蒸汽25%—50%，節省電量40%。
生物酶法前處理工藝替代傳統工藝中的燒堿退漿和燒堿精煉過程，意味著生物發酵產品可替代燒堿、精煉劑等化學制劑，因此，可大大降低處理后廢水的pH值及COD值，精煉劑等化學制劑的有效取代可使前處理廢水中得COD值降低60%以上。
“生物復合酶制劑具有處理條件溫和、效率高、專一性好等特點，應用生物酶處理對棉纖維幾乎沒有損傷，而對于坯布上的淀粉漿料及PVA漿料具有高效的降解作用，可達到良好的退漿效果。”宋詼說，經該技術處理的棉纖維質量較傳統方法提高許多。
對于印染企業關心的價格問題，宋詼表示，生物復合酶酶活效價高、用量少，價格與一般紡織助劑相當，不會提高處理成本，大多數紡織企業可接受。此外，應用生物酶進行前處理可通過降低蒸汽能耗、省去堿性廢水處理成本、以及減少多種化學助劑用量，從而達到顯著降低前處理成本的目的，提高紡織行業的經濟效益。
“在天紡的酶法前處理工藝應用中，12000米純棉棉布和11000米芳綸熱波卡布的酶法前處理與傳統堿法工藝比較，可分別降低成本30%和70%。”丁學琴說。
預計三年內推廣到近20家企業
今年3月至6月，河北寧紡集團成功完成了16000米布以上的生物酶法前處理工藝的應用示范和推廣。
此前，應用該生物復合酶的生物酶法前處理工藝在天津天紡集團首次試驗成功，完成了累計大于300萬米布的中試生產實驗，實驗品種包括軍用迷彩、帳篷防水布、芳綸等等。
宋詼表示，接下來將與河北紡聯繼續合作完善技術推廣工作，組成技術服務小組，服務全國印染企業，以及未來三年可完成10—20家紡織企業的推廣應用，累計創造新增利潤5000萬到1億元人民幣。
在近日舉辦的生物紡織酶成果發布會上，前來參會的福建經銷商告訴科技日報記者，他認為該產品會受到印染企業的歡迎，他已決定代理該產品。
“我們也會進一步完善技術，同時針對印染的其他環節開展研發，開發出更多技術和產品。”宋詼說。