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產(chǎn)業(yè)關(guān)注：造紙工業(yè)的“酶”好未來

2015-01-27 15:13 來源：中國科學(xué)報責(zé)編：顧穎瑩

摘要：: 近年來隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物酶制劑的生產(chǎn)水平不斷提高，不僅促進(jìn)了酶制劑在生物制漿、生物漂白、廢紙生物脫墨、酶法紙漿改善性能及樹脂生物控制等方面的應(yīng)用，還體現(xiàn)出酶技術(shù)在減輕制漿造紙工業(yè)環(huán)境污染、改善紙漿性能等方面的潛力。

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【CPP114】訊：近年來隨著生物技術(shù)的發(fā)展，生物酶制劑的生產(chǎn)水平不斷提高，不僅促進(jìn)了酶制劑在生物制漿、生物漂白、廢紙生物脫墨、酶法紙漿改善性能及樹脂生物控制等方面的應(yīng)用，還體現(xiàn)出酶技術(shù)在減輕制漿造紙工業(yè)環(huán)境污染、改善紙漿性能等方面的潛力。

傳統(tǒng)工業(yè)化學(xué)品消耗嚴(yán)重

造紙工業(yè)中的制漿工段是通過機(jī)械或化學(xué)方法破壞植物細(xì)胞壁，去除木質(zhì)纖維素原料中纏繞著纖維素的木質(zhì)素及半纖維素等，使纖維素得到分離和利用。因此，造紙制漿工段需要消耗大量能量和化學(xué)品，同時可能對纖維素產(chǎn)生損害。

以木材纖維為原料的制漿造紙工業(yè)為例，為了溶解除去木質(zhì)素和半纖維素，釋放纖維素，利用化學(xué)法制漿時需要在木屑蒸煮制漿過程中大量使用氫氧化鈉、硫化鈉、亞硫酸鈉等化學(xué)品；使用廢紙為原料的制漿和脫墨過程，則主要使用氫氧化鈉、硅酸鈉和表面活性劑等；在制漿漂白工段則主要使用含氯化合物、過氧化氫、臭氧等氧化劑。

為了改善造紙工藝及紙漿性能，造紙過程還使用各種化學(xué)助劑、增強(qiáng)劑、漿紗助劑及涂布膠黏劑等化學(xué)品，使得制漿造紙工業(yè)成為化學(xué)品使用及排放的主要輕工業(yè)之一。

酶制劑助力綠色發(fā)展

隨著工業(yè)生物技術(shù)的不斷發(fā)展，新的酶分子逐步被挖掘，高效的酶制劑發(fā)酵生產(chǎn)及應(yīng)用水平的不斷提升，如何提高酶制劑在制漿造紙工業(yè)的應(yīng)用效率、降低生產(chǎn)成本成為科學(xué)家與工業(yè)界關(guān)注的熱點(diǎn)。

近十年來，通過生物科學(xué)家與制漿造紙工程人員的協(xié)同，酶制劑應(yīng)用于制漿造紙，并在生物制漿中減少能耗及有害物質(zhì)的使用等方面取得顯著性成果。

生物制漿是指通過產(chǎn)酶微生物或酶制劑對木質(zhì)纖維的預(yù)處理，破壞木質(zhì)素或半纖維素的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)其在機(jī)械或化學(xué)制漿過程中的脫落速度，有利于纖維素的分離，同時達(dá)到減少能量和堿的消耗，縮短制漿時間，改善制漿質(zhì)量的目的。

例如，白腐菌就已被廣泛應(yīng)用于生物制漿的研究。白腐菌含有豐富的漆酶，可以有效分解木質(zhì)纖維中的木質(zhì)素，更重要的是白腐菌作為擔(dān)子菌綱絲狀真菌，在木材等原材料混合培養(yǎng)預(yù)處理中能穿透木質(zhì)原材料釋放胞外酶，促進(jìn)木質(zhì)素分解。

隨著人們環(huán)保意識的增強(qiáng)，為了減少造紙工業(yè)中氯排放對環(huán)境的影響，開發(fā)無氯漂白工藝也是制漿造紙工業(yè)的重點(diǎn)，紙漿生物酶漂白是具有開發(fā)前景的無氯漂白途徑之一。木聚糖酶和漆酶就是造紙工業(yè)中應(yīng)用于生物漂白主要酶種。