生物技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè) 鑄造綠色紙業(yè)

　　生物技術(shù)工程屬戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。國(guó)家明確提出要用生物技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其中包括對(duì)制漿造紙業(yè)的改造。“十二五”期間，國(guó)家撥出專項(xiàng)資金支持在制漿造紙領(lǐng)域應(yīng)用生物技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。但是由于技術(shù)復(fù)雜程度高，大部分還只停留在實(shí)驗(yàn)室和研究階段，生物技術(shù)真正大規(guī)模進(jìn)入造紙產(chǎn)業(yè)的成功案例并不多。

　　一、治理紙業(yè)污染，生物技術(shù)大有作為

　　中國(guó)紙張產(chǎn)量排名世界第一，但資源消耗大，環(huán)境污染嚴(yán)重，具體表現(xiàn)是制漿造紙業(yè)的工業(yè)總產(chǎn)值占全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值不到1%，但工業(yè)廢水排放量占工業(yè)廢水總排放量的六分之一，化學(xué)需氧量COD更是占了整個(gè)工業(yè)的35%。今年以來(lái)，由于原料成本上漲、產(chǎn)能出現(xiàn)過(guò)剩、同質(zhì)化趨勢(shì)嚴(yán)重，市場(chǎng)壓力成倍提高。面對(duì)如此困境，開(kāi)發(fā)清潔生產(chǎn)工藝、降低成本、提高產(chǎn)品品質(zhì)、提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)已經(jīng)勢(shì)在必行。

　　將生物技術(shù)應(yīng)用于造紙行業(yè)的節(jié)能減排，對(duì)提高產(chǎn)品品質(zhì)、促進(jìn)污染治理具有重要意義。國(guó)家在生物產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃中，專門提到了用微生物制造應(yīng)用于煤電工程、發(fā)酵工程等微生物技術(shù)改造。而生物漂白、生物制漿與造紙業(yè)息息相關(guān)。

　　生物技術(shù)在造紙上的應(yīng)用是基于造紙基本原料本身就是生物、植物。在此過(guò)程中，對(duì)植物體做更多加工，實(shí)際上也是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，因此加工過(guò)程中產(chǎn)生大量化學(xué)品。而生物酶可以取代和減少化學(xué)品用在造紙工業(yè)中的應(yīng)用，從而達(dá)到減少排放、減少污染，同時(shí)還能夠降低成本的目的。生物技術(shù)用于造紙業(yè)的節(jié)能減排，其潛力巨大。

　　二、生物酶脫墨，摘除紙業(yè)污染惡名的利器

　　我國(guó)廢紙漿比例占到原料的60%以上。生物酶用于廢紙脫墨，最大的特點(diǎn)就是可以大幅度降低化學(xué)品的用量，跟傳統(tǒng)脫墨相比，降低化學(xué)品用量90%以上。根據(jù)國(guó)家的數(shù)據(jù)，我們做了一個(gè)推算，2010年消耗了5300萬(wàn)噸廢紙漿，如果有50%廢紙采用生物酶進(jìn)行處理，可減少化學(xué)品用量超過(guò)1千多萬(wàn)噸，其中氫氧化鈉減少530多萬(wàn)噸，硅酸納減少530多萬(wàn)噸，化學(xué)膠合劑減少80萬(wàn)噸，雙氧水減少710多萬(wàn)噸，有效氯化物也會(huì)減少幾十萬(wàn)噸。所以，對(duì)造紙行業(yè)來(lái)說(shuō)，如果能夠大幅度的降低化學(xué)品的用量，污染就會(huì)大大降低。當(dāng)然，這只是在脫墨一個(gè)環(huán)節(jié)，如果在制漿造紙諸多環(huán)節(jié)都能引入一些新的技術(shù)，能夠大幅度地降低化學(xué)品的用量，那么造紙污染就可能徹底得到解決。

　　一般制造一噸紙，制漿脫墨用的化學(xué)品至少用幾十公斤，而用生物酶脫墨只用幾百克。傳統(tǒng)用雙氧水、化學(xué)螯合劑、硅酸納、燒堿等，都可以用幾百克生物酶再加幾百克表面還原劑把他們徹底取代，從而使COD和BOD降低50%以上。同時(shí)，也可以使脫墨這個(gè)工序綜合成本每噸紙降低50元左右。

　　我們這個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)7、8年的研發(fā)運(yùn)行，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)10多家大型紙廠大量采用，未來(lái)1到2年，這種新技術(shù)將成為大型造紙企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工藝流程。到時(shí)，隨著紙業(yè)污染排放的大幅降低，紙業(yè)“污染大戶”的惡名必將被摘掉。

　　三、生物技術(shù)應(yīng)用廣泛，引領(lǐng)紙業(yè)發(fā)展新境界

　　生物技術(shù)改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝可以用于造紙工業(yè)的全過(guò)程，如木片預(yù)處理、生物打漿處理、生物助漂、生物漂白，以及生物酶、樹(shù)脂控制、膠粘物處理、溶解漿生物酶處理。

　　目前與造紙相關(guān)的生物技術(shù)所能夠采用的方法主要是工業(yè)酶應(yīng)用，工業(yè)酶大概歸類為纖維素酶、半纖維素酶、木素降解酶、淀粉酶、脂肪酶、果膠酶、漆酶。

　　廢紙制漿目前最主要的是生物酶脫墨和生物酶用于膠粘物控制，成紙的部分就是用生物施膠酶處理生淀粉，另外還有一些生物防霉劑、殺菌劑以及生物的污水處理。

　　生物酶用于膠粘物處理的原理就是用酶來(lái)分解樹(shù)脂中的甘油單雙三脂的脂鍵連接，降低膠粘物粒子的粘性達(dá)30%。這個(gè)項(xiàng)目的研究主要在于一個(gè)評(píng)價(jià)方法的建立，我們采集了大概幾百個(gè)數(shù)據(jù)，跟華南理工大學(xué)合作，初步建立了一個(gè)膠粘物評(píng)價(jià)的模型。以后在做如何來(lái)評(píng)價(jià)紙漿中的膠粘物多少的測(cè)試，我們會(huì)有一套好的方法、模型和小型的測(cè)試設(shè)備。這個(gè)測(cè)試完成以后，我們的產(chǎn)品很快就可以進(jìn)入市場(chǎng)化。

　　在原木漿制漿造紙的過(guò)程中有一個(gè)樹(shù)脂障礙，這個(gè)可以用一些化學(xué)方法處理，生物酶絕對(duì)是一個(gè)非常好的解決方案。這方面我們也在做一些實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也希望跟有關(guān)的企業(yè)共同來(lái)開(kāi)發(fā)這個(gè)產(chǎn)品。我們?cè)诤蠎鸦E泰紙業(yè)做了多次實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)取得明顯效果。

　　打漿是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的環(huán)節(jié)，但是我們認(rèn)為生物酶在磨木漿過(guò)程中非常有價(jià)值。打漿無(wú)非就是一個(gè)機(jī)械磨漿的過(guò)程，如果用酶來(lái)梳理、降解，可以節(jié)電50到100度，也可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)，最后得出的結(jié)果是可以提高纖維留著率一個(gè)百分點(diǎn)，哪怕改善一個(gè)百分點(diǎn)就意味著有很大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，由于這種方式使廢水中細(xì)小纖維流失減少，使COD排放降低。助漂工藝主要用的漆酶和固體糖酶，利用他們對(duì)木素的氧化特點(diǎn)進(jìn)行助漂。用淀粉酶替代變性淀粉，直接用生淀粉處理已經(jīng)完全可行。現(xiàn)在有好多廠家已經(jīng)開(kāi)始采用我們的施膠酶，這在生物當(dāng)中是很普通的酶，當(dāng)然這種酶的選擇還是比較有講究，可以降低化學(xué)品對(duì)設(shè)備的腐蝕和環(huán)境的影響，也可以降低排放成本。

　　廢水的處理過(guò)程其實(shí)還是一個(gè)生化處理的過(guò)程?，F(xiàn)在采用的一些氧化塘，核心原理還是利用微生物對(duì)造紙排放的有機(jī)物進(jìn)行降解。不過(guò)我們認(rèn)為今后可以再加大這方面的力度，使處理的有效性更高，成本更低。生物技術(shù)用于污水處理這個(gè)課題比較大，目前的污水處理廠都是采用一些天然菌種，也許我們可以通過(guò)加大生物量投放，或者直接用一些效率更高的生物酶來(lái)做用于造紙污水，使效率更高。

　　總之，生物技術(shù)用于造紙工業(yè)，不但能降低污染、優(yōu)化產(chǎn)品，而且會(huì)給企業(yè)帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)造紙工業(yè)的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)都有重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，生物酶在造紙工業(yè)應(yīng)用技術(shù)方面一定會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。

　　四、提高科技創(chuàng)新認(rèn)識(shí)，建立以企業(yè)為主體的科技創(chuàng)新體制

　　要提高造紙行業(yè)對(duì)科技創(chuàng)新的認(rèn)識(shí)?？萍紕?chuàng)新已經(jīng)不僅僅是降低成本、提高生產(chǎn)效率的問(wèn)題，節(jié)能減排、清潔生產(chǎn)已經(jīng)關(guān)系到企業(yè)生死存亡。因此，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)務(wù)必高度重視有關(guān)課題創(chuàng)新。我們?cè)谶M(jìn)行新產(chǎn)品推廣的過(guò)程中，深深的感受到很多傳統(tǒng)企業(yè)對(duì)于新產(chǎn)品、新技術(shù)的接受是非常緩慢的。所以，我非常希望造紙企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)能夠真正有這種科技創(chuàng)新的意識(shí)，真正的跟科技企業(yè)去結(jié)合，這是行業(yè)能夠轉(zhuǎn)型升級(jí)、加快發(fā)展的重要基礎(chǔ)。

　　同時(shí)，我們的社會(huì)應(yīng)該建立一個(gè)以企業(yè)為主體的科技創(chuàng)新體制。過(guò)去我們國(guó)家的科技創(chuàng)新大部分集中在科研院所，實(shí)際上跟產(chǎn)業(yè)的結(jié)合不夠緊密，有些企業(yè)的成果甚至于遠(yuǎn)遠(yuǎn)提前于科研院所。所以，建立以企業(yè)為主的科技創(chuàng)新機(jī)制勢(shì)在必行。在這方面，行業(yè)機(jī)構(gòu)可以大有作為。相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)該把各個(gè)企業(yè)聯(lián)合起來(lái)，把企業(yè)創(chuàng)新方面遇到的問(wèn)題匯集起來(lái)，甚至發(fā)起各種社會(huì)的基金來(lái)專項(xiàng)解決這些問(wèn)題。我們是在用生物技術(shù)解決造紙業(yè)遇到的很多難題，所以我們呼吁行業(yè)如果能夠給予這方面的支持，創(chuàng)立一個(gè)科技創(chuàng)新的基金，最終讓大家共享這個(gè)成果。

　　隨著國(guó)家“十二五”規(guī)劃的出臺(tái)，造紙行業(yè)將迎來(lái)大升級(jí)、大調(diào)整、大轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵時(shí)期，也是造紙工業(yè)走向綠色紙業(yè)發(fā)展道路的轉(zhuǎn)折時(shí)期。生物技術(shù)正是推進(jìn)造紙產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔化生產(chǎn)的換代技術(shù)。隨著造紙生物技術(shù)不斷成熟以及高速發(fā)展，它將推進(jìn)我國(guó)造紙工業(yè)進(jìn)一步向資源節(jié)約型、環(huán)境友好型、可持續(xù)的綠色紙業(yè)方向發(fā)展。

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