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用生物酶制劑“染綠”傳統紡織業

編輯:淄博纖監院  來源:科技日報  最后更新:2021-11-23   瀏覽:350 次
  在日前舉行的江蘇紡織服裝博覽會上,用現代生物技術和生物基原料開發的一批批生態環保、易生物降解和回收再利用的新型紡織面料、紡織產品,成為展會上的亮點,這些新產品代表著紡織行業發展的新趨勢。
  當前,采用高效紡織新技術、新工藝開發的紡織材料不斷面世,生物技術也在新型紡織材料的生產中發揮著日益重要的作用。生物技術在新型紡織材料研發和生產中的應用,正推動著紡織行業轉型升級,走上綠色可持續發展之路。
  推廣生物技術解決紡織業高能耗低產出問題
  常州紡織服裝職業技術學院院長、常州市紡織工程學會副理事長洪霄表示,紡織行業能耗高、污染嚴重主要體現在染整加工方面。紡織品的染整加工到目前為止主要還是采用傳統的化學方法對天然纖維、化學纖維及其混紡、交織制品進行處理?;瘜W加工技術成熟、處理效果好,織物適應性強,但存在消耗大量水資源、產生大量污水、損傷紡織品質量、增加紡織品上有害有毒物質殘留等一系列弊端,這些弊端嚴重制約了我國紡織工業健康、快速和持續發展。
  將生物酶用于紡織品加工、用新型生物基纖維制造紡織品、在紡織品上用天然色素印染……如今,紡織生物技術在紡織工業中的應用日漸廣泛,已成為國內外改造傳統紡織產業、促進紡織產業發展的重要支撐。洪霄介紹,這些技術均采用生物基原料,易生物降解,對環境造成的污染較小甚至沒有污染。
  克服生產弊端生物酶在紡織領域扮演重要角色
  生物酶制劑作為一種節能減排、對環境友好的助劑,正在紡織印染加工中扮演著越來越重要的角色。目前,生物酶在紡織領域中的纖維改性、真絲脫膠、原麻脫膠、染整工藝退漿、精練整理和凈洗加工,以及紡織印染的廢水處理等方面都有所應用。
  生物酶用在紡織業到底有哪些好處呢?常州紡織服裝職業技術學院紡織學院副院長曹紅梅副教授給記者舉了幾個例子。
  傳統堿退漿、精練工藝大量使用強堿和表面活性劑等化學品,處理后還需使用大量水進行布面清洗,存在耗水量大、能耗高、耗時長以及排放廢水堿性大、色度深等缺點,已成為印染行業最大的污染源,嚴重污染生態環境。而棉織物酶法染整前處理技術避免了燒堿和表面活性劑等化學品的大量使用,利用淀粉酶、果膠酶等分解去除淀粉漿料、果膠質等纖維上人為施加和纖維固有的非纖維素雜質,可提高織物潤濕性,確保后續印染加工順利進行,節能減排、環保降污作用顯著。
  傳統麻脫膠采用高溫高壓強堿化學法工藝,工序長、纖維損傷大、能耗大、廢水環境污染大且處理成本高。麻類生物脫膠技術通過采用高效復合酶可在常壓下有效去除麻中果膠、半纖維素、木質素等雜質,具有工序大幅縮短、纖維損傷小、化學品消耗減少、污染少、能耗低、無需大量水洗等優點。
  傳統化學防縮方法主要是氯化法,但是氯化
  處理時有效氯(如氯氣等)會與羊毛中的氨基酸殘基反應生成各種可吸收有機鹵化物,這些鹵化物具有致癌和致突變作用,對各種生物危害性巨大。羊毛生物防縮技術主要采用角蛋白降解酶催化破壞羊毛特征鱗片結構,避免了對環境污染較大的氯化處理,同時大幅省去了氯化法中多道中和、水洗等步驟。
  曹紅梅告訴記者,用紡織生物技術替代傳統的紡織品化學加工,不僅能夠大大減少水資源的消耗,而且能從源頭上顯著降低化學品的使用量,減少難以降解污染物的產生;同時,由于工藝流程的縮短或工藝條件(如溫度等)的降低,還能大幅減少電、煤、氣的消耗。
  此外,洪霄表示,利用生物技術不僅有效地改進了現有紡織生產存在的不足,還可根據需要開發出適合紡織生產的新纖維,拓寬紡織原材料領域。比如,我國科學家能將可控制羊毛細度的基因植入綿羊體內,從而獲得又細又長又軟的羊毛,為生產高檔輕薄型毛織物提供優質原料。
  提高創新能力增強我國紡織品的國際競爭力
  我國在本世紀初開始重視紡織生物技術的研發和推廣,一批高校、酶制劑企業和紡織印染企業在國產化紡織酶制劑創制、紡織應用工藝開發方面開展了大量工作,取得了一批創新成果。如江南大學成功研發細菌產堿性果膠裂解酶、過氧化氫酶、高活力角質酶、PVA降解酶等新型染整前處理用酶,實現堿性果膠裂解酶和角質酶“一步跨膜”高效發酵,表達量達到國際領先水平,成果打破國外酶制劑公司壟斷,推動了國產紡織酶的市場應用。在纖維素纖維制品生物拋光方面,康地恩生物科技有限公司通過高效表達生產技術,將中性纖維素酶的市場價格從每公斤200元降至每公斤15元,打破了國外壟斷。近年來,我國的羊毛防縮用角蛋白降解酶的發酵活力、底物特異性水平也得到顯著提升。
  但由于起步晚,我國在紡織專用酶基因挖掘、定向進化、高通量篩選、分子改造、高效低成本發酵等工業酶研發技術方面研究相對較少,導致國內企業在紡織酶品種多樣化、品質高性能化、配方靈活化、生產低成本化、應用工藝最優化等方面與國外先進水平存在一定差距。
  精準設計、按需開發高性能低成本紡織酶制劑,提高我國酶制劑的生產和應用技術水平并實現產業化推廣,提高紡織產品的加工質量,減輕紡織加工對環境造成的污染,是我國紡織工業綠色發展的重要途徑和迫切要求,也是紡織生物技術需要繼續發力的方向。
  洪霄建議,要加大對高性能、功能性、差別化纖維材料,新型紡織染整技術,高性能產業用紡織品等重點領域的研發攻關,提高技術原創能力,加快科技成果的產業化和推廣應用,解決紡織工業對環境的污染問題,全面提高紡織產品的附加值和國際競爭力。

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