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應用生物技術鑄造綠色紙業

日期：2012-01-09　

【概要描述】

深圳綠微康生物工程有限公司董事長王劍英

生物技術工程屬戰略新興產業。國家明確提出要用生物技術改造傳統產業，其中包括對制漿造紙業的改造。“十二五”期間，國家撥出專項資金支持在制漿造紙領域應用生物技術實現節能減排。但是由于技術復雜程度高，大部分還只停留在實驗室和研究階段，生物技術真正大規模進入造紙產業的成功案例并不多。

綠微康生物工程有限公司是國家級科技創新企業，經過10年研發，已成功實現用生物酶替代化學品來對廢紙脫墨等工業化應用，使紙廠生產成本降低且污染大幅度減少，為中國造紙業的可持續發展鋪就了一條革命性的新軌道。

一、治理紙業污染，生物技術大有作為

中國紙張產量排名世界第一，但資源消耗大，環境污染嚴重，具體表現是制漿造紙業的工業總產值占全國工業總產值不到1%，但工業廢水排放量占工業廢水總排放量的六分之一，化學需氧量COD更是占了整個工業的35%。今年以來，由于原料成本上漲、產能出現過剩、同質化趨勢嚴重，市場壓力成倍提高。面對如此困境，開發清潔生產工藝、降低成本、提高產品品質、提高企業競爭力、實現產業升級已經勢在必行。

將生物技術應用于造紙行業的節能減排，對提高產品品質、促進污染治理具有重要意義。國家在生物產業“十二五”發展規劃中，專門提到了用微生物制造應用于煤電工程、發酵工程等微生物技術改造。而生物漂白、生物制漿與造紙業息息相關。

生物技術在造紙上的應用是基于造紙基本原料本身就是生物、植物。在此過程中，對植物體做更多加工，實際上也是一個化學反應的過程，因此加工過程中產生大量化學品。而生物酶可以取代和減少化學品用在造紙工業中的應用，從而達到減少排放、減少污染，同時還能夠降低成本的目的。生物技術用于造紙業的節能減排，其潛力巨大。

二、生物酶脫墨，摘除紙業污染惡名的利器

我國廢紙漿比例占到原料的60%以上。生物酶用于廢紙脫墨，最大的特點就是可以大幅度降低化學品的用量，跟傳統脫墨相比，降低化學品用量90%以上。根據國家的數據，我們做了一個推算，2010年消耗了5300萬噸廢紙漿，如果有50%廢紙采用生物酶進行處理，可減少化學品用量超過1千多萬噸，其中氫氧化鈉減少530多萬噸，硅酸納減少530多萬噸，化學膠合劑減少80萬噸，雙氧水減少710多萬噸，有效氯化物也會減少幾十萬噸。所以，對造紙行業來說，如果能夠大幅度的降低化學品的用量，污染就會大大降低。當然，這只是在脫墨一個環節，如果在制漿造紙諸多環節都能引入一些新的技術，能夠大幅度地降低化學品的用量，那么造紙污染就可能徹底得到解決。

一般制造一噸紙，制漿脫墨用的化學品至少用幾十公斤，而用生物酶脫墨只用幾百克。傳統用雙氧水、化學螯合劑、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，也可以使脫墨這個工序綜合成本每噸紙降低50元左右。

我們這個產品已經經過7、8年的研發運行，現在國內10多家大型紙廠大量采用，未來1到2年，這種新技術將成為大型造紙企業標準工藝流程。到時，隨著紙業污染排放的大幅降低，紙業“污染大戶”的惡名必將被摘掉。

三、生物技術應用廣泛，引領紙業發展新境界

生物技術改造傳統生產工藝可以用于造紙工業的全過程，如木片預處理、生物打漿處理、生物助漂、生物漂白，以及生物酶、樹脂控制、膠粘物處理、溶解漿生物酶處理。

目前與造紙相關的生物技術所能夠采用的方法主要是工業酶應用，工業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分解樹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30%。這個項目的研究主要在于一個評價方法的建立，我們采集了大概幾百個數據，跟華南理工大學合作，初步建立了一個膠粘物評價的模型。以后在做如何來評價紙漿中的膠粘物多少的測試，我們會有一套好的方法、模型和小型的測試設備。這個測試完成以后，我們的產品很快就可以進入市場化。

在原木漿制漿造紙的過程中有一個樹脂障礙，這個可以用一些化學方法處理，生物酶絕對是一個非常好的解決方案。這方面我們也在做一些實驗，同時也希望跟有關的企業共同來開發這個產品。我們在湖南懷化駿泰紙業做了多次實驗，已經取得明顯效果。

打漿是一個比較簡單的環節，但是我們認為生物酶在磨木漿過程中非常有價值。打漿無非就是一個機械磨漿的過程，如果用酶來梳理、降解，可以節電50到100度，也可以提高產品的品質，最后得出的結果是可以提高纖維留著率一個百分點，哪怕改善一個百分點就意味著有很大的經濟效益。同時，由于這種方式使廢水中細小纖維流失減少，使COD排放降低。助漂工藝主要用的漆酶和固體糖酶，利用他們對木素的氧化特點進行助漂。用淀粉酶替代變性淀粉，直接用生淀粉處理已經完全可行。現在有好多廠家已經開始采用我們的施膠酶，這在生物當中是很普通的酶，當然這種酶的選擇還是比較有講究，可以降低化學品對設備的腐蝕和環境的影響，也可以降低排放成本。

廢水的處理過程其實還是一個生化處理的過程。現在采用的一些氧化塘，核心原理還是利用微生物對造紙排放的有機物進行降解。不過我們認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。生物技術用于污水處理這個課題比較大，目前的污水處理廠都是采用一些天然菌種，也許我們可以通過加大生物量投放，或者直接用一些效率更高的生物酶來做用于造紙污水，使效率更高。

總之，生物技術用于造紙工業，不但能降低污染、優化產品，而且會給企業帶來良好的經濟效益，對造紙工業的發展和環境保護都有重要的現實意義。因此，生物酶在造紙工業應用技術方面一定會有廣闊的發展前景。

四、提高科技創新認識，建立以企業為主體的科技創新體制。

要提高造紙行業對科技創新的認識。科技創新已經不僅僅是降低成本、提高生產效率的問題，節能減排、清潔生產已經關系到企業生死存亡。因此，企業領導務必高度重視有關課題創新。我們在進行新產品推廣的過程中，深深的感受到很多傳統企業對于新產品、新技術的接受是非常緩慢的。所以，我非常希望造紙企業領導能夠真正有這種科技創新的意識，真正的跟科技企業去結合，這是行業能夠轉型升級、加快發展的重要基礎。

同時，我們的社會應該建立一個以企業為主體的科技創新體制。過去我們國家的科技創新大部分集中在科研院所，實際上跟產業的結合不夠緊密，有些企業的成果甚至于遠遠提前于科研院所。所以，建立以企業為主的科技創新機制勢在必行。在這方面，行業機構可以大有作為。相關機構應該把各個企業聯合起來，把企業創新方面遇到的問題匯集起來，甚至發起各種社會的基金來專項解決這些問題。我們是在用生物技術解決造紙業遇到的很多難題，所以我們呼吁行業如果能夠給予這方面的支持，創立一個科技創新的基金，最終讓大家共享這個成果。

隨著國家“十二五”規劃的出臺，造紙行業將迎來大升級、大調整、大轉移的關鍵時期，也是造紙工業走向綠色紙業發展道路的轉折時期。生物技術正是推進造紙產業實現清潔化生產的換代技術。隨著造紙生物技術不斷成熟以及高速發展，它將推進我國造紙工業進一步向資源節約型、環境友好型、可持續的綠色紙業方向發展。