產業關注：造紙工業的“酶”好未來
2015-01-27 15:13 來源：中國科學報 責編：顧穎瑩
- 摘要：
- 近年來隨著生物技術的發展，生物酶制劑的生產水平不斷提高，不僅促進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用，還體現出酶技術在減輕制漿造紙工業環境污染、改善紙漿性能等方面的潛力。
【CPP114】訊：近年來隨著生物技術的發展，生物酶制劑的生產水平不斷提高，不僅促進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用，還體現出酶技術在減輕制漿造紙工業環境污染、改善紙漿性能等方面的潛力。
傳統工業化學品消耗嚴重
造紙工業中的制漿工段是通過機械或化學方法破壞植物細胞壁，去除木質纖維素原料中纏繞著纖維素的木質素及半纖維素等，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品，同時可能對纖維素產生損害。
以木材纖維為原料的制漿造紙工業為例，為了溶解除去木質素和半纖維素，釋放纖維素，利用化學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助劑、增強劑、漿紗助劑及涂布膠黏劑等化學品，使得制漿造紙工業成為化學品使用及排放的主要輕工業之一。
酶制劑助力綠色發展
隨著工業生物技術的不斷發展，新的酶分子逐步被挖掘，高效的酶制劑發酵生產及應用水平的不斷提升，如何提高酶制劑在制漿造紙工業的應用效率、降低生產成本成為科學家與工業界關注的熱點。
近十年來，通過生物科學家與制漿造紙工程人員的協同，酶制劑應用于制漿造紙，并在生物制漿中減少能耗及有害物質的使用等方面取得顯著性成果。
生物制漿是指通過產酶微生物或酶制劑對木質纖維的預處理，破壞木質素或半纖維素的結構，促進其在機械或化學制漿過程中的脫落速度，有利于纖維素的分離，同時達到減少能量和堿的消耗，縮短制漿時間，改善制漿質量的目的。
例如，白腐菌就已被廣泛應用于生物制漿的研究。白腐菌含有豐富的漆酶，可以有效分解木質纖維中的木質素，更重要的是白腐菌作為擔子菌綱絲狀真菌，在木材等原材料混合培養預處理中能穿透木質原材料釋放胞外酶，促進木質素分解。
隨著人們環保意識的增強，為了減少造紙工業中氯排放對環境的影響，開發無氯漂白工藝也是制漿造紙工業的重點，紙漿生物酶漂白是具有開發前景的無氯漂白途徑之一。木聚糖酶和漆酶就是造紙工業中應用于生物漂白主要酶種。
傳統工業化學品消耗嚴重
造紙工業中的制漿工段是通過機械或化學方法破壞植物細胞壁，去除木質纖維素原料中纏繞著纖維素的木質素及半纖維素等，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品，同時可能對纖維素產生損害。
以木材纖維為原料的制漿造紙工業為例，為了溶解除去木質素和半纖維素，釋放纖維素，利用化學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助劑、增強劑、漿紗助劑及涂布膠黏劑等化學品，使得制漿造紙工業成為化學品使用及排放的主要輕工業之一。
酶制劑助力綠色發展
隨著工業生物技術的不斷發展，新的酶分子逐步被挖掘，高效的酶制劑發酵生產及應用水平的不斷提升，如何提高酶制劑在制漿造紙工業的應用效率、降低生產成本成為科學家與工業界關注的熱點。
近十年來，通過生物科學家與制漿造紙工程人員的協同，酶制劑應用于制漿造紙，并在生物制漿中減少能耗及有害物質的使用等方面取得顯著性成果。
生物制漿是指通過產酶微生物或酶制劑對木質纖維的預處理，破壞木質素或半纖維素的結構，促進其在機械或化學制漿過程中的脫落速度，有利于纖維素的分離，同時達到減少能量和堿的消耗，縮短制漿時間，改善制漿質量的目的。
例如，白腐菌就已被廣泛應用于生物制漿的研究。白腐菌含有豐富的漆酶，可以有效分解木質纖維中的木質素，更重要的是白腐菌作為擔子菌綱絲狀真菌，在木材等原材料混合培養預處理中能穿透木質原材料釋放胞外酶，促進木質素分解。
隨著人們環保意識的增強，為了減少造紙工業中氯排放對環境的影響，開發無氯漂白工藝也是制漿造紙工業的重點，紙漿生物酶漂白是具有開發前景的無氯漂白途徑之一。木聚糖酶和漆酶就是造紙工業中應用于生物漂白主要酶種。
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