王琛,王来
一、行业背景 纺织工业是我国国民经济的支柱产业,也是我国在国际贸易中最有竞争力的产业之一,对扩大就业、积累资金、出口创汇、繁荣市场、带动相关产业等发挥了重要的作用。在纺织工业中,染整加工是一个非常重要的加工过程,也是一个耗能大、污染大的加工过程。纺织印染工业在取得快速发展的同时,其在节能降耗和环境保护等方面长期积累的矛盾也日益突出。随着全球贸易自由化和经济一体化进程的加快,生态环境问题越来越引起世界各国的重视,可持续发展也被越来越多的国家所推行。为了加快建设资源节约型、环境友好型社会,切实走新型工业化道路,实现可持续发展,运用生物、环保等技术改造印染行业,降低水资源消耗和污染物排放已成为当务之急。 棉型织物是我国的主要纺织品之一,其具有良好的吸湿性、透气性,穿着舒适,深受消费者的欢迎。棉纤维上含有棉籽壳、果胶质、油脂、蜡质等杂质,在纺纱和织造时还需要施加纺纱助剂和浆料等,坯布上含杂量比较高。为了方便染色、印花和功能性后处理,获得性能优良的产品,必须对坯布进行前处理,去除坯布上的各类杂质。前处理包括退浆、精练和漂白过程,为了提高生产效率,缩短加工时间,大部分染整加工企业都采用强碱高温练漂工艺,但这种方式需消耗大量的水和能量,污染物排放量大。另外,较强的碱和较高的温度会损伤其他纤维,限制了棉和其他纤维的混纺,当有氧时,纤维素的最外层会受到严重损伤,引起强力损失。因此,为了减少印染加工的能耗,提高纺织品的质量,改善织物的前处理工艺势在必行。 生物酶是一种天然的大分子物质,能有效催化化学反进程,作用条件温和,催化性能专一,催化效率高。同时生物酶是一种“无毒无害”的生物制剂,能完全生物降解。采用生物酶对棉织物进行前处理具有作用条件温和、耗水量低、排放废水的COD值低、棉纤维损伤小等优点,是一种节能降耗、无污染的纺织清洁生产工艺。生物技术的开发应用顺应
二、国内外研究进展 棉织物生物酶前处理研究始于上世纪90年代初,德、日等国较早开始了这一新兴染整加工领域的研究。早在1992年日本学者就开始对原果胶酶在棉精练中的应用进行了大量研究,探讨了采用生物酶去除棉纤维上果胶质、提高纤维润湿的可行性。根据棉纤维上存在的杂质组成,利用酶作用的专一性,果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶、木聚糖酶及不同组合的复合酶对棉织物的精练效果被各国研究者广泛研究。国内外的诸多研究表明,果胶酶,特别是碱性果胶酶是棉织物生物酶前处理工艺中最有效、最重要的酶制剂。丹麦Novozymes公司在1999年和2003年先后推出了商品化的棉精练专用碱性果胶酶,为国内外研究广泛采用,进一步促进了此领域的发展。康地恩生物集团作为国内视技术为企业发展的核心、视科技创新为企业生命的源泉的专业化生物发酵企业,也先后推出了自主开发菌种并发酵的纺织酶制剂,包括碱性果胶酶,淀粉酶,纤维素酶,木聚糖酶等一系列单酶及复合酶。 2.1果胶酶