バイオ酵素製剤は捺染業界の汚染防止の難題を解決する

捺染業界はずっと高汚染、高エネルギー消費の立ち後れた生産能力の代表であり、近年、多くの地方、特に一線都市の捺染業界次第に移転し、閉鎖さえしている。

それと同時に、捺染は紡績業界の不可欠な一環であり、政策に迫られて、捺染業界も絶えず技術革新を求め、グリーン捺染の方向に向かって前進している。

中國科學院天津工業生物研究所の宋ジョーク研究員が開発をリードしているバイオ紡績酵素技術、捺染材料の前処理過程において苛性ソーダの代わりに、廃水の排出を大幅に削減し、節水?節電することができ、業界から我が國の捺染業界のもう一つの重要な技術革新と評価されている。

捺染業界は汚染防止の必要性に迫られている

「現在、中國の紡績産業の汚染問題は一刻の猶予もできないほど解決しなければならない狀況になっている。伝統的な紡績生産は環境に汚染をもたらすだけでなく、各種の有害化學物質を発生させ、私たちの體に損害を與えている。社會全體が汚染性、消費性の生産過程に抵抗しなければならない…」國際環境保護紡績認証機関の中國區代表の張天梅氏はあるフォーラムで述べたことがある。

データによると、「世界中で少なくとも8000種類の化學品が原料を織物にする過程で、25%の農薬を使用して非有機綿の栽培に使用している。これは人類と環境に不可逆的な損害をもたらし、また2/3の炭素排出量は衣類の購入後も発生し続けるだろう」という。衣類生地を加工する過程で數十ガロンの水を消費し、特に生地の染色過程では、合成材料の染色には2.4兆ガロンの水が必要である。

中國の環境統計データによると、重點調査工業業界の中で、紡績業は汚染物質排出の大家である。紡績工業廃水排出量は全國41業界廃水排出量の中で上位に位置し、その中で捺染加工過程で発生した廃水排出量は紡績廃水排出量の7割以上を占めている。

また、水汚染の重要な源として、中國の紡績工業は巨大な水資源を消費し、水資源の利用効率の面で世界の他の地域にはるかに遅れている。中國環境科學出版社が出版した「全國重點業界工業汚染防止報告」によると、同類の単位製品を生産する場合、我が國の捺染廃水中の汚染物の平均含有量は國外の2-3倍で、使用水量は3-4倍に達した。同時に、印刷廃水は業界の主要な汚染物であるだけでなく、印刷廃水による汚泥の処理には問題がある。

このうち、捺染材の前処理は大量の苛性ソーダを用いたため、特に汚染が深刻であった。「染色する前に苛性ソーダで処理し、蒸気で蒸し固め、その後、塩酸でこれらの苛性ソーダを中和する必要があり、これにより大量の廃水が排出される」と、かつて捺染企業の一線で長年働いていた河北紡績連合物資供給販売有限會社の津駐在事務所マネージャーの高忠強氏は言う。

この現狀に対し、中國科學院天津工業生物技術研究所の宋ジョーク氏はチームを率いて、まず苛性ソーダに代わる新しい酵素製剤の開発を目指した。

バイオ酵素製剤による捺染の課題解決

従來の捺染前処理プロセスには、焼毛、スラリー除去、精製、漂白、シルク光沢の5つのステップが含まれる。これまで海外の會社が捺染前処理用の酵素製剤を製造していたが、糊戻しの一環としてのみ使用されていた。

宋ジョーク氏は、酵素製剤は高効率、低消費、無毒の生物觸媒であり、酵素製剤に基づく生物処理方法は捺染工業の高汚染と高消費を解決する理想的な方法であるが、これまで、酵素製剤の品種は単一コストが高く、酵素製剤の複合及び紡績助剤との適合性の研究が不足し、完全な酵素法染色前処理技術はまだ形成されていなかったと紹介した。

今回、宋ジョークチームは天津天紡グループ、河北紡連物資供給販売有限會社と密接な協力を達成し、3年を経て、アミラーゼ、アルカリペクチナーゼ、キシリトラーゼ、過酸化水素酵素などの多種の性質の優れた紡績用バイオ酵素製剤とその生産技術を開発し、退漿と精製を1歩にまとめて完成することができ、前処理の効率を大幅に向上させる。

「糊戻し―精製複合酵素製剤はポリエステル綿、純ポリエステル生地混合糊の糊戻しが難しい問題を解決した。従來のアミラーゼ糊戻しは澱粉糊付けの生地しか解決できず、PVA混合糊がある生地は高溫アルカリ煮でしか除去できなかった」と天紡グループの丁學琴総技師は言う。難燃糸、純ポリエステル成分を含む生地品種は高溫アルカリ煮戻しできず、そうしないとしわが縮むが、バイオ複合酵素を用いた糊戻し効果はよく、生地のしわ縮みを防止し、しかもでんぷんを除去し、PVAをきれいにし、同時に処理後の布の手觸りがふわふわし、柔らかく、工場のために技術的難題を解決した。

節水?節電による汚水排出削減

宋ジョーク氏によると、酵素法の脫パルプ精製は一度で完成し、伝統的な処理技術の高溫を省くだけでなく、酵素法の処理溫度は低溫で行われ、前処理過程における蒸気の使用量を大幅に低下させ、蒸気のエネルギー消費を著しく節約し、伝統的な技術に比べて、節約蒸気は25%-50%で、電力量は40%節約された。

バイオ酵素法の前処理プロセスは伝統的なプロセスにおける苛性ソーダのスラリー除去と苛性ソーダの精製プロセスに取って代わることを意味し、生物発酵製品は苛性ソーダ、精製剤などの化學製剤に取って代わることができ、そのため、処理後廃水のpH値とCOD値を大幅に下げることができ、精製剤などの化學製剤の有効な置換は前処理廃水中のCOD値を60%以上下げることができる。

「バイオ複合酵素製剤は処理條件が溫和で、効率が高く、専門性が良いなどの特徴があり、バイオ酵素処理を応用すると綿繊維にほとんど損傷がなく、生地上の澱粉スラリー及びPVAスラリーに対して効率的な分解作用があり、良好なスラリー除去効果を達成することができる」と宋ジョーク氏は言う。この技術で処理された綿繊維の品質は伝統的な方法よりずっと向上している。

捺染企業が関心を持っている価格問題について、宋ジョーク氏は、バイオ複合酵素は有効価格が高く、使用量が少なく、価格は一般的な紡績助剤と同等で、処理コストを高めることはなく、多くの紡績企業が受け入れることができると述べた。また、バイオ酵素を用いた前処理は、蒸気エネルギー消費を低減し、アルカリ性廃水処理コストを省き、多種の化學助剤の使用量を減少させることにより、前処理コストを著しく低減する目的を達成し、紡績業界の経済効果を高めることができる。

「天紡の酵素法前処理技術の応用の中で、12000メートルの純綿綿布と11000メートルのアラミド熱波卡布の酵素法前処理は伝統的なアルカリ法技術と比較して、それぞれコストの30%と70%を下げることができる」と丁學琴氏は述べた。

3年以內に20社近くの企業に普及する予定

今年3月から6月にかけて、河北寧紡グループは16000メートル以上の布のバイオ酵素法前処理技術の応用モデルと普及に成功した。

これまで、このバイオ複合酵素を用いたバイオ酵素法前処理技術は天津天紡グループで初めて試験に成功し、累計300萬メートル以上の布の中試験生産実験を完成し、実験品種は軍用迷彩、テント防水布、アラミドなどを含む。

宋ジョーク氏は、次は河北紡績連合と協力して技術普及の仕事を改善し、技術サービスグループを結成し、全國の捺染企業にサービスを提供し、今後3年間で10-20社の紡績企業の普及?応用を完了でき、累計で5000萬元から1億元の新規利益を創出すると述べた。

近日開催されたバイオ紡績酵素成果発表會で、參加した福建省の販売店は記者に、同製品は捺染企業に歓迎されると考え、代理店を決定したと伝えた。