苎麻生物脱胶的技术及意义

本期嘉宾：中国工程院院士    姚穆

                                

        提到麻类纺织品，国内越来越多的消费者知道它是具有抗菌、吸汗、防紫外线特点的绿色产品。但是，美中不足的是，麻类制品在脱胶过程中，如果采用化学脱胶法，排放的污水不仅会对环境造成很大污染，同时对麻纤维本身也会造成不同程度的损伤。这在素有“中国草”之称的苎麻领域表现尤为突出。现在，这个困扰麻纺领域几十年的难题，终于取得了新进展，这就是生物脱胶技术。本期梁枫会客室，我们特别邀请中国工程院院士姚穆谈谈采用生物脱胶技术的优势及意义。

        主持人：姚院士，请您介绍一下实施生物脱胶技术，能对企业乃至麻纺行业带来哪些好处？

        姚穆：好的。在介绍生物脱胶技术之前，我想向大家介绍一下长期以来麻纺企业尤其是苎麻企业普遍采用的化学脱胶技术。采用强酸、强碱、强漂、高温、高压煮炼的苎麻纤维经化学脱胶工艺，不仅生产成本高，而且对环境污染严重。落后的脱胶工艺使苎麻纤维杂乱，梳纺加工困难，纤维制成率低。成功解决脱胶问题已成为关系苎麻纺织工业生存与发展的关键性项目。

        采用细菌发酵或生物酶处理为主的生物脱胶技术可以提升苎麻精干麻可纺性能及麻纱质量，满足苎麻纺纱的要求。经测试，可以有效提高苎麻精干麻制成率2.5%以上，节约脱胶用水30%以上，节约能耗15%以上，污水排放能够达到国家和地方政府规定的约束性指标。

        主持人：采用生物脱胶技术确实对企业、对社会都有好处，但是，新技术的采纳实施，都离不开资金的投入，在这方面，国家有没有相关政策的支持呢？

        姚穆：有。当前，国务院重点要求解决“节能、减排、降耗”的突出问题。2006年国家发改委等10部委的“纺织行业结构调整转变增长方式专项资金”中对“苎麻生物脱胶项目”给予重点支持，许多企业得到了国家专项资金的扶植，这对苎麻纺织技术进步和产业升级产生了积极的导向和推动作用。

        主持人：现在都有哪些企业在从事苎麻生物脱胶项目的研发呢？

        姚穆：有很多，比如湖南华升集团公司下属沅江麻业有限公司和益阳麻纺厂与山东大学合作的苎麻生物酶脱胶技术应用及生产开发项目，对酶法脱胶的精干麻进行梳理、纺纱、织布和印染加工，产品质量优于化学脱胶。益阳麻纺厂和洞庭麻纺厂先后与诺维信（中国）公司合作开发苎麻生物脱胶技术应用项目，湖南沅江明星麻业有限公司依托中国农业科学院麻类研究所研发的脱胶高效菌剂制备工艺及苎麻生物脱胶工艺技术与设备项目，武汉大学的嗜碱芽孢杆菌菌株在苎麻脱胶中的应用项目都取得了明显效果。同时，东华大学、中国纺织科学研究院、湖南苎麻技术研究中心、西安工程大学和重庆涪陵金帝工业集团有限公司、湖北精华苎麻纺织有限公司、湖北天化麻业股份有限公司和四川金桥麻业有限公司等科研院校、企业也都相继取得了一定的进展。

        主持人：听您的介绍，看来生物脱胶也不是很容易掌握的技术，那么在实施中应注意哪些问题呢？

        姚穆：有以下几个问题需要注意。苎麻刮青后的物质，除初生韧皮细胞和次生韧皮细胞之外，还有少量各种细胞，这些细胞除了都有纤维素外还有果胶、半纤维素、低聚糖、木原素等，尤其是果胶、木质素是分子结构非常复杂的化合物，仅用一种酶是极难完成的。许多实验表明采用复合酶是一种“对症下药”的思路。菌种繁殖和生物酶生产要依靠专业企业生产，并靠近脱胶基地。

        企图在纤维脱胶阶段去除纤维素之外所有伴生物的要求是不可取的，不仅不易做到、过程复杂，而且投资及成本过高，同时也没有必要。因为所有纺织品的最终性能从来不是在纤维阶段全面完成的，相当一部分是在坯布染整加工中完成的。脱胶阶段首先要满足的是纤维在纺织过程中的可纺性和适纺性，特别是纤维的细度、长度、柔软度、强度、伸长度、卷曲、表面摩擦系数。

        根据上述两点，关于“残胶率”的指标并不是最合理的指标。事实证明，残胶率不同时，不一定可纺性差别很大，因为残胶率中的物质内容可能有非常大的差异。亚麻、黄麻、大麻纤维纺纱前必须保留相当比例的残胶率才能纺纱。过去强调残胶率的最重要原因是用棉纺设备直接用于苎麻纺。

        生物脱胶后，必要时可补充局部的轻化学处理，满足可纺性要求。

        苎麻脱胶要十分注意脱胶过程中水的治理，要加强水的处理和回收利用，添加辅助药剂的处理和争取回收再用，保证排放水的标准。

        菌脱胶和生物酶脱胶对纤维的处理要适当，不可以处理不足，也不可以处理过度。因此在选择菌和酶的品种时，要选择合适的可“精密控制”的品种（用温度、pH值或其他方法控制），使脱胶工作适时启动，适时停止。

        要加快研发和配备苎麻脱胶、纺织新型设备、装置和控制系统。

        苎麻皮脱胶要适当注意结合机械作用。例如用“槌、拷、敲打、搓、揉、开纤、水洗”等方法，不仅可以减少抗弯刚度、提高可纺性，更重要的是苎麻韧皮细胞之间，有不少的胞间连丝（主要是纤维素束）连接着，要靠机械力打断它。

        针对苎麻不同品种及生产不同最终产品的要求，不可能用一种方法或一套工艺达到完全脱胶。苎麻品种单纤维比较细匀时，脱胶要求可低一些，苎麻品种单纤维较粗时，脱胶要求应严一些。

        苎麻脱胶无法代替刮青的要求，应在完成刮青要求之后进行脱胶，必要时需增加机械处理。

        细菌脱胶和生物酶脱胶基本可以代替化学脱胶。对于剩余部分，可在细菌或生物酶脱胶后补充，也可在坯布染整中补充，这要视最终产品要求和纤维可纺性而定。