クリーン生産：低温前処理分解捺染高圧

捺染業界のクリーン生産を促進するためには、前処理プロセスの温度を下げ、化学品の使用を減らすことが重要な方法であり、必然的な選択でもある。東華大学、華紡株式会社、青島蔚藍生物集団有限公司が共同で完成した「紡績品低温前処理重要技術」は2013年度紡績の光科学技術進歩一等賞を受賞し、捺染業界省エネ・排出削減の注目ポイント。

細部の難関攻略はついに産業化の成果を収めた

「布地前処理過程の水消費量、エネルギー消費量及びCODCR排出量は捺染加工全過程の55%~ 60%を占めている。同プロジェクトの第一完成人東華大学博士の毛志平氏は、織物の低温前処理技術の中で、冷間圧延炉前処理はすでに成熟し、産業化によって応用されているが、この技術は省エネではあるが、化学品の使用と汚染物の排出量は通常の技術より著しく高く、本当の意味のクリーン生産技術ではないと紹介した。

華紡株式会社工程部技術センターの李春光執行主任によると、有機活性化剤を用いたH 2 O 2の低減ひょうはくおんどの研究は有機活性化剤のコストと効率などの要素に制限され、国際的にも国内のこの技術も本格的な産業化応用を実現することができなかった。このような背景の下で、「紡績品の低温前処理重要技術」はシリーズ紡績品の低温高効率スラリー除去、精練と漂白の前処理技術の研究開発に成功し、本当に生地の質別、必要に応じて低温前処理の産業化応用を実現した。

低温前処理技術を産業化させることができたのは、このプロジェクトのいくつかの革新点、すなわち擬似酵素触媒配位子合成重要技術、擬似酵素触媒複合増効重要技術、低コスト高耐アルカリペクチナーゼ産業化重要技術、織物低温シリーズ前処理技術の開発のおかげである。

毛志平氏はいくつかの主な内容を詳しく紹介し、「まず、H 2 O 2の低温漂白効率が低く、コストが高いボトルネック問題に対して、我々は革新的に高効率の金属錯体類模倣酵素触媒を設計し、その短プロセス合成技術を開発し、規模化生産を実現した。有機活性化剤であるメタルホスファターゼ触媒の配合増効技術を研究し、触媒効率を高めると同時に、触媒のコストを著しく下げ、そのコストは有機活性化剤であるテトラアセチルエチレンジアミンの1/5未満である」。

次に、指向性遺伝子改造技術を利用して野生アルカリペクチナーゼ産生菌を改良し、アルカリペクチナーゼ工程菌を構築し、ペクチナーゼの耐アルカリ性とH 2 O 2の耐性を高め、発酵技術を最適化し、液体酵素活性保護技術を開発し、国内で率先して液体アルカリペクチナーゼの商品化を実現した。

最後に、H 2 O 2触媒−安定制御システムを構築し、漂白過程におけるH 2 O 2の分解速度を正確に制御する、高効率低温脱蝋助剤を開発し、低温前処理織物の毛効果を高める、アルカリペクチナーゼとプロテアーゼ触媒を用いて、一連の低温前処理技術を開発し、スラリー除去精製温度を最低35°C ~ 40°C、漂白温度を最低50°Cに下げ、生地の質別、必要に応じた前処理加工を真に実現した。単位製品当たり平均で水10%、省エネ35%、CODCr排出10%以上を削減でき、省エネ・排出削減効果が顕著である。

　　クリーン生産再立風向計

このプロジェクトの普及・応用の数年間で、すでに普及基地を5軒建設し、モデルラインを9本建設した。2010年~ 2012年の間に、5つの応用企業はすでに累計35,945万元の新規生産額を増加し、6044万2000元の新規利益を増加した。

業界が注目している社会環境効果においても、その成果は顕著である。本プロジェクトは国産バイオ酵素製剤を利用して織物バイオ酵素のスラリー除去精製技術の産業化に成功し、スラリー除去精製温度は40℃~ 80℃に低下し、アルカリ剤の使用量は90%減少し、界面活性剤の使用量は50%以上減少した。模倣酵素触媒を捺染業界に導入し、織物の迅速な低温前処理を実現し、織物の漂白温度を100℃から50℃~ 80℃に下げることに成功した。全国の綿型織物の加工量は300億メートル/年で、プロジェクトの技術成果は普及率30%に基づいて計算して、水消費量900万トン/年、節約標準石炭80万トン/年、COD排出量2500トン/年、苛性ソーダ使用量2.7万トン/年を減少することができる。

実際に実現する方法クリーンプロダクション捺染業界が健全で持続可能な発展を実現するために模索しなければならない道であり、「織物の低温前処理の重要な技術」はまさにこのような手本を打ち立てた。華紡績が開催した科学技術成果交流会で、専門家と企業は次から次へと、この技術はアルカリペクチン酵素の規模化量産技術を突破し、生物酵素製剤業界の進歩を牽引した、模倣酵素触媒の低コスト規模化量産技術を突破し、高効率触媒の捺染業界への応用を推進し、捺染業界の技術革新に役立つ、織物の前処理エネルギー消費を著しく低減し、COD排出を削減することができ、捺染業界の省エネ・排出削減及び持続可能な発展を推進する上で重要な意義がある。