重点项目申报书

国家重大技术装备研制和重大产业技术开发专项项目资金申请报告项目名称：退、煮、漂一步法（棉印染）生物酶处理技术的开发项目申报单位：芜湖艾特纺织科技有限公司项目主持单位：安徽省发展和改革委员会国家发展和改革委员会高技术产业司制订二○○四年九月十日目录21.项目概要...............................................41.1项目内容简介.........................................41.2创新点...............................................51.3申报单位概况.........................................51.4项目资金.............................................52.研制开发的目的和意义...................................63.国内外相关技术发展概况和趋势...........................74.前期研制开发情况.......................................95.主要研制开发内容和考核目标.............................96.项目组织实施方案......................................106.1实施方式............................................106.2技术路线............................................176.3项目进度安排........................................176.4实施期限............................................187.产业化依托或工程依托落实情况..........................188.技术经济分析和社会经济效益分析........................199.项目资金..............................................239.1项目资金预算安排.....................................239.2资金来源............................................249.3项目资金落实情况.....................................259.4申请国家资金的理由...................................2510.项目申报单位及协作单位概况...........................26311.其他需要说明的情况...................................2812.项目申报单位签章.....................................2913.项目主持单位审核并盖章...............................3014.附件41.项目概要1.1项目内容简介本项目符合国家重大产业技术开发专项“环境保护关键技术”中“清洁生产与低排放技术”。项目针对印染行业污染严重，以减量化(资源消耗和污染物产量)为目标，利用生物酶复配技术，将不同生物酶进行复配，制得具有退、煮、漂作用的复合酶，并研制相关助剂和优化工艺设计，将棉等天然纤维织物的退浆、煮炼、漂白三道染整处理工序采取一步法生物酶处理。项目研制的新技术，将大大缩短棉印染生产周期、降低能耗、减少污染、实现清洁生产、提高生产效率、提高面料品质，其经济效益和社会效益显著。项目的主要研究内容及关键技术包括：1）适合酶处理的生物酶相容性技术研究；2）生物酶的复配技术研究；3）棉织物的退、煮、漂一浴加工适用生物复配酶的配套工艺技术的研究；4）生物酶活性检测以及在连续动态处理工序中生物酶含量和活性的检测等技术的研究。5）适用一浴处理设备或专用设备的技术要求的确定。项目研究开发的一浴法生物酶处理技术，其处理效果将达到化学处理效果，但处理时间、温度、能耗等大大降低，产生的污水易于处理或经简单处理可以排放，用水量：比传统法减少40～50％；废液中盐的浓度：比传统法减少40～50％；BOD:比传统法减少60～80％；COD:比传统法减少60～80％。项目开发的技术，为纺织染整企业缩短工艺流程和生产周期，降低生产成本，减少污水量，降低能耗，提高产品质量等方面均具有十分重要的作用，其推广应用领域广，彻底改进传统的棉织物前处理工艺，其意义深远，市场前景广阔。51.2创新点项目的主要创新点是：1）应用生物酶处理技术将棉织物的退、煮、漂三道工序合并，采用一浴加工，大大缩短加工作业时间，降低能耗，减少环境污染；2）利用生物酶专一性原理，解决其相容性问题，探索在相同工艺条件下，多种生物酶的专一性不受影响等技术难题；3）选择、复配具有相容性和具有协同作用的退浆酶、煮炼酶、漂白酶等生物酶，根据试验情况，研究改进相关工艺并开发相关助剂。4）酶在动态连续处理过程中的活性监控或检测技术的研究，让生物酶处理连续流水线作业的处理质量得到保证。1.3申报单位概况名称：芜湖艾特纺织科技有限公司地址：芜湖市张公桥48号注册资金：500万元性质：有限责任公司法人代表：陈国华联系人：胡志翟电话：[phone]传真：[phone]合作单位：东华大学1.4项目资金总投资：2108万元其中：自筹资金：708万元；银行贷款：1000万元；申请国家资金：400万元62.研制开发的目的和意义项目开发的目的是利用生物技术，对棉印染行业的前处理退浆、煮炼、漂白采用一浴法处理，减少废水排放、降低能耗，实现清洁生产。项目利用生物酶复配技术，将不同作用的生物酶复配，制得具有退、煮、漂作用的复合酶，并研究相关配套应用技术，用于棉织物的退、煮、漂一浴加工，将棉等天然纤维织物的退浆、煮炼、漂白三道染整处理工序采取一步法生物酶处理，大大缩短棉印染生产周期、降低能耗、减少污染、实现清洁生产、提高生产效率、提高面料品质。传统的纺织染整前处理过程使用大量的高浓度的碱液等化学药品，是发生激烈的化学反应的过程，其工艺路线长、耗能多、污染严重，这与当今逐渐提高的环保要求即“绿色生产”相矛盾。为了解决棉织物传统的前处理对环境造成的影响，棉织物的生物酶前处理技术应运而生。用生物酶对棉纤维织物进行前处理，其加工条件比化学方法温和、耗能低，废弃物也容易处理，不会对环境造成污染，并且，生物酶前处理对棉织物的性能影响小，所以受到国内外研究者的注意，也是目前纺织工业的技术前沿。本项目研究的生物酶及其处理技术，将棉等天然纤维织物的退浆、煮炼、漂白三道染整前处理工序采取一步法生物酶处理，将大大缩短生产周期、降低能耗、降低污染、提高生产效率、并提高面料品质，该技术对提高我国棉等天然纤维染整业的国际市场竞争能力有一定的作用，产品市场潜力十分巨大。我国是纺织大国，由于劳动力等资源优势，在加入WTO以后，纺织行业更显竞争优势，但我国纺织染整的技术和装备水平以及生产的产品质量档次均有待于进一步提高，同时，大量的染整加工企业由7于采用的整理技术不够先进，对环境的污染日趋严重，而织物特别是棉织物的传统前处理工序产生的污水对环境的影响特大，积极研究应用生物酶技术，替代现有处理工艺，意义十分巨大。而本项目的立项与实施，为纺织染整企业缩短工艺流程和生产周期，降低生产成本，减少环保处理污水量，降低能耗，提高产品质量等方面均具有十分重要的作用，因此，其推广应用领域广，适用价值高，彻底改进传统的棉织物前处理工艺，其意义非常深远。3.国内外相关技术发展概况和趋势随着全球对环境保护的日益重视，印染企业的传统工艺受到很大挑战。近年来，印染用生物酶制剂得到了飞速的发展，特别是用于印染前处理的生物酶制剂，更得到了相当的研究和发展。生物酶用于棉织物的前处理有一定的研究基础，具有良好的可行性，但目前的研究依然将前处理分为退浆、煮练和漂白三个工序，加工时间较长。日本坂井拓夫最早发现原果胶酶可用于棉织物精练，处理后棉的润湿性与化学精练相同。后来NovoNordik的科学家分离出一种碱性果胶酶，能快速催化初生胞壁基质中聚半乳糖醛酸盐的水解，既溶解掉果胶质、又使蜡质大部分乳化而除去，不会重新沾污，而且织物重量和强力的损失比碱煮或纤维素酶处理都小，是比较良好的煮练助剂。对于退浆精练后的棉籽壳问题，Byme提出用木聚糖酶处理，因木聚糖酶能部分降解棉籽壳木质纤维素，故可使此问题得到—定程度的改善。棉织物酶漂白可采用如下两种方法；(1)直接法漂白，(2)间接法漂白。直接法漂白是在H2O2和O2存在下，用过氧化酶与虫漆酶对织物8进行漂白。间接法漂白是利用生物酶将淀粉变为葡萄糖后产生H2O2，再利用其间接氧化漂白，所用酶为葡萄糖淀粉酶及葡萄糖氧化酶。其作用机理是，淀粉在葡萄糖淀粉酶的作用下转化为β-葡萄糖，β—葡萄糖再在葡萄糖氧化酶的作用下产生H2O2和葡萄糖酸，—方面H2O2对织物漂白，另一方面葡萄糖酸能和金属离子螯合、使漂白浴稳定、防止纤维脆化。用此方法漂白的织物白度达到88.9。虽比常规相同浓度H2O2碱性漂白(白度为92.1)稍差，但织物手感柔软、厚实。日本《纤维加工》杂志《棉织物的一浴法酶退浆、精练》介绍将α－淀粉酶和原果胶酶并用，试验了棉织物一浴酶退浆、精炼加工。经试验，了解到在一浴退浆、精练时，要选择和原果胶酶相容性好的淀粉酶，并在一定工艺技术的辅助使用，处理时间为30分钟的一浴酶退浆、精练是可行的。从上述叙述可以看出，生物酶用于棉织物的前处理目前的应用主要是分阶段使用的，并逐步向多道工序并用方向发展，从我们所能检索到的资料看，国外已经提到用生物酶进行退、煮、漂一步处理的研究，但没有涉及研究的具体内容和进展，更没有可用于棉织物退、煮、漂一浴处理的生物酶供应市场。国内研究应用生物酶处理技术水平与国外相比还存在较大的差距，且主要处于应用单一酶种和单一工序的应用研究，如关于淀粉酶、煮炼酶、果胶酶、纤维素酶、双氧水分解酶等的具体应用工艺探讨的文献较多，而对于如何将多种酶在一道工序，相同条件下实现不同作用的研究应用较少。纵观国内外生物酶在纺织染整领域的应用和技术发展，单一酶种、单一工序的生物酶处理技术已经比较普遍，而减少工序，多种生物酶并用已成为发展趋势，该技术获得突破，其市场推广应用的价值9将非常巨大。4.前期研制开发情况本项目与东华大学化学与化工学院进行产学研合作，针对国际生物酶处理技术前沿进行研究，为本项目的实施作了大量的调研和技术准备工作，理论和实验室研究均取得一定的进展，为项目提供技术保障。1）研究了单一生物酶的应用技术，对退浆酶、精练酶的应用技术进行研究和应用，对漂白酶的作用机理和实验室试验进行了研究，并在淮北印染、铜陵华源、芜湖中天印染进行了推广应用，获得了良好的效果；2）研究了退浆和精练一浴法技术，在棉印染企业进行过试验，为本项目开发积累了经验；3）对生物酶技术在印染等行业的应用技术进行了广泛的研究，为项目研发积累了理论基础。5.主要研制开发内容和考核目标5.1主要研制开发内容1）建立不同生物酶活力的测试方法。2）收集目前市场上提供的可以用于棉织物退浆、煮练和漂白加工的所有的生物酶。用它们分别对棉织物进行退浆、煮练和漂白处理，测试它们的处理效果，并与传统的化学法的处理效果进行比较，选择具有较好处理效果的酶。3）将效果较好的退浆酶、煮炼酶、漂白酶等混合使用，研究10不同酶混合后的效果，选择具有协同作用的退浆酶、煮炼酶、漂白酶等复配。4）复配生物酶的最佳使用温度在60℃左右，处理时间少于2小时，处理效果要达到并超过目前的化学法处理效果。5）使用复配的生物酶对棉织物进行退、煮、漂一浴处理，总体加工成本（包括酶制剂、能耗等）与目前化学法相比