脫膠廢水回收絲膠技術方法

　　中國的繭絲綢行業(yè)歷史悠久，其中繅絲是繭絲綢行業(yè)中一個極為重要的基礎性過程。傳統(tǒng)繅絲廠制取生絲主要有煮繭、繅絲、復搖、副產品加工等流程，期間均產生大量廢水，隨著國家對生態(tài)保護的戰(zhàn)略提升，繅絲過程的廢水都經過處理才能夠排放。

　　制取生絲的主要過程在于脫膠，蠶絲中絲膠蛋白的含量為20%～30%，通常其脫膠率在20%。脫膠廢水于繅絲過程中產生，其占制絲過程產生廢水量的60%～65%。絲膠蛋白隨脫膠廢水大量排出，會增加水的濁度和COD值，不僅增加污水處理的成本與難度，也是對絲膠蛋白這一天然資源的浪費。國內外研究人員在回收脫膠廢水這一熱點問題上均有深入的研究，目前蠶絲脫膠廢水回收絲膠蛋白的技術方法主要分化學法和物理法兩大類。

　　1、化學法

　　1.1 鹽析法

　　在脫膠廢水中加入飽和或濃的鹽溶液作為絮凝劑，鹽離子與絲膠蛋白爭奪水分子，從而使絲膠蛋白周圍的水化層被破壞，并與周圍的絲膠蛋白發(fā)生凝聚作用，從而形成沉淀析出。這種方法工藝簡單，耗時少、成本低，但回收的絲膠純度較低。

　　1.2 有機溶劑沉淀法

　　與鹽析法作用機制類似，即使用有機溶劑與絲膠蛋白爭奪水分子，以使絲膠蛋白沉淀析出。這種方法回收的絲膠蛋白純度較高，且絲膠蛋白不易被破壞，但成本較高，不宜工業(yè)化回收使用。

　　1.3 酸析法

　　絲膠蛋白的等電點在pH3.5～4.5，利用這個原理，將堿性脫膠廢水的pH調至此范圍，此時絲膠蛋白溶解度降到最低，從而從溶液中沉淀析出。這種方法工藝簡單，成本低，但絲膠蛋白的回收率不高，僅40%左右，并且要求回收設備能夠耐酸。

　　1.4 離子交換法

　　脫膠廢水一般呈堿性，在脫膠廢水中絲膠蛋白帶負電荷，根據這一特性，帶有陽離子的交換纖維可以將絲膠蛋白吸附在纖維上。再用酸溶液浸泡交換纖維，絲膠蛋白負電荷被中和，從而從陰離子交換纖維上洗脫下來。此方法成本低、絲膠蛋白的純度相對較高，但工藝較復雜，回收率較低。

　　2、物理法

　　2.1 冰凍法

　　絲膠蛋白在低溫溶液中與周圍的絲膠蛋白結合，絮凝形成凝膠狀態(tài)，經過冷凍干燥可以得到絲膠蛋白。這種方法工藝簡單，且回收率高，但需要冷凍干燥設備，且耗能高，因此成本較高。

　　2.2 離心法

　　根據絲膠蛋白和水的質量不同的原理，高速離心下質量大的絲膠蛋白被留在底部，質量小的水則在上層。這種辦法使用的前提是絲膠蛋白已經與水分離，沒有經過沉淀的的脫膠廢水使用離心法效率不高。這種方法回收率低，在工業(yè)生產中一般不適用。

　　2.3 超濾法

　　微孔濾膜可以選擇性濾去小分子物質，截留大分子物質，從而使溶液中溶質濃度提高，濃縮溶質。絲膠蛋白分子量大，不易穿過半透膜，利用這一特點，選擇相應的超濾膜，可以提取絲膠蛋白。這種方法回收的絲膠蛋白純度較高、回收率高，但超濾膜本身易被污染、封堵，維護成本和設備成本都較高。

　　3、其他方法

　　重慶市畜牧科學院創(chuàng)新性地提出等電沉淀與超濾法結合的回收絲膠蛋白的方法，將絲膠蛋白回收率提升到90.2%。目前，研究人員通過兩種或多種方式方法結合進行工藝改進和研究，不但提高了脫膠廢水絲膠蛋白的回收效率及純度，并且有效降低回收成本，為工業(yè)生產中降低了廢水的處理的難度，絲膠蛋白的回收增加了企業(yè)的附加值。

　　4、展望

　　絲膠蛋白是一種球狀親水性蛋白，它含有18種氨基酸，其中8種是人體的必需氨基酸。且絲膠蛋白具有親水性、無毒性、生物相容性和可生物降解性，在生物材料、醫(yī)藥、化妝品、食品等方面可以廣泛應用

　　千百年來，傳統(tǒng)繭絲綢加工都將絲膠蛋白作為廢棄物處理，每加工1t的蠶繭就會有0.15～0.25t的絲膠蛋白隨生產廢水流失。根據中國絲綢協(xié)會會長唐琳在中國絲綢協(xié)會七屆二次理事會上的工作報告，2019年1-10月，全國規(guī)模以上企業(yè)絲產量5.85萬t。以3t蠶繭制1t生絲來計算，就有2.6萬～4.4萬t的絲膠蛋白隨脫膠廢水產出。如果將這些絲膠蛋白都進行回收利用，不僅節(jié)約自然資源，而且將增加繭絲綢行業(yè)的副產物產量和附加值。但目前回收絲膠蛋白的工藝沒有一個統(tǒng)一的標準，且企業(yè)看重工藝流程簡單化、低成本、易于工廠化利用，因此工業(yè)化回收絲膠蛋白的工藝和流程仍需要改進和優(yōu)化。

　　“一帶一路”倡議的提出加快了我國繭絲綢行業(yè)對外開放的步伐，推動我國繭絲綢行業(yè)的對外交流貿易。面對目前世界經濟風云詭變，貿易局勢緊張加劇的局勢，作為我國國民經濟中的支柱性產業(yè)，繭絲綢行業(yè)在做好行業(yè)戰(zhàn)略布局的情況下，也通過技術創(chuàng)新方式積極增強內生動力和產業(yè)化升級，推動國民經濟提升。(來源：重慶市畜牧科學院，西南大學榮昌校區(qū))