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天然彩色桑蚕茧丝关键技术研发及产业化
发表时间:2012/8/25
    “动物纤维原料特性的创新是纺织产品创新的源头。天然彩色茧丝产品是近百年来茧丝绸行业一直期盼的产品,对减少染整排放、提升丝绸影响力具有示范意义,有巨大的商业发展前景。”说起天然彩色茧丝,苏州大学农业生物技术与生态研究院副院长徐世清教授有着特别的情愫。因为,为期十年的“天然彩色桑蚕茧丝关键技术研发及产业化”项目倾注了他和团队太多的激情与心血。

  如今,多年的科研心血终于开花结果,“天然彩色桑蚕茧丝关键技术研发及产业化”项目不仅被评为为2011年度中国纺织工业协会科学技术一等奖,更将我国自主创新的茧丝事业推向一个新高度。本期,徐世清教授将详细介绍该项目的关键技术及其产业化的应用情况。

  攻克白色桑蚕丝瓶颈

  “通过基因改造创新蚕品种,以创新蚕丝蛋白质纤维原料特性实现茧丝绸产品创新。”

  主持人:现代丝绸工业生产一直使用白色蚕茧,茧丝绸加工技术全部建立在白色桑蚕丝的基础上,那么,白色桑蚕丝的主要技术特征有哪些?会出现哪些弊端?

  徐世清:弊端主要有三方面,一是白色桑蚕丝一直依赖化学染色才能生产彩色丝绸产品,有大量的印染等加工废水产生,产品有化学染料和药物残留;二是普遍使用机器高效进行蚕茧加工、缫丝、织造,对原料蚕茧在茧形、丝质、丝长和丝量等方面都有很高的要求;三是为了获得丝绸的柔滑质感,必须除去占生丝重量20%~30%的表面丝胶蛋白质。以中国年产生丝10万吨计算,每年流入水体的丝胶蛋白质超过2万~3万吨,价值近200亿元人民币,是资源的极大浪费和环境污染源。

  主持人:基于这些弊端,天然彩色茧丝研发和应用有哪些优势?研发过程中遇到哪些技术难题?

  徐世清:我们这个项目的立项背景是为了研制符合现代丝绸工业要求,具有天然色彩的桑蚕茧原料和有色丝、绸等纺织产品;同时在加工过程中,集成创新工艺,高效回收利用丝胶蛋白质。

  项目的难点在于我们缺乏直接的基础研究资料,更没有系统的工业技术和工艺数据。由于国内没有天然彩茧原料生产实用化蚕品种,使这项工作几乎需要从零开始,而天然彩色茧相关种质资源创新落后白色茧近100年;同时桑蚕茧色受数十个基因控制,遗传复杂、品种培育十分困难。此外,天然彩色茧深加工过程存在色素严重流失、产品颜色不匀和出现色斑,色牢度、柔韧性和服用性差等是现代丝绸工业一直没有得到解决的国际性技术难题。

  主持人:您的项目组是如何突破这些瓶颈的?

  徐世清:我们依靠全国性的科研合作及产学研合作,组织了天然彩色茧产业化开发的平台。通过基因改造创新蚕品种,以创新蚕丝蛋白质纤维原料特性实现茧丝绸产品创新。技术攻关主要集中在:第一,通过构建国际领先水平的茧色基因发掘、分子标记与遗传图谱等分子育种技术平台,创制高水平符合现代丝绸工业生产要求的茧形、丝质、丝长和丝量等天然彩色茧桑蚕品种,突破天然彩茧优质原料生产的行业技术瓶颈,新蚕品种还要符合现代农业高效、强健、优质的高水平动物品种要求;第二,以天然彩色茧丝分子结构与特性、色素成分与转运规律等基础研究为依托,通过多学科交叉研究,创新蚕茧加工、制丝、丝织、绢纺、精练、产品开发等领域的技术理论和方法,突破天然彩色茧深加工过程中色素严重流失、产品颜色不匀和出现色斑,色牢度、柔韧性和服用性差等国际性技术难题,实现高品质产品产业化生产;第三,在天然彩色丝绸避免了染色这一主要产生污染排放工序的基础上,进一步集成应用生物工程技术高效回收丝胶蛋白质和生产废水。

  在技术方案上,重点解决了丝绸工业没有天然彩色茧开展生产技术研究与产品研发,原料茧生产没有蚕种这一死结,以蚕品种培育成为启动天然彩色茧研发及产业化工作的起动点,产品开发与原料研制同步开展,以缫丝和丝织工业对天然彩色茧原料生产的要求直接指导天然彩色茧品种选育。这个技术方案是动物纤维领域育种工作的首次实践,面临体系庞大,技术难度高和研发周期长,市场风险大的问题,但也是最有效和最经济的创新动物纤维的技术方案。

  产业化成果富农强企

  “38.7万原料茧生产农户增收超过20。丝绸企业快速成长为行业龙头。”

  主持人:目前为止,天然彩色桑蚕茧丝项目的产业化程度及成果如何?

  徐世清:我们已经创建了系统规范、简便易行的天然彩色茧优质原料产业化生产技术体系与“公司+科研院所+基地+农户”产业化经营模式,建立了苏、浙、黔、川、渝、晋等6个省市大规模天然彩色茧优质原料生产基地,技术输出柬埔寨并成功应用,产品直接针对国外绿色产品市场和国内高端礼品市场,为38.7万原料茧生产农户增收超过20%。

  同时,我们建立并实践了天然彩丝及产品节能减排、循环经济生产模式;发明了天然彩色桑蚕茧丝绸快速鉴别技术,不需要专业设备,仅仅使用专用鉴别试剂,一次鉴别只需1分钟,成本只要0.1元左右,能够鉴别包括色素添食在内的各种化学染色产品,尤其适用于销售环节。

  主持人:对于企业来说,引进该技术的成本如何?可以给应用企业带来哪些益处?

  徐世清:原料茧生产成本低于同级别白色茧;生丝生产除原料茧成本提高10%~20%以外,其他成本与白色丝生产相当;纺织品生产除生丝成本提高外,由于减少了染色工艺,成本低于染色丝绸纺织品生产。

  以鑫缘茧丝绸集团有限公司为例,该公司2005年~2010年应用了整体技术。企业水平显著提升,近5年茧丝绸销售收入年递增30%、32%、34%、10%和12%。产业化产品“天然彩色丝绸”获江苏省高新技术产品证书,“天然彩丝内衣”和“天然彩丝睡袍”分获中国丝绸协会“创新产品金奖”,有力支撑了鑫缘集团牵头的国家科技部“桑蚕茧丝产业工程技术研究中心”建设,企业的社会影响和产品知名度迅速扩大。

  主持人:该项目的研发成功对丝绸行业未来的发展具有哪些经济和社会意义?

  徐世清:天然彩色蚕丝项目具有原料茧生产竞争力;其深加工设备完全利用白色茧加工设备,显著降低产业化生产投入,且生丝产品达到5A级以上高品质水平;丝织产品完全解决了色素流失、颜色不匀、色牢度差、柔韧性和服用性等技术瓶颈问题,产品突破了国外主要生产工艺品和装饰绸的范围,直接进入了内衣和家纺产品市场,最大程度发挥了天然彩色丝产品的优势;依托天然彩色茧原料,对茧丝绸节能减排、循环经济生产模式具有示范意义。(中国纺织报)



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