bioecon Раздел для участников
Биорешение · I05 · Промышленная химия

Отбелка целлюлозы с ферментативной предотбелкой ксиланазой и процессами ECF/TCF (кислород, пероксид, озон) — вместо отбелки молекулярным хлором; с биологической очисткой стоков

Заменяет
Отбелка сульфатной/сульфитной целлюлозы молекулярным хлором (Cl2) и гипохлоритом; снижает расход диоксида хлора в ECF
→
Область
Целлюлозно-бумажные комбинаты (Россия: Архангельск, Сыктывкар, Котлас, Братск, Усть-Илимск; исторически Байкальский ЦБК)
D1 работает, внедрение не доказано · Замена

Поставщики 4

BiotecnosЧилиработает
Varuna BiotechnologyОАЭработает
XIKE EnzymesКитайработает
Contech Produtos BiodegradáveisБразилияработает

Путь в РФ / ЕАЭС CHEM

Регулятор
Минпромторг (регистрация) / Роспотребнадзор (уведомление о новых веществах)
Типичный срок
государственная регистрация ~10–15 рабочих дней после экспертизы; новые вещества требуют уведомления
Основание
ТР ЕАЭС 041/2017 о безопасности химической продукции (действует с 02.06.2021); постановление Правительства № 1407 (11.09.2020); смазочные материалы — ТР ТС 030/2012

Информация, не юридическая консультация — уточните процедуру для вашего продукта.

Доказательства 10 утверждения

Старый процесс
Отбелка молекулярным хлором (газообразным хлором).
→
Новая практика
Отбелка без молекулярного хлора (ECF, диоксидом хлора) и полностью бесхлорная отбелка (TCF, кислородом, перекисью водорода или озоном). Ферментативная предотбелка также используется как более чистый, «зелёный» вариант.
Вытеснило в промышленном масштабе?
да
Оговорки
ECF стала доминирующим мировым стандартом, а TCF остаётся нишевым продуктом с долей рынка менее 10 %. Переход был обусловлен сочетанием регулирования, общественного давления и рыночного спроса, со значительными региональными различиями в скорости внедрения и выборе технологий.
Ручная проверка
D1 Old process displaced by chemistry: ECF (chlorine dioxide) bleaching is >80% of world bleached pulp (CPI); the enzyme share is not shown.
проверено
2026-10-06
Отбелка без молекулярного хлора (ECF) стала основным методом отбелки целлюлозы и сейчас даёт более 80 % мирового производства беленой целлюлозы.
“As the ECF process was refined, it eventually became the main method and currently accounts for over 80% of the world production of bleached pulp.”
global · current · majority share of a major market
industry association ✓
thecpi.org.uk
В США к 2002 г. 90 % действующих комбинатов полностью перешли на ECF.
“In 2002, 90% of active mills had completely switched [to ECF] (Beca AMEC, 2013a).”
USA · 2002 · majority share of a major market
government or intergovernmental ✓
www.epa.gov
В Японии около 90 % беленой целлюлозы производится отбелкой ECF.
“About 90% of Japanese bleached pulp is currently produced by ECF bleaching.”
Japan · 2012 · majority share of a major market
peer-reviewed ✓
exa.ai
Ферментативная предотбелка может снизить общий расход диоксида хлора примерно на 15 %, а уровень AOX в стоках отбелки — на 25–28 %.
“The major benefits of this technology were 15% chlorine dioxide reduction, 25 to 28% AOX reduction in bleach effluents, and 30 to 40% PC number reduction.”
India · 2012 · pilot or niche
weak (company, news, market research, other) ✓
bioresources.cnr.ncsu.edu
Давление общественности сыграло большую роль в разработке и распространении технологий ECF и TCF, чем экологическое регулирование.
“Using patent data on technologies designed to reduce dioxin from the pulp bleaching process in Canada, Finland, Japan, Sweden and the United States, Popp et al. (2011) find public pressure played a larger role than environmental regulation in the development and diffusion of ECF and TCF technologies.”
global · 2011 · not applicable
government or intergovernmental
www.epa.gov
В США отбелка ECF давала около 33 % производства беленой химической целлюлозы в 1994 г. и 57 % в 1998 г.
“In the United States, ECF bleaching accounted for approximately 33% of BCP production in 1994,rising to 57% in 1998.”
United States · 1994-1998 · large measured reduction of the old process
weak (company, news, market research, other) ✓
www.eucalyptus.com.br
В мире отбелка ECF давала 36 % производства беленой химической целлюлозы в 1994 г. и 54 % в 1998 г.
“The corresponding figures for Canada are 50% and 76%, and for the world, 36% and 54%.”
global · 1994-1998 · large measured reduction of the old process
weak (company, news, market research, other) ✓
www.eucalyptus.com.br
Отбелка ECF — доминирующая технология: на неё приходится 87 % мировых мощностей по беленой сульфатной целлюлозе.
“Nowadays, elemental chlorine-free (ECF) bleaching, using chlorine dioxide (ClO2), is the dominating technology, having a market share of 87% of the bleached kraft pulp capacity worldwide (Fisher Solve 2011).”
global · 2011 · majority share of a major market
weak (company, news, market research, other) ✓
www.nouryon.com
На отбелку TCF приходится лишь 3 % мировых мощностей по беленой сульфатной целлюлозе.
“Total elemental chlorine-free (TCF) bleaching has a market share of only 3% and about 10% of the bleached kraft pulp is still bleached using chlorine or hypo chlorite.”
global · 2011 · minority but measured share or volume
weak (company, news, market research, other) ✓
www.nouryon.com
Около 10 % беленой сульфатной целлюлозы всё ещё отбеливается хлором или гипохлоритом.
“Total elemental chlorine-free (TCF) bleaching has a market share of only 3% and about 10% of the bleached kraft pulp is still bleached using chlorine or hypo chlorite.”
global · 2011 · minority but measured share or volume
weak (company, news, market research, other) ✓
www.nouryon.com

Литература 3

  1. Viikari L, Kantelinen A, Sundquist J, Linko M (1994). Xylanases in bleaching: from an idea to the industry. *FEMS Microbiology Reviews* 13: 335–350. VERIFIED DOI
  2. Bajpai P (2004). Biological bleaching of chemical pulps. *Critical Reviews in Biotechnology* 24: 1–58. VERIFIED DOI · цитирований 148
  3. Pokhrel D, Viraraghavan T (2004). Treatment of pulp and paper mill wastewater — a review. *Science of the Total Environment* 333: 37–58. VERIFIED DOI · цитирований 908

Подробно

Заменяет: отбелку элементарным хлором и гипохлоритом · Область: целлюлозно-бумажная промышленность · Доказательность: высокая

Химическая проблема#

Отбелка целлюлозы элементарным хлором образует хлорорганические соединения (AOX), включая диоксины и фураны, которые в 1980-х обнаружили в рыбе ниже по течению от комбинатов. В России Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат (работал в 1966–2013 гг.) сбрасывал стоки в озеро Байкал — объект Всемирного наследия ЮНЕСКО. Он стал символом промышленного загрязнения и был окончательно закрыт в 2013 г.; его шламонакопители по-прежнему требуют рекультивации.

Обзор продукта#

  1. Ксиланазная предотбелка (открыта в Финляндии в VTT; в промышленности с начала 1990-х): ферменты, разрушающие гемицеллюлозу, раскрывают структуру целлюлозы, и лигнин удаляется легче, что снижает потребность в хлорсодержащих реагентах примерно на 10–25 % (или повышает белизну при TCF). Используется на многих комбинатах мира.
  2. ECF-отбелка (без элементарного хлора) диоксидом хлора — мировой стандарт, резко снижающий диоксины.
  3. TCF (полностью без хлора): кислородная делигнификация, перекись водорода, озон. Распространена в Северной Европе и для чувствительных рынков.
  4. Биологическая очистка стоков (активный ил, аэрируемые пруды, анаэробные реакторы) для удаления ХПК и остаточных AOX.
  5. Лакказно-медиаторные системы (исследования/пилоты) для дальнейшей делигнификации.

Действующее вещество / состав#

Ксиланазы (эндо-1,4-β-ксиланазы из ферментации), кислород, перекись водорода, озон, диоксид хлора (в ECF).

Ключевые факты#

ПараметрЗначение
КлассПромышленные ферменты + кислородная химия
Экономия хлорсодержащих реагентовОколо 10–25 % с ксиланазой (зависит от комбината)
ДиоксиныECF/TCF: на современных комбинатах около или ниже предела обнаружения
РаспространениеECF/TCF преобладают в мировом производстве беленой химической целлюлозы

Преимущества#

  • Резкое снижение диоксинов и AOX.
  • Ниже затраты на реагенты (ксиланаза).
  • Доступ к рынку бумаги с экомаркировкой (FSC, экомаркировка ЕС, «Северный лебедь» требуют низких AOX).

Механизм действия#

Ксиланазы гидролизуют переосаждённый ксилан на поверхности волокон, улучшая доступ отбеливающих реагентов к остаточному лигнину. Кислород, перекись и озон окисляют лигнин без хлорирования.

Применение#

Тип комбинатаМера
Сульфатные (хвойная/лиственная древесина)Кислородная делигнификация + ксиланазная ступень + последовательность ECF или TCF
СульфитныеTCF с перекисью
ВсеБиологическая очистка стоков, замкнутые водооборотные циклы

Ограничения#

  • TCF для некоторых марок может давать меньшую белизну и прочность.
  • ECF всё же использует диоксид хлора (гораздо менее проблемный, чем Cl₂, но немного AOX образуется).
  • Ферментным ступеням нужен контроль pH и температуры.

Подтверждения вытеснения — D1: работает, внедрение не доказано#

Оценка (проверено вручную): Старый процесс вытеснен химией: ECF-отбелка (диоксидом хлора) — >80 % мировой беленой целлюлозы (CPI); доля ферментов не показана.

Найденные цифры (проверены по цитатам, но оценка выше объясняет, почему они не считаются доказательством вытеснения для этой замены):

  • вытеснение — Отбелка без элементарного хлора (ECF) стала основным методом отбелки целлюлозы и сейчас даёт более 80 % мирового производства беленой целлюлозы. (мир, наше время; отраслевая ассоциация: thecpi.org.uk)
  • вытеснение — В США к 2002 г. 90 % действующих комбинатов полностью перешли на ECF. (США, 2002; государственный или межгосударственный: epa.gov)
  • вытеснение — В Японии около 90 % беленой целлюлозы производится ECF-отбелкой. (Япония, 2012; рецензируемый: exa.ai)
  • вытеснение — В США на ECF-отбелку приходилось около 33 % производства беленой химической целлюлозы в 1994 г. и 57 % в 1998 г. (США, 1994–1998; слабый: eucalyptus.com.br)

Поставщики — реальные продукты и услуги (из индекса поставщиков)#

Ниже — действующие поставщики из индекса, в чьей собственной карточке (профиль / официальный сайт) указан этот продукт или услуга; отобраны 2026-09-28 по ключевым словам и проверены вручную по тексту карточки. Включение в список не является рекомендацией; подробности, подтверждения, контакты и статус — в карточке каждой компании.

КомпанияРегион · странаЧто показывает индексКарточка
BiotecnosЛатинская Америка · Чилисконструированные ферменты для отбелки целлюлозыкарточка
Varuna BiotechnologyАфрика/Ближний Восток · ОАЭксиланаза и лакказакарточка
XIKE EnzymesАзия · Китайксиланазакарточка
Contech Produtos BiodegradáveisЛатинская Америка · Бразилияспециальная химия для целлюлозно-бумажной промышленностикарточка

Сигналы государственного финансирования#

Государственные гранты на конкретную технологию — опережающий индикатор: государства финансируют то, что регуляторы хотят заменить и что близко к практическому внедрению. Поиск 2026-09-27 по базам: EU CORDIS (FP7, Horizon 2020, Horizon Europe), федеральные гранты США (USAspending: USDA NIFA/ARS/APHIS/Forest Service, EPA, DOE, NOAA, USAID; а также NSF и NIH), UK UKRI Gateway to Research, Австралийский исследовательский совет. Каждый грант ниже проверен вручную на релевантность. Китай, Бразилия и Индия рассмотрены в подразделе ниже (гранты, указанные в публикациях). Не охвачены: Россия (РНФ, ФСИ — недоступны из исследовательской среды) и национальные агентства вне этих баз. Суммы — вклад фонда по данным базы (US NIH/UKRI: на грант или финансовый год).

Сигнал: умеренный. 1 релевантный грант · всего около 3,3 млн евро · юрисдикции: ЕС.

Фонд / программаПроектВедущая организацияНачалоСуммаСсылка
Европейская комиссия — H2020 BBI-RIAWoodZymes: Extremozymes for wood based building blocks: From pulp mill to board and insulation productsAgencia Estatal Consejo Superior De Investiga (ES)20183 253 874 EURссылка

Китай, Бразилия, Индия — национальные исследовательские гранты, указанные в публикациях#

У китайских, бразильских и индийских фондов нет открытых баз грантов, доступных отсюда, поэтому здесь измеряется число научных статей с 2015 г., указывающих национальные государственные гранты, по номерам грантов, которые издатели передают в Crossref. Учитываются только статьи, в названии которых есть ключевые термины этой статьи (консервативная нижняя оценка; «100+» = окно поиска заполнено). Это показывает интенсивность финансирования исследований, а не бюджеты. Фонды: Китай — NSFC, National Key R&D Program, China Agriculture Research System; Бразилия — CNPq, CAPES, FAPESP, Embrapa, FAPEMIG; Индия — DBT, DST, ICAR, SERB, CSIR, BIRAC. Оценка по стране: сильный ≥50 статей · умеренный 10–49 · слабый 1–9.

СтранаПрофинансированных статей (2015–2026)СигналОсновные фонды (указания грантов)Пример: грант → профинансированная статья
Китай2слабыйNSFC (2)NSFC 22178273 → Synergistic improvement of bleachability for poplar chemi-thermomechanical pulp in weakly-alkaline… (2025) doi
Бразилия1слабыйCNPq (1), CAPES (1)CNPq 443953/2014-7 → Valorization of passion fruit peel by-product: Xylanase production and its potential as bleaching agent… (2018) doi
Индия6слабыйDBT (4), CSIR (1), ICAR (1)CSIR CSC-0131 → A logical and sustainable approach towards bamboo pulp bleaching using xylanase from Aspergillus nidulans (2018) doi

Научные данные#

  • Viikari L, Kantelinen A, Sundquist J, Linko M (1994). Xylanases in bleaching: from an idea to the industry. FEMS Microbiology Reviews 13: 335–350.
  • Bajpai P (2004). Biological bleaching of chemical pulps. Critical Reviews in Biotechnology 24: 1–58.
  • Pokhrel D, Viraraghavan T (2004). Treatment of pulp and paper mill wastewater — a review. Science of the Total Environment 333: 37–58.

Ценность для биоэкономики#

Ферменты и кислородная химия делают отрасль лесного волокна чище — это центральная часть лесной биоэкономики, актуальная для российских целлюлозных комбинатов вблизи чувствительных водоёмов.

Технологии