在染整工業(yè)中,酶最早主要應(yīng)用于棉織物退漿和蠶絲的脫膠,而今人們發(fā)現(xiàn)利用生物酶處理紡織品不僅能使服用性能得到改善和提高,而且有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。應(yīng)用生物酶處理紡織品的工藝屬于綠色生產(chǎn)工藝,很有發(fā)展前景。
1、生物酶的結(jié)構(gòu)和特性
生物酶是具有催化功能的蛋白質(zhì)。象其他蛋白質(zhì)一樣的酶分子由氨基酸長鏈組成。其中一部分鏈成螺旋狀,一部分成折疊的薄片結(jié)構(gòu),而這兩部分由不折疊的氨基酸鏈連接起來,從而使整個(gè)酶分子成為特定的三維結(jié)構(gòu)。
生物酶是從生物體中產(chǎn)生的,它具有特殊的催化功能。它與一般催化劑相比具有如下特點(diǎn)[1]:1)催化效率高。酶的催化效率是一般無機(jī)催化劑的103～106倍。2)專一性強(qiáng)。一般催化劑對(duì)底物專一性比較差,而酶對(duì)底物有嚴(yán)格的選擇性(某一種酶往往只能對(duì)某一類物質(zhì)起催化作用)。3)反應(yīng)條件溫和。酶催化反應(yīng)不象一般催化劑需要高溫、高壓、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等劇烈條件,而可在較溫和的常溫、常壓下進(jìn)行。4)具有調(diào)節(jié)能力。許多酶的催化活性可受到多種調(diào)節(jié)機(jī)制的靈活調(diào)節(jié)。
酶的種類很多,不同的酶最適合作用的條件也各異。影響酶催化活性的因素很多,如酶的濃度、底物濃度、反應(yīng)溫度、pH值、時(shí)間等。要想使生物酶更好地應(yīng)用在染整工業(yè)中,就需要堅(jiān)持不懈的研究開發(fā)和實(shí)踐。
2、生物酶在染整工業(yè)中的開發(fā)與應(yīng)用
2.1、酶退漿
2.1.1、淀粉酶退漿
用淀粉酶對(duì)含有淀粉的棉織物退漿是生物酶最早應(yīng)用于染整前處理加工的工藝。棉織物采用堿退漿對(duì)淀粉漿的退除率較低,采用氧化劑或酸退漿如果工藝條件控制不當(dāng)又會(huì)使織物強(qiáng)力受到嚴(yán)重?fù)p傷。而采用能分解淀粉漿的淀粉酶,在較溫和的溫度和pH值條件下,使淀粉轉(zhuǎn)變成溶解狀態(tài),不但退漿率高,而且對(duì)棉織物無損傷,產(chǎn)品手感柔軟。因此棉織物采用酶退漿是人們一直公認(rèn)的理想退漿工藝。過去因淀粉酶成本較堿高得多,再加上它對(duì)其他漿料無去除作用,限制了它的應(yīng)用。隨著生物技術(shù)的發(fā)展,淀粉酶的價(jià)格不斷降低,因此,該工藝又重新引起人們的重視。
2.1.2、脂肪酶輔助退漿
采用脂肪酶輔助退漿工藝國外也有報(bào)道[2]。在傳統(tǒng)上漿工藝中,淀粉和以動(dòng)植物為基礎(chǔ)的潤滑劑(甘油三酸脂)常被用作上漿組分。這主要是由于它們是可以不斷供應(yīng)的天然原料,容易買到,價(jià)格相當(dāng)便宜。采用傳統(tǒng)的退漿/精練工藝,只有低于10%的動(dòng)植物被皂化。而以甘油三酸脂為主的潤滑劑幾乎能全部被脂肪酶水解。因此,對(duì)于用淀粉/動(dòng)植物混合漿料上漿的織物,可以采用淀粉酶和脂肪酶的混合退漿劑退漿。
退漿采用軋堆法,工藝條件為脂肪酶濃度5000LU/kg棉,淀粉酶濃度25NAU/kg棉pH值為7,溫度75℃,2h,浴比1∶1,退漿率為98%。
退漿采用高溫短蒸法:脂肪酶濃度100LU/kg棉,淀粉酶濃度50NAU/kg棉,pH為7,溫度90℃以上,時(shí)間5min,浴比1∶20,退漿率90%以上。
采用上述工藝退漿均勻性好,織物手感柔軟,可減輕環(huán)境污染和精煉負(fù)擔(dān)。若采用90℃以上短蒸處理,還可縮短退漿時(shí)間。
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