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前处理
生产技术棉织物复合生物酶前处理工艺
佚名
2015/7/28
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生产技术棉织物复合生物酶前处理工艺

摘要:采用淀粉酶2000L,纤维素酶CR和果胶酶L进行复配,利用其协同作用对棉织物进行前处理。探讨了复合酶的应用工艺和协同效果,优化后的复合酶前处理工艺为:淀粉酶2000L1.5g/L,纤维素酶0.8g/L,果胶酶1.0g/L,pH7.0,处理温度55℃,时间60min,浴比1∶20。复合酶前处理能够达到较理想的前处理效果,退浆率为94.3%,毛效为9.3cm/30min

关键词:前处理;生物酶;棉织物

Cotton pretreatm entwith composite enzym e

HOU Ai-qin1,XIE Kong-liang1,ZHANG Jun-feng2,GAO Bing-sheng2,1.

Abstract:Suhong Desizym e2000L,CellusoftCR and Scourzym e L were used in cotton pretreatm ent.The interactions of thesagents were investigated during the application.The optmi ized combined enzym e pretreatm entprocess was Suhong Desizym2000L1.5g/L,CellusoftCR0.8g/L,Scourzym e L1.0g/L.The desizing percentage of the treated fabricwas about94.3%,anthe capillary value was9.3cm per30m in.

Key words:pretreatm ent;biologicalenzym e;cotton fabric

0前言

生物酶前处理能显著改善棉织物的外观和手感,其作用条件温和,对织物损伤小,能够取代高污染性的化学药剂,减少污染,节能节水。织物经淀粉酶退浆处理后,手感丰满柔软,有光泽[1];果胶酶能够有效去除果胶质以及其上附着的蜡质,提高棉织物的吸水性和手感[2];纤维素酶能去除纤维表面的绒毛,提高织物表面光洁度和柔软性,同时也有利于淀粉酶进一步渗透和作用,也有利于棉籽壳的去除[3,4]

试验优选有代表性的淀粉酶2000L、纤维素酶CR和果胶酶L,研究其生物相容性和协同效应,优化了复合酶退浆、精练处理工艺。

1试验

1.1材料、试剂及设备织物纯棉斜纹机织坯布24.3tex×24.3tex377/10cm×251/10cm,上纯淀粉浆(郑州国棉四厂)

生物酶淀粉酶2000L,纤维素酶CR,果胶酶L(诺维信企业)。设备电热恒温水浴锅(上海跃进医疗器械厂)ZBWO4091毛效测试仪(上海罗众研究所),H10K-S臂万能材料试验机(美国TiniusOlsen企业),Elmedorf撕裂试验机(美国Thwing-Albert企业),Color-E7000A电子测色配色仪(美国GretagMacbeth企业)

1.2单一前处理工艺

酶处理工艺(浸渍法)80℃热水预处理5min酶处理温度55℃,时间60min,pH7.0,浴比1∶20JFC用量0.5g/L。水洗工艺90℃热水洗1,冷水洗3,洗涤序保持一致。

1.3复合酶处理工艺

复合酶用量2000L1.5g/L,纤维素酶0.8g/L果胶酶1.0g/L。酶处理工艺80℃热水预处理5min;酶处理度60℃,时间60min,浴比1∶20,JFC用量0.5g/L水洗工艺90℃热水洗1,冷水洗3,洗涤序保持一致。

1.4测试方法

退浆率使用高氯酸-分光光度计法测定。

果胶含量参照文献[4],采用DNS显色分光光计法测定。

白度用Color-Eye7000A电子测色配色仪测(测正面4,取平均值)

断裂强力按照GB/T3923.1—1997《纺织品织物拉伸性能第1部分:断裂强力和断裂伸长率的测定》标准,H10K-S双臂万能材料试验机测定。

毛效按照FZ/T01071—1999《纺织品毛细效应测试方法》标准,使用毛效测试仪测定。

失重率将织物于105℃烘箱中烘至恒重,置于干燥器中冷却至室温后,取出称重。失重率按式(1)计算:

棉籽壳数在坯布上,以黑色水笔画边长为10cm的正方形,数出前处理前后棉籽壳数量的变化。

2结果与讨论

2.1生物酶复配用量的确定

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2.1.1淀粉酶2000L用量的确定

改变淀粉酶2000L用量分别为0,0.1,0.2,0.5,1.0,1.52.0g/L,其它工艺条件见1.2,淀粉酶2000L用量对退浆率的影响,见图1

由图1可以看出,淀粉酶2000L用量较低时,随着酶用量增加,退浆率显著提高;达到0.5g/L之后,继续增加酶用量,退浆率提高不明显。因此,淀粉酶2000L复配的初步用量定为0.5g/L

2.1.2纤维素酶用量的确定

纤维素酶能有效去除纤维表面绒毛,提高织物表面光洁度和柔软性,增加织物的悬垂性[3]。试验中,淀粉酶2000L用量0.5g/L,纤维素酶CR用量分别为0,0.2,0.5,0.8,1.0,1.52.0g/L,其它工艺条件见1.2。鉴于纤维素酶的降解作用,测试纤维素酶用量对织物断裂强力、退浆率以及毛效的影响,结果见表1

由表1,纤维素酶用量大于0.8g/L,棉织物强力损伤较大,因此其复配用量不宜超过0.8g/L。纤维素酶用量对退浆效果影响不大,其用量大于1.5g/L,退浆率略有升高。纤维素酶用量在0.8~1.0g/L,毛效比较理想;再增加纤维素酶用量,毛效提高缓。因此纤维素酶复配用量初步选择为0.8g/L

2.1.3果胶酶用量的确定

淀粉酶2000L0.5g/L,果胶酶L用量分别为00.2,0.5,0.8,1.0,1.52.0g/L,果胶酶用量对织物果胶含量和退浆率的影响见表2

从表2可知,果胶酶用量小于1.0g/L,棉织中果胶含量随果胶酶用量的增加显著降低;继续提果胶酶用量,织物上果胶含量的降低趋势变缓。增加果胶酶用量,退浆率明显下降,表明果胶酶淀粉酶2000L复配使用时对淀粉酶有抑制作用。综考虑,果胶酶复配用量初步选定为1.0g/L

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2.1.4纤维素酶、果胶酶和淀粉酶的协同作用

研究纤维素酶和果胶酶存在时,不同用量淀粉2000L对退浆率的影响。处理工艺为:纤维素酶C0.8g/L,果胶酶L1.0g/L,其它条件同上。淀粉2000L用量对退浆率的影响见图2

由图2可知,淀粉酶2000L用量在0.5~1.5g/,随着酶用量增加,退浆率快速提高。淀粉酶2000用量在1.5g/L,退浆率可以达到95%以上,表明种酶在该处理体系中具有明显的协同作用。综合考虑,复配酶用量定为:淀粉酶20001.5g/L,纤维素酶0.8g/L,果胶酶1.0g/L

2.2复合酶工艺条件优化

2.2.1复合酶处理温度对处理效果的影响

采用上述复合酶,分别在温度40,50,55,60,7080℃下处理棉织物60min,pH7.0,浴比1∶20,JFC0.5g/L,结果见表3

3,处理温度为55℃,失重率、退浆率、白度和毛效等均达到了较理想的水平,棉籽壳数也有所减少,断裂强力无明显降低。再继续升温,除毛效外,各指标无明显变化。考虑节能因素,较理想的酶处理温度为55~60℃

2.2.2复合酶处理时间对处理效果的影响

在温度为55℃条件下,采用复合酶分别处理30,40,50,60,7080min。处理效果见表4

从表4可见,增加处理时间,失重率、退浆率、白度和毛效均显著提高,只有棉籽壳处理效果不明显。处理时间达到60min,各指标均较理想;再延长处理时间,处理效果提高不明显。故确定处理时间为60min

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2.2.3复合酶工艺pH值对处理效果的影响

在处理温度为55℃,处理时间60min的条件下,改变pH,前处理效果见表5

从表5可以看出,复合酶处理液pH值对处理效果有较大影响。pH值为58,棉织物的失重率、退浆率以及白度指标均不及中性条件。因此,复合酶理pH值以7.0为宜。

2.2.4浴比对复合酶处理效果的影响

分别采用浴比1∶10,1∶15,1∶20,1∶251∶3对织物进行处理,其影响见表6

由表6可以看出,浴比为1∶10~1∶25,毛效着浴比的增大而提高。但浴比增大,酶用量也会提高同时会增加废水的处理负荷。综合分析各项指标和本因素,确定适宜的处理浴比为1∶10~1∶20

2.3优化的复合酶工艺

优化的复合酶处理工艺为:淀粉酶20001.5g/L,纤维素酶CR0.8g/L,果胶酶L1.0g/L,理温度55℃,时间60min,pH7.0,浴比1∶20,JF 0.5g/L。其前处理效果见表7

从表7可以看出,采用复合酶处理棉织物的各指标,完全可以达到前处理酶退浆的要求,且对强力响不大。

3结论

(1)淀粉酶2000L,纤维素酶CR,果胶酶L复配具有明显的协同作用。

(2)棉织物复合酶优化前处理工艺为:淀粉2000L1.5g/L,纤维素酶CR0.8g/L,果胶酶1.0g/L,棉织物在80℃热水中预处理5min,然后pH7.0,温度55℃,浴比1∶20,JFC用量0.5g/L条件下处理时间60min。处理棉织物的退浆率94.3%,毛效为9.3cm/30min

参考文献:

[1]赵海军,刘志军,王佩军,.液体宽温淀粉酶在前处理中的应[J].印染,2003,29(08):12-14.

[2]Wang Q,Fan X R,Hua Z Z.Degradation kinetics of pectins by an alkaline pectinase in bioscouring of cotton fabrics[J].Carbohydra Polymers,2007(67):572-575.

[3]陈颖.生物酶在染整加工中的应用()[J].印染,2003,2(12):37-40.

[4]王强,范雪荣.生物酶在棉织物精练加工中的应用[J].纺织报,2006,27(8):113-116.


              

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