پخت زيست محيطي يا بايو پخت چيست و چه مزيتهايي دارد؟

moderntextile

عضو جدید
- :heart:بایوپختBioscouring
پارچه یا نخ پنبه­ای قبل از اینکه رنگرزی شود، چندین فرآیند را در کارخانه نساجی سپری می­کند. یکی از مهمترین فرآيندها، پخت می­باشد که سبب حذف جزیی یا کامل ترکیبات غیر سلولزی و ناخالصی­هایی مانند روغنهای ماشین می­گردد
پنبه خام حاوی حدود 10% مواد غیرسلولزی (واکس، پکتین، پروتئین، پلی ساکارید غیر سلولزی غیرآلی، ناخالصی لیگنین، مواد رنگی و غیره) كه با توجه به شرایط کشت و برداشت اين مقدار متفاوت است
ویژگی هیدروفوبی لیف پنبه­ای اساساً به دلیل خصوصیات کوتیکل است. پکتین یکی از ترکیبات غیرسلولزی لیف پنبه است که اساساً در کوتیکل دیواره اولیه قرار دارد. پکتین همانند شبکه­ای عمل می­کند که مولکولهای هیدروفوب کوچکتر در کوتیکل مانند واکس را در خود حبس می­کند. ویژگی هیدروفوبی این لایه بایستی طی تولید پارچه پنبه­ای برای دستیابی به فرآيندهای تکمیلی مؤثرتر حذف گردد
عملیات پخت، به پارچه خواص نفوذپذیری و رطوبت پذیری بالایی می­دهد تا بتواند به خوبی سفیدگری یا رنگرزی شود. امروزه مواد شیمیایی قلیایی نظیر هیدروکسید سدیم در پخت استفاده می­شود. این مواد شیمیایی علاوه بر اينكه مواد ناخالصی را حذف می­کنند و به سلولز نیز حمله می­کنند و سبب کاهش استحکام و افت وزن پارچه می­گردند. علاوه بر این باعث ايجاد فاضلاب با محتوی نمک [1]CODو BOD[2]می­گردند
اخیراً، فرآيند پخت آنزیمی تحت عنوان بایوپخت در فرآيندهای مرطوب نساجی استفاده شده که ترکیبات ناخالصی غیرسلولزی از پنبه را به صورت جزئی یا کامل حذف می­کند. پس از این عملیات بایوپخت، پنبه دارای ساختار سلولزی دست نخورده با افت وزن و استحکام اندکی می­باشد و پارچه دارای خصوصیات مرطوب شوندگی و نفوذپذیری بهتری می­گردد و فرآیند سفیدگری بعدی آسان­تر و جذب رنگ بهتر می­شود
پخت آنزیمی پنبه به عنوان بایوپخت با مقدمات آماده­سازی زیستی شناخته شده و ادعای سازگاری با محیط زیست بیشتری نسبت به پخت قلیایی داغ در آماده سازی پنبه­ای دارد. با این وجود چندین نوع آنزیم از قبیل پکتیناز، سلولاز، پروتئاز، لیپاز و زایلاناز در این زمینه مطالعه شده است. پکتیناز تاثیر بیشتر و مناسب­تری در بایوپخت پنبه­ای داشته است. مکانیسم پخت پکتیناز، تخریب و حذف پکتین گزارش شده است که سبب آزادسازی واکس و سهولت در حذف با سطح فعال و تلاطم مکانیکی می­گردد. این عمل موجب می­شود که پنبه آبدوستی بهتری را بدون تغییر در فرم لیف را کسب کند.
در بایوپخت می­توان همزمان از آنزیم پکتیناز برای تخریب مواد پکتینی، پروتئاز برای تخریب پروتئین، لیپاز برای حذف چربی، استفاده کرد. این آنزیم­ها بر ساختار سلولز اثر نداشته و در نتیجه صدمه­ای به لیف سلولز وارد نمی­کنند
در تحقیقی عنوان شده که می­توان فرآیند پخت و سفیدگری پنبه را در یک مرحله انجام داد که طی آن ابتدا حمام را بهPH:8 رسانده و از آنزیم پکتیناز قلیایی در غلظت معین استفاده کرده و سپس تتراسدیم­پیرو­فسفات به منظور بهبود عملیات اضافه شده و از پراستیک­اسید به عنوان عامل سفیدگری استفاده گردید که نتایج حاصله مطلوب بود
آنزیمهای مختلفی از قبیل Pectinesterase (EC.3.1.1.11) می­توانند پکتین را تخریب کنند. این آنزیمها باند متیل استر گالاکترونیک اسید را هیدرولیز می­کنند و پکتین با گروه­های کربوکسیل آزاد را ایجاد می­کنند. پلی گالاکتروناز (EC.3.2.1.15) آنزیمی از طبقه هیدرولاز است که هیدرولیز اتصال آلفا- 4،1، گالاکترونیک اسید را تسریع می­بخشد
در مطالعات و تحقیقات نشان داده شده است که EDTA،فعالیت آنزیم­های تجاری از قبیل زایلاناز و پکتیناز را در بایوپخت پنبه افزایش می­دهد و به تسریع تخریب و حذف ناخالصی­ها کمک می­کند. نتایج نشان داده شده که به کار بردن EDTA در هر مقداری با اساس فعالیت آنزیم تداخل ندارد.
فرآیند جدیدBiopretreatment به دلیل کاهش مصرف آبکشی در مقایسه با فرآيندهای تجاری از اهمیت خاصی برخوردار شده است. این یک مزیت ویژه­ای است، زیرا آب داغ مرحله آبکشی را کاهش داده، بعبارتی میزان قابل توجهی در انرژی صرفه­جویی می­کند.عدم تخریب ساختار سلولزی، عدم افت وزن و استحکام و کاهش آب مصرفی در حدود 25% ، همچنین منسوج نرمتر از مزیت­های پخت آنزیمی است

[1] Chemical Oxygen Demand

[2] Biological Oxygen Demand

[3] Galante

[4] Ossala
 

M.Deylamian

مدیر بازنشسته
کاربرد آنزیم ها درآماده سازی گیاهی :

سلولاز ها برای نرم کردن الیاف گیاهی نظیر کتان و کنف و رامی به کار می روند .این آنزیم ها علاوه بر اینکه خواص مکانیکی پارچه ی این الیاف را بهبود می بخشند و باعث افزایش انعطاف پذیری پارچه و حفظ مقاومت کششی آن می شوند فرایند های صنعتی آن را هم آسان می سازند .عمل آوری کنف با مخلوط سلولاز ها و زایلانز ها (xylanas) قبل از سفیدگری با پر اکسید باعث بهبود قابل توجه در شفافیت الیاف شده و پر اکسید لازم برای سفیدگری را کاهش میدهد.
 

moderntextile

عضو جدید
استخراج الیاف Fiber Extraction
در زمینه گیاهان لیفی شکل و الیاف ساقه­ای، آنزیم نقش اساسی را در صمغ­زدایی و بهبود یکنواختی ظرافت و نرمی الیاف ایفا می­کند. این روش، تاثیر بسزایی در رقابت بیشتر الیاف ساقه­ای با الیاف طبیعی و بشر ساخت دارد. آنزیمها در رتینگ الیاف ساقه­ای به خوبی تکمیل کالاهای نساجی به کار می­روند. در روشهای رتینگ گرم و سرد متداول، باکتریهایی از قبیلBacillusamylobactor, Bacillusfelsineum, Bacilluscomesiirossi سبب تخمیر پکتین و صمغ­زدایی لیف می­شوند.[4]
در الیاف ساقه­ای، الیاف توسط پکتین و لیگنین به صورت دسته­ای به هم چسبیده و متصل می­باشند. آنزیم پکتیناز با تخریب ساختار پکتینی، سبب آزاد سازی الیاف و ایجاد الیاف ظریفتر عاری از ناخالصی­های غیرسلولزی می­گردد. امروزه تحقیقات وسیعی در زمینه رتینگ آنزیمی الیاف ساقه­ای از قبیل کتان ، شاهدانه، جوت و... صورت گرفته که در آن از آنزیمهای بر پایه پکتیناز (هیدرولیز پکتین)، همی­سلولاز و سلولاز استفاده شده است.[4]










شکل3-4: تصویر كلي از اتصالات داخلی دیواره اولیه سلول[58]
 

moderntextile

عضو جدید
صمغ­زدایی ابریشم Silk Degumming
صمغ­زدایی، فرآيند کلیدی حذف کامل سرسین و ایجاد الیاف ابریشمی با براقیت معمول، زیردست نرم و افتایش مطلوب می­باشد. فرآيندهای صنعتی بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت فیبروئین و سرسین متمرکز شده است. فیبروئین؛ به دلیل ساختار آرایش یافته بالا و بلوری لیفی شکل؛ نامحلول در آب بوده درحالیکه سرسین به آسانی در محلول آبی جوشان شامل صابون، قلیا، دترجنت مصنوعی یا اسید­آلی حل می­گردد.[56]
مکانیسم حذف سرسین در صمغ­زدایی شیمیایی، ترکیب اثرات مختلفی از قبیل دیسپرسیون / محلول بودن و هیدرولیز شدن پلی پیپتید سرسین­های مختلف است.
با استفاده از ترکیبات قلیایی و بدون تخریب هیدرولیزی الیاف، کنترل پارامترهای دما، زمان، PHبه منظور حذف موثرتر سرسین ضروری است. تخریب لیف، اغلب در افت خصوصیات فیزیکی، ظاهری لیف مانند، ظاهر مات، فیبریله شدن سطح، زیردست بد، افت استحکام و جذب نایکنواخت رنگینه­های رنگرزی و چاپ ظاهر می­شود. [56]
در سالهای اخیر، مطالعات مختلفی به منظور حذف سرسین با آنزیمهای هیدرولیز کننده پروتئین صورت گرفته است. چندین آنزیم پروتئاز قلیایی، اسیدی و خنثی به عنوان عوامل صمغ­زدا روی نخ ابریشمی به کار رفته است. آنزیم پروتئاز قلیایی در حذف کامل و یکنواخت سرسین، حفظ خصوصیات استحکام، بهبود صافی سطح، زیردست و جلای ابریشم عملکرد بهتری نسبت به پروتئاز اسیدی و خنثی داشته است. ترکیب آنزیم های لیپاز و پروتئاز، منجر به حذف واکس و صمغ­زدایی موثرتر همراه با اثرات مثبتی بر قابلیت خیسی الیاف ابریشم داشته است.[56]
صمغ­زدایی آنزیمی پارچه ابریشمی نسبت به صمغ­زدایی قلیایی و صابونی دارای مزیت درجه سفیدی سطحی بالا بوده اما سختی خمشی و برشی بالاتر، حالت پري بودن پايين­تر و نرمی زیردست کمتری دارد، این خصوصیات به دلیل باقی ماندن سرسین در نقطه یا محل اتصال نخ تار و پود می­باشد. برای غلبه بر این مشکل و افزایش کارایی فرآيند آنزیمی، کاربرد نوسانات مکانیکی (فراصوتی) در حمام صمغ­زدایی آنزیمی پیشنهاد شده است.
صمغ­زدایی استاندارد در محلول قلیایی حاوی 10g/l صابون Marsellie ، 1 g/l کربنات سدیم، دمای 98 درجه و مدت زمان 1 ساعت می­باشد.
در صمغ­زدایی آنزیمی، لیف ابریشمی به وزن 1 گرم در 20 میلی ليتر محلول بافری (نسبت مایع به کالا 200:1) شامل مقادیر مختلفی از آنزیم عمل می­شود. PHو دما، مطابق فعالیت آنزیم تعیین می­گردد. صمغ­زدایی، تحت زمان معین و در حمام تحت همزن با سرعت ملایم صورت می­گیرد. فعالیت آنزیم پروتئاز در دمای 85 درجه سانتیگراد و مدت زمان 10 دقیقه غیر فعال می­شود. در انتهای عملیات، پارچه با آب مقطر آبکشی شده و در دمای اتاق خشک می­گردد. ارزیابی صمغ­زدایی موثر با کاهش وزن پارچه تعیین می­گردد.
روشن است که می­توان سرسین را تنها با آب حذف کرد اما به منظور صمغ زدایی کامل دمای بالا (دمایی در حدود 120-110 درجه سانتیگراد تحت فشار) مورد نیازمند است.[56]
 
Similar threads
Thread starter عنوان تالار پاسخ ها تاریخ
moderntextile پخت زيست محيطي يا بايو پخت چيست و چه مزيتهايي دارد؟ مهندسی نساجی 0

Similar threads

بالا