moderntextile
عضو جدید
- 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.[34]
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
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.[26]
در عملیات بایوپخت پنبه با پکتیناز قلیایی، در غلظتهای مختلف اولیه آنزیم، محصول تخریبی به سرعت در فازهای اولیه افزایش یافته و سپس با مرور زمان یکنواخت میگردد. این نکته نشان میدهد که ماکزیمم نرخ تخریبی به کار رفته و نرخ شروع تخریب، تناسبی با غلظت اولیه آنزیم نداشته و این مطلب نشان میدهد که استفاده از آنزیم اضافهتر در ایجاد نرخ تخریبی شروع بالاتر غیر اقتصادی است
اخیراً نشان داده شده است که عملیات آنزیمی سلولاز قبل از فرآيند پخت قلیایی، حذف و تخریب ناخالصیها را افزایش میدهد. زمانیکه عملیات سلولاز و پخت قلیایی پیدرپی باشد سفیدی پارچه بطور چشمگیری بهبود مییابد. عملیات مقدماتی سلولاز، همچنین کاهش مصرف هیدروژن پراکسید را در مرحله سفیدگری شیمیایی پیدرپی سبب میگردد.
در تحقیقی که در سال 1998 انجام شد، نتایج نشان داد که آنزیم پکتیناز در پخت پارچه پنبهای، زمانیکه اندکی حلال آلی و سطح فعال در سیستم وجود داشته باشد، توانایی بالاتری داشته، هر چند که برخی مشکلات از قبیل ضروریات عملیات طولانی و غلظت بالای آنزیم تاکنون غیر قابل حل مانده است
[1] Chemical Oxygen Demand
[2] Biological Oxygen Demand
[3] Galante
[4] Ossala
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.[34]
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
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.[26]
در عملیات بایوپخت پنبه با پکتیناز قلیایی، در غلظتهای مختلف اولیه آنزیم، محصول تخریبی به سرعت در فازهای اولیه افزایش یافته و سپس با مرور زمان یکنواخت میگردد. این نکته نشان میدهد که ماکزیمم نرخ تخریبی به کار رفته و نرخ شروع تخریب، تناسبی با غلظت اولیه آنزیم نداشته و این مطلب نشان میدهد که استفاده از آنزیم اضافهتر در ایجاد نرخ تخریبی شروع بالاتر غیر اقتصادی است
اخیراً نشان داده شده است که عملیات آنزیمی سلولاز قبل از فرآيند پخت قلیایی، حذف و تخریب ناخالصیها را افزایش میدهد. زمانیکه عملیات سلولاز و پخت قلیایی پیدرپی باشد سفیدی پارچه بطور چشمگیری بهبود مییابد. عملیات مقدماتی سلولاز، همچنین کاهش مصرف هیدروژن پراکسید را در مرحله سفیدگری شیمیایی پیدرپی سبب میگردد.
در تحقیقی که در سال 1998 انجام شد، نتایج نشان داد که آنزیم پکتیناز در پخت پارچه پنبهای، زمانیکه اندکی حلال آلی و سطح فعال در سیستم وجود داشته باشد، توانایی بالاتری داشته، هر چند که برخی مشکلات از قبیل ضروریات عملیات طولانی و غلظت بالای آنزیم تاکنون غیر قابل حل مانده است
[1] Chemical Oxygen Demand
[2] Biological Oxygen Demand
[3] Galante
[4] Ossala
