生物酶在棉針織物前處理加工中的應(yīng)用研究.pdf

1、傳統(tǒng)印染前處理鹽堿用量大、能耗高、并排放大量水污染物，會對環(huán)境造成很大的危害。生物酶技術(shù)因其具有高效、節(jié)能、節(jié)約原材料等特點，有望取代傳統(tǒng)前處理工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。本研究針對棉針織物前處理過程，開展了生物酶前處理的應(yīng)用研究，為此技術(shù)在棉印染行業(yè)的推廣應(yīng)用提供理論和技術(shù)支持，從而推動棉印染行業(yè)內(nèi)的清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排。
　　 本文首先通過對果膠酶、纖維素酶、脂肪酶和蛋白酶這四類9種酶的酶活測試，研究了溫度、pH等對各類酶酶活的

2、影響，確定各單酶的最適使用條件，并以果膠去除率、毛效、強力損失作為表征織物精練效果指標(biāo)，探討了各單酶及復(fù)配酶的精練效果，試驗表明堿性果膠酶BioPrep3000L的精練效果遠遠優(yōu)于酸性果膠酶PL-300，其中加入適量的纖維素酶963能提高堿性果膠酶的精練效果，而添加脂肪酶、蛋白酶對堿性果膠酶BioPrep3000L的精練效果沒有改善甚至產(chǎn)生了負(fù)面影響。因此，復(fù)合酶制劑應(yīng)以堿性果膠酶為主，纖維素酶為輔。此外，通過響應(yīng)面(Response

3、SurfaceMethodology，RSM)分析法優(yōu)化了生物酶前處理工藝條件，研究表明：pH在8-9之間時，隨pH的變化，果膠去除率只有輕微的波動；處理溫度在55℃-65℃之間時，隨著溫度的上升，果膠去除率逐漸降低，確定復(fù)合酶精練最適溫度是55℃；果膠去除率隨著處理時間的延長及酶用量的增加而顯著提高。利用軟件Minitab15進行響應(yīng)優(yōu)化并分析各因素對果膠去除率的貢獻，結(jié)合成本以及生產(chǎn)要求，推薦工藝為pH8.5(1/15 M NaOH

4、/NaH2PO4)，溫度55℃，處理時間35 min，堿性果膠酶0.03％(o.w.f)，纖維素酶0.1 g/L，JFC0.2g/L，浴比1：20為最優(yōu)工藝條件，經(jīng)過試驗驗證果膠平均去除率為75.0％，取得較理想的精練效果。
　　 其次，研究了滲透劑、螯合劑及離子強度等對生物酶精練效果的影響，研究結(jié)果表明：滲透劑在生物酶精練中必不可少，且非離子表面活性劑(JFC)相對于離子表面活性劑有更好的效果;螯合劑(EDTA)有助于生物酶精

5、練，當(dāng)用量為0.05 mmol/g底物時效果最佳；離子強度(K2HPO4用量)的增加有利于果膠的去除。在研究果膠去除率隨酶用量及處理時間的變化關(guān)系時，發(fā)現(xiàn)函數(shù)y=axb能夠擬合果膠去除率隨處理時間變化的規(guī)律。復(fù)合酶用量、K2HPO4(緩沖鹽)用量及處理時間是影響精練效果的三個主要因素，通過對這三個因素的正交試驗及方差分析，確定最佳應(yīng)用工藝條件為：堿性果膠酶BioPrep3000L，0.05％(o.w.f)；纖維素酶963，0.1 g/L

6、；K2HPO42g/L，處理時間30 min；pH值在8-9之間；溫度55℃。該工藝果膠去除率可以達到75％。
　　 最后，通過中試研究，比較了生物酶處理工藝與傳統(tǒng)堿處理的精練效果，并對此工藝的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益進行分析。結(jié)果表明生物酶前處理織物的毛效、白度、果膠去除率及染色性能與傳統(tǒng)堿處理工藝相當(dāng)，但織物失重率及強力損失明顯降低，排水量只有傳統(tǒng)堿處理工藝的50％，且廢水可生化性提高(BOD5/CODcr值提高了14.7％)，C