纺织生物技术论文 作业

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纺织生物技术作业

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酶在棉织物精练工艺中的应用

摘要棉织物中含有许多天然杂质，包括果胶、蛋白质、油蜡、灰分、棉籽壳等，在退浆后需要进行精练以除去这些杂质，然而传统的碱精炼工艺需要消耗大量的水和能源，排放的废水COD、BOD值相当高，对环境造成严重污染，因此在此提出环境友好型的酶精练工艺。用于棉织物精练的酶主要有果胶酶，纤维素酶，蛋白酶以及复合酶，本文将主要阐述这些酶在精练中的作用机理、条件以及产生的效果，对近年来生物酶精练方面的研究成果经行综合分析，以期全面反映该领域的研究情况并对将来生物酶精练技术的研究及发展提供参考。 关键词棉织物 酶 精练 应用

Application of Enzymes in Scouring of Cotton Fabrics

AbstractCotton fabric contains many natural impurities, including pectin, protein, waxy substance,ash, cottonseed hulls.These impurities need to be removed by scouring after desizing. The traditional scouring process, however, requires large amounts of water and energy and the COD, BOD value is quite high in the waste water.The traditional scouring process causes serious pollution, so eco-friendlyscouring process of enzyme is described here.Pectinase, cellulase, protease and complex enzyme are usually used inthe process ofcotton fabric scouring using enzyme .This article will be mainly on the mechanism ,conditions and effect of action of these enzymes in the scouring process.Andcomprehensive analysis of results in the respect of bio-scouring in the recent years will be also stated in order to fully reflect the research in this field and provide references for the research and development ofenzyme-scoured technology in the future.

传统的棉织物精炼工艺不仅消耗了大量水资源，同时也对环境造成了严重污染，而生物酶精练工艺具有生态、环保、高效等优点，已成为将来精练工艺发展方向之一，生物酶替代烧碱的棉织物酶精练工艺近些年来一直是国内外研究的热点，酶精练的设想最早见诸于几个专利报道[1, 2]。20世纪九十年代初期，德国、日本等国家已经开始对酶在棉织物精练中的应用进行了相关研究，而丹麦Novozymes公司在1999 年和2003 年先后推出了商品化的棉精练专用碱性果胶酶，进一步促进了此领域的发展。本文则会详细介绍用于棉织物精练的果胶酶、纤维素酶、蛋白酶以及复合酶的作用效果、原理及相关研究。

1．果胶酶精练

目前，用于棉织物精练的果胶酶有酸性果胶酶A 和碱性果胶酶B两种，但两类酶精练效果的区别及影响因素还不清楚。果胶酶精练具有作用条件温和、耗水量少、排放废水的有机污染物低、对棉纤维损伤小等优点[3]，是一种节能降耗、无污染的纺织清洁生产工艺。各国研究者相继考察了果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、脂肪酶及其复合酶等对棉织物的精练效果。研究结果表明：果胶酶是酶精练加工较为理想的酶制剂[4]。

酸性果胶酶A 的最适PH值为3 ~ 5最适温度为30 一60℃；碱性果胶酶B的最适PH值为7一

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9，最适温度为40一60℃。在各自的最适条件下，碱性果胶酶B对果胶的去除率远远大于酸性果胶酶A，其原因：(1) 碱性条件有利于果胶物质的去除；(2) 碱性果胶酶B 分子质量小, 有利于提高果胶酶分子通过液体界面层向纤维表面扩散的速率和进入纤维内部；(3) 其对棉纤维果胶物质的专一性强。碱性果胶酶B 在较低用量(0.025% 左右)、短时间(30 min左右) 的果胶去除率即可以达到生产要求，因此生物酶精练应以碱性果胶酶B为主，以其他助剂为辅进行，这样有利于提高精练效果，降低生产成本[5]。

酸性果胶酶因在酸性条件下起作用，对棉纤维有一定损伤，且最适温度普遍不高，总体来看效果不及传统工艺，未见有工业化应用报导，因此在酶精练中不具应用前景。

1998 年丹麦Novozymes公司的科学家成功地分离出用于棉精练的碱性果胶酶，商品名为Bioprep 3000L，2003 年又推出基因改性微生物 Bacillus 的深层发酵产品—碱性果胶裂解酶Scourzyme L。其推荐工艺为果胶酶精练——高温乳化萃取，精练机理为：果胶质位于蜡质与纤维之间，类似于“胶水”，将蜡质粘合在纤维上，先用果胶酶将果胶质去除后，蜡质被释放出来，并在随后的含乳化剂、螯合剂的高温处理浴中经乳化去除[6]。

Waddell对棉针织物的碱性果胶酶精练工艺进行了详细论述[7]。Takagishi等设计了一套连续式棉织物酶精练设备（包括酶活在线检测装置），由针刺装置、酶处理浴、J形堆布箱、湿摩擦装置和水洗装置组成。Lenting等研究了连续式精练加工中的影响因素，认为表面活性剂在酶精练中起到重要作用，精练的关键在于水洗时有效去除果胶酶降解果胶导致的与纤维结合变得不牢固的表皮层杂质。

根据国内印染企业的实际情况，开发、应用酶精练专用设备目前尚不现实，酶精练加工必须适应现有生产设备，才有实现工业化应用的可能。

2.纤维素酶精练

酶精练早期研究中，Robner首先考察了多种纤维素酶的精练效果，认为纤维素酶在所用各种酶中去除棉上杂质效果最好[8]。Li 等提出了纤维素酶精练机理[9]：纤维素酶液首先通过表皮层的裂纹或微孔穿过表皮层，到达初生胞壁，初生胞壁 …… 此处隐藏：4789字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……