下载文档原格式
酶在棉织物的前处理中的应用及探讨摘要：在环境污染和社会化生产之间的矛盾日益严重的今天，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。
随着国家环保标准的日趋严格，企业对清洁生产的认识逐步增强，节能环保的新技术、新工艺、新设备的推广应用将是大势所趋。
生物酶制剂，作为一种节能减排、对环境友好的助剂，正在纺织印染加工中扮演着越来越重要的角色。
文章主要对生物酶的性质和特点，酶退浆的原理和工艺，酶煮练的原理和工艺，以及过氧化氢酶的漂白进行了研究及探讨，并对酶的发展前景进行了分析。
关键词：生物酶棉织物退浆煮练漂白1．前言织物前处理是染整生产过程中的基础工序，它对稳定提高后道工序(染色、印花、后整理)的产品质量，起着重要作用,尤其是纯棉织物的前处理工艺，其加工目的，是要去除织物上的天然杂质和在纺织过程中附加的浆料、助剂及玷污物，包括去除化纤织物上的各种油剂及助剂，使织物具有良好的润湿性，均匀的白度、较好的清洁外观、光泽、手感和稳定的尺寸、强力，还要满足近年来客户及消费者对产品色差、色牢度、色泽鲜艳度、纯正度、实物外观、缩水率、手感及生态环境等方面越来越高的要求，这更显示出其重要性。
再由于染整前处理工序的能耗在总能耗中占有较大比例，据报导其能耗约为染整过程总能耗的70%以上(耗水量占60%以上)。
同时前处理工序产生的污水对环境污染影响极大，其污染程度也要占到70%以上，因此，染整前处理工序的重要性是不言而喻的。
纯棉织物的前处理生产工艺，传统上一直采用高温强碱的化学方法，这种工艺消耗大量能源，并产生大量对环境有害的物质。
在环境污染和社会化生产之间的矛盾日益严重的今天，绿色染整加工已成为纺织业可持续发展的基础。
为此，国际上早在20世纪90年代初就研究采用生物酶技术进行纯棉织物的前处理工艺，以取代传统的高温强碱工艺，我国近几年也开始采用这一新工艺。
棉织物生物酶前处理是有利于环保的新兴技术。
在棉织物的退浆、煮练、漂白工序都有应用酶的研究，其优点是有利于生物降解、低温节能和手感柔软，但与常规棉织物的前处理相比，还存在加工成本高等问题。
生物酶在棉针织物前处理加工中的应用研究的开题报告1.选题背景及意义棉纤维是一种常见的纺织原料，棉针织物具有柔软、透气、吸湿性好等特点，因而受到广泛的应用。
但是，在棉针织物的加工过程中，通常会需要进行前处理，以达到去除污渍、增强柔软度等目的。
传统的前处理方法，如碱洗、碱石脑处理等，会对环境造成污染，同时也可能对棉纤维和织物的质量造成影响。
因此，研究一种新的、环境友好的前处理方法非常有必要。
生物酶是一种具有高度选择性和效率的生物催化剂，可在温和的条件下对特定的基质进行分解和转化。
在棉纤维前处理中，生物酶可以用于去除棉种子中的天然胶质、去除污渍、提高柔软度等方面。
因此，研究生物酶在棉针织物前处理中的应用对于优化棉纤维加工工艺，提高棉针织物的品质有着重要的意义。
2.研究目的与内容本研究的目的是探究生物酶在棉针织物前处理中的应用，以及其对棉针织物品质的影响。
具体内容包括：（1）选择适宜的生物酶种类，确定处理条件；（2）对采用生物酶前处理和传统前处理方案的棉针织物进行对比研究，评价生物酶前处理的效果；（3）探究生物酶前处理后棉针织物品质的变化，包括柔软度、透气性、吸湿性等性能。
3.研究方法与技术路线（1）选择合适的生物酶种类。
通过查阅文献并进行实验筛选，确定适合棉针织物前处理的生物酶种类。
（2）处理条件的优化。
通过改变生物酶的质量浓度、处理时间和温度等条件，优化前处理工艺。
（3）前处理效果的评价。
通过棉针织物质量变化、表面形貌、柔软度、透气性和吸湿性等方面对前处理方案的效果进行评价。
（4）棉针织物品质的测定。
通过力学测试仪、显微镜等对棉针织物的柔软度、透气性和吸湿性等进行定量化测定。
4.预期研究成果及创新性通过本次研究，预期可以得到以下方面的成果：（1）探究生物酶在棉针织物前处理中的应用，确定可行的处理条件；（2）评价生物酶前处理在棉针织物前处理中的效果，探讨其与传统前处理方案在棉针织物品质方面的区别；（3）测定棉针织物品质的变化，为棉针织品的生产和应用提供参考。
生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响的开题报告一、研究背景和意义棉织物作为常见的纺织品，广泛应用于衣服、家居纺织品、床上用品等方面。
为了提高棉织物的美观度、手感和耐久性等综合性能，通常需要进行涂料染色处理。
然而，棉织物的表面结构较为复杂，容易有残留物、油脂等污染物，而这些污染物会影响涂料染色效果，难以达到预期效果。
因此，在对棉织物进行涂料染色之前，通常需要进行生物酶前处理。
这种处理方式可以有效地降低表面残留物和油脂等物质的含量，从而提高棉织物的染色效果，增强其耐久性和色牢度等性能。
因此，研究生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响，具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容和目标本研究旨在通过实验探究生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响。
具体研究内容包括：1.选择适宜的生物酶进行预处理；2.探究生物酶前处理对棉织物表面污染物的去除效果；3.对经过生物酶前处理和未经处理的棉织物进行涂料染色实验；4.对染色后的棉织物进行色牢度和耐久性测试；5.分析生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响机制。
三、研究方法和技术路线本研究采用以下方法和技术路线：1.样品制备：选取常见的棉织物作为研究对象，对棉织物进行预处理，掌握预处理条件的技巧；2.实验设计：按照不同的生物酶前处理方式和条件，分别进行生物酶前处理和未经处理的棉织物涂料染色实验，并采用相关仪器设备进行数据采集；3.数据统计和分析：采用统计学方法对实验数据进行处理，分析生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响机制；4.结果展示：将研究结果通过图表和文字呈现出来，撰写研究论文和口头报告。
四、预计研究成果本研究旨在探究生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响，预期研究成果为：1.确定适宜的生物酶前处理方式和条件；2.探究生物酶前处理对棉织物表面污染物的去除效果；3.展示生物酶前处理对棉织物涂料染色效果的影响机制；4.提出优化棉织物涂料染色过程的建议和措施。
五、研究意义本研究对于提高棉织物涂料染色效果，增强棉织物耐久性和色牢度等性能具有一定的实践意义。
棉织物生物酶前处理工艺研究奉先波;贺江平【摘要】针对棉织物传统前处理工艺污染大、能耗高、制约印染行业发展等问题,研究了采用退浆酶和精练酶的"退浆、精练两浴两步法,一浴一步法"处理工艺.结果表明与传统工艺相比,棉织物使用生物酶退浆、精练前处理,其强力损伤小,手感好;且工艺条件柔和,污染小,能耗少.【期刊名称】《纺织科技进展》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】5页(P45-49)【关键词】棉织物;生物酶;前处理工艺;效果【作者】奉先波;贺江平【作者单位】西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048;西安工程大学纺织与材料学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TS190.5棉织物精练通常是在长时间高温强碱条件下进行的，不仅织物损伤大，且耗能、耗时、耗水，污染排放大严重制约了印染行业的发展。
因此绿色染整加工越来越表现出其重要性［1］。
近年来利用酶的高效、专一、温和性对棉织物进行前处理［2］，其节能、高效、无毒、无污染的优点引起人们极大关注。
本文用高浓退浆酶、精练酶DM-8654对棉织物进行前处理，较为系统地研究了其处理工艺。
1 试验部分1.1 材料和仪器织物：淀粉上浆棉织物；材料：苏宏牌高浓退浆酶（诺维信生物技术有限公司）；DM-8654（广东德美精细化工股份有限公司）。
仪器：可见分光光度仪722型（上海精密科学仪器有限公司）；X-Rite color i7型爱色丽测色仪（上海嘉恩科技有限公司）；电子强力机（南通宏大实验仪器有限公司）；pH计。
1.2 试验方法1.2.1 酶退浆处方及工艺高浓退浆酶／g·L-1 a渗透剂JFC／g·L-1 2醋酸、碳酸钠调节pH值 X退浆温度／℃ T退浆时间／min t浴比1∶50采用单因素法按照处方配制工作液，用醋酸和碳酸钠调节不同pH值。
将淀粉上浆的棉坯布浸入退浆液中并升温至T℃，不断搅拌保温处理t min，取出织物，充分洗涤。
1.2.2 酶煮练处方及工艺DM-8654精练酶／g·L-1 b渗透剂JFC／g·L-1 2醋酸、碳酸钠调节pH值 X煮练温度／℃ T煮练时间／min t浴比1∶50采用单因素法按照处方配制工作液，用醋酸和碳酸钠调节不同pH值。
将已用高浓退浆酶退浆过的棉织物浸入工作液中并升温至T℃，不断搅拌保温处理t min，取出织物，充分洗涤。
1.2.3 酶退煮一浴一步法处方及工艺高浓退浆酶／g·L-1 aDM-8654精练酶／g·L-1 b渗透剂JFC／g·L-1 3醋酸、碳酸钠调节pH值 X退煮温度／℃ T退煮时间／min t浴比1∶50采用正交试验法按照处方配制工作液，用醋酸和碳酸钠调节不同pH值。
将用淀粉上浆的棉织物浸入工作液中升温至T℃，不断搅拌保温处理t min，取出织物，充分洗涤。
1.2.4 漂白处方及工艺30%双氧水／g·L-1 15氧漂稳定剂（硅酸钠）／g·L-1 2氢氧化钠调节pH值 10.5～11.0渗透剂JFC／g·L-1 2漂白温度／℃ 90漂白时间／min 60浴比1∶50按处方配置工作液并水浴加热至90℃，投入已退煮过的棉织物保温浸漂处理60min，取出织物充分洗涤。
如需同浴漂白，退煮后直接加入试剂按工艺条件处理。
1.2.5 棉织物传统退煮漂一浴一步法处方及工艺氢氧化钠／g·L-1 1030%双氧水／g·L-1 10双氧水稳定剂／g·L-1 3高效精炼剂／g·L-1 2温度／℃ 85时间／min 60浴比1∶50按照处方配制工作液，将用淀粉上浆的棉织物浸入工作液中并升温至85℃，不断搅拌保温处理60 min，取出织物充分洗涤。
1.3 测试方法（1）退浆率采用高氯酸法［3］，先绘制工作曲线，再测定退浆率。
（2）毛细效应用LCK-800纺织品毛细效应测试仪测定，毛效越好，织物润湿性越好。
（3）失重率称重处理前后的织物都须事先在标准气候箱中平衡2h。
（4）织物断裂强力织物断裂强力的测定按国际标准GB／T 3923-1997《纺织品织物拉伸性能第1部分：断裂强力和断裂伸长的测定条样法》进行。
（5）织物白度白度测试按照DSBD-1数字白度仪操作规程进行测试。
2 结果与讨论2.1 退浆酶的退浆工艺2.1.1 温度对退浆率的影响以a=1g／L，pH=6，t=40min为定量，温度分别为20、30、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90 ℃的条件下进行退浆处理。
在每个温度下做未加退浆酶及酶先经85、100℃处理10min后的对照试验。
温度与退浆率的关系曲线如图1所示。
图1 温度对退浆酶退浆率的影响从图1可看出，退浆酶在较低温度时就有明显作用。
随着温度升高，未加退浆酶的对照组退浆率增加较快，最终与酶退浆的退浆率相近，这可能是因为该坯布上浆所用淀粉浆料以可溶性直链淀粉为主之故。
退浆酶经过85℃处理10min后，仍具有很强的活性；在100℃的高温下处理10min，活性下降较大。
用该退浆酶处理织物其处理温度在60～70℃时，退浆率已达90%以上，且温度高于70℃时退浆率增加缓慢。
考虑到节能、高效等因素，本试验酶退浆温度选为65℃。
2.1.2 其他工艺条件对退浆率的影响先以a=1g／L，T=65℃，t=40min为定量，在pH 值分别为3、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、10的条件下进行退浆处理，以退浆率为选择指标确定最佳pH值。
按此方法依次确定酶处理浓度和处理时间。
退浆酶浓度变量分别为0、0.05、0.1、0.2、0.5、0.75、1、1.25、1.5、2、2.5、3g／L。
处理时间变量分别为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、70min。
处理结果见图2～4。
图4 处理时间对退浆酶退浆率的影响从图2可看出，pH值对酶的退浆率影响较大，pH值在6～7之间时退浆率达到最大值。
酶属于蛋白质对酸碱较为敏感，在过酸或过碱条件下该退浆酶的活性都会下降，甚至丧失；在中性条件下其活性较好，可以获得最佳加工效果。
因此pH值选在6～7之间为好，此处选为6.5。
从图3可看出，酶用量在低浓度时随着浓度的增加退浆率上升显著，当酶浓度在0.75g／L时退浆率达到90%以上，之后曲线上升缓慢并趋近平滑。
考虑实际生产等因素，本试验退浆酶的用量选为1g／L。
当处理温度、处理液pH值、退浆酶浓度都已确定时，处理时间与退浆率的关系如图4所示。
在保证较高的退浆率前提下，处理时间越短经济效益越高，此处退浆酶退浆时间选为45min。
2.2 精练酶的精练工艺按照煮练配方配制处理液，先以b=1.5g／L，T=60℃，t=60min为定量，在pH 值分别为3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、10 的条件下进行精练处理，综合考虑毛效、失重率等因素确定最佳pH值。
按此方法再依次确定精练酶浓度、处理温度和处理时间。
精练酶浓度变量分别为0、0.05、0.1、0.2、0.5、0.75、1、1.25、1.5、2、2.5、3g／L；处理温度变量分别为20、30、40、45、50、55、60、65、70、75、80、90 ℃；处理时间变量分别为20、30、35、40、45、50、55、60、70、80 min。
其测试结果见图5-8。
从图5可看出，在整个pH值域内失重率有两个峰值。
纤维素大分子是由葡萄糖剩基以苷键连接而成，苷键在较酸性的条件下易发生断键，酸性越强，断键越剧烈。
一些纤维絮非晶区较大氢离子可及度高，能被水解掉更多的苷键，在外力作用下脱离纱线，从而引起织物失重率增加；但由于果胶、蜡质等物质去除得少，此时织物的毛效并不高。
当处理液pH值为7～8时，失重率较高，毛效较大。
此处pH值选为7。
从图6可看出，当酶的浓度不高时随着酶浓度的增加，织物的失重率和毛效迅速提高。
酶浓度很低时酶与底物的有效接触面积较少，在有限的时间内酶只与部分底物作用；但随着酶浓度的增加，酶与底物一开始就得到较为充分的接触，作用效果明显。
当酶的浓度超过2g／L后，织物失重率和毛效的增加都较为缓慢。
因此选择精练酶浓度为2g／L。
从图7可看出，随温度升高失重率和毛效都增高，在60℃之后两者又较为同步地呈下降趋势。
本试验温度选为60℃。
在处理液pH值、酶浓度、处理温度已定情况下，根据图8曲线所示的处理时间与失重率和毛效的关系，选择处理时间为50min。
2.3 酶退浆精练一浴一步法工艺由上述研究可知，高浓退浆酶与DM-8654精练酶在相同的一段pH值区间和温度区间内都有着较高活性，因此将两种酶复配同时发挥作用应是有可能的。
采用L25（56）正交试验研究退浆酶浓度、DM-8654精练酶浓度、pH值、处理温度、处理时间对退煮一浴一步法效果的影响，并确定最佳工艺条件。
试验结果见表1，数据分析见表2和表3。
从表2、表3可看出，pH值对毛效和失重率的影响都最为显著，在所研究的pH值范围内表现出同增同减一致性。
生物酶是一种具有活性的蛋白质，只有在适合的酸碱范围内蛋白质的活性才能表现出来。
当工作液pH值为7时，毛效和失重率都达到最大值，前处理效果明显，故pH值定为7。
本正交试验棉织物前处理后表现出的失重主要源于淀粉浆料、果胶、蜡质等物质的去除。
相对于果胶等物质淀粉浆料在织物上的含量要多得多，因此退浆酶对淀粉浆料的去除情况很大程度上决定失重率的大小。
从表3也可看出退浆酶浓度是影响失重率的第二个重要因素，符合前述分析。
当退浆酶浓度高于1.25g／L时，毛效基本保持平衡，失重率增幅不大，故退浆酶浓度选为1.25g／L。
DM-8654精练酶是一种复配酶，以去除果胶等物质为主。
果胶与蜡质是附生的，果胶去除后蜡质也会松动，在表面活性剂的作用下经机械洗涤而去除，从而提高织物的润湿性。
当精练酶浓度为2g／L时，毛效达到较高水平，继续增大酶用量效果提升并不显著，故浓度宜选为2g／L。
结合能耗、效果和效率等因素，本试验温度选为70℃，时间选为60min。
表1 正交试验结果编号退浆酶浓度／g·L-1精练酶浓度／g·L-1 pH值温度／℃时间／min毛效／cm失重率／%1 0.5 0.5 5 40 30 9.3 3.71 2 0.5 1 6 50 40 10.8 4.06 3 0.5 1.5 7 60 50 11.7 4.26 4 0.5 2 8 70 60 11.3 4.14 5 0.5 2.5 9 80 70 9.9 3.85 6 0.75 0.5 6 60 60 10.5 4.23 7 0.75 1 7 70 70 12.2 4.27 8 0.75 1.5 8 80 30 10.5 4.19 9 0.75 2 9 40 40 9.9 3.91 10 0.75 2.5 5 50 50 11.1 4.21 111 0.5 7 80 40 10.4 4.25 12 1 1 8 40 50 10.3 4.10 13 1 1.5 9 50 60 9.8 3.96 14 1 25 60 70 11.6 4.29 15 1 2.5 6 70 30 12.6 4.47 16 1.25 0.58 50 70 10.24.20 17 1.25 1 9 60 30 9.4 3.95 18 1.25 1.5 5 70 40 11.6 4.28 19 1.25 2 6 80 50 12.1 4.35 20 1.25 2.5 7 40 60 12.2 4.30 21 1.5 0.5 9 70 50 9.7 3.95 22 1.5 1 5 80 60 11.2 4.25 23 1.5 1.5 6 40 70 11.5 4.28 24 1.5 2 7 50 30 11.9 4.3525 1.5 2.5 8 60 40 11.3 4.26表2 正交试验数据分析Ⅰ指标水平均值退浆酶浓度果胶酶浓度 pH值温度时间毛效／cm 1 均值1 10.600 10.020 10.960 10.640 10.740 2 均值2 10.840 10.780 11.500 10.760 10.800 3 均值3 10.940 11.020 11.680 10.900 10.980 4 均值4 11.100 11.360 10.720 11.480 11.000 5 均值5 11.120 11.420 9.740 10.820 11.080极差 0.520 1.400 1.940 0.840 0.340表3 正交试验数据分析Ⅱ指标水平均值退浆酶浓度果胶酶浓度 pH值温度时间失重率／%1 均值1 4.004 4.068 4.148 4.060 4.134 2 均值2 4.126 4.1264.278 4.156 4.152 3 均值3 4.214 4.194 4.286 4.198 4.174 4 均值4 4.2164.208 4.178 4.222 4.176 5 均值5 4.218 4.218 3.924 4.178 4.178极差 0.214 0.150 0.362 0.162 0.0442.4 棉织物不同前处理工艺效果对比表4 不同前处理工艺处理效果比较注：工艺1＃为传统退煮漂一浴一步法；工艺2＃为酶退煮漂一浴两步法（退煮一步，漂白一步）；工艺3＃为传统退煮漂三浴三步法［3］；工艺4＃为酶退煮漂三浴三步法。
