بايوپختBioscouring
پارچه يا نخ پنبه¬اي قبل از اينکه رنگرزي شود، چندين فرآيند را در کارخانه نساجي سپري مي¬کند. يکي از مهمترين فرآيندها، پخت مي¬باشد که سبب حذف جزيي يا کامل ترکيبات غير سلولزي و ناخالصي¬هايي مانند روغنهاي ماشين مي-گردد.
پنبه خام حاوي حدود 10% مواد غيرسلولزي (واکس، پکتين، پروتئين، پلي ساکاريد غير سلولزي غيرآلي، ناخالصي ليگنين، مواد رنگي و غيره) كه با توجه به شرايط کشت و برداشت اين مقدار متفاوت است.
ويژگي هيدروفوبي ليف پنبه¬اي اساساً به دليل خصوصيات کوتيکل است. پکتين يکي از ترکيبات غيرسلولزي ليف پنبه است که اساساً در کوتيکل ديواره اوليه قرار دارد. پکتين همانند شبکه¬اي عمل مي¬کند که مولکولهاي هيدروفوب کوچکتر در کوتيکل مانند واکس را در خود حبس مي¬کند. ويژگي هيدروفوبي اين لايه بايستي طي توليد پارچه پنبه¬اي براي دستيابي به فرآيندهاي تکميلي مؤثرتر حذف گردد.
عمليات پخت، به پارچه خواص نفوذپذيري و رطوبت پذيري بالايي مي¬دهد تا بتواند به خوبي سفيدگري يا رنگرزي شود. امروزه مواد شيميايي قليايي نظير هيدروکسيد سديم در پخت استفاده مي¬شود. اين مواد شيميايي علاوه بر اينكه مواد ناخالصي را حذف مي¬کنند و به سلولز نيز حمله مي¬کنند و سبب کاهش استحکام و افت وزن پارچه مي¬گردند. علاوه بر اين باعث ايجاد فاضلاب با محتوي نمک COD و BOD مي¬گردند.
اخيراً، فرآيند پخت آنزيمي تحت عنوان بايوپخت در فرآيندهاي مرطوب نساجي استفاده شده که ترکيبات ناخالصي غيرسلولزي از پنبه را به صورت جزئي يا کامل حذف مي¬کند. پس از اين عمليات بايوپخت، پنبه داراي ساختار سلولزي دست نخورده با افت وزن و استحکام اندکي مي¬باشد و پارچه داراي خصوصيات مرطوب شوندگي و نفوذپذيري بهتري مي-گردد و فرآيند سفيدگري بعدي آسان¬تر و جذب رنگ بهتر مي¬شود.
پخت آنزيمي پنبه به عنوان بايوپخت با مقدمات آماده¬سازي زيستي شناخته شده و ادعاي سازگاري با محيط زيست بيشتري نسبت به پخت قليايي داغ در آماده سازي پنبه¬اي دارد. با اين وجود چندين نوع آنزيم از قبيل پکتيناز، سلولاز، پروتئاز، ليپاز و زايلاناز در اين زمينه مطالعه شده است. پکتيناز تاثير بيشتر و مناسب¬تري در بايوپخت پنبه¬اي داشته است. مکانيسم پخت پکتيناز، تخريب و حذف پکتين گزارش شده است که سبب آزادسازي واکس و سهولت در حذف با سطح فعال و تلاطم مکانيکي مي¬گردد. اين عمل موجب مي¬شود که پنبه آبدوستي بهتري را بدون تغيير در فرم ليف را کسب کند.
در بايوپخت مي¬توان همزمان از آنزيم پکتيناز براي تخريب مواد پکتيني، پروتئاز براي تخريب پروتئين، ليپاز براي حذف چربي، استفاده کرد. اين آنزيم¬ها بر ساختار سلولز اثر نداشته و در نتيجه صدمه¬اي به ليف سلولز وارد نمي¬کنند.
در تحقيقي عنوان شده که مي¬توان فرآيند پخت و سفيدگري پنبه را در يک مرحله انجام داد که طي آن ابتدا حمام را بهPH:8 رسانده و از آنزيم پکتيناز قليايي در غلظت معين استفاده کرده و سپس تتراسديم¬پيرو¬فسفات به منظور بهبود عمليات اضافه شده و از پراستيک¬اسيد به عنوان عامل سفيدگري استفاده گرديد که نتايج حاصله مطلوب بود
آنزيمهاي مختلفي از قبيل Pectinesterase (EC.3.1.1.11) مي¬توانند پکتين را تخريب کنند. اين آنزيمها باند متيل استر گالاکترونيک اسيد را هيدروليز مي¬کنند و پکتين با گروه¬هاي کربوکسيل آزاد را ايجاد مي¬کنند. پلي گالاکتروناز (EC.3.2.1.15) آنزيمي از طبقه هيدرولاز است که هيدروليز اتصال آلفا- 4،1، گالاکترونيک اسيد را تسريع مي¬بخشد
فرآيند جديدBiopretreatment به دليل کاهش مصرف آبکشي در مقايسه با فرآيندهاي تجاري از اهميت خاصي برخوردار شده است. اين يک مزيت ويژه¬اي است، زيرا آب داغ مرحله آبکشي را کاهش داده، بعبارتي ميزان قابل توجهي در انرژي صرفه¬جويي مي¬کند.عدم تخريب ساختار سلولزي، عدم افت وزن و استحکام و کاهش آب مصرفي در حدود 25% ، همچنين منسوج نرمتر از مزيت¬هاي پخت آنزيمي است.
در عمليات بايوپخت پنبه با پکتيناز قليايي، در غلظت¬هاي مختلف اوليه آنزيم، محصول تخريبي به سرعت در فازهاي اوليه افزايش يافته و سپس با مرور زمان يکنواخت مي¬گردد. اين نکته نشان مي¬دهد که ماکزيمم نرخ تخريبي به کار رفته و نرخ شروع تخريب، تناسبي با غلظت اوليه آنزيم نداشته و اين مطلب نشان مي¬دهد که استفاده از آنزيم اضافه¬تر در ايجاد نرخ تخريبي شروع بالاتر غير اقتصادي است
اخيراً نشان داده شده است که عمليات آنزيمي سلولاز قبل از فرآيند پخت قليايي، حذف و تخريب ناخالصي¬ها را افزايش مي-دهد. زمانيکه عمليات سلولاز و پخت قليايي پي¬در¬پي باشد سفيدي پارچه بطور چشمگيري بهبود مي¬يابد. عمليات مقدماتي سلولاز، همچنين کاهش مصرف هيدروژن پراکسيد را در مرحله سفيدگري شيميايي پي¬در¬پي سبب مي¬گردد.
در تحقيقي که در سال 1998 انجام شد، نتايج نشان داد که آنزيم پکتيناز در پخت پارچه پنبه¬اي، زمانيکه اندکي حلال آلي و سطح فعال در سيستم وجود داشته باشد، توانايي بالاتري داشته، هر چند که برخي مشکلات از قبيل ضروريات عمليات طولاني و غلظت بالاي آنزيم تاکنون غير قابل حل مانده است.
منبع: http://power.smsm.ir/خ