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摘要:作为一种具有催化功能的高分子物质,酶的应用可以产生良好的提升生产效率效果。就我国的纺织加工领域而言,酶的应用已经取得了诸多成果。本文从酶的概念入手,对酶及其在纺织加工中的应用进行分析和研究。
关键词:酶;纺织加工;应用
前言:从本质角度来讲,除了少数DNA分子与RNA分子酶之外,大多数酶都属于蛋白质。在实际的化学反应过程中,酶的加入可以将化学反应的基础反应速率提升至几十倍、几百倍甚至更多。作为人口大国,我国的纺织加工行业十分发达,酶研究的不断深入为我国纺织加工行业的发展带来了新的生机。
一、酶
(一)酶的概念
从本质角度来讲,酶属于一种具有一定生物催化功能的高分子物质。生物酶的专一催化特点、高催化率特点是由自身的复杂性结构引发的[1]。
(二)酶的催化作用机理
在化学反应过程中,酶的催化作用机理为:第一,与底物之间产生作用形成由酶、底物构成的复合物。第二,通过生化作用产生底物、生物酶的过度态络合物;第三,生物酶与所生成物质之间发生分离反应,将最初的生物酶和生成物释放出来。在化学反应前后,酶的性质与质量不会产生变化。
(三)固定与改性
就纺织加工过程而言,生物酶产生的催化作用会受到多种外部因素的影响。为了保证酶在纺织加工中的应用应用,可以通过改性、固定的方式,将可对纺织加工各个环节产生催化功能的酶固定在相关载体上,进而解决外部影响因素对酶催化过程产生的干扰[2]。
二、酶在纺织加工中的应用
这里主要从以下几方面入手,对酶在纺织加工中的应用进行分析:
(一)退浆方面
退浆是纺织加工中的重要环节之一。在我国以往的纺织加工退浆过程中,纺织产品加工企业通常会利用氧化剂、碱等物质作为退浆剂。结合实际退浆效果可知,该环节很容易出现织物强力受损问题。某纺织加工企业中应用的退浆机设备如图1所示。
为了改善这种状况,人们开始将脂肪酶与淀粉酶以一定的比例混合在一起,对内部存在动物脂的棉织物进行退浆处理[3]。加工成果表明,这两种生物酶的应用在帮助防止企业实现退浆目的的同时,还有效解决了传统退浆过程中的污染问题和织物强力下降问题。
(二)煮练方面
在我国的纺织加工行业中,煮练是最早应用酶的环节之一。结合我国纺织煮练阶段应用酶的发展历程可知,人们最初利用纤维素酶进行生物煮练操作。相对于未应用酶之间的煮练加工而言,纤维素酶的应用显著提高了织物的吸水性和湿润性。与此同时,,织物在煮练过程中产生了较为明显的重量损失。基于上述情况,学者们开始致力于其他类型酶的研究。碱性果胶酶的应用使得织物内部的果胶质快速溶解,同时快速促进织物初生胞壁基质内聚半乳糖醛酸盐在酶的催化作用下产生水解。相对于传统碱煮的煮练模式和纤维素酶煮练模式而言,碱性果胶酶在改善织物吸水性、湿润性的同时,还有效解决了纤维素酶煮练过程中的显著重量损失问题。
(三)染色方面
与煮练过程相同,最初被应用在染色过程中的生物酶为纤维素酶。应用结果表明,纤维素酶的应用虽然改善了织物的染色效率,但其在织物染率方面产生了负面影响。对此,新的染色酶——水解蛋白质的丝氨酸蛋白酶开始被应用在纺织企业的染色过程中。这种蛋白酶在低温染色方面具有明显的优势。与传统100摄氏度、140分钟的染色过程相比,向织物中加入这种蛋白酶之后,其在85摄氏度、70分钟之后即可获得相同的上染率、染色牢度效果[4]。除此之外,这种蛋白酶的应用可以将织物的耐光牢度增加至无酶染色状态的1.5级水平。
(四)漂白方面
就纺织加工过程的漂白环节而言,常见的酶漂白方法主要包含以下几种:第一,淀粉转化漂白法。这种酶漂白方法是指,葡萄糖氧化酶、葡萄糖淀粉酶会将加入织物中的淀粉转化成葡萄糖,由葡萄糖生成过氧化氢,过氧化氢的间接氧化作用会对织物产生良好的漂白效果。与传统的织物漂白方法相比,这种生物酶法作用下,织物的白度效果相对较差,但这种漂白方法对织物产生的损伤相对较小。第二,直接漂白法。这种漂白方法可以利用虫漆酶、过氧化酶完成,其漂白原理为:破坏织物中的天然素,进而产生漂白作用。
(五)整理方面
将弱酸性纤维素生物酶应用在Tencel类纤维中进行整理,可以将纤维上的原纤茸毛全部去除,并使得织物材料产生桃皮绒效果。此外,生物酶在羊毛防毡缩处理、牛仔布砂洗处理中的应用也可以获得良好的效果。
结论:结合我国纺织加工现状可知,织物纺织加工的退浆环节、煮练环节、漂白环节等都实现了生物酶的应用。与传统的无酶加工过程相比,生物酶的应用有效遏制了纺织加工过程产生了污染问题,同时显著提高了各个加工环节的生产效率。
参考文献:
[1]吕晶,陈水林.酶及其在纺织加工中的应用[J].纺织学报,2002,02:155-157.
[2]王震宙,黄绍华.山药中的功能保健成分及其在食品加工中的应用[J].食品工业,2004,04:51-52.
[3]张红印,吴祖兴,张一鸣,李琰.天然防腐剂及其在食品加工中的应用[J].冷饮与速冻食品工业,2001,03:20-21.
[4]肖红艳,陈衍夏,施亦东,史元元.金属离子掺杂改性纳米TiO_2及其在纺织生态加工中的应用[J].纺织科技进展,2007,05:14-16.