諾維信紡織與廢水處理
-1.介紹-
1.果膠及其對纖維素纖維織物質量的影響
（1）胚布/紗的組成
棉纖維的組成在生長的過程中是不斷變化的，成熟棉纖維的主體部分是纖維素，此外還含有一定量的共生物或者伴生物。在棉胚布或者胚紗中，各種物質的比例大約為：80-90%纖維素、0-15%漿料、0.5-5%果膠質、0.4-2%蠟狀物質、0.7-2%蛋白質、0.5-2%灰份、0.2-1.5%其它雜質。
（2）果膠及其對織物質量的影響
棉纖維或者麻纖維都是纖維素纖維，含有大量的天然雜質，它們主要存在於初生胞壁的最表麵，通過果膠質主鏈和支鏈的粘合，形成以果膠質為骨架的龐大的疏水性網狀層。果膠一般是指果膠類物質，以原果膠、果膠、果膠酸的形態存在，是細胞壁的一種組成成分，它們伴隨纖維素而存在，構成相鄰細胞中間層粘結物，使植物組織細胞緊緊黏結在一起。果膠質在植物的細胞組織中起著“粘合”作用,在棉纖維的初生胞壁中,果膠質含量約占9%,而麻纖維則更高。果膠本質上是一種線形的多糖聚合物，含有數百至約1000個脫水半乳糖醛酸殘基，其相應的平均相對分子質量為50000~150000。
如果不去除果膠質及其粘合的伴生雜質，會妨礙染料由纖維表麵向內部擴散，織物的色澤和潤濕性會受到一定的影響，不利於後續的染色、印花等加工。此外，果膠物質的存在對染品的染色牢度也有不良的影響，所以在染色前要除去這些果膠.
2.纖維素纖維織物的煮練
染色或者印花加工前需要通過前處理將胚布/胚紗中的漿料、棉籽殼、礦物質、果膠等雜質去除，使布麵幹淨、白度和吸濕性符合染整加工的需求。梭織胚布中的漿料、部分雜質可在退漿過程中去除，而果膠，蠟質以及部分退漿工序未去除的漿料等，需要在煮練工序去除，結合漂白處理，使織物達到染色或者印花的要求。對針織物而言，由於不需要上漿，其前處理主要是為去除果膠和蠟質、油劑的煮練及為了提高織物白度的漂白工序。
在前處理的各工序中，果膠和蠟質等天然雜質，主要在煮練（也叫精練）過程中去除。煮練後，布麵變得更加幹淨，親水性提高，白度增加，手感更加柔軟。現在普遍采用高溫強堿的傳統煮練工藝，一般來說，在堿性高溫條件下，基本可以去除果膠、蠟質、色素和木質素等雜質。但這種工藝不僅生產條件惡劣，對纖維有損傷，而且排放大量強堿性廢水，影響生態環境和人體健康。而生物酶處理條件溫和，工藝流程短，能耗小，汙水少，處理過程中能有效避免纖維受損，用果膠酶處理的比傳統堿的要緊密和紋理清晰，但是傳統的更感覺厚和蓬。因為在纖維素伴生物中，果膠的含量最高，因此使用果膠酶將果膠去除，也就完成了大部分的煮練工作。使用果膠酶及其複合產品進行煮練，是業內一致推崇的生物精練方式。
3.諾維信精練酶介紹
生物精練技術是對傳統前處理工藝的曆史性突破，諾維信公司在九十年代成功研發了堿性果膠酶Bioprep®，使一種全新溫和的綠色的精練方式成為可能。諾維信公司的新一代複合精練酶，是以堿性果膠酶為主的多種酶製劑複配產品，被開發應用於棉麻及其交織或混紡纖維/紗線/織物的各種前處理工序中。與傳統堿精練相比，生物酶精練具有以下優勢：
（1）全麵提升棉製品的處理效果
- 不損傷纖維，不影響纖維強力，織物失重降低
- 改善染色性能，勻染性提高、得色量上升，染色次品率大幅下降
- 織物手感柔軟、豐滿，布麵亮澤、紋理清晰
- 對特殊敏感型纖維的精練更具安全性和可靠性，如天然彩棉，棉/毛、棉/絲、棉/麻等。
（2）對環境、操作人員及設備無害
- 低能耗、低水耗，降低廢水中TDS、COD、BOD指數，減少環境汙染
- 作業環境安全
- 減低對設備損傷
（3）縮短加工時間，降低綜合成本
- 可在退漿工藝中與退漿酶一起使用，可與生物拋光工序同時進行，亦可與 染色同浴，縮短工藝時間，提高生產效率
- 無需堿煮，減少堿、酸（中和）和水（清洗）的用量
- 上染率提高，節省染料
- 減輕汙水處理壓力，降低汙水治理費用
-2.技術-
1.作用原理
果膠酶是一類複合酶,是指分解果膠質的多種酶的總稱。果膠質主要是由Ｄ-半乳糖醛酸以α-1,4糖苷鍵連接形成的直鏈狀聚合物。通過果膠酶的作用,切斷α-1,4糖苷鍵，將果膠質降解為小分子物質,從纖維中遊離出來,可使與其粘合在一起的其它雜質(如蠟質、蛋白質、灰份等)與纖維素徹底分開,達到棉精練或麻脫膠的目的。生物精練利用果膠酶的專一性，有效分解去除果膠質以及其它共生物雜質，從而達到精練效果，纖維本身並未受到損傷。因此，經生物精練的棉纖維能最大程度的保持纖維強度，失重小，織物手感柔軟厚實，且富有彈性。
2.果膠去除效果的測定
果膠的去除程度說明了煮練是否充分，因此可以通過測定織物中的果膠含量來反映煮練效果。對織物中果膠含量的測試有多種方法，常用的直接顯色法中，釕紅染料著色法和銅鹽著色法是目前比較便捷的定性測試果膠含量的方法。
3.應用指南
（1）針織、紗線及散纖
對於中深色針織、紗線及散纖，生物精練可以在間歇式設備如溢流機、散纖/紗線染色機中進行。諾維信精練酶在50-60°C下，中性至弱堿性pH範圍，經過15-40分鍾即可完成精練工序。無堿精練工藝條件溫和，免去了後道的多次清洗工序，節約水、電、汽，縮短工藝時間並能提高得色量，顯著降低綜合成本達50%以上。
中深色工藝曲線如下：
Bioprep® 酶精練技術參數：
-設備：溢流機、絞盤染色機、散纖/紗線染色機
-諾維信精練酶0.5-2g/L
-pH：7-9
-溫度：50-60/80°C
-時間：30-40分鍾
對於淺色亮色產品，可以在酶精練後進行常規漂白工藝。因為進行了生物精練處理，漂白劑用量可比常規用量有所降低，但建議初試者采用常規用量。
經過酶精練處理，能改善染色性能，對於一些易染花的較難染的顏色，可獲得較高的勻染性和鮮亮的色澤。
（2） 梭織物
精練酶Bioprep®可以與退漿酶同時使用，進行聯合生物退漿及煮練，獲得合理的退漿及煮練效果，結合後續的汽蒸氧漂工藝，可以得到與傳統強堿煮練加氧漂同等的前處理效果，帶來極好的環境效益。
-3.總結-
使用精練酶精練可以顯著降低紡織品的生產加工成本，節約能源消耗和減少汙水排放，降低生產的環保壓力；可以提升產品質量，強力損失小，得色深，手感柔軟，失重少，勻染性好；提高生產效率，縮短生產時間，提高產能。
目前市麵上有號稱“精練酶”的產品，其實是各種表麵活性劑及堿的複配物，一般含有精練劑、穩定劑、堿、消泡劑等，以粉末狀態提供到工廠，其應用條件為80℃甚至更高的溫度使用。眾所周知，酶是一種具有催化活性的蛋白質，在高溫高堿環境下會失活，因此可以通過使用條件判斷是否為酶製劑產品。
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