Ферменты (энзимы) активно используются в текстильной промышленности для расшлихтовки, отварки, беления, отделки тканей. Вещества являются биокатализаторами, которые ускоряют процессы. Одно из главных преимуществ энзимов - экологическая безопасность: в отличие от большинства химических реактивов они не загрязняют окружающую среду и быстро разлагаются в природных условиях. Добавление ферментов для текстиля в малом количестве позволяет смягчать условия обработки тканей, сокращать потребление энергоресурсов, воды, и при этом сохранять высокое качество продукции.
Механизм действия ферментов
Молекула белка имеет активный центр – ион или органический радикал, который вступает во взаимодействие с реагирующими веществами и образует промежуточный активный комплекс.
Схему взаимодействия фермента (Ф) с субстратом (С) можно представить в следующем виде:
Ф + С → ФС → Ф + П
ФС – это промежуточный комплекс, который характеризуется более высокой реакционной способностью, чем субстрат С. В ходе дальнейших каталитических превращений получаются конечные продукты (П).
После окончания реакции фермент восстанавливается, то есть выходит неизменным и не расходуется в процессе катализа. Даже в малых количествах препарат снижает энергию активации реакции в десятки и сотни раз. Процессы, которые без участия биокатализаторов занимали бы несколько дней, протекают за несколько минут.
Свойства ферментов для текстильной промышленности
Для препаратов характерны следующие свойства:
- Селективное действие, участие в расщеплении одного соединения или влияние на превращения только одного типа. Это позволяет избегать побочных продуктов, нежелательных реакций.
- Высокая эффективность в малых концентрациях. Одна молекула фермента способна воздействовать на миллионы частиц.
- Работа в мягких условиях: нейтральная среда, температура от +20 ˚С до +70 ˚С, атмосферное давление. Существуют также термостойкие ферменты и препараты, разработанные для низких температур.
- Изменение активности в зависимости от кислотности среды. Большинство ферментов используются при рН 5-8. При изменении кислотности меняется реакционная способность активного центра.
В каких процессах используются энзимы?
Расшлихтовка тканей
В процессе расшлихтовки происходит удаление из волокон тканей остатков шлихты – раствора, наносимого перед ткачеством для укрепления нитей основы. Большинство видов текстиля шлихтуется составами из крахмала и его производных. В растворы также входят вспомогательные вещества, которые фиксируют пропитку в волокнах: замасливатели, регуляторы вязкости, антиоксиданты и т. д. Добавки улучшают качество шлихтования, но делают шлихту устойчивой к химическим реагентам, используемым для промывки текстиля. Энзимы позволяют мягко гидролизовать пропитку без применения агрессивных кислот.
Отварка тканей
Отварку используют в подготовке хлопчатобумажного текстиля для удаления примесей целлюлозы и пропиток, которые используются в ткачестве. Обработка также улучшает смачивающую и сорбционную способность волокон. Стандартная отварка предполагает использование горячих щелочных растворов, разрушающих белковые и пектиновые примеси на поверхности ткани. Применение ферментов позволяет смягчить условия обработки и максимально сохранить свойства хлопкового волокна.
Беление
Процесс беления повышает степень белизны и улучшает капиллярность хлопчатобумажного текстиля. В процессе обработки разрушаются природные красители, придающие ткани кремовую окраску и устойчивые к горячей щелочной отварке. Для беления используют окислители, опасные и для волокон, и для окружающей среды. Параметры процесса жестко контролируют. Введение энзимов позволяет уменьшить концентрацию вредных солей в сточных водах.
Виды ферментов для текстиля
α-Амилазы
Препараты на основе α-амилазы составляют большую долю всего объема ферментов для текстильной промышленности. Вещества ускоряют гидролиз крахмала и гликогеан, быстро снижают вязкость раствора, расщепляют молекулы субстрата на смесь олигосахаридов, хорошо растворимых в воде. Ферменты активны в нейтральной и слабокислой среде. Для большинства α-амилаз характерна высокая стабильность в растворах солей при температурах до 70-90 ˚С.
Препараты используют для удаления крахмала, который наносят на нити с целью увеличения прочности перед плетением.
Пектиназы
Ферменты расщепляют пектиновые вещества. Пектиназа вызывает деструкцию нерастворимых соединений путем разрушения связей между пектином и клеточной стенкой. Загрязнитель становится растворимым. Он вступает в реакцию с комплексом ферментов и гидролизуется до простых веществ, которые вымываются водой.
Большинство бактериальных пектиназ активны при температуре от +35 ˚С до +65 ˚С. Препараты используют для предварительной очистки тканей вместо стандартной щелочной отварки. Улучшается смачиваемость текстиля, сокращаются потери массы.
Целлюлазы
Ферменты вызывают деструкцию и глубокое осахаривание целлюлозосодержащих субстратов. Под воздействием целлюлаз сложные вещества гидролизуются до глюкозы.
Каталазы
Ферменты используют для удаления следовых количеств перекиси водорода после отбеливания. Каталаза бережно относится к хлопковым, льняным тканям, сохраняет структуру волокон.
Ферменты делятся на две группы:
- Кислая целлюлаза. Активна в слабокислой среде при температуре 45-55 ˚С.
- Нейтральная целлюлаза. Активна при рН 5,5-9,0 и температуре 50-60 ˚С.
Синтетические ферменты с тополитической активностью применяют для депигментации джинсовых изделий, биополировки текстиля с целью удаления ворса, изготовления моющих средств и т. д. Целлюлозы также сохраняют яркость цвета и повышают стойкость тканей к истиранию.
Где купить ферменты для текстильной промышленности?
Компания «Фермент» производит препараты на основе энзимов для нужд текстильной промышленности. Мы поставляем продукцию оптом по Беларуси, России и странам СНГ. Гарантируем выгодные цены. На весь ассортимент оформлены сертификаты соответствия.