استفاده از آنزیم ها در بایوپولیشینگ پنبه لایوسل و پشم

●●مقدمه:
بایوپولیشینگ یک نوع عمل آوری آنزیم است که ایجاد شده است برای ارتقا کیفیت پارچه.
این عمل آوری مزایای زیر را در بر دارد:
-مقاومت در برابر پرز دار شدن
-ساختار سطحی تمیزتر و بدون کرک و ضایعات
-نرمی و قابلیت تزئین با پارچه
-این تاثیرات با دوام هستند و مصرف کننده متوجه ارتقای کیفیت خواهد شد.خصوصا پس از پوشیدن و خشکشویی کردن مکرر.
کرک به معنای الیافی است که از سطح نخ و پارچه بیرون زده باشد.پرزدار شدن شامل تراکم کرکی پرز های شل چسبیده به سطح پارچه میشود.پرزدار شدن ممکن است در حین تغییر و تحول پارچه به وجود بیاید و یا در حین پوشیدن یا خشکشویی البسه.
بایوپولیشینگ پارچه های سلولزی از قبیل پنبه کتانی ریون و لایوسل شامل عملیات با یک آنزیم سلولزی میشود که انتهای الیاف بیرون زده از سطح پارچه را (شل)میکند. عمل مکانیکی آرام اما مکرر این انتهای شل شده را از پارچه جدا میکند.
بایو پولیشینگ پارچه های پنبه ای:فرایند بایوپولیشینگ میتواند در هر زمانی در طی فرایند عمل نمودن تر انجام شود اما راحت ترین زمان هنگام پس از سفیدگری است.مزیت انجام بایوپولیشینگ در این مرحله آن است که پارچه تمیز و آبدوست(Hydrophillic)و برای سلولازها قابل دسترسی تر است.غلظت بالاتر آنزیم برای پارچه خام لازم است.اگر بایوپولیشینگ پس از رنگرزی انجام شود خطر تغییر سایه رنگ وجود خواهد داشت.همینطور ماده رنگی ممکن است عملکرد آنزیم ها را کاهش دهد و غلظت بالاتری از آنزیم مورد نیاز باشد.رنگهای با عکس العمل به خاطر تاثیر بازدارنده بر سلولازها معروف هستند.
●بایوپولیشینگ به این موارد نیاز دارد:
▪تجهیزات از قبیل جت دایر و استوانه تارکشی نخ
▪مقدار آنزیم ۱--۲ %(بر حسب وزن پارچه)
▪ph ۴.۵----۵.۵
▪دمای بین ۴۰--۵۵ درجه سانتیگراد
▪۳۰---۶۰ دقیقه زمان
PH مایع عمل آوری با استفاده از بافر استات یا سیترات پایین تر از حد نهایی نگاه داشته میشود.
پس از بایوپولیشینگ معمولا با افزایش حرارت به بیش از ۸۰ درجه سانتیگراد یا PH بالای ۱۰ با خاکستر قلیا انجام میپذیرد.
تولیدات بر پایه مواد چند جزئی(Multicomponent) طراحی شده اند تا سلولز پنبه را هیدرولیز کنند به گلوکز.لذا طیفی از سلولاز های مختلف را در بر میگیرند:چهار اندوگلوکاناز و یک سلو بایاز.
تولیدات بر پایه مواد یک جزئی(monocomponent) که شکل گرفته اند تا تاثیر به خصوصی را به دست بیاورند شامل تنها یک سلولاز میشود معمولا یک اندوگلوکاناز.اخیرا فناوری DNA با صفات ارثی متشکل و جدید اجازه دستکاری ژن های قارچ سلولاز را داد و هم اکنون ارزیابی ترکیبات سلولزی جدید که در آن یک یا دو جز غنی شده ویا حذف شده اند ممکن است.
این ترکیبات میتوانند بهینه سازی شوند تا خواص خاص تکمیلی را در دستگاهها یا انواع خاص پارچه بدست بیاورند.
از آنجا که آماده سازی آنزیم تک جزئی از چند جزئی شدت کمتری دارد این امکان وجود دارد که پرز زایی همان مقدار کاهش در پرز زایی رابا استفاده از سلوسافت آلترا به جای سلوسافت L با کاهش کمتر وزن به دست آوریم.
از لحاظ بینایی پارچه های عمل آوری شده سطح تمیز تری دارند که این به دلیل از بین رفتن کرک در آنها است.از آنجا که بایوپولیشینگ انتهای بیرون زده الیاف را از بین میبرد کاهش چشمگیری در پرز زایی به دست میآید چرا که الیاف بیرون زده که به عنوان لنگر برای گرفتن سایر الیاف عمل میکند و چند گروه پشت سر هم برداشته میشوند.
●بایوپولیشینگ لایوسل:
▪لایوسل خاصیتی یگانه دارد:گرایشی به سوی رشته رشته شدن دارد.فیبریلاسیون(رشته رشته شدن) در واقع شکافته شدن طولی یک لیف تر مجزا است به ریز لیف ها که به دلیل فشار مکانیکی حادث میشود.بنابراین همه فرایند هایی که فیبر لایوسل را در شرایط نمناک میساید مقداری فیبریلاسیون ایجاد خواهد کرد.
فرایند های عمل نمودن تر(wet processing) مثل آهارگیری رنگرزی و سفیدشویی باعث رشته رشته شدن خواهد شد.بنابراین لازم است که سطح را از تمام لیفک ها پاک کرد.با این وجود ابتدا یک فرایند پیش از رشته رشته شدن انجام میشود که در آن سطح تا حداکثر مقدار ممکن رشته رشته میشود.این فرایند میتواند با آهارگیری انجام شود.
پس از رشته رشته شدن اولیه پارچه یا لباس میتواند با استفاده از یک سلولاز از لحاظ آنزیمی ذیفیبریله(بایوپولیش) شود.سلولاز با تضعیف انتهای الیاف بیرون زده شده از پارچه عمل میکند و فشار مکانیکی الیاف ضعیف شده را جدا میکند.
بایوپولیشینگ لایوسل تحت تاثیر بعضی از عوامل عمل میکند:
▪انتخاب دستگاه آلات:هر چه سطح عمل مکانیکی بالاتر باشد زمان ایجاد فرایند(incubation) با آنزیم کوتاهتر خواهد بود.
▪نسبت محلول: در نسبت بسیار بالای محلول به پارچه یک موقعیت رقیق به وجود میآید . فعالیت آنزیمی کمتر
▪PH:فعالیت آنزیمی تحت تاثیر PHاست.اگر از حداکثر PH استفاده شود از حداکثر فعالیت آنزیمی برخوردار خواهیم بود لذا زمان ایجاد فرایند(incubation) و مخارج مربوط به انرژی و آنزیم را میتوان در حداقل نگاه داشت.
▪حرارت:اگر حرارت از حداکثر بیشتر شود آنگاه مقدار آنزیم یا زمان ایجاد فرایند را باید تنظیم کرد.
تولیدات چند جزئی بازده بالاتزی برای غیر کرک دار کردن لایوسل دارند.
ترکیب"سلوسافت پلاس" طراحی شده تا ۱۰۰% الیاف لایوسل را هیدرولیز کند و بازده بالاتری از سایر سلولازهای چند جزئی داشته باشد.
با این حال وقتی فرایند لایوسل انجام میشود خصوصا با لیف گیاهی رامی و کتان یک فراورده یک جزئی مثل سلوسافت آلترا باید به کار برده شود چرا که وقتی از سلولاز چند جزئی استفاده شده به الیاف آسیب شدید وارد شده نیروی زیادی از دست رفت.
این احتمالا بدان خاطر است که رامی و کتان برای هیدرولیز سلولازی بیشتر در دسترس هستند.بنابراین سلوسافت یا سلوسافت پلاس برای بایوپولیشینگ مناسب شناخته شد و سلوسافت آلترا برای البسه و پارچه های لایوسل پیشنهاد شد.
●عمل آوری پارچه های پشمی بوسیله آنزیم
شماری از عملآوری های آنزیمی برای ارتقا کیفیت راحتی و ظاهر پشم ایجاد شده اند.(NOVO NORDISK).از یک آماده سازی آنزیمی که به نام نوولان شناخته شده میتوان برای عمل آوری پشم استفاده کرد.نوولان به پشم یک نرمی با دوام میدهد و پرزی بودن آن را که معمولا در مورد پارچه های پشمی سراغ داریم کاهش میدهد.نوولان پروتازی است با PHحداکثر ۸.۵ و حرارت حداکثر ۵۵ درجه سانتیگراد.
فعالیت نوولان با کلرینه سازی افزایش مییابد و اگر بعد از فرایند های سفیدسازی بیش از حد کلرین باقی بماند میتواند منجر به از دست رفتن وزن شود.
بهتر است از مخلوط کردن مکانیکی بیش از حد در حین فرایند با آنزیم اجتناب کنیم.این سه گام را برای پشم فاستونی بافته کلرینه شده و رنگرزی شده پیشنهاد میکنیم:
۱)عمل آوری آنزیمی:
مقدار نوولان ۰.۵--۱% L owf
مقدار ماده دارای فعالیت سطحی غیر یونی ۱ g/l
نسبت محلول(L/kg پارچه) ۱ :۴۰---۱۰
PH ۸.۶
pvhvj ۴۵---۵۵c
زمان واکنش:۳۰ دقیقه
۲)پایان فرایند:
PH ۴
نسبت محلول(L/kg پارچه) ۱ ۴۰---۱۰
حرارت ۷۵ c
زمان واکنش ۵ دقیقه
سرد کردن و آبکشی کردن
۳)نرم کردن
مقدار نرم کننده سیلیکون:۱--۲% owf
۶.۰ P
حرارت ۳۰ c
زمان واکنش ۲۰ دقیقه
عصاره گیری و خشک کنی
*از نوولان همچنین میتوان برای بی پرز کردن پیش از رنگرزی استفاده کرد.این سه مرحله برای پشم کلرینه و بافته شده پیشنهاد میشود:
۱)عمل آوری آنزیمی:
-مقدار نوولان(owf( %۰.۵---۱ L%
-مقدار ماده دارای مقاومت سطحی(surfactant(غیر یونی ۱ g/l
-نسبت محلول(L/kg) ۱۰---۴۰:۱
-آ ۸.۵
-حرارت ۴۵--۵۵c
-زمان واکنش:۳۰ دقیقه
۲(رنگرزی:
اضافه کردن رنگهای کمی به محلول آنزیم
اضافه کردن رنگ
فرایند رنگرزی مناسب انجام شود
سرد کردن و آبکشی کردن
۳)نرم کردن:
مقدار نرم کننده سیلیکون ۱--۲% OWF
ph ۶
-حرارت ۳۰ C
-زمان واکنش:۲۰ دقیقه
-عصاره گیری و خشک کردن
نرمی حس لمس کاربرد در پارچه و ظاهر سطح با کیفیت بالا را میتوان با استفاده از نوولان بر البسه بافته شده و پشمی بدست آورد و کم پرزی را نیز بر پارچه های پشمی بافته شده.