CC BY
13
УДК 677.027.4
О.В. СКРОПИШЕВА, В.П. ГН1ДЕЦЬ
Херсонський нацюнальний техшчний ушверситет
УДОСКОНАЛЕННЯ ТЕХНОЛОГIÏ П1ДГОТОВКИ ЛЛЯНИХ ТЕКСТИЛЬНИХ
МАТЕР1АЛ1В
Представлено до^дження спрямоваш на удосконалення технолога пiдготовки лляних текстильних матерiалiв за рахунок iнтенсифiкацiï процессу пiдготовки лляно'1 мички шляхом використання для попередньо'1 обробки полiферментних композицш, Використання останнiх дозволяе скоротити тривалкть процесу пiдготовки лляних матерiалiв за рахунок виключення стади лужного вiдварювання i отримати при цьому висок показники очищення матерiалу вiд домшок.
Ключовi слова: лляна мичка, п^отовка лляно'1 мички, ферменти, полiферментнi композицИ'.
Е.В. СКРОПЫШЕВА, В.П. ГНИДЕЦ
Херсонский национальный технический университет
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Представлены исследования, направленные на совершенствование технологии подготовки льняных текстильных материалов за счет интенсификации процесса подготовки льняной ровницы путем использования для предварительной обработки полиферментных композиций,. Использование последних позволяет сократить длительность процесса подготовки льняных материалов за счет исключения стадии щелочного отваривания и получить при этом высокие показатели очистки материала от примесей.
Ключевые слова: льняная ровница, подготовка льняной ровницы, ферменты, полиферментные композиции.
E.V. SKROPySHEVA, V.P. HNIDETS
Kherson National Technical University
IMPROVEMENT TECHNOLOGY TRAINING FLAXSEED TEXTILE MATERIALS
Presents research aimed at improving the technology of preparation of linen textiles due to the intensification of the process of preparation of flax roving through the use of pretreatment compositions polyenzyme . Using the latter can reduce the duration of the process of preparing linen materials by eliminating the step of alkaline boiling and get high performance cleaning material from impurities.
Keywords: flax roving, preparation of flax rovings, enzymes, polyenzyme composition.
Постановка проблеми
Для енергоощаднх технологш тдготовки лляних текстильних матер1ал1в мае важливе значення удосконалення технологш за рахунок штенсифжацп процессу тдготовки лляно1 мички шляхом використання для попередньо1 обробки пол1ферментних композицш. Використання таких препарапв дозволяе скоротити тривалють процесу тдготовки лляних матер1ал1в за рахунок виключення стади лужного вщварювання i отримати при цьому висош показники очищення матер1алу ввд домшок.
Аналiз останшх дослщжень i публшацш
Одним з основних завдань текстильно1 промисловосп на сучасному етат е промислове освоення техтчних ферментних препарапв, що забезпечують тдвищення ефективносп текстильних виробництв i якосп текстильно1 продукцп, ïï еколопзацш та вщповщтсть до сучасного рiвня розвитку бютехнологп й промислово1 мжробюлоги. При виршент багатьох проблем удосконалювання юнуючих i створення нових технологш обробки текстильних матерiалiв особлива роль придметься бiохiмiчним методам обробки. Технологи спрямоват на очищення волокон ввд природних супутнишв i домшок, м'якшення, модиф^вання й полiрування 1хньо1 поверхнi, посилення ефектiв ввдбшювання, промивання й багато iнших прийомiв i методiв рiзкого прискорення процеав, тдвищення добротностi i якостi готовоï продукцiï. Важливо, що бiохiмiчнi технологи дозволяють зробити виробництво бiльш еколопчно чистим i економiчним, так що значимють таких технологiй дуже вагома. Бiотехнiчнi технологiï застосовують не тшьки для пiдвищення ефектiв iснуючих способiв обробки, але й для надання виробам нових властивостей.
Особливий штерес представляють полiферментнi препарати для подготовки лляних матерiалiв.
Через високий вмют супутшх домшок i особливостей морфолопчно! будови техшчного лляного волокна п1дготовку таких матерiалiв у цей час проводять за багатостiдiйними i досить тривалими процесами. Переход на бютехнологи дозволяе скоротити тривалiсть процесу пiдготовки лляних матерiалiв за рахунок виключення стадп лужного ввдварювання i отримати при цьому висок1 показники очищення матерiалу вiд домiшок.
Текстильнi технологи ХХ1 столiття - це бютехнологи нового яшсного рiвня розвитку, що забезпечують максимально ефективне й цiлеспрямоване протжання бiокаталiтичних процесiв. У цей час накопичений великий досвiд з використання при виробленнi текстильних матерiалiв ферментних препарапв, що випускають промислово для шших сфер виробництва, у тому числ для сiльського господарства, деревообробно!, харчовий, пивоварно!, спиртово! й шших галузей промисловостi. На вiдмiну вщ iнших промислово розвинених кра!н, у нас у цей час не юнуе промислового виробництва бiокаталiзаторiв для потреб текстильно! промисловосп. Необхiднiсть освоения ще! сфери промислового виробництва диктуеться широким спектром можливостей модифжаци й штенсифжаци процесiв з використанням ферменпв: очищення вовни вiд рослинних домшок; упорядкування структури бавовняного волокна; застосування в якостi ефективних оздоблювальних препарапв; iнтенсифiкацiя процесу фарбування текстильних виробiв; ефективна пiдготовка льону i лляного котошну перед стадiею прядiння; високошвидшсш й селективнi методи розшлiхтовки текстильних матерiалiв та iнше. Застосовуванi для цих цшей ферменти, орiентованi на iншi процеси, значно уступають у характерi й ефективностi ди спецiалiзованим iмпортним препаратам, синтезованим для цшеспрямованого використання в текстильнiй промисловостi. Саме тому актуальною проблемою е розробка вичизняних бiокаталiзаторiв для потреб текстильно! промисловосп [1].
Як вiдомо промисловi ферменти пiдроздiляються в такий споаб:
- карбогiдрази, гiдролiзуючi глюкозиднi зв'язки вуглеводiв;
- протеази, гiдролiзуючi пептидш зв'язки бiлкiв;
- лiпази (естерази), гiдролiзуючi ефiрнi зв'язки жирiв i масел;
- оксидоредуктази, каталiзуючi окислювально-ввдновш реакцi! (липаза, пероксидаза, каталаза, глюкозоксидаза);
- iзомерази, каталiзуючi реакцi! iзомеризацi! (глюкозоiзомераза);
- iншi ферменти.
Основнi функци ферментiв при застосуваннi у обробщ текстильних матерiалiв:
1. а -амшази впливають на а -глюкозидний зв'язок у крохмалг розшлiхтовка.
2. Целюлози впливають на глюкозиднi зв'язки целюлози: «варенка» джинсiв, вiдварка целюлозних тканин, карбошзащя вовни.
3. Пектинази впливають на гiдролiз пектинiв: ввдварка целюлозних тканин.
4. Протеази впливають на гiдролiз пептидних зв'язк1в у бшках: модифiкацiя поверхнi вовни i шовки, вiдварка целюлозних тканин, обезклеювання шовку.
5. Лiпази впливають на розщеплення лiпiдiв, воск1в: вiдварка целюлозних тканин.
6. Естерази впливають на гiдролiз ефiрних зв'язк1в: поверхневе омилення полiефiрних волокон.
7. Каталази-пероксидази приводять до розкладання Н2О2, видалення Н2О2 тсля бiлiння [2]. Особлива увага при сит^ бiокаталiзаторiв повинна бути спрямована на отримання
полiферментних систем, що ефективно дшть у рiзних технолопчних процесах. Це мае визначити ушверсальшсть розроблюваних препаратiв. При розробцi полiферментних систем основна увага повинна бути придшена вивченню активностi бiокаталiзаторiв залежно вiд температури та рН середовища, вивченню адсорбцiйного розподiлу ферментiв мiж розчином i текстильним субстратом. Особлива увага повинна бути придшена розробщ спещальних ферментних препаратiв для лляно! промисловостi, що дозволяють значно зб№шити вих1д волокна при його переробщ й полiпшити його як1сть (отримати бшьш тонке волокно) [3].
Формулювання мети дослiджень
Застосування ферментiв у технологи обробки текстильних матерiалiв дозволяе виршити цiлий ряд проблем, зокрема проводити процеси в бiльш сприятливих умовах, полiпшити екологiчну обстановку, а також досягаючи якостi текстильних матерiалiв, отримувати ранiше неможливi споживчi ефекти [4]. Беручи до уваги здатнють протеолтгичних ферментiв руйнувати бiлковi й лiгнiновi речовини, можна припустити, що вони будуть ефективнi при використанш для попередньо! обробки лляно! мички перед окисним варiнням. Тому метою роботи було дослщження впливу попередньо! ферментно! обробки на фiзико-хiмiчнi i якiснi характеристики лляно! мички.
Викладення основного матер1алу дослiджень У данш науково-дослiднiй роботi проводилося дослiдження впливу таких ферменпв, як: Базоцим 1000, Бюсинт TR сопс. та композицш ферментiв рiзно! каталiтично! природи Бюсинт TR сопс. i а-амiлази у сшввщношенш 1:1 на як1сть подготовки мички. Показники якостi готово! мички наведеш в табл. 1 i на рис. 1-3.
Таблиця 1
Вплив коицеитраци фермент1в на яккть п1дготовки готово'1 мички_
Концентрашя, г/л Стутнь бшизни готово! мички, % Втрата маси готово! мички, % Катляршсть готово! мички, см
Бюсинт TR сопс. Базоцим 1000 Компози-цш Бюсинт TR сопс. Базцим 1000 Композиция Бюсинт TR сопс. Базоцим 1000 Компози-щя
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0 46,5 42,2 46,5 3,7 3,7 3,4 4,3 3,9 6,5
2 54,5 50,5 62,4 5,0 4,9 5,1 8,7 4,2 15,0
2,5 55,8 52,7 65,9 5,1 5,0 5,3 9,0 4,7 16,0
3 56,6 52,3 66,2 5,3 5,2 5,5 9,3 4,8 16,0
3,5 57,8 52,8 59,2 4,5 5,5 5,0 10,0 4,9 14,0
4 54,5 53,1 58,6 4,4 5,0 4,7 6,5 5,2 13,0
4,5 54,5 53,5 57,2 4,5 4,3 4,6 6,3 5,1 12,0
5 53,2 53,2 56,0 4,8 4,3 4,4 5,7 5,3 11,0
5,5 51,2 49,8 55,6 4,2 4,0 4,3 5,2 4,9 10,0
6 51,0 50,3 54,2 4,0 4,1 4,1 4,7 4,5 11,0
Бшизна, %
С, г/л
Рис. 1. Залежшсть бшизни готово'1 мички в1д концентраци фермент1в
Втрата маси, %
C, г/л
Рис. 2. Залежнкть втрати маси готово'1 мички ввд концентрацп фермен^в
Катлярнють, см
C, г/л
Рис. 3. Залежнкть катлярносл готовоТ мички вiд концентрацп ферментiв
З наведених вище залежностей видно, що композищя в бшьшш Mipi штенсифшуе процес подготовки, а отже бшьш позитивно впливае на як1сть подготовки лляно! мички нiж iндивiдуальнi ферменти. Так при використанш композицй' Бюсинт TR сonc. i a-амiлази у сшввщношенш 1:1 бiлизна готово! мички, тдвищуеться на 42,6 %, кашляршсть - на 45,9 % при незначнш втратi маси. Максимальна бшизна досягаеться при концентрацп композицй 3 г/л, але з метою заощадження витрат ферментних препарапв оптимальною буде концентращя композицп 2,5 г/л (тому що тдвищення бшизни на 0,4 % е незначним i може перебувати в межах помилки дослщу). Тодi як використання iндивiдуальних ферменпв, навiгь в концентрвцй' 3,5 г/л дае тдвищення бiлизни не бшьше нiж на 24,3 %, а катлярносп на 32,0 %. Дат дослщжень попередньо! обробки ферментами та композищями на ix основi i послiдуючими операцiями вибiлювання наведенi в табл. 2.
Таблиця 2
Порiвняння результа^в пщготовки лляноТ мички у ¡кцлвнянш з класичними режимами обробки
Показники Класичний режим обробки Попередня обробка композищею, послщуюче вiдбiлювання без у-бутиролактона Попередня обробка кислотою, послщуюче вiдбiлювання з у-бутиролактоном Попередня обробка композищею, послщуюче вiдбiлювання з у-бутиролактоном
1 2 3 4 5
Бшизна, % 46,5 62,2 51,2 65,7
Втрата в май готово! мички, % 3,1 3,8 3,4 4,1
Кашляршсть готово! мички, см 11 15 12 16
Отриманi данi свiдчать про те, що попередня обробка полiферментною композицieю полшшуе як1сть готово! мички в порiвняннi з попередньою обробкою кислотою. Даш проведених дослiджень свiдчать, що при використанш композицi! Бiосинт TR сопс. i a-амiлази у спiввiдношеннi 1:1 та iз застосуванням при вибiлюваннi в якостi стабiлiзатора у-бутиролактона, бшизна готово! мички збiльшуeться на 41,30 % i капiлярнiсть готово! мички зростае на 45,50 %, при незначному збiльшеннi втрати маси, що становить 3,20 %.
Висиовки
В результата проведених дослщжень встановлено, що використання композицi! Бiосинт TR сопс. i a-амiлази у спiввiдношеннi 1:1, дозволяе пщвищити як1сть пiдготовки лляно! мички практично не впливаючи на стутнь ушкодження волокна. Отриманi результата вщкривають перспективи створення ресурсозберiгаючо! технологи тдготовки лляно! мички методом окисного варiння з використанням добавок у - бутиролактона у якостi стабшзатора лужно-пероксидних розчинiв вибiлювання.
У результат! проведених дослщжень розроблено технологiчний режим тдготовки лляно! мички методом окисного варшня iз застосуванням композицi!' Бюсинт TR сопс. i a-амiлази у сшввщношенш 1:1 в концентраци 2,5 г\л та у-бутнролактона як стабшзатора лужно-пероксидних розчишв вибiлювання.
Список використаноТ лiтератури
1. Кричевский Г.Е. Химическая технология текстильных материалов. Учеб. для вузов в 3-х т. - М.: Легпормбытиздат, 2000. том 1 - 436 с.
2. Чешкова А.В. Технология биомодификации льняного волокна для получения котонина/
A.В. Чешкова, С.А. Кудний, В.И. Лебедева, Б.Н. Мельников// Льняное дело. - М: Легпромбытиздат, 1997. - №1. - С. 35 - 38.
3. Сафонов В.В. Влияние ферментов и аминокислот на крашение целлюлозных текстильных материалов водорастворимыми красителями/ В.В. Сафонов, И.М. Шкурихин//. Известия вузов. Технология текстильной промышленности. - К: Легкая индустрия, 2001. - №1. - С. 43 - 46
4. Ольшанская О.М. Перспективный ассортимент экологически чистых льняных тканей в современных условиях конъюнктуры рынка текстильной продукции/ О.М.Ольшанская,
B.А.Грищенкова, А.В.Артемов// Текстильна промисловють. - Ки!в: Техшка, 2001. - №4. -
C. 12 - 16.
