酶制劑在紡織工業中的應用第1頁，課件共39頁，創作于2023年2月前言酶的應用已經成為紡織加工中一個組成部分，盡管在幾十年前酶就已經應用在退漿上，但在最近幾年里由于新品種的不斷產生，酶的應用已日趨廣。隨著人們對環保越來越重視，酶已成為最佳選擇，因為酶的生物降解性好，工作條件溫和，并且節約能源，酶是一種生物催化劑，具有高效的專一性。第2頁，課件共39頁，創作于2023年2月中國紡織酶劑發展現狀中國紡織工業總體存在嚴重污染的問題，尤其是在印染加工過程中，傳統工藝耗費大量的水和化學品，同時造成環境污染井破壞生態平衡。據2010年《第一次全國污染源普查公報》，造紙行業污水排放量和COD總量均為第一，紡織行業分別為第五和第二，因此基于酶技術的紡織生物技術對紡織工業提高產品質量，實現環境友好工藝和生物材料(纖維功能化)加工，從而促進中國傳統紡織產業的升級改造將起到重要的作用。第3頁，課件共39頁，創作于2023年2月進入21世紀以后．中國酶制劑在紡織工業中的應用領域逐步擴大，包括纖維改性、原麻脫膠、印染前處理、印染廢水處理、服裝成衣加工等領域。目前，紡織用酶制劑加工工藝已涉及到幾乎所有的紡織濕加工領域，市場規模呈穩定遞增趨勢第4頁，課件共39頁，創作于2023年2月實現生態整理、綠色染整成為印染行業的當務之急，此時生物酶退漿處理工藝應運而生在紡織物處理過程中，應用堿性淀粉酶可使退漿與精練工藝合并，此工藝具有如下優點：高預洗滌效果，高織物質量，高預處理效益，低污染，高纖維表面效果，節省時間，更小的織物損壞，極大提高了產品市場競爭力和經濟效益。對織物前處理進行進一步分析發現，將退漿與精練兩步合并，成本并沒有降至最低。如果堿性淀粉酶具有一定的抗過氧化氫能力，則退漿、精練與漂白可合為一步，這樣既節省了時間，對織物造成的損壞會降至最低，極大提高了經濟效益，是下一步棉織物前處理的發展趨勢第5頁，課件共39頁，創作于2023年2月目前無論是在學術界還是工業界。以開發新型高效復合酶制劑用于染整前處理(堿性果膠裂解酶、角質酶等)、織物后整理(腈水合酶、角質酶等)、棉織物漂白(過氧化氫酶)和麻類生物脫膠(果膠酶、木聚糖酶、甘露聚糖酶等)為主導，包括原料改造、工藝改進、材料改性等內涵的紡織生物技術在同際上形成了新的熱潮。隨著紡織工業節能減排和清潔生產技術的大力推廣，中國紡織用酶制劑將得到更快發展。第6頁，課件共39頁，創作于2023年2月我國紡織酶產業存在的問題：中國紡織酶制劑加工技術在加工理論和加工工藝以及酶制劑的性能方面與世界先進水甲仍存在較大差距，主要體現在以下幾個方面：1)同內酶制劑研究、生產單位缺乏對紡織加工領域的認識，不熟悉各種紡織加工的特點，對紡織加工中能用到的酶處理技術并未引起足夠的重視和興趣。2)紡織行業無法自行開發相應的紡織專用酶制劑，只能采用傳統食品領域生化試劑。由于傳統食品領域生化試劑不適合紡織纖維加工特點和要求，性能上尚存在很大差距．難以實際應用。3)國內紡織酶產品品種少、生產水平低、與紡織工業生產處理適應性差、缺少工業應用研究。市場長久被國外酶制劑公司壟斷，價格居高不下，紡織酶處理工藝在國內一直沒有得到大規模推廣。第7頁，課件共39頁，創作于2023年2月酶劑的分類及在紡織工業中的應用淀粉酶和退漿脂肪酶和助理退漿纖維素酶及其表面處理蛋白酶與羊毛、真絲的加工氧化還原酶第8頁，課件共39頁，創作于2023年2月酶制劑在紡織工業中的應用α-淀粉酶棉織物退漿工藝纖維素酶

返舊整理，生物拋光果膠酶生物煮練取代堿液煮練蛋白酶羊毛和絲纖維表面改性第9頁，課件共39頁，創作于2023年2月酶制劑在紡織工業中的應用脂肪酶聚酯纖維的改良；去除蠶絲、羊毛纖維和皮革中的油脂；精煉加工過氧化氫酶染色工藝中去除雙氧水漆酶

牛仔服飾的特殊風格整理，染液廢液的脫色葡萄糖氧化酶

織物的漂白第10頁，課件共39頁，創作于2023年2月α-淀粉酶1949年，由于日本采用深層培養法生產細菌α-淀粉酶獲得成功，才使酶制劑的生產和應用進入工業化的階段。α-淀粉酶是紡織中最早使用的工業酶制劑，廣泛應用于淀粉漿料的退漿。在紡織工業中，為了增強纖維的強度和光滑性，便于紡織，需要先上漿，然后在漂白、印染之前又需退漿。第11頁，課件共39頁，創作于2023年2月α-淀粉酶上漿

將淀粉用α-淀粉酶處理一段時間，使粘度達到一定程度以用作上漿的漿料。退漿

紡織品在漂白、印染之前，需將附著在其上的漿料除去。第12頁，課件共39頁，創作于2023年2月α-淀粉酶退漿防染枧油（Lerkamscour系列）

洗去織物上的漿料及剝落的染料；

防止返染

滲透劑

加快漿料的溶脹脫落純堿

白坯偏黃時，用它輕煮及精練

用于PVA、PA、淀粉等漿料的退漿

α-淀粉酶

用于淀粉類漿料的退漿第13頁，課件共39頁，創作于2023年2月α-淀粉酶退漿注意點

退漿不凈或不勻不僅染料不易剝落，而且還會產生水線，嚴重影響布面整理質量，成衣退漿前需做手針，布面較硬的要打水泡第14頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶纖維素酶的組分

纖維素酶是復合酶

纖維素內切酶

纖維素外切酶

纖維二糖酶第15頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶纖維素酶對纖維素水解過程

目前認為纖維素酶水解纖維素是β-1,4-內切葡聚糖酶（EG，Cx酶）、β-1,4-外切葡聚糖酶（CBH，C1酶）和β-葡萄糖苷酶（BG）協同作用下進行的。第16頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶影響纖維素酶催化效率的因素pH值

溫度

纖維素酶的來源

纖維素的超分子結構

抑制劑

活化劑第17頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶纖維素酶作為一種高效生物催化劑，因其具有可降解性及對織物能產生可控的整理而廣泛應用于紡織行業。牛仔布的仿舊整理及紡織品的生物拋光是纖維素酶最成功的應用。第18頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶返舊整理

藍色牛仔服在近些年來越來越受到人們的青睞。在20世紀70年代后期及80年代初期,工業上主要采用浮石洗工藝去除纖維表面的染料,以達到霜白效果。第19頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶這種磨損的效果主要是通過用浮石去除表面的靛藍染料獲得的，并得到磨損的外表。浮石整理的主要問題是由于消耗的浮石在廢水缸里沉積的大量污泥，這些污泥必須與廢水相分離，并且去除掉。纖維素酶取代或減少了浮石的使用，這種酶作用在面紗上，促使靛藍染料從紗線表面褪去。纖維素酶破壞紗線表面的纖維，同時使得靛藍層疏松，比機械磨損更易去除染料。第20頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶采用纖維素酶洗滌不僅能對纖維表層進行可控的“刻蝕”，使織物產生不均勻的褪色，而且對織物內部纖維的強力不會過度損傷。纖維素酶的使用一方面有利于保護環境；另一方面，處理后的織物手感細膩、柔軟、耐用性增強，因而纖維素酶洗工藝已廣泛取代了傳統的石磨水洗。第21頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶生物拋光

為了防止及除去織物表面的毛球，運用纖維素酶對織物進行生物拋光顯得格外必要。

用纖維素酶處理在織物表面改性方面開辟出了新領域。第22頁，課件共39頁，創作于2023年2月纖維素酶

在酶洗過程中，因纖維素酶分子比水分子要大1千倍以上，不能透入棉纖維的內部。所以只有接近纖維素纖維表面的β-1,4-葡萄糖苷鍵受到影響。

織物表面的纖細纖維在生物降解和機械力作用的影響下脫落，得到了平滑的纖維表面。

織物經纖維素酶處理后，大大降低了起毛起球的趨勢；而且手感柔軟，懸垂性好；吸水性也得到了改善。第23頁，課件共39頁，創作于2023年2月對應用工廠來說,纖維素酶制劑的性能和品質是需要考察的,而采取測試酶活力的方法卻又是不可靠的,且沒有實際意義。

通過對其應用效果的考察來評價纖維素酶制劑的性能和品質則是既直接又容易操作的。

對于考察內容,可以根據生產加工的目的、要求著重測試、對比某些項目。

至于其技術經濟指標或性價比,當測試完性能和品質后,性價比的問題自然有結論。

第24頁，課件共39頁，創作于2023年2月果膠酶傳統的紡織工廠中生產棉產品要通過一系列工序，才能使纖維變成織物。坯布或紗線要通過不同的濕處理工序如退漿、煮練和漂白才能具有可濕潤、可白和染色的性能。煮練需要濃燒堿和高溫條件以確保有效去除雜質，使織物易于染色。第25頁，課件共39頁，創作于2023年2月果膠酶生物預處理這一新概念已逐漸受到重視，這是對傳統堿煮練的挑戰。果膠酶和纖維素酶的混合物用于棉的煮練，煮練的主要目的是去除表面和蠟質，蠟質是吸濕性最大的障礙。生物預處理的原理是果膠酶像膠水似的把蠟質粘結合在纖維表面通過乳化作用去除果膠的主要部分，從而有效去除蠟質。第26頁，課件共39頁，創作于2023年2月果膠酶傳統的煮練用氫氧化鈉，由于氫氧化鈉的強堿特性，因此濃縮液態的氫氧化鈉具有較強的腐蝕性，又由于它的不專一性和苛刻的工作條件，堿性煮練對纖維素有破壞作用，導致棉花較大的失重，這會增加環境負荷，由于用高濃度的燒堿（通常用硫酸中和），需要大量的水漂洗，又導致高的總溶解固體量。第27頁，課件共39頁，創作于2023年2月果膠酶酶煮練只需低溫，溫和的酸性條件酶是可生物降解的，BOD/COD可以減少到正常水平的50%廢水中的鹽含量大大降低，這道工序可節約50%以上的漂洗水。第28頁，課件共39頁，創作于2023年2月蛋白酶蛋白酶催化蛋白質分子上特定的肽鍵的水解反應。蛋白酶用于從原絲的絲膠表面去除堅硬、無光的膠質、以改善光澤柔軟度。蛋白酶整理可以使羊毛和絲纖維表面改性，是一種新穎、獨性特的整理方法。第29頁，課件共39頁，創作于2023年2月蛋白酶絲的脫膠蠶絲的絲心蛋白長絲，天然地被蛋白質絲膠粘在一起。從原絲上去除絲膠的工藝叫脫膠。傳統的脫膠方法，如皂液脫膠、堿液脫膠，要消耗大量能源和堿性極強的化學試劑，如蘇打粉、馬賽皂等。酶脫膠而不傷害絲心蛋白。酶脫膠的絲要光滑的多，絲對不知性染料的親和力也赤著增加，同時降低了環境負荷。第30頁，課件共39頁，創作于2023年2月蛋白酶羊毛加工羊毛衫具有天然的縮水縮絨的性質，這點很受消費者的歡迎，可洗的羊毛制品是當今的需要，縮絨性是由于羊毛表皮層結構中的鱗片質，許多化學改良工藝，大部分都是氯基化學物和聚合物。氯的應用導致廢水中的AOX含量增加，應用蛋白酶可以均勻降解角質層，增加抗縮性，抗縮絨酶化是一個生態的清潔工序。第31頁，課件共39頁，創作于2023年2月脂肪酶PET是疏水性纖維，改良其吸濕性的有效方法是堿液水解。堿液水解的主要缺點是強力損失和苛化作用。研究發現，用脂肪酶比用堿液能更好地改善吸濕性的保型性。酶反應需要25℃下作用10min，不影響強力。第32頁，課件共39頁，創作于2023年2月過氧化氫酶應用雙氧水漂白，是因為它比氯漂毒性小，如果任何漂白物殘留在紗線或織物上，會導致染色不均。在常用的工序，漂白后要有傳統的還原劑像重硫酸鈉來中和多余的雙氧水，為了有效去除雙氧水，大部分還原劑需要高溫條件，這必然增加能耗。第33頁，課件共39頁，創作于2023年2月過氧化氫酶過氧化氫酶可以中和多余的漂白殘留物，它不用漂洗水就可以去除多余的雙氧水。過氧化氫酶在冷水中作用，可節約大量能源。正常情況下，每公斤織物需要30—40L水去漂洗掉多余的還原劑。用過氧化氫酶處理后，根本不需要漂洗，可節約大量的水。第34頁，課件共39頁，創作于2023年2月過氧化氫酶過氧化氫酶將雙氧水分解成水和氧氣。這兩種物質都不增加污染。過氧化氫酶的應用不僅節約水、時間和能源，同時也顯著減少了環境負荷。第35頁，課件共39頁，創作于2023年2月漆酶漂白的勞動布上會有許多斑點。用次氯酸鈉或漂白過程，使用不同的洗滌方式如水洗和巴塔洗。這種工藝的主要缺點是應用氯漂白，不利于環保，而且工作環境惡劣。漆酶可以使靛藍褪色，在整理勞動布服裝，為控制漂白過程，使用不同的洗滌方式如水洗和巴塔洗。第36頁，課件共39頁，創作于2023年2月漆酶漆酶可以使靛藍褪色，在整理勞動布織物時起重要作用。這個系統是酶和催化劑的混合物，酶本身不