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由圖1可見,隨著溫度的升高,減量率逐漸增大,溫度為55℃時(shí),其值最大,之后,隨著溫度的升高減量率下降,溫度為65℃時(shí),減量率不到1.0%。可見,纖維素酶對(duì)溫度非常敏感,因此,在酶處理工藝中,控制溫度尤其重要。

為了進(jìn)一步說明溫度與酶處理減量率的關(guān)系,利用曲線擬合方法建立減量率與溫度之間的曲線方程。點(diǎn)坐標(biāo)分別為

2.2.2　時(shí)間對(duì)減量率的影響

用纖維素酶對(duì)亞麻織物進(jìn)行處理,處理工藝為:浴比1∶25,溫度55℃,pH值5.5,酶用量3.0g/L。不同時(shí)間的織物減量率結(jié)果見圖2。

由圖2可知,減量率隨時(shí)間的增加而增大。0~90min內(nèi),隨著時(shí)間的增加,減量率增加速率較大;時(shí)間超過120min以后,減量率增加緩慢。原因是酶對(duì)纖維素的作用發(fā)生在纖維的表面,而吸附在纖維素上的酶的活性又受時(shí)間的限制,若在尚存活性時(shí)酶不與纖維作用,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),酶就會(huì)逐漸失活。因此,將酶洗時(shí)間控制在90min以內(nèi)為好。同“2.2.1”,利用曲線擬合的方法建立了減量率與處理時(shí)間之間的曲線方程:y=-0.000123X2+0.04268x+0.011,起始點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)。

2.2.3　酶用量對(duì)減量率的影響

用纖維素酶對(duì)亞麻織物進(jìn)行處理,處理工藝為:浴比1∶25,溫度55℃,pH值5.5,時(shí)間90min。不同酶用量的織物減量率結(jié)果見圖3。

由圖3可見,酶用量與減量率基本呈線性關(guān)系。酶用量增加,酶的濃度增大,單位體積內(nèi)的酶分子數(shù)量增多,酶的催化反應(yīng)加強(qiáng),使更多的纖維素降解、水解、溶解,使織物減量率增加。同“2.2.1”,利用直線擬合的方法,建立了減量率與酶用量之間的方程:y≈1.256x,起始點(diǎn)坐標(biāo)為(0,0)。

3　結(jié)　論

纖維素酶處理亞麻織物可以改善纖維表面光潔度,降低纖維的剛性,使纖維變得柔軟,從而改善織物的觸覺舒適性。纖維素酶處理亞麻織物的效果受溫度、pH值、酶用量和處理時(shí)間的影響,其中溫度的影響最大,其次為時(shí)間、酶用量和pH

值。通過正交試驗(yàn)得出的最佳工藝條件為:溫度55℃、pH值5.5、酶用量3g/L、時(shí)間90min。對(duì)酶處理溫度、時(shí)間、酶用量分別進(jìn)行了單因素試驗(yàn)分析,并利用曲線擬合的方法分別建立了溫度、時(shí)間、酶用量與織物減量率之間的近似函數(shù)關(guān)系方程,方程反映了因變量相對(duì)于自變量之間的變化趨勢(shì),可為今后的相關(guān)研究工作提供參考。

2　結(jié)果與討論

2.1　纖維素酶處理優(yōu)化工藝條件的確定

試樣為亞麻織物2g/塊,浴比1∶25,進(jìn)行溫度、pH值、酶用量、時(shí)間四因素的L9(34)正交試驗(yàn),試驗(yàn)因素水平見表1,結(jié)果見表2。

從表2可以看出,在纖維素酶作用下,亞麻織物減量,但減量率小于5%,不影響織物的服用性能。在纖維素酶處理過程中,先是水分子進(jìn)入纖維非結(jié)晶區(qū)形成氫鍵,使纖維充分膨化,纖維素酶容易通過細(xì)孔,并吸附于纖維的表面,纖維素水解反應(yīng)優(yōu)先在這里進(jìn)行。纖維素酶是一種多組分酶,主要包括Ci酶、Cx酶和β-葡萄糖苷酶等3種組分。這3種酶雖各有專一性,但作用于纖維素時(shí)相互協(xié)作,引起某些纖維素分子斷裂,使纖維素降解、水解、分散,使織物減量。酶處理后去除了纖維表面毛茸,纖維表面光潔。纖維的頭端變得圓滑,擴(kuò)大了與皮膚的接觸面積,減小了刺癢感,改善了亞麻織物的觸覺舒適性。

由表2得出纖維素酶處理的優(yōu)化工藝條件:溫度55℃,pH值5.5,酶用量3.0g/L,時(shí)間90min。

2.2　單因素分析及數(shù)學(xué)模擬

2.2.1　溫度對(duì)減量率的影響

根據(jù)極差分析法,極差越大,說明該因素對(duì)減量率的影響越大。表2中,溫度的極差值最大。用纖維素酶對(duì)亞麻織物進(jìn)行處理,處理工藝為:浴比1∶25,pH值5.5,酶用量3.0g/L,時(shí)間90min。不同溫度的織物減量率結(jié)果見圖1。