一 簡(jiǎn) 介
酶是生物催化劑，具有在化學(xué)反應(yīng)中用量少，且不被消耗的優(yōu)點(diǎn)。在化學(xué)反應(yīng)中能加速或減緩化學(xué)反應(yīng)的速率。當(dāng)一次化學(xué)反應(yīng)結(jié)束后，酶會(huì)被釋放出來(lái)，進(jìn)行下一次化學(xué)反應(yīng)。在理論上催化劑可以被無(wú)限次的使用，但在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)催化劑受到穩(wěn)定性的限制，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，它們會(huì)失去活性。通常，大多數(shù)酶在被用過(guò)一次之后就完成了使命，不能再用。
與無(wú)機(jī)催化劑如酸、堿、金屬和金屬氧化物相比，酶具有其特殊性，它能分解一些特定化合物。在某些情況下，它的活性受到與之反應(yīng)的化合物的一些基團(tuán)限制。與酶發(fā)生反應(yīng)的分子被稱作酶作用物，酶與之發(fā)生反應(yīng)之后，酶作用物轉(zhuǎn)化成一種或者多種產(chǎn)物。大型酶分子的一部分與酶作用物發(fā)生可逆的結(jié)合，結(jié)合物具有另一種特殊的結(jié)構(gòu)，然后酶分子中的另一特殊部分會(huì)對(duì)結(jié)合部分進(jìn)行催化，使之轉(zhuǎn)化成為另一種化合物。酶分子中不同部分發(fā)生的反應(yīng)大體可以分為6大類：水解，氧化，降解，合成，轉(zhuǎn)移，以及分子異構(gòu)。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，由于與酶發(fā)生反應(yīng)的化合物范圍很廣，所以不可避免會(huì)有少量副產(chǎn)物生成。
酶在常壓，合適的溫度及酸性(pH值)條件下發(fā)生反應(yīng)。大多數(shù)酶發(fā)生反應(yīng)的溫度是30℃-70℃，pH值接近中性(pH=7)。目前，人們也開(kāi)發(fā)了一些特殊的酶，用于特殊高溫條件下使用。酶的使用節(jié)約了能源，也節(jié)省了對(duì)抗高溫、高壓、腐蝕等特殊設(shè)備的投資。由于酶具有反應(yīng)效率高，可發(fā)生特定反應(yīng)、條件溫和以及降解率高等優(yōu)點(diǎn)，它在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用廣泛。
酶存在于所有生物體中。它們來(lái)自于自然界，當(dāng)它們降解為氨基酸后又能被自然界快速吸收。酶只與再生原材料發(fā)生反應(yīng)，水果，谷物，牛奶，脂肪，肉，棉花，皮革，木材等都是生成酶的典型原料。多數(shù)酶化作用產(chǎn)生的可用產(chǎn)品或副產(chǎn)品都是無(wú)毒的并可很快降解。工業(yè)生產(chǎn)用的酶可以以污泥作為原料通過(guò)生態(tài)循環(huán)方式生產(chǎn)。
酶能加速化學(xué)反應(yīng)，它與特定的基質(zhì)在溫和條件下發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)安全且易于控制，而且它能代替刺激的化學(xué)藥品，容易生物降解，因此被廣泛應(yīng)用于紡織業(yè)中。
二 酶在紡織前處理過(guò)程中的應(yīng)用概述
1、退漿
棉纖維和棉混紡纖維在織造的時(shí)候，為增加強(qiáng)力，在它們表面涂上一層漿料(淀粉或者淀粉衍生物)，這樣避免纖維在織造過(guò)程中斷裂。在織造的過(guò)程中經(jīng)線承受機(jī)械加工力，因此通常給經(jīng)線上漿。上漿的材料通常是淀粉或者淀粉衍生物，它的應(yīng)用非常廣泛(約有75％的紡織工來(lái)使用淀粉)，淀粉通常是從土豆、玉米和水稻中制得。
由于漿料的存在會(huì)影響濕處理的均勻性，因此，織物在漂白和染色之前，需要進(jìn)行退漿，可供選擇的退漿方式有很多。如果纖維表面的漿料是水溶性的，則在退漿過(guò)程會(huì)用到堿、表面活性劑、氧化性化學(xué)物質(zhì)，如過(guò)硫酸鹽或者堿，也可能用到溴化物，(或者漂白過(guò)程也會(huì)用到)。
在紡織工業(yè)中，淀粉酶用于去除淀粉漿料，以改善濕處理的均勻性。淀粉酶是水解酶，它能促進(jìn)淀粉的分解，降低其中食糖、糊精、麥芽糖的含量。這種酶的優(yōu)點(diǎn)是只對(duì)淀粉起作用，并且對(duì)所附纖維(棉纖維和棉混紡纖維)本身沒(méi)有損傷。淀粉酶能在低溫下退漿，最合適的溫度是30-60℃，最合適的pH是5.5-6.5。
2、煮煉
煮煉是去除織物上天然的或者后加工產(chǎn)生的雜物的過(guò)程，這些雜質(zhì)包括脂肪、蠟、沙、塵土、油等。通常煮煉是把織物浸入含有燒堿的溶液中，在70-90℃的溫度下進(jìn)行的。傳統(tǒng)使用強(qiáng)堿的煮煉過(guò)程會(huì)對(duì)纖維重量造成損失，且污染環(huán)境。使用酶化的方法煮煉則對(duì)纖維本身和環(huán)境都沒(méi)有負(fù)面影響。由于操作者不再接觸強(qiáng)腐蝕性的化學(xué)藥品，因此這對(duì)其健康的影響也降到了最低。
果膠酶對(duì)煮煉效果有效并對(duì)環(huán)境無(wú)污染。果膠酶能降解棉中的果膠，它能去除其中的蠟、油和其他雜質(zhì)。諾維信為煮煉提供了一種作用溫和的堿性果膠酶，它能徹底去除棉纖維的果膠和其他雜質(zhì)，并能在紡織業(yè)的機(jī)械化濕處理中行以廣泛應(yīng)用。這種酶最合適的煮煉溫度是50-60℃，pH值在7.5-9之間。
3、漂白
通常情況下，漂白過(guò)程使用雙氧水，最合適的pH值是10.5-11，溫度為80-100℃，作用時(shí)間在45分鐘到5、6個(gè)小時(shí)之間。漂白完成后，漂白液排掉(因?yàn)槠缀蟮目椢镆M(jìn)行印染，這樣可以防止漂白與染色過(guò)程中的化學(xué)物質(zhì)相互反應(yīng))，此時(shí)織物上還有殘存的H202，去除的方法有兩種。一種是把織物洗滌數(shù)次，或者使用弱的還原劑中和纖維上的H202。在洗滌過(guò)程中，消耗大量的水(約40L/Kg織物)，這也會(huì)導(dǎo)致大量廢水的生成。
酶在漂白過(guò)程中能代替些化學(xué)藥品(如硫代硫酸鹽)，從而節(jié)約水和能源的消耗量。印度的科學(xué)家研制出一種過(guò)氧化氫酶，與傳統(tǒng)去除織物上的過(guò)氧化氫方法相比，它在常溫條件下就可以直接把織物上殘留的H202分解成水和非反應(yīng)性的氧氣。
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