RO121652B1 - Procedeu ecologic de curăţare preliminară a ţesăturilor din bumbac prin îndepărtarea impurităţilor necelulozice cu produse enzimatice - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu ecologic de curăţare preliminară a ţesăturilor din bumbac prin îndepărtarea impurităţilor necelulozice cu produse enzimatice. Procedeul conform invenţieise realizează prin epuizare sau fulardare-depozitare, pe aparate tip ha?pel sau jet overflow ?i,respectiv, fulard-pipe de depozitare, prin tratarea ţesăturilor cu o soluţie apoasă, ce conţine 0,025...3 g/l pectinază alcalină din grupa pectat-liazei cu activitatea enzimatică de 3000 APSU/g, 1...5 ml/l produs tensioactiv neionic pe bază de poliglicol eter derivat de alcool gras, cu sau fără adaos de 0,15...0,20 g/l produs de complexare EDTA, cu sau fără adaos de 0,5...2g/l alfa-amilază din microorganisme nepatogene cu activitatea enzimatică de 1200 NAU/g, la o valoare a pH-ului de 7...9, cu carbonat de sodiu, la un raport de flotă de 1:20 ?i se menţine la o temperatură de 55...65°C, timp de 30...60 min, pentru hidroliza enzimatică a pectinelor.

Description

Invenția se referă la un procedeu ecologic de curățare preliminară a țesăturilor din bumbac prin îndepărtarea impurităților necelulozice cu produse enzimatice.

Tradițional, tratamentul de curățare preliminară a bumbacului în vederea îndepărtării impurităților necelulozice (ceruri, pectine, hemiceluloză, lignină - componenta principală a cojilor semințelor), a substanțelor auxiliare folosite în fluxul de fabricație (filare, bobinare, țesere) sau a unor impurități accidentale se realizează printr-un proces de fierbere la temperatura de 95...100°C, în soluție concentrată de hidroxid de sodiu sau a altor agenți de caustificare, cum arfi carbonatul de sodiu, hidroxidul de potasiu sau amestecuri ale acestora, la un pH puternic alcalin (de exemplu pH = 12...13), în prezența tensidelor, agențilorde complexare și agenților de reducere.

Tratamentul de fierbere alcalină este eficient din punct de vedere al îndepărtării impurităților necelulozice, hidrofilia bumbacului este îmbunătățită, dar prezintă următoarele dezavantaje:

- procesul chimic puternic alcalin afectează celuloza și determină modificarea caracteristicilor fizico-mecanice și fizico-chimice ale fibrei;

- generează ape reziduale cu alcalinitate foarte ridicată și implicit cu impact major asupra mediului înconjurător;

- consum ridicat de energie (temperatură și durată mare de tratare);

- consum ridicat de apă necesar clătirilor repetate, în vederea îndepărtării conținutului rezidual de sodă caustică.

Pe plan mondial, există preocupări de substituire a procesului de fierbere alcalină cu un proces de curățare cu enzime. S-a investigat astfel acțiunea unor enzime, ca de exemplu: celulaza, pectinaza, proteaza, lipaza, asupra însoțitorilor bumbacului. Pectinazele s-au dovedit a fi cele mai eficace din acest punct de vedere, producând o curățare rapidă și uniformă a bumbacului, având o influență minimă asupra integrității substratului textil tratat.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția este stabilirea concentrației de produs enzimatic pectinolitic, a componentelor auxiliare din flotele de tratare și a concentrației acestora, a parametrilor de lucru și a metodei de aplicare, astfel încât să se asigure un conținut rezidual de pectine sub 0,4%, capacitate de umectare sub 1 s, corespunzătoare desfășurării în bune condiții a tratamentelor ulterioare de finisare, grad de alb (ISO 105 - J02) după albirea cu apă oxigenată peste 76, vopsiri ulterioare uniforme, influențe minime asupra integrității fibrei, valori scăzute ale consumului chimic și biochimic de oxigen din apele reziduale.

Procedeul ecologicde pregătire preliminară cu produse enzimatice a materialelor textile din bumbac conform invenției înlătură dezavantajele menționate prin aceea că se realizează prin epuizare sau fulardare-depozitare, pe aparate tip hașpel sau jet overflow și respectiv fulard-pipe de depozitare, cu o soluție apoasă ce conține 0,025...3 g/l pectinază alcalină din grupa pectat-liazei cu activitatea enzimatică de 3000 APSU/g; 1...5 ml/l produs tensioactiv neionic pe bază de poliglicol eter derivat de alcool gras, cu sau fără adaos de 0,15...0,2 g/l produs de complexare EDTA, cu sau fără adaos de 0,5...2 g/l a-amilază din microorganisme nepatogene (activitatea enzimatică de 1200 NAU/g; NAU -Novo AlphaAmilase Unit) pH = 7...9.

în cazul aplicării procedeului prin epuizare, regimul de temperatură care trebuie urmat astfel încât să se înlăture un conținut maxim de pectine și ceruri din materialele de bumbac constă în tratarea materialelor textile cu compozițiile menționate, la temperatura de

55.. .65°C, timp de 30...45 min, când are loc reacția de hidroliză enzimatică a pectinelor bumbacului, urmată de creșterea temperaturii la 90°C și tratarea materialului timp de

20.. .30 min, în aceeași soluție, cu sau fără adaos de 0,5 g/l produs tensioactiv anionic, când are loc îndepărtarea cerurilor și dezactivarea produsului enzimatic.

RO 121652 Β1 în cazul aplicării procedeului prin metoda fulardare - depozitare, temperatura flotei 1 de fulardare este de 65”C, temperatura de depozitare în pipe de 65’C, timp de 30...40 min.

Ulterior tratamentului enzimatic, materialul este clătit cu apă fierbinte la temperatura3 de 90°C, urmat de clătire la 60°C, 40°C și rece, timp de 10 min fiecare.

Invenția prezintă următoarele avantaje:5

- scăderea consumului chimic de oxigen din apele reziduale cu peste 40%, a consumului biochimic de oxigen (CBO₅) cu peste 40% și a reziduului total cu peste 80%;7

- reducerea consumului energetic prin reducerea temperaturii de reacție și a duratei procesului;9

- reducerea consumului de apă necesar la clătire, cu peste 25%;

- reducerea cheltuielilor de epurare a apei reziduale prin eliminarea NaOH din proces; 11

- în cazul prelucrării bumbacului în amestec cu alte fibre, cum ar fi poliesterul sau lâna, nu se produce degradarea celorlalte componente datorită specificității de acțiune a en- 13 zimei pectinolitice și a condițiilor blânde de tratare.

Se dau, în continuare, două exemple de realizare a invenției. 15

Exemplul 1. O țesătură 100% bumbac, care a fost supusă operației de descleiere oxidativă, reductivă sau enzimatică clasică, în funcție de agentul deîncleiere utilizat laîncle- 17 ierea firelor de urzeală, este tratată pe hașpel la temperatura de 20°C, 10 min, cu o soluție apoasă ce conține 1 ...2 ml/l produs tensioactiv neionic pe bază de poliglicol eter derivat de 19 alcool gras, 0,15...0,2 g/l agent de complexare EDTA, pH = 8...9 (cu carbonat de sodiu) la un raport de flotă de 1:20. 21

Se crește temperatura cu 1...1,5°C/min până la 55...65'C și se adaugă 0,025...0,05 g/l pectinază alcalină din grupa pectat - liazei, cu activitatea enzimatică 23 3000 APSU/g (APSU - Alcaline Pectinase Standard Units).

Se menține temperatura la 55...65°C, 30...60 min, timp în care are loc reacția de hi- 25 droliză a pectinelor bumbacului. Se crește temperatura până la 90°C, cu 1...1,5°C/min și se menține 20...30 min pentru favorizarea îndepărtării cerurilor și dezactivarea enzimei. Se eva- 27 cuează flota, după care țesătura este clătită consecutiv cu apă la temperatura de 90°C, 60°C, 40°C și rece, timp de 10 min fiecare clătire.29

După clătire, țesătura este albită cu apă oxigenată conform procedeului clasic.

Țesătura astfel prelucrată prezintă:31

- grad de alb (ISO 105-J02): peste 76, valoare compatibilă cu cea obținută prin tratarea clasică prin fierbere alcalină - albire;33

- capacitate de umectare (test cu picătura STAS 12751/89): sub 1 s;

- conținut rezidual de pectine : maximum 0,4%;35

- vopsiri ulterioare uniforme;

- caracteristici fizico-mecanice îmbunătățite față de varianta tratată clasic, respectiv 37 valori mai ridicate ale alungirii la rupere (ISO 5082) cu circa 15...25%;

- valori ale consumului chimic de oxigen (SR-ISO 6060-96; metoda cu bicromat de 39 potasiu) și consumului biochimic de oxigen (STAS 6560-82) din apele reziduale mai scăzute cu peste 50% comparativ cu varianta clasică de fierbere alcalină. 41

Exemplul 2. O țesătură 100% bumbac ale cărei fire de urzeală au fost încleiate cu amidon este tratată pe fulard cu o soluție apoasă ce conține 2...5 ml/l produs tensioactiv 43 neionic pe bază de poliglicol eter derivat de alcool gras, 0,5...2 g/l α-amilază din microorganisme nepatogene cu activitatea enzimatică de 1200 NAU/g (NAU - Novo Alpha- Amilase 45 Unit), 1,5...3 g/l pectinază alcalină din grupa pectat-liazei cu activitatea enzimei de 3000 APSU/g enzimă, pH = 7...7,5. 47

RO 121652 Β1

Se realizează două treceri prin flota de fulardare care are temperatura de 65°C. După fulardare, țesătura este depozitată în pipe la temperatura de 65’C timp de 30...45 min, iar apoi este clătită consecutiv cu apă la temperatura de 90°C, 60°C, 40°C și rece, timp de 10 min fiecare clătire. După clătire, țesătura este albită cu apă oxigenată conform procedeului clasic.

Țesătura astfel prelucrată prezintă:

- amidon rezidual (metoda calitativă Tegewa - Note): 7...8, conținut rezidual de pectine; maximum 0,4%;

- capacitate de umectare (test cu picătura STAS 12751/89): sub 1 s;

- grad de alb (ISO 105-J02): peste 75;

- vopsiri ulterioare uniforme.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Procedeu ecologic de curățare preliminară a țesăturilor din bumbac prin îndepărtarea impurităților necelulozice cu produse enzimatice, care se realizează prin epuizare sau fulardare-depozitare, pe aparate tip hașpel sau jet overflow și respectiv fulard- pipe de depozitare, caracterizat prin aceea că țesăturile se tratează cu o soluție apoasă ce conține 0,025...3 g/l pectinază alcalină din grupa pectat-liazei cu activitatea enzimatică de 3000 APSU/g, 1 ...5 ml/l produs tensioactiv neionic pe bază de poliglicol eter derivat de alcool gras, cu sau fără adaos de 0,15...0,20 g/l produs de complexare EDTA, cu sau fără adaos de 0,5...2g/l α-amilază din microorganisme nepatogene cu activitatea enzimatică de 1200 NAU/g, la un pH = 7...9, cu carbonat de sodiu, la un raport de flotă de 1:20 și se menține la o temperatură de 55...65°C, timp de 30...60 min, pentru hidroliza enzimatică a pectinelor.
2. 2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că se crește temperatura până la 90°C, timp de 20...30 min, pentru îndepărtarea cerurilor și dezactivarea produsului enzimatic.
3. 3. Procedeu conform revendicării 1 caracterizat prin aceea că se realizează două treceri ale țesăturii prin flota de fulardare care are temperatura de 65°C, urmată de depozitare în pipe la temperatura de 65°C, timp de 30...45 min.