[发明专利]一种超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆方法

说明书

技术领域

本发明属于纺织染整加工技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆方法。

背景技术

超临界二氧化碳流体酶退浆技术，具有显著的生态、环保和节能减排等清洁化生产的特点，对改变传统纺织前处理加工的高污染、高能耗等现状具有重要意义。目前，生物酶在染整加工中具有广阔的应用前景，因为酶制剂作为一种生物制剂，无毒无害，它的开发应用顺应了绿色加工和可持续发展的要求。其中退浆酶的应用较为成熟和广泛，已经越来越被印染工作者所接受，并应用于去除织物上的淀粉浆等杂质。其中某些酶联合使用时存在协同作用，例如，果胶酶降解底物的表皮层，可为纤维素酶产生更多作用位点；而纤维素酶的降解作用会使更多表皮层中的果胶质暴露，并与果胶酶作用。

然而，超临界二氧化碳流体中棉制品的酶退浆，却相对要复杂和困难得多。其难点在于如何使极性高分子的蛋白质化合物-酶，进入疏水性的高压超临界二氧化碳流体介质中，并能保持其较高活性。其次，如何给高压超临界二氧化碳介质中的酶提供适合其进行酶催化反应的化学环境和条件。此外，棉制品上使用的大多数常规浆料都是极性高分子化合物，在棉制品纤维表面成膜前后，都无法在疏水性的超临界二氧化碳流体中进行膨胀并进而溶解去除。因此，长期以来，超临界二氧化碳流体作为染色介质得到了较多研究和应用，但在棉制品的退浆前处理中，尤其是超临界二氧化碳流体中酶退浆的研究和应用，从现有文献看尚无人涉足。然而，退浆前处理是棉制品生产的重要加工工序，传统的棉制品退浆前处理则需消耗大量的水、能量和化学品，并产生大量高浓度废水，对资源保护和生态环境造成了严重威胁。

因此，研发超临界二氧化碳流体介质中棉制品、尤其对天然棉制品进行高效退浆加工的方法，对推行棉制品无水化退浆前处理等染整加工技术，彻底实现纺织印染企业的清洁生产，具有非常重要的意义和广阔的市场前景。

发明内容

本发明的目的是提出一种方便操作，实现棉制品在超临界二氧化碳流体中的酶退浆前处理，节能环保的超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆方法。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆方法，包括以下步骤：

A、将适量表面活性剂溶于体积比为1∶2-1∶5的醇类和水的混合溶液中；

B、将相对于待处理棉制品重量的0.1％-20％的退浆酶添加到所述混合溶液体系中，并搅拌至体系澄清，制得退浆工作液；

C、将所述退浆工作液置于酶退浆装置的退浆液储存釜内，并将所述酶退浆装置置于带循环装置的超临界二氧化碳流体处理系统中；

D、密闭系统后启动所述循环装置，在一定超临界流体条件下，所述退浆工作液对所述待处理棉制品的浆料进行酶解处理。

进一步的，在所述步骤A中，所述表面活性剂为丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)，所述丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)的浓度为2.5g/L-25g/L。

进一步的，在所述步骤A中，所述醇类为乙醇。

进一步的，在所述步骤B中，所述退浆酶为纤维素酶、果胶酶、脂肪酶、α-淀粉酶中的一种或其任意比的组合物。

更进一步的，所述退浆酶为纤维素酶、果胶酶、脂肪酶和α-淀粉酶以1∶1∶1∶1比例组成的组合物。

进一步的，在所述步骤D中，所述一定超临界流体条件为反应温度为40℃，压力为13Mpa，处理时间为1h，采用流体循环和静止处理的时间比为1∶10。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆方法，是将退浆酶与适量表面活性剂、适当比例的醇类和水配成退浆工作液，然后将含有退浆酶的退浆工作液利用疏水性超临界二氧化碳介质原位形成微乳液，微乳液随流体穿透棉制品的同时，释放出活性退浆酶，实现在超临界二氧化碳介质中对棉制品浆料的降解处理。本发明方法工艺简单，操作方便，在退浆处理过程中，反应温和，对布损伤小，无需在高温下进行，避免了传统退浆工艺中大量水，热和高浓度碱的应用，具有高效、绿色、环保等特点。

另外，通过控制退浆工作液水用量和退浆酶用量等参数，来实现退浆工艺的优化。

附图说明

图1是本发明实施例一的超临界二氧化碳流体中棉的酶退浆装置的结构示意图；

图2是本发明酶退浆处理的棉制品失重率与退浆工作液水用量的影响关系图；

图3是本发明酶退浆处理的棉制品毛效值与退浆工作液水用量的影响关系图；

图4是本发明酶退浆处理的棉制品失重率与退浆工作液退浆酶浓度的影响关系图；