ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ПЕКТИНОЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ К КОЛОРИРОВАНИЮ THE USE OF PECTINOLYTIC ENZYME ...
←
→
Транскрипция содержимого страницы
Если ваш браузер не отображает страницу правильно, пожалуйста, читайте содержимое страницы ниже
химическая технология и экология
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ПЕКТИНОЛИТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ЛЬНЯНЫХ ТКАНЕЙ К КОЛОРИРОВАНИЮ
THE USE OF PECTINOLYTIC ENZYME PREPARATIONS FOR THE PREPARATION OF
LINEN MATERIALS FOR DYEING
УДК 677.11.027.2 https://doi.org/10.24411/2079-7958-2018-13511
Н.Н. Ясинская, Н.В. Скобова*, К.А. Котко N. Yasinskaya, N. Skobova*, K. Kotko
Витебский государственный технологический Vitebsk State Technological
университет University
Реферат ABSTRACT
ФЕРМЕНТ, ПОДГОТОВКА К КОЛОРИРОВАНИЮ, ENZYME, PREPARATION FOR DYEING, LINEN MA-
ЛЬНЯНАЯ ТКАНЬ, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС, TERIALS, TECHNOLOGICAL PROCESS, BIOLOGICAL
БИООБРАБОТКА, ПЕКТИНАЗА TREATMENT, PECTINASE
Важнейшей в технологиях отделки текстиль- The most important in the technology of finish-
ных материалов является операция подготовки к ing of textile materials is the operation of preparing
колорированию. Большинство операций отделоч- for coloring. Most of the operations of the finishing
ного производства текстильной отрасли связаны production of the textile industry are associated with
с химическими и физико-химическими воздействи- chemical and physical-and-chemical effects on the fi-
ями на волокно в достаточно жестких условиях ber in quite harsh conditions – high temperature, ag-
– высокая температура, агрессивные химические gressive chemical materials that have a destructive
препараты, что оказывает разрушающее дей- effect on the fiber-forming polymer. The actual task
ствие на волокнообразующий полимер. Актуаль- is to develop complex technologies for treating of
ной является задача разработки комплексных flax materials to minimize the effect of chemicals on
технологий обработки льняных материалов, поз- the fiber-forming polymer – cellulose, as well as to
воляющих минимизировать воздействие химиче- improve the environmental friendliness of finishing
ских препаратов на волокнообразующий полимер technologies. Biotechnology has particular practical
– целлюлозу, а также повысить экологичность importance, aimed at the use of enzymes of various
технологий отделки. Особую практическую зна- activity in low temperatures and in neutral environ-
чимость имеют биотехнологии, направленные на ments.
использование в процессах подготовки фермен- Studies of the bioprocessing of flax fabrics with
тов различной активности при низких темпера- the enzyme preparation Pectinase were carried out,
турах и в нейтральных средах. during which the optimal scheme of material prep-
Проведены исследования процесса биообра- aration was chosen, rational technological regimes
ботки льняных тканей ферментным препаратом were determined: processing temperature – 50 °C,
Пектиназа, в ходе которых выбрана оптимальная duration – 30 min, concentration of the enzyme
схема подготовки материала, определены рацио- preparation Pectinase – 3–4 g/l. Efficiency of use is
нальные технологические режимы: температура proved by the results of studies of the capillary and
обработки – 50 оС, длительность – 30 мин, кон- strength properties of linen fabrics.
центрация ферментного препарата Пектиназы
– 3–4 г/л. Эффективность использования дока-
зана результатами исследований капиллярных и
прочностных свойств льняных тканей.
* E-mail: skobova-nv@mail.ru (N. Skobova)
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
104
химическая технология и экология
Важнейшей в технологиях отделки текстиль- Целью работы является – разработка эффек-
ных материалов является операция подготовки тивного способа подготовки льняных тканей с
к колорированию, заключающаяся в придании использованием пектиназ, позволяющего обес-
равномерной смачиваемости, сорбционной печить высокие показатели смачиваемости, при
способности и устойчивой белизны [1]. Хоро- сохранении прочностных свойств.
шая подготовка обеспечивает высокую скорость ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
протекания последующих операций отделки, Объектом исследования является суровая
ровноту и устойчивость окраски, равномерность льняная ткань производства РУПТП «Оршанский
и устойчивость эффекта аппретирования. Для льнокомбинат», характеристики которой пред-
обеспечения указанных свойств из текстиль- ставлены в таблице 1. В качестве основного
ных материалов необходимо удалить примеси компонента ферментного раствора для отвар-
и загрязнения, сообщающие им гидрофобность ки использовался препарат Пектиназа произ-
и цвет, что осуществляется в процессе отварки водства ООО «Фермент» (Республика Беларусь),
и беления. Большинство операций отделочного со следующими характеристиками:
производства текстильной отрасли связаны с хи- – рабочий pH: 4,0–5,0;
мическими и физико-химическими воздействи- – рабочая температура, оС: 40–65;
ями на волокно в достаточно жестких условиях – активность, не менее 6500 ед/г.
– высокая температура, химические препараты, Оценка степени влияния ферментных препа-
что оказывает разрушающее действие на волок- ратов на свойства ткани и оптимизация темпе-
нообразующий полимер. Подготовка текстиль- ратурно-временных параметров процесса био-
ных материалов из льняных волокон обладает отварки проведена по следующим показателям:
специфическими особенностями, связанными с – капиллярность (для характеристики смачи-
большим содержанием природных примесей и ваемости);
загрязнений – 20–25 % [2, 3]. Высокое качество – разрывная нагрузка и разрывное удлине-
подготовки льняных тканей достигается, когда ние ткани вдоль основы и утка;
химическая очистка волокна проводится два- – потеря прочности.
жды – в виде пряжи или ровницы, а затем в виде МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАПИЛЛЯРНОСТИ
ткани. В многостадийном цикле облагоражива- ТКАНИ
ния происходит постепенное извлечение приме- Полоску ткани длиной по основе 30 см и ши-
сей путем воздействия агрессивных химических риной по утку 5 см подвешивают за один конец
препаратов. над кристаллизатором с раствором бихромата
В этой связи актуальной является задача раз- калия концентрацией 3 г/л, а другой конец опус-
работки комплексных технологий обработки кают в раствор и ведут наблюдение за подня-
льняных материалов, позволяющих минимизи- тием окрашенной жидкости по ткани. Замеры
ровать агрессивное воздействие химических производят через 1, 5, 10, 20, 30 и 60 мин.
препаратов на волокнообразующий полимер У хорошо подготовленных тканей жидкость
– целлюлозу, а также повысить экологичность поднимается на значительную высоту (не ме-
технологий отделки. В последние десятилетия нее 100–130 мм) более или менее равномер-
активизировались исследования в направлении но по всей ширине полоски. При определении
биохимических способов подготовки текстиль- капиллярности замер лучше вести по сплошно-
ных материалов из целлюлозных волокон [4, 5, му фронту подъема жидкости и максимальному
6, 7, 8]. Особую практическую значимость с точки пику. Разность между максимальным и сплош-
зрения экологичности и сохранения целлюлозы ным подъемом окрашенной жидкости будет ука-
имеют ферменты, проявляющие активность при зывать на степень равномерности подготовки
низких температурах и в нейтральных средах. ткани.
Поэтому представляет интерес исследовать про- Капиллярность нормально подготовленной
цесс подготовки льняных тканей ферментными хлопчатобумажной ткани составляет около 125
препаратами пектинолитического действия – мм за 30 мин.
пектиназ. Разрывная нагрузка и разрывное удлине-
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
105
химическая технология и экология
Таблица 1 – Физико-механические свойства суровой ткани
Значение параметра
Показатель
Образец 1 Образец 2
Вид сырья 100 % лен 100 % лен
Поверхностная плотность, г/м 2
245 185
Разрывная нагрузка, Н,
по основе (факт./ТУ) 700/343 196/490
по утку (факт. /ТУ) 580/343 245/430
Разрывное удлинение, мм
по основе (факт.) 7,0 6,2
по утку (факт.) 10,2 12,8
ние ткани вдоль основы и утка определялась где Rс и Rо – соответственно разрывная нагруз-
на разрывной машине РТ-250 в соответствии ка суровой и биообработанной ткани, Н.
с ГОСТ 10138-93. Ткани чистольняные, льняные ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
и полульняные бельевые. Общие технические В лабораторных условиях кафедры экологии
условия, ГОСТ 15968-2014. Ткани чистольняные, и химических технологий проведены исследо-
льняные и полульняные одежные. Общие тех- вания процесса биообработки льняных тканей
нические условия, ГОСТ 3813-72. Материалы ферментным препаратом Пектиназа по двум
текстильные. Ткани и штучные изделия. Методы технологическим схемам, представленным на
определения разрывных характеристик при рас- рисунке 1. Условия проведения эксперимента
тяжении (с Изменениями № 1, 2, 3) представлены в таблице 2.
Потеря прочности рассчитывалась по форму- Результаты исследования свойств льняных
ле тканей после ферментной обработки представ-
лены на рисунках 2, 3.
Анализ полученных результатов показывает,
, (1) что при обработке льняных тканей независимо
от схемы происходит снижение прочности ма-
Рисунок 1 – Технологические схемы биообработки льняных тканей
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
106
химическая технология и экология
Таблица 2 – Условия проведения эксперимента
№ образца Состав варочного раствора, г/л Условия обработки
1-I Схема I
1-II Пектиназа – 6–8 Т = 50 оС ±5, t = 60 мин
2-I Уксусная кислота – 1,5 (рН = 4–5) Схема II
Смачиватель – 1 пропитка при Т = 50 оС
2-II
вылеживание в яме t = 60 мин
Рисунок 2 – Оценка капиллярности льняных тканей после биообработки
Рисунок 3 – Оценка прочности льняных тканей после обработки
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
107
химическая технология и экология
териала, в среднем на 50 %, однако полученное ной работе являлось исследование зависимости
значение разрывной нагрузки не выходит за эффективности отварки, характеризуемой пока-
установленные техническими условиями грани- зателями капиллярности и потери прочности, от
цы. концентрации и продолжительности обработки.
Материал, обработанный по схеме I, имеет Условия проведения эксперимента по схеме
большую капиллярность на двух анализируемых I и полученные результаты представлены в та-
образцах тканей. По данным РУПТП «Оршанский блице 3 и на рисунках 4, 5.
льнокомбинат» достаточно подготовленными к Как видно, концентрация ферментного пре-
колорированию считаются льняные ткани, име- парата Пектиназа и продолжительность обра-
ющие значение капиллярности на уровне 50–80 ботки не оказывают существенного влияния
мм/час, следовательно, схема I и схема II могут на капиллярные и прочностные свойства под-
быть рекомендованы для использования в тех- готовленных льняных тканей, что позволяет
нологическом цикле подготовки льняных тканей рекомендовать проведение биообработки в
поверхностной плотности 150–250 г/м2. производственных условиях по экономичному
Отечественный ферментный препарат Пекти- режиму, представленному на рисунке 6.
наза является новым продуктом для обработки ВЫВОДЫ
текстильных материалов из целлюлозных воло- Разработана экологически чистая эффек-
кон, поэтому одной из задач, решаемых в дан- тивная технология подготовки льняных тканей
Таблица 3 – Условия проведения эксперимента
№ образца Состав варочного раствора, г/л Условия обработки
обр. 1-I-1 Пектиназа – 3–4
Уксусная кислота – 1,5 (рН = 4–5) Т = 50 оС ±5, t = 60 мин
обр. 2-I-1
Смачиватель – 1
обр. 1-I-2 Пектиназа – 6–8
Уксусная кислота – 1,5 (рН = 4–5) Т = 50 оС ±5, t = 30 мин
обр. 2-I-2
Смачиватель – 1
Рисунок 4 – Зависимость капиллярности льняных тканей от концентрации раствора и
продолжительности обработки
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
108
химическая технология и экология
Рисунок 5 – Зависимость разрывной нагрузки льняных тканей от концентрации раствора и
продолжительности обработки
Рисунок 6 – Рациональный режим биообработки льняных тканей
поверхностной плотности 150–250 г/м2 к ко- разрывной нагрузки не превышает нижних гра-
лорированию с использованием отечественных ниц, установленных техническими условиями на
ферментных препаратов пектинолитического данный вид продукции.
действия. Эффективность использования дока-
зана результатами исследований капиллярных
и прочностных свойств льняных тканей – капил-
лярность составляет 90–100 мм/час, падение
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
109химическая технология и экология
Список использованных REFERENCES
источников
1. Кричевский, Г. Е. (2000), Химическая техноло- 1. Krichevsky, G. E. (2000), Himicheskaja tehnologija
гия текстильных материалов. Теоретические tekstil'nyh materialov. Teoreticheskie osnovy
основы технологии. Волокна. Загрязнения. tehnologii. Volokna. Zagrjaznenija. Podgotovka
Подготовка текстильных материалов, Моск- tekstil'nyh materialov [Chemical technology of
ва, 436 с. textile materials. Theoretical foundations of
technology. Fibers. Pollution. Preparation of
2. Чешкова, А. В. (2007), Ферменты и технологии textile materials], Moscow, 436 p.
для текстиля, моющих средств, кожи, меха,
Иваново, 289 с. 2. Cheshkova, A. V. (2007), Fermenty i tehnologii dlja
tekstilja, mojushhih sredstv, kozhi, meha [Enzymes
3. Алеева, С. В. (2014), Методологические основы and technologies for textiles, detergents, leather,
совершенствования процессов биохимической fur], Ivanovo, 289 p.
модификации льняных текстильных матери-
алов. дисс. докт. техн. наук, Иваново, 389 с. 3. Aleeva, S. V. (2014), Metodologicheskie osnovy
sovershenstvovanija processov biohimicheskoj
4. Скобова, Н. В., Ясинская, Н. Н. (2013), Экспери- modifikacii l'njanyh tekstil'nyh materialov.
ментальные исследования процесса биооб- diss. dokt. tehn. nauk [Methodological basis
работки льняных тканей, Вестник Витебского for improving the processes of biochemical
государственного технологического универси- modification of linen textile materials. diss. Dr.
тета, 2013, вып. 25, С. 59–63. tech. Sciences], Ivanovo, 389 p.
5. Скобова, Н. В., Ясинская, Н. Н. (2015), Влияние 4. Skobova, N. V., Yasinskaya, N. N. (2013), Experi-
ферментативной отделки на физико-механи- mental studies of the process of bioprocessing of
ческие свойства льняных тканей, Сборник ма- linen fabrics [Jeksperimental'nye issledovanija
териалов международной научно-техническая processa bioobrabotki l'njanyh tkanej], Vestnik
конференция «Дизайн, технологии и иннова- Vitebskogo gosudarstvennogo tehnologicheskogo
ции в текстильной и легкой промышленно- universiteta – Vestnik Vitebsk State Technological
сти» (Инновации-2015), Москва, 2015, Ч. 2, С. University, 2013, Vol. 25, P. 59–63.
196–198.
5. Skobova, N. V., Yasinskaya, N. N. (2015), Influence
6. Скобова, Н. В., Ясинская, Н. Н. (2016), Примене- of enzymatic finishing on the physicomechanical
ние ферментов для заключительной отделки properties of linen fabrics [Vlijanie fermen-
льносодержащих материалов, Техническое ре- tativnoj otdelki na fiziko-mehanicheskie svojstva
гулирование: базовая основа качества мате- l'njanyh tkanej], Collection of materials of the
риалов, товаров и услуг: международный сбор- international scientific and technical conference
ник научных трудов, Шахты, 2016, С. 283–288. «Design, technology and innovation in the textile
and light industry» (Innovations-2015), Moscow,
7. Ясинская, Н. Н., Скобова, Н. В., Котко, К. А. 2015, P. 2, pp. 196–198.
(2017), Ферментативная расшлихтовка хлоп-
чатобумажных тканей, Материалы докладов 6. Skobova, N. V., Yasinskaya, N. N. (2015), The
50-й Международной научно-технической use of enzymes for the final finishing of flax-
конференции преподавателей и студентов, containing materials [Primenenie fermentov
посвященной Году науки, Витебск, 2017, т. 1, С. dlja zakljuchitel'noj otdelki l'nosoderzhashhih
307–310. materialov] Technical regulation: the basic basis
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
110химическая технология и экология
8. Котко, К. А., Скобова, Н. В., Ясинская, Н. Н. (2017), for the quality of materials, goods and services:
Использование ферментов для расшлихтовки international collection of scientific papers,
текстильных материалов, Реформування си- Shakhty, 2016, p. 283–288.
стеми технічного регулювання відповідно до
вимог законодавства ЄС та торгівлі України: 7. Yasinskaya, N. N., Skobova, N. V., Kotko, K. A.
тези доповідей всеукраїнської науково-прак- (2017), Enzymatic desizing of cotton fabrics
тичної конференції студентів та молодих [Fermentativnaja rasshlihtovka hlopchato-
учених, Херсон, 2017, С. 35–38. bumazhnyh tkanej], Proceedings of the reports
of the 50th International Scientific and Technical
Conference of Teachers and Students on the Year of
Science, Vitebsk, 2017, v. 1, P. 307–310.
8. Kotko, K. A., Skobova, N. V., Yasinskaya, N. N.
(2017), The use of enzymes for desizing textile
materials [Ispol'zovanie fermentov dlja rasshlih-
tovki tekstil'nyh materialov], Reforming the
system and technical regulation is necessary
to the laws of the legislation of Ukraine and
Ukraine, Abstracts of the All-Ukrainian Scientific
and Practical Conference of Students and Young
Scientists, Kherson, 2017, pp. 35–38.
Статья поступила в редакцию 18. 10. 2018 г.
вестник витебского государственного технологического университета , 2018, № 2 (35)
111Вы также можете почитать
