酶退浆工艺探讨

1 前言
棉织物织造前纱线都要经过上浆，以方便织造。而染整加工前则要在保护纤维不受损伤的前提下进行退浆处理。退浆率不像毛效、白度、棉籽壳等前处理指标有一个直观、快速的反映，退浆率在4级以上(共分9级)，已能够基本满足染整加工需求，有些厂家在前处理过程中对退浆率指标的控制并不很重视。随着近两年市场对产品内在质量要求越来越高，退浆率逐渐引起重视。本文对酶退浆工艺进行优选，以供参考。
2 退浆率对产品质量的影响
2．1 染色牢度
活性染料是一种反应性染料。由于淀粉和纤维素纤维具有相同的结构和官能团，残存在织物上的浆料经过丝光后，同样具有很强的和染料反应结合的能力，但浆料和纤维的结合不紧密，加之自身易水解、降解，在湿摩擦或水洗时再和染料一起脱落，造成湿摩擦牢度低和水洗变色。
2．2 边中色差
以冷堆工艺为前处理工艺时退浆率较低，且还可能由于堆置时边中温度的差异造成退浆率边中不一致。其后果是，对浅色或较鲜亮的颜色，染色后可能造成边中鲜艳度差异，两边萎暗；对一些敏感的士林染料，由于还原、氧化、皂洗、浸酸等工序淀粉都会参与反应，从而造成边中颜色色相不一致。这种色差不是深浅差异，很难通过均匀轧车的压力来调整。
2．3 免烫产品防皱效果
由于纤维素和淀粉具有相同的化学组成和结构，而且大分子间的连接状态相对纤维素更为松散，因此树脂与纤维素反应的同时，一部分也会与未退尽的淀粉发生反应。由于淀粉分子在酸性高温条件下很快降解，使纤维素分子链或基本结构单元间的共价交联遭到破坏，从而影响产品的防皱效果。
2．4 功能性整理的耐久性
防水、防油整理效果和耐久性会由于浆料的存在而大大降低。
此外，退浆率低还可能使漂白产品泛黄，影响产品手感、柔软度；对一些敏感颜色如橄榄绿色等，布面往往发花。
3 酶退浆
3．1 酶退浆优点
去除淀粉有碱、酸、氧化剂和酶退浆等方法。现在常用的退浆工艺基本以碱退浆和酶退浆为主，而后者较之前者有众多优点。
(1)酶退浆废水pH值低，可生化性好，符合清洁生产和绿色环保要求。
(2)酶退浆作用快，效果好，退浆率高可达7级；而碱退浆只能达到4级。
(3)碱退浆使浆料疏松、膨化，没有将其分解为小分子物质，因此对水洗要求较高，水量、温度控制不当，会使浆料重新凝结、聚集，沾污到布面上，形成浆斑，往往造成大批量半制品回修。酶退浆则使浆料在酶的作用下催化分解为水溶性很高的小分子物质，浆液粘稠度低，不会再次凝结。
(4)酶退浆半制品手感柔软，强力损失低。对降强比较严重的功能性整理(如免烫、阻燃整理等)的品种，特别适合采用酶退浆。
3．2 影响酶退浆效率的因素
传统的酶退浆工艺大多采用最早的BF-7658 ．淀粉酶。由于其在生产中异味大，需要加入大量氯化钠作活化剂，现场操作及设备清洁麻烦，已逐渐被市场新开发的一些使用方便的液体高温酶所代替。目前酶退浆主要有两大类：一类适合于轧酶后打卷堆置的冷轧堆方法，温度应用范围在25～95℃ ；另一类适合高温连续汽蒸的轧蒸方法，温度应用范围在85～115℃。
高温轧蒸法如控制不当，易造成过热蒸汽直接加热，温度太高，使酶的活性大大降低；另外，无论R-BOX还是履带式汽蒸箱都是适合碱的高温煮漂联合设备，如果用于酶退浆，既不利于工艺控制、参数检测，也不利于工艺的连续性。所以多数厂家采取冷轧堆法，在烧毛机上，坯布烧毛后浸酶液，然后打卷堆置。
目前常用的宽温液体退浆酶，都是在 一淀粉酶或B．淀粉酶基础上进行改进的，因此使用更方便，工艺范围更宽。
尽管目前退浆酶的使用条件比较宽，但酶活性受多种因素影响，如pH值、温度、浓度、机械搅动、活化剂和表面活性剂等。所以在实际生产中，必须把这些影响因素严格控制在最佳范围内，使酶的活性保持在最活跃状态，尽可能提高退浆率。
3．2．1 pH值
pH值会影响酶蛋白的空间构象和酶的解离状态，从而影响酶的活性。在某一pH值下，酶的反应速率达到最佳值，称为酶促反应的最佳pH值。一般都在偏酸性条件下，以5．5～6．5之间为最好，化料时可用HAc进行调节。
3．2．2 温度
温度对酶的反应速率影响很大。随着加工温度的升高，一方面反应速率加快，另一方面酶蛋白会逐渐变性失活。适合于冷轧堆方法的酶处理最佳温度一般在65～85℃之间。

3．2．3 酶浓度
增加酶的浓度，会提高反应速率。综合考虑成本等因素，一般选择2～3 g／L为宜。
3．2．4 机械搅动
机械搅动可促使棉的初生胞壁与次生胞壁问的连接松弛，使棉纤维的微孔裂缝变大，增加酶进入微孔和裂缝的机会，提高反应速率。但是，搅动过于激烈，反而使酶的三维空间结构遭受破坏从而失活。
3．2．5 活化剂
淀粉酶对淀粉的消化作用，会受到某些药品的影响而变得活泼或迟钝。例如Na +、Ca2+ 对淀粉酶有活化作用；而微量的重金属如铜、铁等盐类，则对淀粉酶的活性有阻化作用，使活性减弱。
3．2．6 表面活性剂
表面活性剂对酶活性也有一定影响。如离子型表面活性剂，可与酶蛋白生成复合物，从而破坏蛋白酶结构，使酶失活。所以宜加入非离子型表面活性剂。但注意不要高于临界胶束浓度。
3．3 提高酶退浆效率的措施
(1)最好用硬水化料，适当的钙离子有助于提高酶的活性。
(2)单独设恒温锅炉热水(85℃)化料，加入酶后不宜采用蒸汽管直接加热升温，以防局部温度过高，使酶失活。
(3)用HAc调节pH值。
(4)用非离子型渗透剂。
(5)化料后停止搅拌，不要长时间搅拌。
(6)冬季为保温浸轧槽，可在槽内底部安装一排流动封闭热水管，水温为85～90℃ ，以起加热保温作用，不可蒸汽直接加热。
(7)加料可用喷淋管，放在进轧辊前，确保最新鲜、最具有活力的酶均匀地喷射在布面上，轧压后被带到布面上。
(8)打卷后要及时用塑料布包轴，并注意环境保温，不要低于25℃ 。
(9)可在一个单独的带有短蒸箱的短水洗车上进行水洗。浸轧少量渗透剂(热水化开)后，短蒸3o～45 s，目的使分解后的浆料动能增加，连接疏松，易于洗涤。加渗透剂的目的是易于洗涤，提高后工序煮练时的带液率。水洗温度最好在85℃以上。
3．4 退浆率检测
选择快速的退浆率检测方法。传统的退浆率检测方法为称重法，即(坯布重量一退浆后重量)／坯布重量×100％。这种方法需要化验室专人检测后才能通知机台，时间上有一定的滞后性，不利于机台人员的及时调整和控制。选择汽巴公司介绍的退浆率滴定液，滴至布面后，不同的退浆率呈现不同的颜色；然后与标准比色卡对比，比色卡共分9级，
按颜色相同或相近评级。这种方法快速、简便、基本准确，有利于机台的快速反应和调整。
4 结论
4．1 淀粉和纤维素有着相同的结构和官能团，但分子量、聚合度又远比纤维素低得多，基本单元间的连接也没有纤维素稳固。因此，染料、助剂在与纤维素反应的同时，也与残余淀粉发生反应，但这种反应或结合不牢固，对产品的色牢度、色差、功能性整理的耐久性、手感等产生影响。所以，要在纤维不受损伤的情况下尽最大可能去除残浆。
4．2 选择酶退浆工艺。酶具有高效专一、处理条件温和、可操作性强的优点，在改善手感、保持强度和绿色环保等方面，酸、碱、氧化剂退浆是无法与之比拟的。
4．3 酶活性受pH值、温度、浓度、机械搅拌、活化剂、表面活性剂等因素影响。在实际生产中采取多种措施，严格控制这些因素，使酶活力保持在最佳状态。
4．4 选择快速、简便的检测方法，有利于机台的及时监控和调整。