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应用生物酶技术,尝试清洁化生产

来源:印染在线 发布时间:2009年05月11日

印染行业是一个水污染源大户,而穿衣是人们生活中不可缺少的消耗物品,每年消耗量极大。因此发展清洁化生产减少环境污染已成共识。国内外印染助剂研究机构、大专院校、公司等借鉴现代化技术积极创新、研究各类环保染化料助剂,包括生物酶,而生物酶的环保性成为研究生物酶技术及应用技术的推动力。本文采用无锡恒基开发生产的HZM一102煮练酶对棉机织物进行印染低碱前处理应用实践的一些探索。]、煮练酶在棉机织物前处理中的作用 影响棉织物润湿性的主要原因是原棉中的共生物果胶、棉蜡等杂质以及织造时上的浆料,尤其是PVA浆,果胶质的主要成分为果胶酸(聚一D一半乳糖醛酸)及其衍生物,在纤维中果胶分子间以不溶性的钙、镁、铁等多价金属离子交联和甲酯形成物理纠缠,把棉纤维初生胞壁中的各种非纤维素成分粘合起来,形成以果胶质为骨架的庞大的疏水性网状层,并与纤维素大分子形成酯基封闭纤维上的亲水基一OH基,使原棉纤维表现出憎水性。棉蜡与纤维素和纤维上的果胶质以磷脂方式相连接,形成疏水性物质,也是棉织物润湿性差的主要原因。因此必须将这些杂质去除。 HZM一102煮练酶以果胶酶为主的复合生物酶制剂,利用生物酶的高效性、专一性,使棉籽壳膨化程度较好,有效分解棉、麻等天然纤维素的共生物,使果胶质、浆料、灰分等去除较尽,打通纤维内部通道而不损伤纤维,相应减少了碱煮压力,处理条件温和彻底,保证了煮练后织物的一致性,为后序的漂白、染色、印花及后整理创造了最佳条件,加工的品质优于传统工艺。减少污水排放,是一种切实可行的清洁生产方式.2.HZM一102煮练酶前处理工艺 煮练酶前处理可以采用浸渍法,浸轧堆置法和浸轧汽蒸工艺,效果以浸渍法最好,浸轧汽蒸工艺难度最大。针织物无须上浆,织物组织疏松,最易处理,机织物相对来说较难,尤其是PVA浆比例大时难度更大。下面简述三套生产工艺,其中冷堆法二套,连续轧蒸法一套。2.1 冷堆法工艺 该[--一

-14-"充分利用印染厂冷轧堆现有设备,采用热轧室温堆置或热轧温堆的加工工艺,堆置时间较长,使复合酶有充分的时间发挥它的效能,减少能源的消耗,棉籽壳膨化程度较好,相应减轻了后续碱煮的压力,是较为成熟而普遍采用的工艺。归纳为二套工艺,分别用于棉籽壳多、PVA浆含量高的工艺和不耐碱类的特种棉织物工艺。 2.1.1 工艺一:HZMl02煮炼酶棉及其混纺织物前处理冷堆工艺 它的堆置时间较长,能充分发挥复合酶的综合协同效力,对棉籽壳多、PVA浆多的特别难处理的品种还可以采用保温堆置的方法,效果更好。 工艺流程: 轧酶堆置一一热洗一一淡碱汽蒸一一水洗一一氧漂一一热洗一一烘干 轧酶堆置:煮炼酶HZM一102:15g/L 温度:50—70~C PH:6.5—8 室温堆置:18小时以上 带液率:]00% 热洗 淡碱汽蒸:NaOH:30—40~/L 螯合分散剂:2g/L 精练剂:5g/L 渗透剂:2g/L 带液率:100% 温度:100% 时 间:50—60分钟 95~NN 冷水洗一格 氧 漂:100%H20z:4.5—5.5g/L 水玻璃:15g/L 螯合剂:2g/L PH:10。5—11 带液率:100% 温度:100±2℃ 时间:60分钟 热洗四格 2.1.2 工艺二:HZMl02煮炼酶棉及其混纺织物前处理冷堆工艺 此工艺适合棉籽壳少的不耐碱的品种如彩棉、含金银丝织物、娟棉类织物等。 工艺流程: 轧酶堆置一一热洗一一氧漂一一热洗一一烘干 轧酶堆置:煮炼酶HZM一102:15g/L 温度:50—70% PH:6.5—8 室温堆置:18小时以上 带液率:80一100% 热洗 氧 漂:100%H,0,7—9g/L 萃取剂HZJ一102 15g/L 水玻璃:15g/
L 螯合分散剂:3g/L PH:10.5—11 带液率:80一100% 温度:100±2一(: 时间:60分钟 热洗四道2.2 连续轧蒸法工艺 快速、高效、高质的前处理工艺也是印染企业的一个重要发展方向,所以应用长车连续轧蒸法的生物酶精炼工艺就变得十分突出,应用难度也随之增加许多。采用煮练酶煮练+轻碱煮+常规氧漂的:步法工艺,适用的品种规格较多。采用印染厂现有平幅汽蒸练漂设备。 2.2.1 工艺三:连续轧蒸工艺 工艺流程: 煮练酶煮练一一轻碱煮一一常规氧漂 酶煮 HZM一102 15—20g/L 二浸二轧、轧余率100% 渗透剂 2g/L 50~c~$L 车速50re/rain 碱煮 100%NaOH 30~40g/L 汽蒸:75T x55—70mi“ CE滲透精练剂 3~4g/L _-~--$L、轧余率100% 980j精练王 3—4g/L 50~C浸轧车速50re/rain 亚硫酸钠 4g/L 汽,~飛-H-:100℃x 60—70min 氧漂 100%H,O, 4.5g/L 稳定剂EW560 3g/L 二浸二轧、轧余率100% 40。B6水玻璃 2g/L 室温浸轧车速50re,'rain 980J精练王 4 g/L 汽蒸:100~C x50min 螯合分散剂 3g/L 烧碱调pH值:10—11试验品种(成品规格)A、48/50"32×32+40D/154×81B、48/50"40×40+40D/250×150弹力斜纹联合斜C、48/50”16×16+40D/118×40 2/1 左斜弹力布D、48/50’'20×16+70D/158×
54 3/1 左斜弹力布E、48/50"40/2+40/2×40/2+40D+40/2+40D/126弹自旨帆布表一 试验结果测试

品种

项目

A

B

C/

D

E

毛效(1,/30’)

3.3/11.3

3.3/10.5

3,1/10.4

4.0/12.O

4.o/11.5

白度。(W E133)

75.O

72.5

68,6

69.8

73

织物强力(T/w.N)

940/331

1800/

1255.6/37l

1340/

891/

退浆效果(碘测)

棉籽壳去除情况

较好

较好

注 。白度值HUNTER LAB电脑测色仪测试WEl33白度指数。 表一数据表明煮练酶连续轧蒸法新工艺毛效、白度、织物强力、退浆效果都能满足前处理要求。3。连续轧蒸法新老工艺对棉织物的各项指标及污水COD的对比3.1 新老工艺对去除棉共生物的能力和毛效比较表二 生物酶前处理与传统碱煮前处理后棉织物杂质去除率和毛效对比

煮练酶前处理

碱前处理

果胶去除率%

96.37

97.35

棉蜡去除率%

7].54

80.78

含氮物质去除率%

57.47

80.59

灰分去除率%

62.17

67.79

毛效cm/30min

11.20

11.50

从表二可以看出,煮练酶前处理果胶、灰分去除率与传统方法相近,蜡质和蛋白质的去除率稍差些,但毛效基本一致,这是因为蛋白质主要存在于棉纤维内层的胞腔中,影响润湿性极小,而织物上残留的少量棉蜡是煮练酶前处理后的织物,具有柔软手感的原因之一。3.2 新老工艺对棉织物的性能比较

表三 煮练酶和传统碱煮前处理后棉织物的物理性能和染色性能比较

\ 内容

项目 \

煮练酶工艺

传统碱煮工艺

A品种

B品种

A品种

B品种

毛效(17303

3.3/11.8

3.2/8.5

3.1/11.0

3.0/10.0

白度(w/Y)

78.2/4.3

67,1/6.8

71.2/5.9

62,3/8.5

织物强力(T/w.N)

1249.0/267.5

1266.7/368.0

1243.0/263.0

1268.0/256.O

退浆效果(碘测)

棉籽壳去除情况

较好

D65

光源

L(厶L)

54.]9(一0.54)

54.73

C(/XC)

42.7(0.88)

41.82

K/S

16.44

]5.76

从表三也可以看出强力、白度、染色得色率和鲜艳度都比老工艺好,棉籽壳去除情况B品种略为差一点偶尔有细小点。附:生产工艺实例工艺流程:翻缝一一)酶煮一)碱煮一一)烧毛一一)氧漂斗丝光斗轧染一一)后整理+成品。生产品种(成品规格)A.48/50”32×32+40D/170 X62 2/1左斜弹力布19200米B.48/50”16×16+70D/1 18 Z40 2/1左斜弹力布25000米。工艺条件。酶煮 老工艺 (A、B)BF一7658淀粉酶 4g/L食盐 10g/L渗透剂 3g/L二浸二轧、轧余率100%汽蒸:55~C×60rain。碱煮 老工艺 (A)100%NaOH 60g/L980J精练王 6g/LCE渗透精练剂 6g/L螯合分散剂 3#L亚硫酸钠 一二浸二轧、轧余率100%汽蒸:100~C×60rain。氧漂(B)70g/L6 g/L6g/L3g/LHZM一102酶渗透剂二浸二轧、轧余率100%汽蒸:75%X60min新工艺 (A) 18g/L 2g/L 新工艺(A) (B)35g/L 45g/L4g/L 4g/L4g/L 4g/L4g/L 44g/L二浸二轧、轧余率100%汽蒸:100~C X60min(B)20g/L2g/L 常规氧漂新老工艺相同 从工艺处方上可以看到新工艺比老工艺的烧碱用量和精练剂用量大幅下降,因此污水中的化学物质也随之降低,有利于清洁生产。3.3 新老工艺污水中COD比较,”: 试验品种:43/44.'40 X 40/133×72全棉精梳府绸 工艺流程:新工艺:坯布一一烧毛一一轧煮练酶汽蒸退煮一一五道水洗一一氧漂一一水洗一一烘干 老工艺:坯布一一烧毛一一轧碱汽蒸退煮一一
五道水洗一一氧漂一一水洗一一烘干

水洗槽

COD mg/L

COD mg/L

2500米时

12000米时

第一水洗槽

4937

7548

93636

第二水洗槽

1856

2040

2938

箋二7k洗槽

653

530

979

第四水洗槽

469

326

408

第五水洗槽

163

694

204

平 均

192l

19633

从上表可以看到煮练酶前处理工艺的COD值远远低于传统碱前处理。设备和工艺的不同,COD也会有变化。一般情况煮练酶工艺的污水中COD含量只有传统碱工艺5-10%,特宽设备上略高约50%左右,因此具有环保的优势。3.4 新老工艺成本比较 应用煮练酶前处理和传统碱前处理直接成本略为高些,但结合污水处理费的减少和后整理时可以少加柔软剂,以及染色得色略深,匀染性好等综合因素的平衡,二者成本持平,而品质提高。4. 结论4.1 对棉机织物前处理工艺应用HZM-102煮练酶,前处理工艺可以大幅度降低污水中的COD值4 2 字仝可以利用印染厂现有前处理设备。4。3 HZM一102煮练酶对棉织物进行前处理,效能以浸渍法最好,工艺最早成熟。热轧冷堆法应月较广,连续式轧蒸法工艺难度最大。4.4 经煮练酶前处理的织物染色匀透,色泽丰满,工艺稳定,有利于提高一次成功率。4.5 经HZM一102煮练酶前处理后的织物手感特别柔软,赋予织物品质高档化。4.6 连续轧蒸生物酶煮练工艺前处理加工是切实可行的,各项指标优于老工艺,已实现生产各种规格弹力布100万米。突破了连续轧蒸煮练酶前处理工艺只能生产薄型府绸及PVA浆含量低的织物,提升了产品的品质。 应用煮练酶印染前处理工艺,对棉织物实施清洁化生严。用短流程酶煮练------高效练漂长车连续汽蒸二步法无碱前处理工艺,在技术上是可行的,但成本太高企业难以承受,因此要降低成本,提高去木质素能力,减少烧碱用量,还需要不断完善助剂和应用技术。 参考资料[1] 《棉织物生物酶前处理清洁化生产技术》鉴定资料[2] 《染整工艺原理》第一、二册


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