2.2 单因素分析及数学模拟
2.2.1 温度对减量率的影响
根据极差分析法,极差越大,说明该因素对减量率的影响越大。表2中,温度的极差值最大。用纤维素酶对亚麻织物进行处理,处理工艺为:浴比1∶25,pH值5.5,酶用量3.0g/L,时间90min。不同温度的织物减量率结果见图1。
由图1可见,随着温度的升高,减量率逐渐增大,温度为55℃时,其值最大,之后,随着温度的升高减量率下降,温度为65℃时,减量率不到1.0%。可见,纤维素酶对温度非常敏感,因此,在酶处理工艺中,控制温度尤其重要。
为了进一步说明温度与酶处理减量率的关系,利用曲线拟合方法建立减量率与温度之间的曲线方程。点坐标分别为
2.2.2 时间对减量率的影响
用纤维素酶对亚麻织物进行处理,处理工艺为:浴比1∶25,温度55℃,pH值5.5,酶用量3.0g/L。不同时间的织物减量率结果见图2。
由图2可知,减量率随时间的增加而增大。0~90min内,随着时间的增加,减量率增加速率较大;时间超过120min以后,减量率增加缓慢。原因是酶对纤维素的作用发生在纤维的表面,而吸附在纤维素上的酶的活性又受时间的限制,若在尚存活性时酶不与纤维作用,随着时间的延长,酶就会逐渐失活。因此,将酶洗时间控制在90min以内为好。同“2.2.1”,利用曲线拟合的方法建立了减量率与处理时间之间的曲线方程:y=-0.000123X2+0.04268x+0.011,起始点坐标为(0,0)。
2.2.3 酶用量对减量率的影响
用纤维素酶对亚麻织物进行处理,处理工艺为:浴比1∶25,温度55℃,pH值5.5,时间90min。不同酶用量的织物减量率结果见图3。
由图3可见,酶用量与减量率基本呈线性关系。酶用量增加,酶的浓度增大,单位体积内的酶分子数量增多,酶的催化反应加强,使更多的纤维素降解、水解、溶解,使织物减量率增加。同“2.2.1”,利用直线拟合的方法,建立了减量率与酶用量之间的方程:y≈1.256x,起始点坐标为(0,0)。
3 结 论
纤维素酶处理亚麻织物可以改善纤维表面光洁度,降低纤维的刚性,使纤维变得柔软,从而改善织物的触觉舒适性。纤维素酶处理亚麻织物的效果受温度、pH值、酶用量和处理时间的影响,其中温度的影响最大,其次为时间、酶用量和pH
值。通过正交试验得出的最佳工艺条件为:温度55℃、pH值5.5、酶用量3g/L、时间90min。对酶处理温度、时间、酶用量分别进行了单因素试验分析,并利用曲线拟合的方法分别建立了温度、时间、酶用量与织物减量率之间的近似函数关系方程,方程反映了因变量相对于自变量之间的变化趋势,可为今后的相关研究工作提供参考。
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