淀粉浆料的酶解性能及色织物酶退浆工艺研究

发布时间：2020-08-31 12:41

　　浆纱是在纺织生产工序中至关重要的一环,淀粉、聚乙烯醇(PVA)以及聚丙烯酸类浆料是目前常用的主要浆料,淀粉和聚乙烯醇的混合浆料大量应用于高密纯棉织物的浆纱过程中。生产实践发现,采用酶退浆方式进行退浆的织物退浆效果较差,织物上的浆料很难被退除干净。围绕这一问题,本课题系统地探究了淀粉品种、辅助浆料等对浆液酶解性能的影响,根据发现的问题针对性的提出了解决方案,从提高浆液酶解性能和织物退浆效率两方面进行实验,为织物酶退浆工艺提供理论依据。首先,分析比较了几种不同品种淀粉之间的酶解性能差异,对比了常压调浆和高压调浆工艺对淀粉酶解的影响。以5种淀粉(蜡质玉米淀粉、普通玉米淀粉、高直链玉米淀粉、马铃薯淀粉、木薯淀粉)为研究对象,将淀粉充分糊化,加入α-淀粉酶反应,通过淀粉分解率和DE值表征淀粉的酶解程度。结果表明高直链玉米淀粉最难水解,普通玉米淀粉次之,马铃薯淀粉、木薯淀粉和蜡质玉米淀粉的分解率较高。同时还探究了常压调浆和高压调浆两种工艺对淀粉的酶解性能影响,结果表明两种调浆工艺对浆液淀粉分解率的影响较小。其次,从工厂取样3种常用的淀粉浆料(1#:磷酸酯玉米淀粉、2#:接枝淀粉、3#:木薯淀粉)作为研究对象,与普通玉米淀粉进行对比,比较几种淀粉浆料之间的酶解效率,结果表明接枝淀粉效果最好、磷酸酯淀粉次之、木薯淀粉较差。另从工厂取样两种聚丙烯酸类浆料、两种聚乙烯醇浆料和蜡片,探究了辅助浆料对淀粉酶解效率的影响,并通过F检验法对数据进行分析,结果表明在浆液中添加聚丙烯酸类浆料和PVA对淀粉的酶解效率影响较小,添加蜡片对淀粉的水解程度有负面影响。在此基础上,在浆液中分别添加CaCl_2、糖化酶和脂肪酶以期提高混合浆液中淀粉的酶解效率,结果表明CaCl_2、糖化酶、脂肪酶对混合浆液的淀粉分解率和DE值都有一定的提高。最后,从工厂随机取样不同规格、不同上浆工艺的色织物,对采样的织物进行残存浆料定性分析,结果表明所有取样的退浆织物都有浆料残留,淀粉退浆率较低、PVA退浆率较高。在此基础上,本实验针对织物上淀粉浆料的去除提出解决方案,在退浆液中分别添加CaCl_2、糖化酶和脂肪酶辅助退浆,结果表明糖化酶、氯化钙对织物的淀粉退浆效率和PVA退浆效率都有一定提高、脂肪酶对织物的退浆效果作用不明显。同时对织物进行预处理,探究预处理对织物退浆性能的影响,结果表明预处理工序使织物的淀粉退浆率下降、PVA退浆率提高;最后对退浆温度进行探究,结果表明温度对织物退浆效果影响较大,提高温度能使织物退浆效果改善,退浆温度为100℃时,织物退浆率能达95%以上。
【学位单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TS103.846
【部分图文】：

对比图,显色,退浆,酶解

浆料的存在会带来负面影响，出现整理剂渗透较难、织物手感较差等问题。因此，将织物上浆料尽可能完全退除干净是退浆工序的主要目的。酶退浆由于其高效快速、节能环保、退浆条件温和、处理过程中不会损伤纤维等优点[1]，已成为首选的退浆方法。但一直以来，对酶退浆的研究主要集中在淀粉酶的酶活、热稳定性等性质和淀粉酶退浆工艺的优化[2]以及退浆后织物的毛效、强力等性能的变化[3]。淀粉的酶解性能研究主要集中在工艺条件（如酶的种类、温度和 pH 等因素）上[4],这些研究中淀粉的酶解程度主要通过酶解产物还原糖生成量来表征；然而，在纺织行业中淀粉浆料的退浆效果主要通过淀粉与碘的显色进行评判[5]，在表征淀粉水解效率的方法上有所差异。生产实践发现，不同品种淀粉浆液在相同酶处理条件下，用碘显色法表征酶解程度，不同品种淀粉之间的水解程度相差较大，酶解程度对比图如图 1-1。围绕这一实验现象，本文通过碘显色法和 DNS 法分别表征淀粉分解效率，对不同品种淀粉的酶分解性能进行研究；并对调浆过程中的相关因素进行单因素实验，探究调浆过程中各因素对淀粉酶解性能的影响；在上述实验基础上，针对性的从提高浆液酶解程度和织物退浆效率两方面进行实验，为织物酶法退浆效果的提升提供理论依据。

长链,结构示意图,退浆

其结构式如图1-2 所示。图 1-2 淀粉分子长链结构示意图Fig. 1-2 Schematic diagram of amylose structure几种常用淀粉的组成如表 1-1 所示。表 1-1 几种常用淀粉的化学组成[6]Table 1-1 Chemical Composition of Several Common Starches种类水分/%组分（干基重）直链淀粉/% 脂肪/% 蛋白质/% 灰分/% 磷/%蜡质玉米淀粉 13.00 0.00 0.20 0.25 0.07 0.00玉米淀粉 13.00 26.00 0.60 0.35 0.10 0.00高直链淀粉 13.00 70~80 0.60 0.35 0.10 0.00马铃薯淀粉 19.00 22.00 0.05 0.06 0.40 0.08木薯淀粉 13.00 17.00 0.10 0.10 0.20 0.00淀粉浆料具有成本低、使用安全、可生物降解等优点，一直作为上浆工序中的主浆料来使用，占总浆料用量的 70%[7]，经纱上浆淀粉主要来源于玉米、马铃薯和木薯，但由于原淀粉有黏度高、浆膜脆硬等缺点，实际生产中常用易水溶、低黏度的变性淀粉。使用淀粉上浆的织物可采用多种方式进行退浆，碱、酶或氧化剂退浆都可以将织物上的淀粉浆料退除。碱退浆成本低、适用性广，氧化剂退浆效果优良，但对于有色织物退浆，这两种方法都会对织物风格造成负面影响；淀粉酶退浆具有高度专一、不损伤纤维等优点，被广泛应用于牛仔、衬衫面料等色织物退浆工序。（2）聚乙烯醇（PVA）浆料是一种由乙烯醇单体聚合而成的高分子化合物[8]，分为部分醇解型和完全醇解型两类，分子结构式如图 1-3。PVA 具有溶解度高、织造性能好以及与其他浆料复配效果好等优点，占总浆料消耗量的 20%。但 PVA 生物降解性差、易对环境造成污染，国内外一些专家已提出经纱上浆中少用或不用 PVA 的观点[9]。用

脂肪水解,二级结构,脂肪酶

图 1-5 脂肪水解酶的二级结构图[27]Fig. 1-5 Secondary structure diagram of the lipase hydrolase上有着广泛的应用，主要在生化、食品等领域应催化剂水解油脂具有选择性、产率高、污染能耗籽油脚料的水解作用，探究了脂肪酶水解菜籽油 41℃、最适 pH 值为 7，该条件下菜籽油脚料水能水解油脂产生短链脂肪酸的性能，多用于改进面面包时在面粉中加入脂肪酶的水溶液，添加脂肪酶的宽度增加、面包表皮裂纹增多、口感松脆，添团结构纹理及面包品质的作用。行业中的应用主要集中在羊毛防毡缩、蚕丝纤维yed H[32]等人研究了脂肪酶预处理对羊毛防毡缩性比，经脂肪酶预处理后的羊毛的毡缩性的改善程到提升。樊增禄[33]等人用脂肪酶对羊毛进行处理

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