دانلود تحقیق تأثیر عملیات آنزیم ها برروی پرزهای سطحی پارچه پنبه‌ای

آنزیمها پروتئینهای هستند که با وزن ملکولی زیاد که واکنش های بیولوژیکی را کاتالیست می کنند ولی با کاتالیزورهای معمولی تفاوت دارند چون در حرارت و PH محدودی عمل می کنند .

ما در این پروژه با آنزیم سلولاز ، بر روی پارچه پنبه ای تحقیق کرده ایم که سلولاز ها کاتالیست های پروتئینی کلوئیدی با وزن ملکولی بالا است که دستخوش تغییر شده و از موادی چون Triehoderma ، fasariumsolani ، Aspergillusniger و Trichodermavride و غیره تشکیل می گردد که سرعت تغییر پذیری بالایی دارد .

طبقه بندی سلولاز ها معمولا بر اساس محدوده PH حداکثر فعالیت آن ها ،صورت می گیرد .

که به سه دسته تقسیم می شوند
1- پایدار در اسید
2- پایدار در محیط خنثی
3- پایدار در قلیا
سلولاز برای انجام عملیات نهایی بر روی لیف های سلولزی مورد استفاده است و قابلیت رنگ شدن لیف پنبه ای هیدرولیز شده با سایر الیاف تولید شده و هیدرولیز شده فرق دارد.

همچنین در مقالات علمی مطرح شد که نفوذ آنزیم در الیاف پنبه ای تا الیاف سلولز باز یافته راحتر است.

لیف پنبه ای برای تهیه لباس بسیار مناسب است بنابراین مطالعه تأثیر سلولاز روی ساختمان مورفولوژی پنبه حائز اهمیت است .

فصل اول
کلیات آنزیم ها





1-1- آنزیمها
آنزیمها پروتئین هایی هستند با وزن مولکولی زیاد( در حدود100،000 ) که واکنشهای بیولوژیکی راکاتالیز می کنند، ولی با کاتالیزورهای معمولی تفاوت دارند چون در حرارت و PH محدودی عمل می کنند و اصطلاحاً به آنها بیوکاتالیزور گفته می شود.

آنزیمها به علت ویژیگی فوق العاده کاتالیزی که دارند در زمره مهمترین مولکولهای حیاتی شناخته شده اند.

تا سال 1877 از نام آنزیم ( به معنی خمیر مایه) استفاده نمی شد ولی ازمدتها قبل از این تاریخ می دانستند که کاتالیزورهای بیولوژیکی در تخمیر قندها وتبدیل آنها به الکل نقش دارند واز این رو نام مایه را به آنها اطلاق می کردند.

اولین نظریه کلی راجع به کاتالیز شیمیایی توسط آنزیمها در سال 1835 به وسیله برزلیوس منتشر شد، که شامل مثالی بود از دیاستاز مالت که امروزه به عنوان یک آنزیم شناخته شده است و متذکر شد که هیدرولیز نشاسته تحت تأثیر این دیاستاز به طور مؤثری کاتالیز می شودتا بوسیله اسید سولفوریک .

در سال 1860 لوئی پاستور نظریه خود رادر مورد آنزیم اینطور عنوان کرد که آنزیمها جزئی از ساختمان سلولی ماده مخمر هستند تا این که در سال 1897 ادوارد بوخنر با جدا سازی آنزیمهای مسئول تخمیر الکلی از مخمر آن بزرگترین واقعه مهم در تاریخ تحقیقات آنزیم شناسی را انجام داد.

زیرا او به روشنی نشان داد که آنزیم های که یک واکنش را کاتالیز می کنند مستقل از ساختمان سلولی عمل می کنند.

در سال 1926 برای اولین بار یک آنزیم به صورت خالص و متبلور به دست آمد این آنزیم اوره آز بود که توسط J.B samaner از عصاره نوعی باقلا جدا شده بود.

سامنر ثابت کرد که بلورها پروتئینی اند ونتیجه گرفت که برخلاف نظریات دانشمندان آن زمان، آنزیمها از نوع پروتئین هستند.

در حال حاضر 2000نوع مختلف آنزیم شناخته شده واکثر آنها به صورت کاملاً خالص جدا شده اند ودر حدود 200 عدد از آنها به صورت متبلور به دست آمده اند.

اطلاعات زیادی در مورد عملکرد آنزیمها در دست نیست و بسیاری از چیزها درمورد آنها نا شناخته مانده است .

علاوه بر این هنوز مشخص نشده که چگونه آنزیمها
می توانند واکنش شیمیایی را با چنین بازده – دقت و ویژگی ،کاتالیز نمایند[1].

1-2- نامگذاری آنزیمها
نامگذاری و طبقه بندی آنزیمها بر مبنای نام ماده ای که باید تجزیه گردد مشخص می شود ماده ای که توسط آنزیم تجزیه می گردد را سوبسترا می گویند.

برای تعیین نام آنزیمها پسوند آز (Ase) را به نام سوبسترا اضافه می کنند مثلاً آنزیم اوره آز هیدرولیز اوره را به آمونیاک وگاز کربنیک کاتالیز می کند.

آنزیم فسفاتاز که باعث هیدرولیز نمکهای فسفات می شود.

آنزیم پروتاز که باعث هیدرولیز پروتئین ها می شود.

آنزیم آمیلاز که باعث هیدرولیز نشاسته می شود.

1-3- اثر PH بر فعالیت آنزیم
اغلب آنزیمها در یک PH مشخص دارای فعالیت ماکزیمم می باشند ودر PH بالاتر و یا پایین تر از آن فعالیتشان کاهش می یابد .

هرچند که نمودار فعالیت بر حسب تغییرات PH بسیاری ازآنزیمها زنگی شکل است ولی ممکن است بطور قابل ملاحظه‌ای با هم متفاوت باشند.

تاثیر PH بر فعالیت آنزیم برای هر آنزیم مشخص به رفتار اسیدی- بازی آنزیم و سوبسترا بستگی دارد و همچنین به بسیاری از عوامل دیگر که تجزیه و تحلیل آنها معمولاً مشکل است.

در اکثر مطالعاتی که بر روی آنزیمها صورت می گیرد PH در PH مطلوب یا نزدیک به آن ثابت نگه داشته می شود[1].

1-4- اثر دما بر واکنشهای آنزیمی
همانطور که برای بسیاری از واکنشهای شیمیایی صدق می کند معمولاً سرعت واکنش‌های کاتالیز شده به وسیله آنزیم با افزایش دما زیاد می شود واین افزایش در محدوده‌ای است که در آن آنزیم پایدار و دارای فعالیت کامل است.

هرچند غالباً به نظر می رسد که واکنشهای کاتالیز شده به وسیله آنزیم دارای یک دمای مطلوب باشند، لیکن وجود قله در اینگونه نمودارهای فعالیت کاتالیتیک برحسب دما، به این علت است که آنزیم ها به واسطه پروتئینی بودنشان با گرم شدن تغییر ماهیت می دهند و به محض اینکه دما از حدی فراتر رود غیر فعال می شوند.

بیشتر آنزیمها در دماهای بالای 55 تا60 درجه سانتی گراد غیرفعال می شوند، لیکن بعضی از آنها در دماهای بسیار بالاتر نیز پایدار و فعال باقی می مانند.

به عنوان مثال می توان از آنزیمهای گونه های مختلف باکتریای گرمادوست که درچشمه های آب گرم زندگی می کنند نام برد، این آنزیمها حتی در دماهای بالای 85 درجه سانتی گراد نیز فعالند.

1-5- بازدارندگی فعالیت آنزیم دو نوع باز دارندگی درمورد آنزیمها وجود دارد.

1- بازدارندگی برگشت پذیر 2- بازدارندگی برگشت نا پذیر 1-5-1- باز دارندگی برگشت پذیر دراین مورد باز دارنده به سرعت و به صورت بازگشت پذیر با آنزیم یا مجموعه آنزیم – سوبسترا ترکیب می شود.

سه نوع عمده باز دارندگی برگشت پذیر به وسیله اثر بازدارنده ها وجود دارد.

الف- باز دارندگی رقابتی Competitive ب- بازدارندگی نا رقابتی Uncompetitive ج- بازدارندگی غیر رقابتی Non Competitive [1].‍ 1-5-1-1- بازدارندگی رقابتی: نشانه باز دارندگی رقابتی این است که بازدارنده می تواند با آنزیم آزاد ترکیب شود به نحوی که با سوبسترا در پیوستن به آنزیم فعال رقابت کند.

بازدارنده رقابتی به صورتی برگشت پذیر با آنزیم واکنش می کند ومجموعه آنزیم – بازدارنده(EI) را تشکیل می دهد که مشابه مجموعه آنزیم – سوبسترا است E+I →EI بازدارندگی رقابتی به راحتی از طریق تجربی قابل تشخیص است .

1-5-1-2- بازدارندگی نارقابتی : در بازدارندگی نارقابتی باز دارنده با آنزیم آزاد ترکیب نمی شود و یا بر واکنش آنزیم با سوبسترای معمولی تأثیر نمی گذراد بلکه با مجموعه آنزیم – سوبسترا ترکیب می شود و یک مجموعه غیر فعال آنزیم – سوبسترا – بازدارنده ایجاد می کند که این مجموعه نمی تواند متحمل واکنش بعدی که فرآورده معمولی را بوجود می آورد بشود.

ES+I→ESI 1-5-1-3- بازدارندگیی غیر رقابتی: باز دارنده غیر رقابتی هم با آنزیم آ‍زاد وهم با مجموعه آنزیم – سوبسترا ترکیب می‌شود و در عمل هر دود مداخله می کند.

باز دارنده های غیر رقابتی در روی آنزیم به جایگاهی غیر از جایگاه فعال متصل می شوند و غالباً باعث تغییر شکل آنزیم می گردند و در نتیجه آنزیم مجموعه ES را به سرعت طبیعی تشکیل نمی دهد ودر صورت تشکیل این مجموعه تجزیه آن برای تولید فرآورده با سرعت طبیعی انجام نمی‌گیرد.

EI ES+I→ESI کلیه بازدارندگیهای برگشت پذیر فقط در شرایط خاصی قابل برگشت پذیری هستند.

1-5-2- بازدارندگی برگشت ناپذیر ( تغیر شکل آنزیمی ) در باز دارندگی برگشت پذیر آنزیمها، که درمورد آن بحث شد عامل بازدارنده با آنزیم یا مجموعه آنزیم- سوبسترا دریک تعادل شرکت می کنند که به سرعت بر قرار می شود وبه راحتی برگشت پذیر است.

ولی بعضی از آنزیمها به صورت برگشت ناپذیر غیر فعال می شوند و این هنگامی صورت می گیرد که آنزیمها تحت تأثیر عواملی قرار بگیرند که قادر باشند به طور کوالانسی و دائمی یک گروه عاملی لازم برای کاتالیز را تغییر شکل دهند وملکول آنزیم را غیر فعال کنند.

اصولاً واکنش بازدارندگی برگشت ناپذیر به آهستگی صورت می گیرد به طوریکه در ابتدا بازدارندگی نا کامل است ولی مداوماً در طول زمان افزایش می یابد.

1-6- خواص برجسته آنزیمها یکی از برجسته ترین خواص آنزیمها ویژگی عمل آنها است به طوریکه آنزیمها فقط بر روی بعضی از سوبسترا ها اثر می کنند وتنها یک نوع واکنش را کاتالیز می کنند، بدون آنکه واکنشهای جانبی انجام گیرد ویا فراورده های جنبی حاصل شود.

یکی دیگر از خواص برجسته آنزیمها قدرت فوق العاده کاتالیزی آنها است.

هرچند آنزیمها پروتئین هستند وبنابراین ملکولهای نسبتاً شکننده ای دارند، ولی می توانند قدرت زیاد کاتالیزی خود را در محلولهای رقیق آبی در PH بیولوژیکی ودمای متعادل نشان دهند واین شرایط با شرایط نسبتاً غیر عادی که اغلب جهت سرعت بخشیدن به واکنشهای شیمیایی در آزمایشگاه لازم است کاملاًمغایرت دارد.

1-7- ویژگی آنزیمها برای سوبسترا یکی ازنخستین مطالعات مهم راجع به ویژگی آنزیمها توسط Emil fischer انجام گرفت .او نشان داد که انزیمهایی که هیدرولیز گلیکوزیدها را کاتالیز می کنند، می توانند اشکال ایزومری فضائی آنها را تشخیص دهند .

در سال 1894 این مشاهده فیشر را بر آن داشت که اصل انطباق ملکول سوبسترا با مرکز فعال آنزیم را به صورت « قفل وکلید » ویا مکمل بیان کند.

بعضی از آنزیمها جهت یک سوبسترای خاص ویژگی تقریباً مطلق نشان می دهند و یا حتی بر ملوکولهای بسیار مشابه آن نیز بی اثرند .

در صورتیکه برخی از آنها بر روی تمامی گروه ملکولهای که دارای یک وجه مشترک ساختمانی باشند مؤثرند لیکن با سرعتهای متفاوت اثر می کنند.

مطالعات مربوط به ویژگی سوبسترا درمورد آنزیمهای متفاوت نشان داده که ملکول سوبسترا با پیروی از اصل مکمل بودن « قفل وکلید» به وسیله دو اصل زیر با مرکز فعال آنزیم ارتباط برقرار می کند.

1- ملکول سوبسترا باید حاوی یک پیوند شیمیائی حساس به آنزیم باشد.

2- ملکول سوبسترا معمولاً خصوصیات ساختمانی دیگر جهت اتصال به مرکز فعال آنزیم دارد.

این خصوصیت ساختمانی باعث می شود ملکول سوبسترا در موقعیت فضایی خاصی قرار گیرد که آنزیم بتواند پیوند مورد نظرش را تحت اثر قرار دهد.

1-8- آنزیمهای سلولاز سلولازها کاتالیستهای پروتئینی کلوئیدی با وزن مولکولی بالا است که دستخوش تغییر شده و از موادی چون Aspergillus Niger و Trichoderma وFusarium Solaniو Trichoderma Virideو غیره تشکیل می گردد که سرعت تغییر پذیری بالایی دارد، چنانکه می تواند در واحد زمان ،تعداد زیادی از ملکولها را در هر واحد مولکول آنزیم تغییر دهد.

سلولازهای صنعتی کمپلکسی از سلولازها،سلوبیازها و آنزیمهای وابسته ،به صورت ترکیباتی کاملاً غیریکسان بامحدوده وزن مولکولی از 10000 تا 4 میلیون است.

ساختمان ملکولی آنزیمها مشابه پروتئینها بوده وازنوع اول،دوم ،سوم وچهارم می باشند و درمقابل درجه حرارت ،تشعشعات یونی، نور، اسیدها، قلیایی ها ، و فاکتورهای مؤثر بیولوژیکی بسیار حساس است وتخریب می گردد.

محصولات سلولاز که درصنعت نساجی به کاربرده می شوند حداقل از 12 منبع مختلف بدست می آیند .طبقه بندی سلولازها معمولاً بر اساس محدوده PH حداکثر فعالیت آنها صورت می گیرد.

دراین دسته بندی سلولزهایی که در نساجی کاربرد دارند به سه دسته تقسیم می شوند.

1- پایدار در اسید 2- پایدار در محیط خنثی 3- پایدار درقلیا آنزیمهای خنثی درمحدوده PH 6 تا 7 و آنزیمهای اسیدی در محدوده 5/4 تا5/5 بهترین اثر را دارند.

این دو نوع آنزیم از مناسبترین آنزیمهایی است که دراصلاح پارچه مصرف می شود.بطور کلی سلولازهای خنثی در محدوده PH وسیع تری پایدار هستند.

سلولازهای بازی قسمتی از محصولات شوینده های خانگی را تشکیل می دهند تا به لکه گیری در شستشو کمک کرده، پس از چند بار شستشو باعث نرمی وبهبود سطحی پوشاک می شود.

بعضی از عواملی که سبب توقف بازگشت ناپذیر فعالیت آنزیمی می شوند (سموم آنزیم) عبارتند از : فرمالدئید،اسیدهای تانیک مانند تانن های طبیعی ،موادAfter Treatment برمبنای ساختمانی پلی فنولیک ها ، پروتازها ،مواد سطح فعال (انواع خاص آن ) و همچنین میکروبیو اسیدها.

1-9- کاربرد آنزیمها در صنعت نساجی 1-9-1-آهار زدایی از سالها قبل آنزیمها نقش مهمی را درصنعت نساجی ایفا می کنند که مهمترین آن استفاده از آنزیم آمیلاز جهت آهار زدایی پارچه هایی که آهار تار آنها پایه نشاسته ای دارد، می باشد.

آمیلاز یک ترکیب واحد نبوده وترکیبی است ازسه نوع آنزیم - آمیلاز ، - آمیلاز و آمیلو گلوکزیداز، که تفاوت این سه در نحوه عملکرد آنها جهت تجزیه زنجیر نشاسته می باشد.

- آمیلاز ابتدا نشاسته را به قطعات بزرگی به نام دکسترین تجزیه نموده وسپس به قطعات کوچکتری با 6 تا 7 واحد انیدرو گلوکز ودر نهایت آنرا به واحدهایی با 2 واحد انیدرو گلوکز که آنها را مالتوز می نامیم ،تفکیک می نمایند.

پس ابتدا زنجیره ها کوتاه شده وسپس 2 تا،2 تا از واحدهای انیدروگلوکز کاسته می شود.

اثر - آمیلاز بر محلول نشاسته را می توان با رقیق شدن و افزایش سیالیت محلول نیز درک نمود.

- آمیلاز قادر به تجزیه نشاسته از انتهای غیر احیاء کننده آن می باشد.

بوسیله - آمیلاز از زنجیره مولکولی آمیلوز مرحله به مرحله 2 واحد انیدرو گلوکز بصورت مالتوز جدا می شود.

این آنزیم بر اتصالات - 1 و 6- گلوکزیدی بی اثر بوده ومولکولهای آمیلوپکتین را به اجزایی با وزن مولکولی نسبتاً بالا، تقسیم می نماید و کلاً قادر به تجزیه 50-60% از مولکولهای آمیلوپکتین می باشد.

آمیلوگلوکزیداز علاوه بر باندهای - 1 و4، قادر به تجزیه پیوندهای - 1 و6- گلوکزیدی می باشد و می تواند ابتدا زنجیره ها را به قسمتهای کوچک تجزیه نموده و درنهایت آنرا به گلوکز که یک قند دارای 1 واحد انیدروگلوکز است، تبدیل کند.

درعمل برای تهیه گلوکز از نشاسته از این آنزیم استفاده می شود.

1-9-2- تکمیل اخیراً آنزیمهای سلولاز نیز در صنعت نساجی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند.

این آنزیم همانطور که از نامش پیداست سلولز را تجزیه کرده ودرنهایت به گلوکز تبدیل می کند.

بطور کلی از خاصیت تخریبی سلولاز روی کالای سلولزی، به دو منظور اساسی ذیل ،استفاده می شود: 1-9-1-1- کاربرد بعنوان عملیات تکمیلی درمرحله تکمیل پارچه پنبه ای نتایج زیر مد نظر است.

- به دست آوردن زیر دست خوب – دستیابی به سطح صاف وظاهری تمیز وروشن، - افزایش برق وجلای پارچه – افزایش جذب آب وقابلیت انعطاف – جلوگیری از چسبیدن مواد گیاهی بویژه روی پارچه های کشبافی مرسریزه شده – بهبودکیفیت ثبات شستشویی - ایجاد محصولاتی با ظاهری که دست دوم به نظر می آید (طبق مدهای امروزی) بدون وارد کردن آسیب وایجاد پرز 1-9-1-2- کاربرد بعنوان اصلاح پارچه - عملیات مقدماتی برروی کالاهایی که در روی سطح آنها الیاف و پرز موجود می‌باشد در شرایطی که هیچگونه دستگاه مناسبی جهت تمیز کردن ( برس وتراش ) موجود نباشد - از بین بردن پرزها درعملیات مقدمات چاپ جهت ایجاد چاپ با طرحهای ظریف جهت جلوگیری از پخش رنگ - عملیات تکمیلی روی پارچه جهت جلوگیری از تشکیل مجدد پرزهای سطحی این کاربردها بطور کلی تحت عناوین بیوپولیشینگ وسنگ شویی مورد بحث قرار می گیرند.

- کاهش زبری و افزایش شفافیت الیاف چتایی - پرداخت وافزایش جلا و شفافیت کالای ابریشمی 1-9-2-1- بیوپولیشینگ بیو پولیشینگ یک روش تکمیلی بیولوژیکی جدید برای منسوجات سلولزی می باشد.

در این فرآیند آنزیم سولولاز با از بین بردن پرزهای سطحی پارچه از طریق هیدرولیز سلولز، ساختار سطحی صاف وتمیزی را تولید می کند که علاوه بربهتر شدن زیر دست و ظاهر پارچه، تمایل به پرز شدن الیاف را کاهش می هد.

درنتیجه برخلاف نرم کننده های شیمیایی ، اثر دائمی روی الیاف سطحی گذاشته، از تشکیل مجدد پرز جلوگیری می کند.

با قطع شدن پرزهای نامنظم سطح پارچه انعکاس نور یکنواخت تر می شود، بنابراین پارچه براق تر و شفاف تر خواهد شد بدلیل آنکه این فرآیند توسط یک بیو کاتالیزور( سلولاز) انجام می شود،نام بیوپولیشینگ یا اصطلاحاً بیوتکمیل رابه خود گرفته است.

عملیات بیو پولیشینگ را می توان درهر مرحله تکمیلی تر روی پارچه انجام داد.

اگرچه مشخص شده است که بهترین حالت تکمیل پارچه پس از سفید گری است وبصورت یک مرحله مجزا از آن، ولی می توان این عمل را همراه با عملیات دیگری مثل رنگرزی نیز انجام داد، که پس از رنگرزی نیز انجام آن مناسب است.

همچنین این فرآیند را می توان هم بر روی پارچه های پنبه ای وهم روی پارچه های مخلوط پنبه / پلی استر عمل کرد.

این فرآیند بطور عملی در سیستمهای طنابی سرعت بالا انجام می شود ،که سیستمهای جت و وینچ سرعت بالا مناسب می باشد.

ولی کاربرد آن به روش مداوم ونیمه مداوم نیز مناسب است.

1-9-2-2- سنگ شویی رنگهای خمی جهت شیدهای آبی و با رنگ های گوگردی جهت شیدهای تیره، دنبال می گردد.

یکی ازمزایای مهم وبا صرفه سلولاز به عنوان یک بیو کاتالیزور کاربرد آن در روش سنگ شویی می باشد.

این فرآیند با کاتیونیک کردن سطح پارچه سلولزی آغاز می شود وبا رنگرزی با رنگهای راکتیو جهت شیدهای روشن تا متوسط، دنبال می گردد.

در نهایت جهت ایجاد ثبات شستشویی ،شستشو با صابون انجام می گیرد.

شرکت Sandoz روشی را جهت بدست آوردن اثر سنگ شویی روی پارچه پنبه ای تحت عنوان Vagabundo ارائه داده است که بطور مختصر شرح داده می شود.

تئوری فرآیند Vagabundo آماده سازی پارچه آماده سازی پارچه از بنیادی ترین مسائل برای بدست آوردن نتیجه خوب است.

در شروع عملیات ضرورتی به کالا با درجه سفیدی عالی نمی باشد،ولی دادن فرم آبدوستی به کالا ضرورت زیادی دارد وکالا باید از هرگونه روغن وچربی عاری باشد وهمچنین عاری از هرگونه آلودگی که بر نتیجه کار اثر می گذارد همچنین یکنواختی مرحله کاتیونی کردن که فاکتور مشخص ومهمی برای نتیجه نهایی صحیح در پایان رنگرزی است ،نیز در آماده سازی پارچه مهم است.

1-10- کاتیونی کردن سیستمهای کاتیونیزه مورد استفاده به قرار زیر است: رمق کشی - پدبچ - پد خشک از میان این روشها، در روش رمق کشی غلظت مواد کاتیونیک استفاده شده (Sandene 8425 lqd) 3-5% وزن الیاف می باشد ماشینهایی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند ،برای پارچه های تاری – پودی ماشین ژیگر ،برای بوبین اتوکلاو، برای رنگرزی کلاف ماشین کابینت ،برای کالاهای دوخته شده ماشین رنگرزی لباس وبرای پارچه های کشباف ماشین جت، می باشد.

در روش پدبچ وپد خشک پارچه را با 40-60 گرم در لیتر مایع Sandene 8425 پد می کنیم تا اینکه 3-5 % وزن پارچه مواد کاتیونیک جذب کالا شود و در آن باقی بماند.

در پدبچ حداقل 6 ساعت برای ثابت شدن مواد کاتیونی ضروری است و در پدخشک عمل خشک کردن در c °120- c ° 130 برای ثابت کردن صحیح مایع مذکور کافی است.

1-11- رنگرزی بعداز کاتیونی شدن وبعد از آبکشی که جهت خارج کردن مواد کاتیونی که بر روی الیاف تثبیت نشده اند، انجام می شود.

می توان رنگرزی با رنگینه هایSandosol T را توسط روشهای ذیل انجام داد: رمق کشی پدبچ پدبخار پدخشک ماشینهای مورد استفاده در مرحله کاتیونی کردن، برای رنگرزی رمق کشی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

در مرحله پدبچ پس از اینکه کالا به محلول رنگی Sandosol T بصورت سرد پد شد ،حداقل 6 ساعت باقی می ماند وپس از آن نیاز به ثابت کردن رنگ می باشد.

در پد بخار رنگ توسط بخار در 100- c ° 120 به مدت 1 دقیقه ثابت می شود ودر پدخشک در c ° 140 ثابت می گردد.

در شرایط ویژه می توان یکی از روشهای فوق را انتخاب کرد ولی روشی مناسب است که در آن امکان ترکیب کردن پروسه های مختلف کاتیونی با پروسه های رنگرزی ،وجود داشته باشد.

1-12- کهنه نما کردن : در کهنه نما کردن با آنزیم با درنظر داشتن دو فاکتور مهم، نتیجه خوبی رابدست خواهیم آورد.

1- تأمین حرارت و PH مناسب برای اپتیمم فعالیت آنزیم 2- درجه نهایی کهنه نما کردن بستگی به زیاد بودن پارچه مورد عملیات دارد که روی آزادی پارچه تاثیر دارد.

همچنین اصطکاک مشخصی بین لیف – لیف یا لیف – فلز جهت از بین بردن قسمتهایی از پارچه که توسط آنزیم تخریب شده لازم است ، تا اثر آنزیم کامل شود.

به همین دلیل بهترین نتیجه کهنه نما کردن توسط ماشین رنگرزی جت بدست می آید.

کهنه نما کردن توسط ماشین ژیگر نیز جهت نمونه گیری انجام می شود.

1-13- سایر کاربردها امروزه با استفاده از آنزیمهای سلولاز و همچنین آنزیمهای پروتئاز در زمینه تکمیل الیاف چتایی ، ابریشم و پشم نیز کارهایی انجام می شود .

با استفاده از آنزیم سلولاز می توان زبر و خشن بودن الیاف چتایی راکاست و الیافی ظریف وشفاف تهیه نمود که الیاف حاصل حتی برای تولید منسوجات تزئینی خیلی شیک استفاده می شود.

اخیراً تحقیقات انجام شده در قسمت نساجی سبب کشف کاربردهای جالب این روش در تکمیل پشم گردید که از آن جمله توسط این روش تخریبی آنزیمی می توان بقایای پوست ، چربی های پوستی و مواد گیاهی را از سطح پشم برطرف نمود و علاوه بر آن سطح پشم به طریقی اصلاح می شود که بدون استفاده از تکمیل ضد نمدی کردن و پروسس کلرینه کردن که هم از نظر اقتصادی وهم شیمیایی سئوال برانگیز است به آن برق ،جلا و زیردستی مطلوب می دهد در زمینه الیاف ابریشم عمل کردن با آنزیم جهت ازدیاد شفافیت ابریشم ،‌از طریق بازیابی سریسین ته نشین شده به کار می رود.

به همین لحاظ به افزایش شفافیت ونرمی الیاف ابریشم منجر می گردد.

1-14- اثر آنزیم بر کاهش وزن و استحکام همانطور که قبلاًٌ بیان شد، آنزیم باعث تجزیه سلولز شده وآنرا به واحدهای قابل حل در آب، تبدیل می کند، بنابراین بخشی از سلولز کاسته شده و از بین می رود.

در نتیجه مقداری از وزن کالا کاهش می یابد.

معمولاً‌ پروسه بیوپولیشینگ بصورت مستقیم یا غیر مستقیم از طریق کاهش وزنی پارچه، کنترل می شود و کاهش وزن پارچه نیز ناگزیر باعث کاهش استحکام بعضی از پارچه ها می شود.

معهذا این کاهش استحکام را با کنترل زمان پروسه می توان کم کرد.

کاهش وزن 3-5% معمولاً باعث می شود بدون اینکه استحکام پارچه بیش از اندازه کم شود، اثرات بیوپولیشینگ در پارچه ظاهر گردد.

1-15- اثر زمان و غلظت آنزیم در فرآیند بطور کلی بررسی زمان پروسه وغلظت آنزیم مصرف شده، بر اساس کاهش وزن و کاهش استحکام بررسی می شوندبنابر این برای بدست آوردن شرایطی که هم از نظر زمان پروسه و غلظت آنزیم مصرف شده و هم ازنظر کاهش وزن واستحکام و هم از نظر نتیجه حاصل شده از فرآیند، کاملاً مطلوب باشد، باید غلظت آنزیم وزمان عملیات با وزن و استحکام پارچه توأمان بررسی شود.

1-16- اثر PH در تکمیل آنزیمی پنبه آنزیم سلولاز نیز مانند هر آنزیم دیگری تحت شرایط خاصی از PH فعالیت مطلوب خواهد داشت.

از آنجا که تغییرات PH مستقیماً در راندمان عملیات اثر دارد، کنترل و تنظیم آن در یک حد مطلوب ، اهمیت زیادی دارد که جهت ثابت نگه داشتن PH حمام، در طول فرآیند باید از یک سیستم بافر متشکل از اسید استیک و استات سدیم یا اسید استیک و هیدروکسید سدیم استفاده کرد.

بطور کلی با استفاده از مقادیر مختلف اسید استیک واستات سدیم PH های متفاوتی بدست می آید که در جدول (شماره 1-1) آمده است.

جدول 1-1- PH محلول بافر اسید استیک واستات سدیم با توجه به غلظتهای مختلف هریک درمورد محلول بافر اسید استیک وهیدروکسید سدیم سدیم شرکت Genencor 6/3 گرم در لیتر اسید استیک 56% با 9/1 گرم درلیتر هیدروکسید سدیم 50% را برای محدوده PH 4 تا5/5 پیشنهاد می کند.

این نمودار فعالیت آنزیم را نسبت به PH های مختلف در درجه حرات c °60 نشدن می دهد.

هر گونه تغییری در درجه حرارت شکل منحنی را تغییر خواهد داد.

این منحنی، فعالیت سلولاز را روی موادی چون CMC و کاغذ صافی مشخص می کند و ممکن است آزمایشات بعمل آمده ، بدرستی فعالیت سلولاز روی پارچه پنبه ای نباشد.

نکته قابل توجه اینکه PH باید قبل از شروع فرآیند و قبل از رسیدن به درجه حرارت مورد نظر جهت عملیات تخریبی، تنظیم و درست باشد.

همچنین باید اثر PH پروسه‌های قلیایی قبلی که بر روی پارچه های سلولزی انجام می گیرد، تصحیح گردد.

1-17- اثر دما در تکمیل آنزیمی پنبه در واکنشهای شیمیایی معمولاً هرچه دما بالاتر رود سرعت واکنش بیشتر خواهد شد.

ولی در فرآیند بیوکاتالیکی سولولاز روی کالای پنبه ای در دمای نسبتاً پایین فعالیت آنزیم کم است و عملیات احتیاج به زمان زیادی دارد و در دماهای بالا فعالیت آنزیم به سرعت کاهش می یابد.

درنمودار 1-1 تا 1-2 اثر درجه حرارت روی سلولازهای اسیدی نشان داده شده است.

همانطورکه مشاهده می شود، در دمای حدود c °40 فعالیت آنزیم فقط 50% است و ماکزیمم فعالیت آنزیم در دماهای 60 تا c °65 دیده می شود.

بطور کلی برای سلولازهای اسیدیف برای انجام یک عملیات مطلوب درجه حرارت بین 55-60 درجه سانتی گراد انتخاب می شود وحرارت پایین تر از آن باعث می شود به زمان بیشتری احتیاج باشد.

نمودار 1-1 فعالیت آنزیم سلولاز اسیدی بر حسب درجه حرارت این نمودار فعالیت آنزیم را در حرارتهای مختلف نشان می دهد .

چون در این منحنی فقط حرارت بررسی شده است، PH مطلوب 5/4 ثابت بوده است و هر تغییری در PH باعث تغییر شکل منحنی می شود این نمودار نیز فعالیت آنزیم را روی موادی از قبیل CMC و کاغذ صافی نشان می دهد و ممکن است درمورد پارچه پنبه ای صادق نباشد نمودار 1-2 تأثیر دما درفعالیت سلولاز محصول شرکت Sandoz 1-18- مکانیسم فعالیت تخریبی سلولاز سلولازها قادر به شکستن باندهای-4-1 گلوکزیدی و زنجیر سلولزی است (شکل 1-1) در این رابطه یک واحد سلولاز می تواند تحت شرایط PH و دمای مطلوب یک مولکول کوچک از گروه های احیاء شونده را آزاد کند.

بنابراین، می توان سلولاز را به عنوان یک هیدرولاز – کاتالیزور تجزیه هیدرولیکی ( تجزیه توسط آب) – به حساب آورد.

مکان واکنش یک سلول کامل بیولوژیکی درمنطقه آمورف است.

شکل 1-1- شکسته شدن پیوند1،4- - گلوکزیدی توسط آنزیم سلولاز شکستن پیوندهای سلولز به صورت آماری اتفاق نمی افتد اما مشخصاً درنقاطی که دارای خلل و فرج بوده ( بسته به اجزاء ترکیبی سلولاز ) به صورت تصادفی به وقوع می‌پیوندد.

مکانیزم اثر آنزیمها ( به عنوان مثال کاتالیزورهای آنزیمی) به گونه ای است که ابتدا یک کمپلکس مبنا ایجاد می کند.

آنزیمها حاوی مراکز فعالیت به ساختمان سه بعدی مانند سوراخ، حفره و....

است.

عوامل زیادی بر روی فعالیت بنیان کمپلکس آنزیمی تشکیل شده (مثلاً کمپلکس سلولاز- سلولز) تأثیر می گذارد.

کمپلکس چند تایی آنزیم سلولاز در وهله اول (بسته به شرایط تولید) کاملاً بی شکل است که همین امر،سبب ویژگی تأثیر پذیری آن می‌باشد.

کمپلکس ذکر شده تحت تأثیر فرآیند تولیدش قرار گرفته و در نتیجه می تواند توسط واکنشهای انتخابی تولید شود.

نکته دیگری که باید به آن اشاره شود، ویژگی کالاها از نظر انتخاب توسط واکنشهای تخریبی آنزیمی( با توجه به ساختمان بی شکل سلولز) می باشد.

و نهایتاً‌ نوع نخ ،ساختمان مولکولی و طرح منسوج بر روی تخریب سلولز تأثیر می گذارد.

نخهای ظریف و یا کالاهایی که دارای ساختمان باز مولکولی است( بویژه الیافی که قابل دسترس می باشد) مستعد تخریب بیشری است.

مولکول آنزیم سلولاز 100 برابر بزرگتر ازمولکول آب است و درنتیجه کمپلکس تشکیل شده نیز برای نفوذ به داخل لیف پنبه بزرگ می باشد و روی سطح عمل می ‌باشد.

البته ضربات مکانیکی ملایم، سبب افزایش برخورد و تماس آنزیم با سطح الیاف شده وتخریب درنقاط برخورد بیشتر از سایر قسمتها خواهد شد.

واکنشهای بیولوژیکی کمپلکس آنزیم از طریق کاهش انزژی اکتیواسیون وهمچنین افزایش سرعت واکنش ایجاد می شود که به صورت ساده تر تحت عنوان تجزیه وفساد تدریجی بیان می گردد.

نهایتاً کمپلکس ایجاد شده، سلولز را تجزیه می کند، که این امر با آزاد شدن محصولات جانبی واکنش مشخص می گردد.

همچنین آنزیم اولیه دوباره ایجاد می شود و مجدداً قابل استفاده است.

فعالیت، آنزیمها و بر مبنای آن اثرات تکنیکی به کارگیری آنها، به درجه حرارت بستگی دارد.

همچنین متغیر های مؤثر شیمیایی (مانند نمکهای آلی، آهن،منیزیم و روی و غیره) بر روی فعالیت آنزیمها یا غیر فعال شدن آنها و نیز تغییر ماهیت آنها اثر می گذارد.

تغییر ماهیت آنزیمها تحت عوامل مختلفی ایجاد می گردد که از آن جمله انبار کردن تحت شرایط خاص و افزایش درجه حرارت می باشد.

از اثر درجه حرارت جهت توقف واکنش تخریبی دریک مرحله خاص از پروسه در آزمایشات انجام شده استفاده شده است[6].

1-19- روشها در این بخش چند نمونه از روشهای تکمیل آنزیمی بیان می شود.

1-19-1- سنگ شویی پارچه های جین سیستم Washer-Tumbler جدول 1-2 سنگ شویی 1-19-2- روش رمق کشی کنترل - آهار زدایی Alphalase در c °82 درمدت 15 دقیقه - شستشو ،آبکشی، خشک کردن در Tumble Dry 2- سنگ شویی - سنگ متخلخل به نسبت وزنی 3:1 - عملیات در c°60 در مدت 30 دقیقه - آبکشی، خشک کردن در Tumble Dry 3- آنزیم سلولاز - آهار گیری طبق مورد 1 - عملیات با آنزیم در L:R 10:1 1-20- بیوپوبلیشینگ الف- رمق کشی نمودار این روش در صفحه بعد آمده است.

1- تنظیم حمام در c °25 2- تنظیم PH به 5/4 –8/4 0بسته به نوع آنزیم9 3- حرارت دادن تا c°50-60 (بسته به نوع آنزیم) c °3 در دقیقه 4- اضافه کردن سلولاز 5- 30 دقیقه عملیات 6- تخلیه 7- پرکردن 8- آبکشی تا 10 دقیقه 9- تخلیه 10- پرکردن 11- آبکشی تا 10 دقیقه 12- تخلیه کالا یا عملیات با نرم کننده نمودار 1-3 روش استفاده آنزیم سلولاز روی پارچه پنبه ای[7] ب- روش پدبچ در این پروسه، فرآیند آهارزدایی و پرز گیری بطرو همزمان انجام می گیرد.

جدول 1-3 پدبچ 1-21- خاتمه فرآیند تخریب سلولز توسط آنزیم بر روی خواص تکنولوژی آن اثر می گذارد و توقف دقیق فعالیت وکنترل آن جهت جلوگیری از وارد آمدن آسیب های جدی به منسوج الزامی است.

کنترل دقیق و صحیح واکنش و زمان غیر فعال شدن آن، عواملی است که سبب می شود اطلاعات تکنولوژی داده دشه در محدوده قابل قبول وکاربردی باقی بماند.

چنانچه قبلاً ذکر شد،بیو کاتالیست پس از پایان واکنش تخریبی دوباره قابل استفاده بوده و چنانچه عمل آن متوقف نگردد، می تواند صدمات زیان آور مهمی به الیاف وارد کند (‌به عنوان مثال هنگامی که پارچه مرطوب عمل شده با سلولاز درجلوی یک محفظه خشک کن قرار گرفته ومدت زمان واکنش طولانی تر ازحد لازم باشد) بنابراین، روشن است که توقف فعالیت آنزیم از اهمیت زیادی برخوردار است.

ازنقطه نظر کاربرد عملی دو فرآیند دقیق وجود دارد که عبارت است از: 1- آبگیری؛ خشک کردن در دمای c°120 2- عمل کردن در دمای c°70 به مدت 20 دقیقه جهت تجزیه نسبی کمپلکس سلولاز، آبگیری، خشک کردن در c°120 بنابر این، پس از عملیات تجزیه آنزیمی، آنزیم فعال باید به دلیل محافظت از پارچه، بخصوص پارچه هایی که ازنظر مولکولی دارای ساختمان باز و قابل دسترس است، خود به خود غیر فعال گردد[2].