پخت زيست محيطي يا بايو پخت چيست ؟

بایوپختBioscouring

پارچه یا نخ پنبه¬ای قبل از اینکه رنگرزی شود، چندین فرآیند را در کارخانه نساجی سپری می¬کند. یکی از مهمترین فرآيندها، پخت می¬باشد که سبب حذف جزیی یا کامل ترکیبات غیر سلولزی و ناخالصی¬هایی مانند روغنهای ماشین می-گردد.
پنبه خام حاوی حدود 10% مواد غیرسلولزی (واکس، پکتین، پروتئین، پلی ساکارید غیر سلولزی غیرآلی، ناخالصی لیگنین، مواد رنگی و غیره) كه با توجه به شرایط کشت و برداشت اين مقدار متفاوت است.
ویژگی هیدروفوبی لیف پنبه¬ای اساساً به دلیل خصوصیات کوتیکل است. پکتین یکی از ترکیبات غیرسلولزی لیف پنبه است که اساساً در کوتیکل دیواره اولیه قرار دارد. پکتین همانند شبکه¬ای عمل می¬کند که مولکولهای هیدروفوب کوچکتر در کوتیکل مانند واکس را در خود حبس می¬کند. ویژگی هیدروفوبی این لایه بایستی طی تولید پارچه پنبه¬ای برای دستیابی به فرآيندهای تکمیلی مؤثرتر حذف گردد.
عملیات پخت، به پارچه خواص نفوذپذیری و رطوبت پذیری بالایی می¬دهد تا بتواند به خوبی سفیدگری یا رنگرزی شود. امروزه مواد شیمیایی قلیایی نظیر هیدروکسید سدیم در پخت استفاده می¬شود. این مواد شیمیایی علاوه بر اينكه مواد ناخالصی را حذف می¬کنند و به سلولز نیز حمله می¬کنند و سبب کاهش استحکام و افت وزن پارچه می¬گردند. علاوه بر این باعث ايجاد فاضلاب با محتوی نمک COD و BOD می¬گردند.
اخیراً، فرآيند پخت آنزیمی تحت عنوان بایوپخت در فرآيندهای مرطوب نساجی استفاده شده که ترکیبات ناخالصی غیرسلولزی از پنبه را به صورت جزئی یا کامل حذف می¬کند. پس از این عملیات بایوپخت، پنبه دارای ساختار سلولزی دست نخورده با افت وزن و استحکام اندکی می¬باشد و پارچه دارای خصوصیات مرطوب شوندگی و نفوذپذیری بهتری می-گردد و فرآیند سفیدگری بعدی آسان¬تر و جذب رنگ بهتر می¬شود.
پخت آنزیمی پنبه به عنوان بایوپخت با مقدمات آماده¬سازی زیستی شناخته شده و ادعای سازگاری با محیط زیست بیشتری نسبت به پخت قلیایی داغ در آماده سازی پنبه¬ای دارد. با این وجود چندین نوع آنزیم از قبیل پکتیناز، سلولاز، پروتئاز، لیپاز و زایلاناز در این زمینه مطالعه شده است. پکتیناز تاثیر بیشتر و مناسب¬تری در بایوپخت پنبه¬ای داشته است. مکانیسم پخت پکتیناز، تخریب و حذف پکتین گزارش شده است که سبب آزادسازی واکس و سهولت در حذف با سطح فعال و تلاطم مکانیکی می¬گردد. این عمل موجب می¬شود که پنبه آبدوستی بهتری را بدون تغییر در فرم لیف را کسب کند.
در بایوپخت می¬توان همزمان از آنزیم پکتیناز برای تخریب مواد پکتینی، پروتئاز برای تخریب پروتئین، لیپاز برای حذف چربی، استفاده کرد. این آنزیم¬ها بر ساختار سلولز اثر نداشته و در نتیجه صدمه¬ای به لیف سلولز وارد نمی¬کنند.
در تحقیقی عنوان شده که می¬توان فرآیند پخت و سفیدگری پنبه را در یک مرحله انجام داد که طی آن ابتدا حمام را بهPH:8 رسانده و از آنزیم پکتیناز قلیایی در غلظت معین استفاده کرده و سپس تتراسدیم¬پیرو¬فسفات به منظور بهبود عملیات اضافه شده و از پراستیک¬اسید به عنوان عامل سفیدگری استفاده گردید که نتایج حاصله مطلوب بود
آنزیمهای مختلفی از قبیل Pectinesterase (EC.3.1.1.11) می¬توانند پکتین را تخریب کنند. این آنزیمها باند متیل استر گالاکترونیک اسید را هیدرولیز می¬کنند و پکتین با گروه¬های کربوکسیل آزاد را ایجاد می¬کنند. پلی گالاکتروناز (EC.3.2.1.15) آنزیمی از طبقه هیدرولاز است که هیدرولیز اتصال آلفا- 4،1، گالاکترونیک اسید را تسریع می¬بخشد
فرآیند جدیدBiopretreatment به دلیل کاهش مصرف آبکشی در مقایسه با فرآيندهای تجاری از اهمیت خاصی برخوردار شده است. این یک مزیت ویژه¬ای است، زیرا آب داغ مرحله آبکشی را کاهش داده، بعبارتی میزان قابل توجهی در انرژی صرفه¬جویی می¬کند.عدم تخریب ساختار سلولزی، عدم افت وزن و استحکام و کاهش آب مصرفی در حدود 25% ، همچنین منسوج نرمتر از مزیت¬های پخت آنزیمی است.
در عملیات بایوپخت پنبه با پکتیناز قلیایی، در غلظت¬های مختلف اولیه آنزیم، محصول تخریبی به سرعت در فازهای اولیه افزایش یافته و سپس با مرور زمان یکنواخت می¬گردد. این نکته نشان می¬دهد که ماکزیمم نرخ تخریبی به کار رفته و نرخ شروع تخریب، تناسبی با غلظت اولیه آنزیم نداشته و این مطلب نشان می¬دهد که استفاده از آنزیم اضافه¬تر در ایجاد نرخ تخریبی شروع بالاتر غیر اقتصادی است
اخیراً نشان داده شده است که عملیات آنزیمی سلولاز قبل از فرآيند پخت قلیایی، حذف و تخریب ناخالصی¬ها را افزایش می-دهد. زمانیکه عملیات سلولاز و پخت قلیایی پی¬در¬پی باشد سفیدی پارچه بطور چشمگیری بهبود می¬یابد. عملیات مقدماتی سلولاز، همچنین کاهش مصرف هیدروژن پراکسید را در مرحله سفیدگری شیمیایی پی¬در¬پی سبب می¬گردد.
در تحقیقی که در سال 1998 انجام شد، نتایج نشان داد که آنزیم پکتیناز در پخت پارچه پنبه¬ای، زمانیکه اندکی حلال آلی و سطح فعال در سیستم وجود داشته باشد، توانایی بالاتری داشته، هر چند که برخی مشکلات از قبیل ضروریات عملیات طولانی و غلظت بالای آنزیم تاکنون غیر قابل حل مانده است.
منبع: http://power.smsm.ir
/خ