- 纤维素纤维织物的染整
- 吴建华
- 8609字
- 2021-04-02 09:56:28
第二节 精练
原布经过退浆后,棉织物上大部分的浆料及小部分的天然杂质已被去除,但是残留的浆料和大部分的天然杂质的存在使得织物色泽发黄,润湿渗透性差。为了使后续加工顺利进行,还需要对棉织物进行精练,去除织物上大部分的天然杂质与残留的浆料以获得洁净的外观和良好的吸水性。棉织物的精练效果包括织物的去杂程度、润湿性、白度、织物的受损程度以及有无练疵等。可用油脂、蜡质残留量的百分率来反映精练的去杂效果,一般要求残蜡含量在0.2%左右;精练后棉织物的润湿性常用毛细管效应来衡量;织物白度可用白度仪直接测定;织物的受损程度用铜氨溶液的流度或直接测定精练前后织物强力的变化。可同时使用这些测试指标,综合衡量精练后棉织物半制品的质量。
一、棉纤维中纤维素共生物及棉籽壳
棉纤维的主要成分是纤维素,除纤维素外还有一定含量的天然杂质,这些杂质与纤维素共生共长,因此也称其为纤维素共生物。纤维素共生物主要有果胶物质、含氮物质、蜡质、灰分、色素等,棉纤维中的纤维素共生物主要存在于纤维的初生胞壁中,表2-6反映了纤维素共生物在棉纤维中的分布。另外棉纤维中还有伴生物——棉籽壳,棉籽壳的存在影响了织物的外观和手感。
表2-6 纤维素共生物在棉纤维中的分布
(一)果胶物质
果胶物质广泛存在于自然界的植物体中,天然纤维素纤维棉和麻中均含有此类物质,棉纤维中果胶物质的含量随棉纤维成熟度的提高而降低。成熟的棉纤维中果胶物质的含量低于1.2%,在不成熟的棉纤维中高达6%。果胶物质的主要成分是果胶酸的衍生物。果胶酸的化学组成主要是半乳糖醛酸,具有链状结构:
果胶酸虽然具有大量亲水性的羟基和羧基,但由于在棉纤维上的果胶物质部分是以钙盐、镁盐和甲酯的形式存在,所以它的亲水性比纤维素本身要低。果胶物质对纤维的色泽和润湿性有一定的影响,不利于纤维的染色和印花等化学加工,而且对染色制品的染色牢度也有不利影响,因此必须在前处理过程中将其去除。
(二)含氮物质
含氮物质主要是以蛋白质的形式存在于纤维的胞腔中,也有部分存在于初生胞壁和次生胞壁中。棉纤维中含氮物质的含量在0.2%~0.6%之间。纤维上若有蛋白质存在,则织物在加工或服用过程中,经过漂洗,与有效氯接触,很容易形成氯胺,引起织物泛黄。
(三)蜡质
在棉纤维中,不溶于水而能被有机溶剂提取的物质,统称为蜡质。含量为0.5%~1.3%,其中含有脂肪族高级一元醇,碳原子数在24~30之间。蜡质对纤维的润湿性能有很大影响,但棉织物的润湿性并不与蜡质的含量完全成正比。表2-7反映了在不同的碱处理条件下棉织物上蜡质含量与润湿性的关系。
表2-7 不同的碱处理条件下棉织物上蜡质含量与润湿性的关系
表2-7表明在不同的处理条件下,即使棉织物上的蜡质去除量基本相同,润湿性差异仍然较大,这可能与蜡质在纤维上的分布有关。需要指出的是,少量蜡质的保留对织物的手感有利,一般要求精练后残蜡含量在0.2%左右。
(四)灰分
成熟棉纤维的灰分含量为1%~2%,是由各种无机盐组成的,包括硅酸、碳酸、盐酸、硫酸及磷酸的钾、钠、钙、镁和锰盐、氧化铁和氧化铝等。其中以钾盐和钠盐的含量最多,约占灰分总量的95%。
无机盐的存在对纤维的吸水性、白度和手感有一定影响。而且某些盐类和氧化铁等,对于漂白剂的分解有催化作用,加速漂白剂对纤维的损伤,这对染整加工是有害的。
(五)色素
棉纤维中的有色物质称为色素,色素影响织物的白度,可通过漂白作用被去除。
(六)棉籽壳
棉籽壳不是棉纤维的共生物。籽棉在轧花过程中,虽然棉籽壳和棉纤维得到了分离,但会有少量棉籽壳的残片附在纤维上,影响棉织物的外观。
棉籽壳的化学组成是木质素、单宁、纤维素、半纤维素以及其他的多糖类,除此以外,还含有少量的蛋白质、油脂和矿物质,但以木质素为主。
二、精练原理
用烧碱作为精练主要用剂目前仍然是棉织物精练的主要方法。在烧碱和其他助练剂的共同作用下,选用合适的工艺条件和加工设备,棉纤维中的大部分天然杂质可以在精练过程中被除去。精练后织物外观洁净,吸水性显著提高。
精练是一个很复杂的过程,在这一过程中常同时伴随有水解、皂化、乳化、复分解、溶解等多种作用的发生,棉纤维中杂质也正是借助于这些作用而被去除。在精练过程中,棉纤维中果胶酸的衍生物在烧碱的作用下发生水解,生成可溶性的羧酸钠盐,在较剧烈的条件下,还可能发生果胶大分子链的断裂,大部分的果胶物质可以被溶解而除去。蜡质中的脂肪酸类物质在热稀碱溶液中能发生皂化而溶解,经水洗后便可以去除。蜡质中其余的高级醇和碳氢化合物需要借助于助练剂如肥皂、平平加O等净洗剂的乳化作用才能去除。棉纤维中的含氮物质,可分为两部分:一部分为无机盐类,如硝酯盐或亚硝酯盐,占含氮物质总量的15%~20%,可溶于60℃的热水或常温稀酸、稀碱溶液中;另一部分的主要成分为蛋白质,需要在烧碱溶液中长时间煮沸才能被去除。灰分是由各种无机盐组成的,在棉织物的前处理中,可通过水洗和酸洗被去除。
棉籽壳中的单宁、蛋白质、油脂、矿物质和多糖类物质,能与烧碱发生化学作用,通过提高在水中的溶解度而被去除。木质素是一种比较难去除的杂质,在高温、烧碱的作用下,可能发生结构上的分解,随着在碱液中的溶解度增大而被去除。另外,精练液中加入亚硫酸氢钠能使木质素形成易溶于碱的衍生物。在高温烧碱液的长时间作用下,棉籽壳发生溶胀,变得松软而解体,残存的部分经过水洗和受到机械搓擦作用,从织物上脱落。在常压烧碱汽蒸精练时,如果作用时间与温度不够,棉籽壳不易去除干净,可以在漂白过程中,使木质素发生氯化、氧化作用而进一步去除。
三、精练设备与工艺
精练方式可分为连续式、半连续式和间歇式精练。连续式精练按加工时织物的不同运行状态,又可分为绳状和平幅精练。精练的工艺与采用不同的加工方式和使用的设备密切相关。
(一)连续式汽蒸精练
1.常压绳状连续汽蒸精练
经退浆后的织物,可进入常压绳状连续汽蒸精练联合机进行精练。连续绳状精练的设备生产效率高,但对一些厚密和特别薄的织物容易产生精练不匀、擦伤、折痕、纬斜等疵病,涤棉混纺织物也不适宜进行绳状加工。
(1)常压绳状连续汽蒸精练联合机。常压绳状连续汽蒸精练联合机由多台绳状浸轧机和绳状汽蒸容布器组成。绳状浸轧机用来浸轧精练液和洗涤织物(轧水),主要由轧液辊、导布辊、轧液槽等构成,如图2-5所示。通常退浆后的织物先在绳状浸轧机(图2-6)上浸轧热的精练液,使由烧碱和其他助练剂组成的精练液均匀地渗透到织物内部并与纤维上的杂质发生作用。浸轧过烧碱溶液的织物进入汽蒸容布器,通过汽蒸升温至100~102℃,并在容布器内堆置保温60~90min,使烧碱和棉纤维上的杂质充分发生作用。汽蒸容布器是汽蒸精练的核心部分。常见的绳状汽蒸容布器是伞柄式的,又称“J”形箱(图2-7)。
图2-5 连续绳状精练(漂白)机
1—水洗机 2—绳状浸轧机(精练) 3—加热装置 4—J形箱 5—绳状浸轧机(精练或漂白) 6—储碱槽 7—漂白液储槽 8—碱输液管 9—硅酸钠输液管 10—过氧化氢输液管
图2-6 绳状浸轧机
1—机架 2—主动轧辊 3—被动轧辊 4—小轧液辊 5—轧槽导辊 6—加压装置 7—轧槽 8—喷水管
图2-7 绳状汽蒸容布器
1—导布瓷圈 2—加热管 3—热分配器 4—大槽轮箱 5—往复摆动装置 6—六角辊 7—摆布斗 8—操作台 9—J形直箱 10—玻璃观察窗 11—J形弯箱
伞柄式汽蒸容布器的加热方式有两种,一种是容布器中直接通入饱和蒸汽,称为内加热式。另一种是在容布器前的管形加热器中通入饱和蒸汽,由加热器中的加热管小孔分散喷射到织物上,称为外加热式。运转时应控制箱内织物的堆置高度,过高将影响导布,甚至会造成导布和摆布装置的损坏,过低则不能保证足够的堆置时间。
(2)常压绳状连续汽蒸精练工艺。织物经轧碱汽蒸后,必须及时地充分水洗,将已经发生溶胀和分解的杂质以及剩余的烧碱一起洗除,以获得良好的精练效果。常压绳状连续汽蒸精练工艺如下:
①工艺流程。
轧碱→汽蒸→(轧碱→汽蒸)→水洗
②工艺处方与工艺条件。常压绳状连续汽蒸精练工艺处方与工艺条件见表2-8。
表2-8 常压绳状连续汽蒸精练工艺处方与工艺条件
2.常压平幅连续汽蒸精练
常压平幅连续汽蒸精练的工艺流程与绳状连续汽蒸精练相似,经退浆后的织物以平幅状态进入常压平幅连续汽蒸精练联合机进行精练,连续平幅精练适合于各种类型的织物的加工,加工后的半制品质量较高,但平幅精练设备的车速较绳状精练低得多。
(1)常压平幅汽蒸精练联合机。常压平幅汽蒸精练联合机包括浸轧机、汽蒸箱和水洗机。该设备同样也适用于退浆和漂白,所以又被称为平幅汽蒸练漂联合机。
平幅汽蒸练漂联合机是目前广泛使用的棉及棉型织物前处理加工设备,该设备由浸轧槽、平幅汽蒸箱、平洗机等单元组成。汽蒸箱的形式多样,平幅汽蒸练漂联合机类型较多。生产中常用的汽蒸箱的形式有J形箱式、履带式、辊床式、全导辊式、R形液下式等。
①J形箱式平幅汽蒸箱。J形箱式平幅汽蒸箱的结构和运转情况与绳状连续汽蒸精练设备相似(图2-8)。其区别在于织物加热时的饱和蒸汽不是通过加热管,而是通过加热器中的多孔加热板喷射到平幅堆放的织物上去的。由于J形箱中堆放的布层较密,易产生横向折痕、擦伤,因此这种设备不适宜加工要求较高的产品。
图2-8 J形箱式平幅汽蒸练漂联合机
1—蒸汽加热器 2—导布辊 3—摆布器 4—饱和蒸汽 5—织物
②履带式汽蒸箱。履带式汽蒸箱如图2-9所示。
图2-9 履带式汽蒸箱
1—织物 2—摆布器 3—加热区
织物平幅轧碱后进入汽蒸箱进行汽蒸加热,织物先在预热区的两排导辊间穿行,然后由摆布器有规律疏松地堆积在履带上,履带是由多孔或多条缝隙的不锈钢薄板组成,履带随辊筒的转动缓缓向前移动,织物随之向前运行。由于该设备运转时履带上堆积的布层较J形箱中薄,织物受到的压力、摩擦力较小,因此织物形成折痕的程度较轻,一般不易被擦伤。但在加工厚密织物时产生的横向折痕,有时会对某些染色产品的质量有所影响。该设备的缺点是织物在履带上相对静止,织物与履带接触面固定不变,在无孔或无缝隙处的履带板上堆积的织物会因水分蒸发而产生干斑和烫折痕,为单层履带时尤其严重,若为双层履带,上层织物翻转至下层时,织物与履带接触面发生改变,情况相对会好些。
③辊床式汽蒸箱。辊床式汽蒸箱与履带式汽蒸箱的结构相似,所不同的是将堆置织物的履带换成了导辊(图2-10)。在汽蒸箱内,导辊慢速回转,带动堆置于导辊上的织物缓缓向前移动。由于导辊是在转动中,织物与导辊的接触面在不断地改变,可以避免平板履带式汽蒸箱由于织物与履带接触面固定不变,在无孔或无缝隙处的履带板上堆积的织物会因水分蒸发而产生干斑和烫折痕,且辊床与织物之间的摩擦力比平板履带床的小,织物不易被擦伤,因此这种汽蒸箱在前处理中被广泛使用。辊床式汽蒸箱导辊较多,导辊轴封要求较高,与履带式汽蒸箱相比,安装维修较为不便。
图2-10 辊床式汽蒸箱
④R型汽蒸箱(R-BOX)。R型汽蒸箱(图2-11)输送织物的装置主要由半圆弧形网状履带和中心大圆辊组成。织物浸轧处理液后进入汽蒸箱,在导布辊间汽蒸加热,由落布装置均匀折叠堆于缓慢运行的半圆弧形网状履带上,由于履带下部浸在处理液中,并有蒸汽加热管加热保温,在处理液煮沸的情况下,这种设备的处理效果比只经汽蒸的织物的处理效果好。但在连续加工的过程中,织物上的杂质不断地溶入处理液中,会导致处理效果逐渐降低。
图2-11 R形汽蒸箱
1—中心圆孔辊 2—半圆网状履带 3—汽封口 4—汽蒸区 5—多角辊 6—落布斗 7—水封出口 8—轧液辊 9—织物
⑤全导辊式汽蒸箱。全导辊式汽蒸箱(图2-12)是专门为含有氨纶的弹性织物而设计的,这是由于弹性织物在汽蒸时不能堆置,织物只能上下穿行在导辊间进行汽蒸。
图2-12 全导辊式汽蒸箱
(2)常压平幅汽蒸精练工艺。
①工艺流程。
轧碱→汽蒸→(轧碱→汽蒸)→水洗
②工艺处方与工艺条件。常压平幅汽蒸精练工艺处方与工艺条件见表2-9。
表2-9 常压平幅汽蒸精练工艺处方与工艺条件
3.高温高压平幅连续汽蒸精练
(1)精练设备。高温高压平幅连续汽蒸精练机(图2-13)与常压连续精练机的主要不同之处在于汽蒸箱的结构。除了要求汽蒸箱箱体能耐高温高压外,还要求汽蒸箱具有耐磨的封口,以确保蒸汽压力和温度稳定。封口方式主要有辊封和唇封两种。辊封即用辊筒密封织物进出口,其密封有面封和端封两种。唇封是用一定压力的空气密封袋作封口,织物从加压的密封袋间隙摩擦通过。
图2-13 高温高压平幅连续汽蒸精练机
1—浸渍槽 2—高温高压汽蒸箱 3—平洗槽
(2)高温高压平幅连续汽蒸精练工艺。
①工艺流程。
轧碱→汽蒸→水洗
②工艺处方与工艺条件。高温高压平幅连续汽蒸精练工艺处方与工艺条件见表2-10。
表2-10 高温高压平幅连续汽蒸精练工艺处方与工艺条件
高温高压平幅连续汽蒸练漂机占地面积小、劳动强度低、加工速度快(一般汽蒸1.5~2min)、半制品周转快、耗汽较省,可用于一般中厚织物的加工。但由于加工速度快、时间短,纯棉织物的棉籽壳仅呈膨化状态,不能完全去除。此外,唇封口材料寿命短,高温、碱的作用会使材料脆化,一段时间后会对产品的质量、加工精度产生不利影响。
(二)半连续式平幅汽蒸精练
半连续式是轧卷汽蒸或堆置方式进行的平幅精练,轧卷式汽蒸练漂机(图2-14)是一种半连续式的平幅汽蒸练漂设备,它是由浸轧部分、汽蒸室和可移动的布卷汽蒸车组成。该机特点是结构简单,能适应多品种、小批量加工,织物平整无皱痕,但布卷内外层有时会产生练漂不匀,且操作较复杂。
图2-14 轧卷式汽蒸练漂机
1—织物 2—汽蒸箱 3—布卷 4—可移动的布卷汽蒸箱
(三)间歇式(煮布锅)精练
间歇式生产是使用煮布锅进行的绳状精练加工方式。煮布锅(图2-15)是一种使用较早的间歇式生产设备,织物以绳状形式进行加工。这种设备精练匀透,除杂效果好,煮布锅精练品种适应性广,灵活性大,但由于它是间歇式的生产,生产率较低,劳动强度高,所以适用于小批量生产。
图2-15 煮布锅示意图
1—蒸汽加热管 2—假底 3—循环管 4—锅体 5—压布框 6—喷液盘 7—锅盖 8—练液喷淋洒管 9—列管式加热器 10—过滤器 11—循环泵
煮布锅精练工艺如下:
①工艺流程。
轧碱→进锅→精练→水洗
②工艺处方及工艺条件。煮布锅精练工艺处方及工艺条件见表2-11。
表2-11 煮布锅精练工艺处方及工艺条件
四、影响精练效果的主要工艺因素
精练工艺要根据纤维材料的来源与含杂情况和使用的设备来制订。精练效果与碱液浓度、精练的温度和时间、其他助练剂的种类和用量等工艺因素有关。
(一)碱液浓度
烧碱的用量应视织物的品种与含杂情况、采用设备的类型、精练方式、后加工对产品的质量要求等方面进行考虑。根据棉纤维中杂质与碱反应消耗的和棉纤维本身吸附的烧碱量分析(表2-12)。
表2-12 100g棉纤维消耗或吸附的烧碱量
所以烧碱的用量,按理论计算为棉纤维质量的2.5%~3.7%,实际用量相当于棉纤维质量的3%~4%。
烧碱浓度与精练的温度和时间等工艺因数有密切的相关性。用煮布锅进行精练时,由于是在高温高压的条件下进行,且处理的时间较长,当其浴比(浴比的概念将在第六章中介绍)为1∶(3~4)时,烧碱的浓度可以低一些,为10~15g/L。而用常压连续汽蒸精练时,由于汽蒸时间短,温度也较低,因此要提高碱液浓度,一般中厚织物可提高到25~30g/L,厚重织物为30~50g/L。
在连续化精练时,烧碱浓度与织物浸轧烧碱液后的带液量有关,织物浸轧烧碱液后的带液量可以用轧液率(吸液率)来表示,轧液率是指织物经过浸轧后所带的溶液的质量占干布质量的百分率:
常压绳状汽蒸精练时,轧液率为120%~130%,烧碱浓度为20~40g/L,常压平幅汽蒸精练时,轧液率为80%~90%,烧碱浓度为25~55g/L。
(二)精练温度
精练温度是影响精练效果的重要因素。提高精练温度,可使烧碱与天然杂质的反应速率大大提高,有利于杂质的去除。杂质的去除情况随温度的不同而不同,表2-13表明了不同精练温度对去除棉纱杂质的影响。
表2-13 不同精练温度对去除棉纱杂质的影响
精练温度在100~141℃范围内,棉纱失重率变化不大,说明在100℃左右精练时,存在于棉纤维中的大部分杂质都可以去除。随着温度的升高,残蜡含量逐渐下降。
一般煮布锅精练压力为196.14kPa(2kgf/cm2),温度为130~135℃,常压汽蒸精练温度为100~102℃,高温高压精练压力为196.14~294.21kPa(2~3kgf/cm2),温度为130~140℃。
(三)精练时间
精练时间也是影响精练效果的重要因素之一,较长的精练时间对蜡质的去除是有利的,表2-14表明了不同精练时间对去除棉纱杂质的影响。
表2-14 不同精练时间对去除棉纱杂质的影响
一般来讲,煮布锅精练为3~5h,常压汽蒸精练为1~1.5h,高温高压精练为3~5min。精练时间和精练温度密切相关,精练温度高,精练时间可缩短,反之精练时间要延长。
(四)助练剂
棉织物碱精练时,烧碱是主要用剂,此外,为了提高精练效果,在精练液中通常要加入表面活性剂、硅酸钠、亚硫酸氢钠、磷酸三钠等助练剂。
1.表面活性剂
为了提高织物的润湿性,加速碱液向纤维内部渗透,精练液中常加入一些表面活性剂。精练用表面活性剂除要求有良好的润湿、净洗、乳化等作用外,还必须具有耐碱、耐高温性能。如前所述,表面活性剂可以通过乳化作用将蜡质中的高级醇和碳氢化合物去除,同时也能将各种杂质乳化、分散在溶液中而不至于重新黏附到织物上去。
2.硅酸钠
硅酸钠(Na2SiO3)俗称水玻璃或泡花碱。硅酸钠除了能吸附精练液中的铁质,防止织物产生锈渍和锈斑外,还能吸附棉纤维中天然杂质的分解物,防止这些分解产物重新沉积在织物上,有助于提高织物的润湿性和白度。
3.亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)
亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)具有还原作用,能防止棉纤维在高温精练时被空气氧化而形成氧化纤维素,导致织物的损伤。如前所述,亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)还能使木质素变成可溶性的木质素衍生物而溶于烧碱溶液中,有助于去除织物上的棉籽壳。
4.磷酸三钠
磷酸三钠是常用的软水剂。主要用于软化硬水,提高精练效果。
五、酶精练
随着生物技术的发展,生物酶精练工艺已逐步得到了应用。目前生物酶精练工艺中使用的主要是果胶酶。果胶酶与α-淀粉酶、纤维素酶、脂肪酶、过氧化氢酶等的复合酶也被研究用于棉织物退浆—精练—漂白一步法加工。生物酶精练工艺的特点是节能环保,符合染整技术的发展趋势。但与碱精练工艺相比,酶精练效果稍差一些,成本也相对较高,需要进一步的开发与研究。
(一)果胶酶精练原理
果胶物质在植物的细胞组织中起着“黏合”作用,在棉纤维的初生胞壁中,果胶质含量占9%~12%。果胶物质主要是由D-半乳糖醛酸以α-1,4苷键连接形成的直链状聚合物。部分D-半乳糖醛酸上的羧基被甲醇酯化形成甲酯,或被一种或多种碱部分或全部中和。果胶酶是分解果胶的一种多酶复合物,通常包括原果胶酶、果胶甲酯水解酶、果胶酸酶及果胶裂解酶。通过它们的协同作用使果胶物质得以完全分解。棉纤维上的果胶物质在原果胶酶作用下,转化成水可溶性的果胶,果胶被果胶甲酯水解酶催化去掉甲酯基团,生成果胶酸,果胶酸经果胶酸酶降解生成D-半乳糖醛酸。通过果胶酶的作用,将果胶物质降解为小分子物质,从纤维中游离出来,可使与其黏合在一起的其他杂质(如蜡质、蛋白质、灰分等),与纤维素彻底分开,达到精练棉纤维的目的。
在果胶酶的精练液中,一般需要加入表面活性剂。随着果胶物质从纤维表面的角质层和初生胞壁中溶解下来,蜡质在纤维上的黏附也发生了松动,可被精练液中表面活性剂乳化而去除。
(二)影响酶精练的主要工艺因素
1.果胶酶的活力
果胶酶作为一种生物催化剂,其酶活力值是与其催化效率及有效(即有生物活性)酶的含量相关的。酶活力是果胶酶在单位时间内将底物转化为反应产物的能力,以U(mol/时间)表示,底物即是果胶物质。通常果胶酶制剂的活力是以U/g酶制剂(或U/ml酶制剂)表示。在特定条件下,通过测定单位质量或单位体积的某种果胶酶制剂在单位时间内催化足够量果胶物质生成反应产物的量,即可测出此果胶酶制剂的活力。对于织物精练来说,主要测定解聚酶(包括果胶甲酯水解酶、果胶酸酶及果胶裂解酶等)的活力。解聚酶对果胶分子的酶催化作用表现为,每切断一个果胶分子的α-1,4苷键就会形成一个还原性的醛基:D-半乳糖醛酸或低聚半乳糖醛酸。生成的D-半乳糖醛酸(还原糖)量即可衡量果胶酶的活力,可用黏度法、滴定法、分光光度法等方法进行测定。
图2-16 果胶酶精练效果比较
2.果胶酶的浓度
目前用于棉织物精练的果胶酶有酸性果胶酶A和碱性果胶酶B。从图2-16可知,酸性果胶酶A用量在0.01%~0.50%(omf)时,对果胶的去除率维持在20%左右;而当碱性果胶酶B用量为0.05%时,果胶的去除率超过80%。按照试验经验和文献记载,当果胶去除率达到70%时就可以满足精练加工的需要,此时碱性果胶酶B用量为0.025%。原因有:(1)在碱性条件下果胶酶与表面活性剂协同发生皂化乳化作用,可有效去除果胶、蜡质及其他杂质,从而增强了精练效果;(2)碱性果胶酶B对棉织物精练,其专一性和针对性更强;(3)碱性果胶酶B分子更小,渗透性更强,其与果胶接触的可能性更大,果胶去除率更高。
3.酶处理温度
从图2-17可以看出,30~60℃是酸性果胶酶A最适宜的温度范围,大于60℃以后酶活迅速下降,所以酸性果胶酶A应在不大于60℃的条件下使用;碱性果胶酶B最适宜的温度范围在40~60℃,超过60℃酶活显著下降。考虑温度对酶催化反应的影响,兼顾高温造成酶蛋白失活,碱性果胶酶B应在40~60℃使用。
图2-17 温度对果胶酶还原糖量的影响
4.处理浴的pH
从图2-18可以看出,pH为3~5是酸性果胶酶A的最适宜使用范围,pH大于5之后酸性果胶酶A的活性就迅速下降,所以酸性果胶酶A应在pH为3~5时使用;pH在7~9是碱性果胶酶B的最适宜使用范围,pH大于9或小于7时碱性果胶酶B的活性就迅速下降,故碱性果胶酶B应在pH为7~9时使用。
图2-18 pH对果胶酶还原糖量的影响(60℃)