Розшліхтовування

Мета: вивчити процес розшліхтовування, основні терміни.

План:

1. Процес розшліхтовування.

2. Бактеріальний спосіб.

3. Хімічні способи розшліхтовування.

4. Окислювальна деструкція.

5. Ферментативні способи розшліхтовування.

Призначення цієї операції заключається у видаленні шліхти, що наноситься на нитки основи перед процесом ткацтва для їх зміцнення та зниження обривності. Як шліхту використовують плівкоутворюючі полімерні матеріали, які здатні на поверхні пряжі (нитки) після просочування і сушки утворювати полімерну плівку. Склеюючи елементарні волокна пряжі між собою, шліхта надає їм більшої механічної міцності. Із допоміжного апарата на стадії ткацтва шліхта перетворюється в технологічне забруднення, яке перешкоджає наступним процесам фарбування і друкування (перешкоджає дифузії барвника в елементарні волокна). Тому необхідно за можливості повністю видаляти шліхту з тканини.

Як шліхту найчастіше використовують різні крохмалі (картопляний, маїсовий та ін.), їх ефіри, ефіри целюлози, полівініловий спирт. Найбільші труднощі виникають при розшліхтовуванні тканини від крохмалю, так як для повного видалення його необхідно перевести у водорозчинну форму шляхом деполімеризації до низькомолекулярних продуктів.

Крохмаль — це суміш двох полісахаридів — амілози і амілопектину, які побудовані із залишків глюкози, сполучених між собою 1,4-глюкозидними зв'язками, нестійкими до дії гідролізуючих агентів, до яких відносяться мінеральні кислоти, ферменти.

Продукти гідролізу крохмалю не тільки добре набрякають у воді, але й здатні, хоч і по-різному, розчинятись у воді. А це головне для видалення шліхти з тканини промиванням її водою.

Стійкість до гідролізу α-глюкозидного зв'язку крохмалю суттєво нижча, ніж β-глюкозидного зв'язку целюлози. Тому цю компромісну задачу — руйнування крохмалю при збереженні целюлози вдається вирішувати успішно, підбираючи умови гідролізу (природа реагента, його концентрація, рН, температура і час).

На практиці використовують бактеріальні, хімічні і ферментативні способи розшліхтовування.

Бактеріальний спосіб. Цей спосіб є найбільш давнім, тривалим, але найпростішим в апаратурному оформленні.

Тканину замочують на просочувальній машині теплою водою і складають в бетонні ящики на 10-16 годин. За цей час на поверхні вологої тканини розвиваються бактерії, для яких крохмаль є середовищем живлення. Бактерії виділяють ферменти, які гідролізують крохмаль, переводячи його у водорозчинний стан. Далі тканину промивають водою для видалення продуктів гідролізу крохмалю. Така технологія дозволяє видалити 60-70 % шліхти.

Хімічні способи розшліхтовування. Ці способи основані на кислотному гідролізі або окислювальній деструкції крохмалю. Кислотний гідроліз крохмалю здійснюють просочуванням тканини 0,5-1 %-ним розчином сірчаної кислоти при температурі 40 °С з подальшим вилежуванням протягом 4 год.; далі тканину промивають. Необхідно слідкувати, щоб при вилежуванні тканина не обсихала, так як при цьому різко зростає концентрація кислоти на тканині, що може викликати кислотний гідроліз целюлози.

При кислотній обробці видаляються 70 % шліхти (крохмалю) та інші забруднення — передусім зольні (мінеральні) домішки, що особливо важливо для якісного вибілювання тканин пероксидом водню. Зольні домішки можуть бути причиною каталітичного розкладу пероксиду водню.

Окислювальна деструкція основана на дії окислювачів, головним чином на крохмаль, а не на целюлозу. Окислювачі окислюють гідроксильні групи елементарних ланок амілози і амілопектину в альдегідні, кетонні, які підвищують чутливість крохмалю до лужного гідролізу по α-глюкозидному зв'язку. Наступна промивка гарячою водою переводить крохмаль у водорозчинний стан і видаляє його з тканини.

Як окислювачі використовують гіпохлорит натрію, перекисні сполуки.

Найбільш зручно використовувати 1-2 %-ні лужні розчини пероксиду водню. Тканину обробляють цим розчином при температурі 20—40 °С, запарюють 1—5 хв. і промивають. Ступінь видалення крохмалю досягає 80 %. Якщо запарювання проводити більше двох хвилин, то одночасно з розшліхтовуванням відбувається часткове вибілювання тканини.

Розшліхтовування гіпохлоритом суміщається з вибілюванням і включає просочування розчином, який містить 1,5 г/л активного хлору при температурі 35 °С, вилежування 2-4 год. і промивання. При цьому крохмаль видаляється майже повністю, а ступінь білизни досягає приблизно 80 % .

Ферментативні способи розшліхтовування. Ці способи є найбільш перспективними, основані вони на використанні біологічних каталізаторів-ферментів (ензимів), які відзначаються високою селективною, направленою дією. Ферменти чутливі до високих температур, активні у вузькому інтервалі значень рН.

На початку XX століття почали використовувати ензими тваринного походження, отримані із підшлункової залози великої рогатої худоби (панкреатини). З розвитком мікробіологічної промисловості у всьому світі практичне використання знайшли ензими бактеріального походження (супербіолаза, аміносубтилін).

Тканину обробляють розчином панкреатину (1-3 г/л) при температурі 35-55 °С і рН 6,5-7,5 в присутності КаСІ (2 г/л), витримують її протягом 30-40 хв., а потім промивають.

Більш ефективним є ензим бактеріального походження аміносубтилін (2 г/л) в кислому середовищі (рН 5,8-6,0) в присутності МаСІ (2 г/л). Розшліхтовування при температурі 60-70 °С триває всього 10-20 хвилин.

Переваги біохімічного способу розшліхтовування: високий ступінь вибірної дії ензиматичних препаратів — ефективно руйнуючи крохмаль, вони практично не впливають на целюлозу.

При розшліхтовуванні бавовняних тканин іноді використовують відпрацьовані лужні розчини, основним активним компонентом яких є МаОН. Обробка, яка проводиться протягом 60 хв., викликає ефективне набрякання крохмалю, що при наступній промивці водою сприяє швидкому видаленню шліхти.

На текстильних підприємствах використовують періодичні і безперервні способи розшліхтовування. Основу періодичного способу складають такі операції: 1) просочування тканини після опалювання крохмалерозщеплюючими реагентами або водою, 2) вилежування для продовження тривалості дії реагенту на крохмаль, 3) промивання водою.

Безперервні способи дозволяють підвищувати продуктивність праці і обладнання при одночасному покращенні якості підготовки тканини. Тривалість обробки скорочується в 8—12 разів.

Поточні лінії для розшліхтовування і вибілювання формуються із базових промивних, просочувальних і запарних машин, які агрегуються з використанням різних видів компенсаторів.

У результаті операції розшліхтовування в усьому світі декілька сотень тисяч шліхтувальних препаратів потрапляє в стічні води. При цьому безповоротно губляться цінні полімерні матеріали, в т. ч. харчовий продукт — крохмаль, а їх присутність у стічних водах суттєво ускладнює водоочищення.

Проблема ця могла б бути вирішена шляхом регенерації шліхти після розшліхтовування і поверненням її знову в ткацьке виробництво. Один шлях розв'язання цієї проблеми — нанесення шліхти із органічних розчинників, розшліхтовування в органічних розчинниках і регенерація із них шліхти.

Як органічні розчинники пропонують використовувати хлоровані вуглеводні (пер- і трихлоретилен), а шліхтуючі препарати — розчинні в них акрилати.

Інший шлях вирішення цієї проблеми - регенерація шліхти із стічної води. В цьому випадку позитивні результати досягаються при заміні крохмалю полівініловим спиртом, який майже повністю (85-90 °С) вилучається із стічних вод спеціальними методами.