活性染料染色残液的重复回用
摘要：文中论述了诺维信新一代精练酶在棉及棉混纺纱线、针织布上的应用，从节省水、电、蒸汽，二氧化碳排放等方面，阐述了酶工艺的应用更有利于印染行业实现可持续发展。
做为全球最大的工业用酶制剂生产商—丹麦诺维信公司，一直致力于将生物技术应用于纺织印染行业。丹麦诺维信公司开发的碱性果胶裂解酶为主的复合酶前处理体系，应用于棉及棉混纺针织布、纱线前处理上，可以达到良好的前处理效果和非常好的节能减排效果。
1酶精练原理
酶精练的机理是先将果胶质水解，为去除剩余的蜡质提供便利。酶解的过程如下：首先，果胶酶与果胶质先生成复合物，进而将之水解。这样原先不溶性的果胶质被分裂，脱离纤维，此时被水解的果胶质具分散性，这一过程将连续不断的重复发生。果胶质从纤维表面的初生胞壁层溶解后，为净洗剂去除蜡质提供了通道。
新一代生物酶前处理技术的特点：
① 由多种酶组分组成的复合酶，适用于中深色的前处理；
② 良好的前处理效果如毛效等，确保更好的染色品质；
③ 去除影响染色质量的杂质同时，保持极佳的织物强力，显著降低前处理后的织物的失重；
④ 经生物酶前处理后，织物的手感更柔软、丰满；
⑤ 显著缩短传统的前处理时间，低温并高效；
⑥ 能缩短后续抛光工艺时间；
⑦ 消耗更少的水，减少污水排放量；低温前处理工艺，可显著节约能源消耗；
⑧ 主要用于中深色前处理，与传统碱氧漂相比，得色量更高；
⑨ 操作更加简单和安全。
2生产试验一：碱煮工艺和酶精练工艺前处理效果的比较
织物：40S双面布，各200 kg。
2.1工艺一：碱煮工艺
工艺流程：碱煮→中和(HAclg/L)→水洗两道→烘干(50℃)。
碱煮处方：
NaOHl g/L
Na2C032 g/L
渗透剂l g/L
温度95℃
时间45min
2.2工艺二：酶精练工艺
工艺流程：酶精练(55℃×15min)→升温至80℃×10min→水洗一道→烘干(50℃)。
2.3物理指标测试
表1物理指标测试
|
项目名称
|
碱煮工艺
|
酶精练工艺
|
|
织物失重(％)
|
5.6％
|
3.0％4.0％
|
|
水滴试验
|
小于l秒
|
小于l秒
|
|
白度
|
稍高
|
稍低
|
根据表1测试情况可知，酶前处理工艺的织物失重明显低于碱煮工艺，水滴试验和白度指标与碱煮工艺接近。
3生产试验二：碱氧漂工艺和酶精练工艺前处理效果的比较
以某工厂纯棉针织布染特深色实际工艺为例：
织物：纯棉32S精梳单面布，998 kg。
后处理工艺：
40℃冷洗两道→50℃酸洗→95℃皂洗两道→70℃热洗一道→40℃冷洗一道。
酶实际生产工艺经品检后，两种前处理工艺均达到比较好的染色品质。
4基于以上工艺及实际测的数据进行二氧化碳排放量的计算
表2实测工艺数据表
|
水的温度 / ℃
|
常规工艺
|
精炼酶工艺
|
|
进水温度
|
11
|
11
|
|
第一缸水的最高温度
|
98
|
80
|
|
第二缸水的最高温度
|
60
|
40
|
|
第三缸水的最高温度
|
60
|
40
|
|
第四缸水的最高温度
|
60
|
40
|
|
第五缸水的最高温度
|
40
|
50
|
|
第六缸水的最高温度
|
40
|
95
|
|
第七缸水的最高温度
|
50
|
95
|
|
第八缸水的最高温度
|
95
|
70
|
|
第九缸水的最高温度
|
95
|
40
|
|
第十缸水的最高温度
|
70
|
|
|
第十一缸水的最高温度
|
40
|
表3实测工艺中排水次数统计表
|
各工序排水次数统计/次
|
常规工艺
|
精炼酶工艺
|
|
总计
|
11
|
9
|
|
漂白工序排水次数
|
3
|
1
|
|
除氧工序排水次数
|
0
|
0
|
|
染色工序排水次数
|
1
|
1
|
|
皂洗工序排水次数
|
7
|
7
|
表4实测工艺时间表
|
工艺时间/分
|
常规工艺
|
精炼酶工艺
|
|
总的工艺时间
|
608
|
529
|
|
前处理工艺时间
|
l43
|
64
|
|
除氧工艺时间
|
0
|
0
|
|
染色工艺时间
|
260
|
260
|
|
皂洗工艺时间
|
205
|
205
|
表5设备信息
|
设备相关信息
|
常规工艺
|
精炼酶工艺
|
|
每小时消耗KW数
|
55
|
55
|
|
浴比
|
1：10
|
1：10
|
5两种工艺所消耗的电、水、及热量的计算
表6计算所需常数
|
计算所需常数
|
单位
|
数 值
|
|
水的比热容
|
MJ/(℃*m3)
|
4.18
|
|
每小时分钟数
|
min
|
60
|
|
C02基于电消耗的排放量
|
kgC02/KWH
|
l．4 2
|
|
C02基于热量消耗的排放量
|
kgC02/MJ
|
0.131
|
表7计算结果
|
生产消耗用
|
单位
|
常规工艺
|
精练酶工艺
|
相差
|
||
|
电
|
KWH
|
漂白工序
|
131
|
精练酶工序
|
59
|
|
|
染色
|
238
|
染色
|
238
|
|||
|
后处理
|
188
|
后处理
|
188
|
|||
|
总计
|
557
|
总计
|
485
|
72
|
||
|
消耗的总热量
|
MJ
|
26209
|
20942
|
5267
|
||
|
水
|
M3
|
漂白工序
|
30
|
精练酶工序
|
10
|
|
|
染色
|
10
|
染色
|
10
|
|||
|
后处理
|
70
|
后处理
|
70
|
|||
|
总计
|
1 10
|
总计
|
90
|
20
|
||
计算结果：
a．精练酶工艺比传统氧漂工艺每生产l吨针织物可减排848 kgC02；
b．精练酶工艺比传统氧漂工艺每生产l吨针织物可节约20000 kg水。
6结论
以一个每天生产30吨深色的针织厂为例，一年以300天生产时间计算，如果采用精练酶工艺替代传统工艺用于前处理，共可减少7632吨C02的排放量，可节约新鲜水180000吨。
如果每年我国生产250000吨深色针织布，那么新型精练酶工艺在前处理阶段可以实现减排的二氧化碳当量约为212000吨，相当于53，000辆汽车行驶一年的排放量；可节约的新鲜水量约为500万吨，相当于4个大明湖的水量。
综上所述新一代精练酶应用于印染业，更加有利于印染产业的可持续发展!