إنزيم إزالة النشا: أي أميلاز، أي طريق، أي تحقق

ما وظيفة مادة التنشية ولماذا تُزال؟

خيط السداة يتعرض على النول لحكّ وشدّ متواصلين. مادة التنشية تفرش طبقة رقيقة على الخيط، تكبس الزغب وتقلّل انقطاع الخيوط. وبعد أن ينزل القماش من النول لا يبقى لهذه الطبقة عمل عليه.

وإذا بقيت أفسدت كل خطوة بعدها. طبقة التنشية طاردة للماء: القماش لا يبتلّ، وجزء من بيروكسيد الهيدروجين في حمام التبييض يُستهلك في تفكيك النشا بدل التبييض، والصبغة لا تصل إلى الليف بانتظام. وأي تحسين تُدخله على المعالجة الأولية يبقى محدودًا بقدر طبقة التنشية التي تحته.

نسبة التنشية على القماش الخام القطني تُذكر عادة بين نسبة قليلة من وزن الخيط وخمسة عشر في المئة منه. هذا نطاق صنفي؛ ونوع القماش وطراز النول ووصفة النسّاج هي التي تحدد أين تقع القيمة داخل النطاق. وطلب وصفة التنشية من النسّاج يقلّل عدد التجارب التي ستُجرى في المصبغة.

هل كل مادة تنشية تُزال بالإنزيم؟

لا. ألفا أميلاز يقطع الرابطة الغلوكوزيدية α-1,4 في النشا من مواضع عشوائية. سلاسل الأميلوز والأميلوبكتين تنزل إلى ديكسترينات ذائبة في الماء وتخرج من القماش بالشطف الساخن. والإنزيم لا يمسّ السيلولوز، ولهذا لا قلق من فقد المتانة في إزالة النشا.

أما مواد التنشية غير النشوية فهي خارج هذه الآلية تمامًا.

حصة كبيرة من الأقمشة القطنية المنسوجة في تركيا تحمل تنشية مختلطة. الإنزيم يأخذ حصة النشا، والغسل يأخذ الباقي. وشكوى «جرّعنا الإنزيم ولم تتحرك قراءة مقياس TEGEWA» تبدأ من هنا في كثير من الحالات، فيُرفع المقدار على سبيل الحل. والنتيجة إنزيم إضافي من أجل بوليمر لا يراه الإنزيم.

وإذا تعذّر الحصول على وصفة النسّاج تُشتغل ثلاث عينات مخبرية من القماش نفسه: واحدة بغسل قلوي ساخن فقط، وواحدة بالإنزيم فقط، وواحدة بالاثنين على التوالي. قراءات TEGEWA واختبار القطرة تقولان أي حصة تخرج بأي طريق.

أميلاز قياسي أم أميلاز عالي الحرارة؟

طبقة النشا لا تنتفخ تحت حدّ حراري معيّن. والإنزيم لا يدخل طبقة غير منتفخة، فيعمل عليها من الخارج ويبقى بطيئًا. لذلك قرار الحرارة يتعلق بإمكان الوصول إلى النشا بقدر ما يتعلق بثبات الإنزيم.

النطاق المذكور في المراجع لأنواع الأميلاز القياسية من أصل Bacillus هو pH 6-7,5 عند 55-70 °C، أما الأنواع عالية الحرارة فتُختار للعمل في نطاق 90-105 °C. والاثنان نطاق صنفي لا مواصفة منتج. وقيم منتجات Derin Kimya في عائلة إنزيمات إزالة النشا مذكورة في صفحة كل منتج: في انتظار البيانات.

والاختيار عمليًا تفرضه الماكينة لا الإنزيم. ضبط 60-70 °C على الجيجر أو في الصباغة بالاستنفاد سهل، والنوع القياسي يكفي له. أما الخط المستمر الذي يُشرَّب فيه القماش على الفولار ثم يدخل البخّار فزمن المكوث فيه يُقاس بالثواني، وهناك لا يُنجز العمل إلا نوع يعمل في حرارة عالية. ووحدة pad-roll المُسخَّنة تقف في الجهة نفسها.

والسبب الثاني تجاري: النوع عالي الحرارة يسمح بدمج إزالة النشا مع الغسل الأولي في مرور واحد. وحساب البخار والماء يُحسم هنا في معظم الحالات، لا في سعر الإنزيم.

ما الذي يتغيّر بين طرق التطبيق الثلاثة؟

والفرق ليس في الزمن وحده. في الفولار مع التخزين ينتظر الإنزيم داخل لفة مغلقة مع القماش: لا حمام ولا دوران، ومن ثم لا سبيل إلى تصحيح الوسط بعد انتهاء التفاعل. وفي الصباغة بالاستنفاد يمكن قياس pH والحرارة وتصحيحهما في منتصف الدورة. أما في الخط المستمر فإن اكتشاف الخطأ ومرور أمتار من القماش في الخط يحدثان في اللحظة نفسها.

وفي الفولار مع التخزين تتحدد كمية الإنزيم التي يحملها القماش بنسبة الامتصاص مباشرة. والمشغّل الذي يحافظ على تركيز الحمام ويغيّر ضغط الفولار يكون قد غيّر المقدار دون أن يدري. أما الخط المستمر فلا يترك هامش خطأ: إذا تباطأ الخط زادت الإزالة عن الحد، وإذا تسارع نقصت، وقد يظهر الوجهان في الوردية نفسها وعلى الدفعة نفسها.

وترتيب بناء الوصفة واحد في الطرق الثلاث:

1. تحقّق من قابلية الامتصاص في القماش الخام. إذا كان حمل الشموع والزيوت عاليًا فاختيار المبلل يأتي قبل اختيار الإنزيم.
2. قِس عسر الماء ودرجة pH فيه. لا يُقرَّر مقدار عامل خلب الأيونات قبل معرفة هاتين القيمتين.
3. ابنِ الحمام: مبلل ومحلول منظِّم للحموضة وإلكتروليت إن لزم. ثم ارفع الحرارة إلى الهدف.
4. جرِّع الإنزيم مخفَّفًا والدوران يعمل. ولا تصبّ المركَّز في حمام ساخن مباشرة.
5. في نهاية زمن المكوث أفرِغ الحمام ساخنًا واجعل الشطف الأول ساخنًا.
6. اقرأ مقياس TEGEWA واكتب النتيجة في بطاقة الدفعة. ولا تنتقل إلى الخطوة التالية قبل القراءة.

إلى أين تذهب مادة التنشية المُزالة؟

الإنزيم يجعل النشا ذائبًا، ولا يُخرجه من القماش. الإخراج عمل الغسل. وهذا الفرق يُغفل كثيرًا في الممارسة: زمن المكوث صحيح والحرارة صحيحة، ومع ذلك تبقى قراءة TEGEWA منخفضة لأن طاقة الغسل لم تكن كافية.

والنشا المُزال يذهب إلى مياه الصرف، وهو وحده يحمل الحصة الكبرى من الحمل العضوي في المعالجة الأولية للقطن. وجمع حمام إزالة النشا على حدة أرخص في معظم الأحيان من تمرير مياه الصرف المخلوطة كلها على محطة المعالجة. وهذا بند لا يظهر في ميزانية الكيماويات في المصبغة ويظهر في فاتورة المعالجة.

وفي جانب الغسل ثلاثة أمور تحكم النتيجة: حرارة الماء، وعدد خزانات الغسل أو مراحل الشطف، وهل يسير التدفق معاكسًا لمسار القماش. وشطفة باردة واحدة قادرة على محو نتيجة حمام إنزيمي اشتغل جيدًا.

لماذا يهمّ الكالسيوم ولماذا قد يضرّ عامل خلب الأيونات؟

في جزيء ألفا أميلاز أيون كالسيوم بنيوي يُثبّت الشكل المطوي للبروتين في موضعه. وإذا انتُزع الكالسيوم صار الإنزيم أهشّ بوضوح تجاه الحرارة.

وردّ الفعل المعتاد في المصبغة هو خلب العسر. وعامل خلب الأيونات القوي يسحب كالسيوم الإنزيم مع عسر الماء. فتنزل كفاءة إزالة النشا وفي الوصفة لا شيء يبدو أنه تغيّر، ويُحمَّل الذنب عادة على الأميلاز.

وللخروج ثلاث طرق. يُختار أميلاز أقل اعتمادًا على الكالسيوم؛ أو يُحدَّد نوع عامل الخلب ومقداره على مقاس الإنزيم بدل جرعة البيت القياسية التي تُوضع على العماية؛ أو يُضاف إلى الحمام مقدار مضبوط من ملح كالسيوم. وأيّها ينطبق يتبع المنتج: في انتظار البيانات.

والحساسية نفسها تسري على الكلور الحر في ماء الشبكة. البقية المؤكسِدة تقتل الإنزيم داخل الحمام، وهذا الفقد لا يُشترى مرة أخرى برفع المقدار.

كيف يُتحقَّق من إزالة النشا؟

مقياس TEGEWA البنفسجي يقرأ اللون الأزرق البنفسجي الذي يعطيه محلول اليود ويوديد البوتاسيوم مع النشا، مقابل بطاقة من تسع درجات. الدرجة 1 تعني بقية نشا كثيفة، والدرجة 9 تعني أن النشا لا يظهر.

ترتيب القياس:

1. اشطف العينة وجفّفها. على قماش رطب ينتشر اللون وتفقد القراءة مصداقيتها.
2. خُذ العينات من بداية الثوب ووسطه ونهايته. نقطة واحدة ليست قراءة.
3. نقّط المحلول والتزم بزمن الانتظار المكتوب على البطاقة.
4. اقرأ اللون في ضوء النهار والبطاقة ملاصقة للقماش.
5. اعتبر أدنى درجة من النقاط الثلاث درجة الدفعة.

والقماش الذي سيدخل الصباغة يُطلب فيه عادة 7 وما فوق، والتوقع أعلى قبل الطباعة والمرسرة. وهذا أيضًا توقع صنفي؛ وإن وُجدت مواصفة للعميل فهي النافذة.

وللمقياس حدّ واحد: لا يرى غير النشا. قماش مُنشّى بـ PVA يقرأ 9 وهو ما زال مملوءًا بمادة التنشية. لهذا يوضع اختبار القطرة بجانب TEGEWA. القياسان معًا يعنيان شيئًا، وكل واحد منفردًا يضلّل.

ما الذي يسوء؟

الإزالة الناقصة تظهر بعد الصباغة في صورة تفاوت الصباغة. مادة التنشية لا تتوزع بانتظام على القماش؛ والمناطق التي تحتفظ بها تأخذ صبغة أقل، والفرق لا يُرى إلا بعد التجفيف. وعندها تنشغل المصبغة بعامل التسوية ووصفة الصبغة، والخطأ ارتُكب قبل خطوتين.

النشا يعيد الالتصاق مع برودة الحمام. الديكسترينات المتفككة جزئيًا تتجمع مرة أخرى بانخفاض الحرارة وتثبّت نفسها على سطح القماش. والدفاع الوحيد هو إفراغ الحمام ساخنًا وجعل الشطف الأول ساخنًا. ودفعة تُركت تبرد في الماكينة إلى نهاية الأسبوع هي المثال المدرسي على ذلك.

الإنزيم يدخل الحمام ميتًا. صبّ المركَّز في حمام ساخن مباشرة، والجَرْع قرب خط البخار، والقلوي المحمول على القماش الخام، والبقية المؤكسِدة في الماء: كلها تعطي النتيجة نفسها. والعَرَض واحد: ترفع المقدار ولا يتغيّر شيء.

الوصفة تُنقل دون نسبة الحمام. مقدار أُثبت على 1:8 في الصباغة بالاستنفاد لا يعطي الأثر نفسه على 1:5. وعند نقل الوصفة يُسوّى تركيز الإنزيم الذي يراه القماش، لا الرقم المكتوب مقابل وزن القماش.

الانتقال إلى الخطوة التالية قبل قراءة TEGEWA. القياس يستغرق دقيقتين، وتجريد دفعة مصبوغة من لونها يستغرق وردية كاملة. وكتابة الدرجة على بطاقة الدفعة تُغني كذلك عن بناء الوصفة من الصفر عندما يأتي الصنف نفسه مرة ثانية. وفي مصبغة لا تحفظ سجلًا تُبنى الوصفة من الصفر كلما جاء الصنف نفسه.