Celulasa ácida para antipilling: pH, temperatura y pérdida de resistencia

¿Qué hace la celulasa ácida y qué no hace?

La celulasa ácida hidroliza el enlace glucosídico β-1,4 de la celulosa. Las puntas de fibra que sobresalen del cuerpo del hilo se cortan en ese enlace y la acción mecánica las arranca de la superficie. Sobre esa reacción se monta todo lo que en planta se pide como antipilling y biopulido: cara más lisa, color que se lee más limpio, tacto más suave.

Lo que no hace es acabar con el pilling. La enzima corta únicamente las puntas de fibra que están en la superficie en el momento del tratamiento. Con el uso de la prenda, el cuerpo del hilo va sacando puntas nuevas. El biopulido retrasa la aparición y baja la intensidad; no la lleva a cero. El compromiso que se le da al cliente se formula dentro de ese marco.

La enzima tampoco distingue su objetivo. La misma enzima que corta la fibra superficial corta celulosa en todo lo que toca. Por eso la medida del proceso no es "cuánto se limpió" sino "cuánto se perdió".

¿Por qué es tan estrecha la ventana de trabajo?

Una enzima es una proteína y su actividad depende de su forma tridimensional. Cuando cambia el pH cambian los grupos cargados de su superficie y la geometría del sitio activo se deforma. Cuando sube la temperatura la estructura se abre y no vuelve a plegarse.

La ventana típica que da la literatura para la clase de celulasa ácida es pH 4,5-5,5 y 50-55 °C. Eso es un rango de clase: dentro de las enzimas antipilling, la variante ácida es la que exige el margen más estrecho, mientras que las enzimas de celulasa neutra trabajan en otra zona. Las cifras propias de cada producto de Derin Kimya, fabricante turco de auxiliares textiles, están en su ficha: dato pendiente.

Salirse de la ventana tiene dos consecuencias distintas y no deben confundirse:

La distinción importa en planta. El reflejo de "no salió, subamos la dosis" solo gasta dinero cuando el problema real es la temperatura.

¿Cómo se mantiene el pH?

El error más repetido en tintorería es ajustar el pH del baño una vez con ácido acético y dejarlo ahí. El álcali que entra con la tela, el bicarbonato del agua y la propia máquina empujan el pH hacia arriba durante toda la marcha. La medición del pH al cierre del tratamiento puede quedar medio punto por encima del ajuste inicial, y eso se lleva una parte apreciable de la actividad.

El camino correcto es trabajar con tampón: el sistema ácido acético / acetato de sodio cumple en esta zona de pH. La capacidad del tampón tiene que alcanzar para absorber el álcali que trae la tela.

Secuencia:

1. Enjuaga a fondo antes del paso enzimático. La sosa cáustica que queda del descrude o del blanqueo consume el tampón antes de que arranque el proceso.
2. Llena el baño, lleva la temperatura al objetivo y ajusta el pH con el tampón.
3. Verifica midiendo. El cálculo de dosis no se hace sin tener el pH confirmado.
4. Añade la enzima. Nunca el concentrado directo: diluida y con la circulación en marcha.
5. Vuelve a medir el pH a mitad de ciclo. Si se desplazó, la receta se corrige subiendo tampón, no enzima.

¿Cómo se controla la pérdida de resistencia?

La intensidad del tratamiento es el producto de tres variables: cantidad de enzima, tiempo y acción mecánica. Solo una de ellas se comporta de forma lineal.

Dosis. Cuando la reacción enzima-sustrato llega a saturación, añadir más enzima no añade velocidad. Pasado ese punto la dosis es puro costo.

Tiempo. Es la forma más lineal de regular el efecto. Se deja la dosis fija, se escalona el tiempo y se levanta una curva propia de ese tejido. En laboratorio se sacan cuatro muestras a 20, 30, 40 y 50 minutos y se comparan pérdida de peso y tacto.

Acción mecánica. La misma enzima, a la misma dosis, trabaja mucho más agresiva en una máquina jet de alta velocidad que en un overflow. Esta es la razón principal de que las recetas no se trasladen de un equipo a otro: el tratamiento corre por agotamiento y cada máquina mueve la tela con su propia relación de baño.

La medida de trabajo es la pérdida de peso, porque se determina rápido en laboratorio y se mueve en el mismo sentido que la pérdida de resistencia a la tracción. En pedidos críticos se pone una medición de resistencia al lado de la curva de pérdida de peso; la relación entre las dos depende de la construcción del tejido y, una vez levantada, sirve para esa calidad.

El valor de pérdida de peso que se busca depende del tejido, del hilo y del tacto que se pide: dato pendiente.

¿Por qué no se puede saltar la inactivación?

Cuando se cumple el tiempo la enzima sigue activa. Aunque se vacíe el baño y se pase al enjuague, la enzima que queda sobre la tela sigue trabajando. En el tiempo que va hasta el secado se acumula una pérdida de resistencia silenciosa cuyo origen no se encuentra después, porque en los registros del proceso todo se ve normal.

La celulasa se detiene por dos vías y en la práctica se aplican juntas:

• Desplazamiento de pH. Con carbonato de sodio o sosa cáustica el pH se lleva claramente fuera del rango de trabajo de la enzima.
• Temperatura. El baño se sube por encima del umbral de desnaturalización y se mantiene ahí un tiempo.

Qué pH y qué temperatura bastan depende de la enzima: dato pendiente.

Si el teñido viene después del paso enzimático, la inactivación enzimática pesa todavía más. La actividad residual sigue cortando celulosa dentro del baño de tintura y produce una pérdida de resistencia que termina cargada a la cuenta del teñido.

¿Antes o después del teñido?

Se hacen las dos.

Antes del teñido. El colorante va sobre una superficie limpia, no hay riesgo de solidez y la pérdida de peso se calcula sobre el peso del tejido en crudo. La desventaja: la pelusa que se corta está sin teñir, así que la ganancia en viveza de color es menor.

Después del teñido. La pelusa superficial que se corta está teñida y el color se aviva de forma notable. El riesgo: el baño ácido puede desplazar el matiz en algunos colorantes reactivos y, en tonos oscuros, la fibra teñida que se suelta al baño puede volver a fijarse sobre la superficie. En oscuros se hace siempre prueba de laboratorio.

La decisión suele tomarse así: en claros y medios, después del teñido; en oscuros y en cualquier color con riesgo de solidez, antes del teñido.

Los cuatro errores más frecuentes

1. pH sin tampón. Un ajuste único de ácido no aguanta todo el ciclo. Síntoma: la misma receta funciona en unas partidas y en otras no.
2. Trasladar la receta entre máquinas. Una receta validada en overflow trabaja demasiado fuerte en un jet de alta velocidad. Síntoma: pérdida de resistencia inesperada sin haber cambiado nada de la receta.
3. Inactivación incompleta. Síntoma: diferencia sistemática entre la muestra de laboratorio y la partida de producción, con más pérdida siempre en producción.
4. Humectación deficiente. En un tejido con hidrofilidad baja la enzima no llega a toda la superficie al mismo tiempo y el efecto sale irregular, con el aspecto de un teñido desigual. El valor de la prueba de la gota que viene del pretratamiento es condición previa del paso enzimático.