Отбеливание денима лакказой: осветление тона и точка остановки

Когда дениму нужно отбеливание?

Каменная и энзимная стирка работают истиранием. Несущая индиго оболочка нити местами сходит, под ней открывается белая сердцевина. Если заказ просит контраст, работа на этом заканчивается.

Контраст просят не в каждом заказе. Когда тон изделия нужно поднять целиком, когда синий ушёл в серость или когда тон не садится внутри партии, истирать больше нечего. Здесь в дело входит отбеливание: индиго с полотна оно не снимает, а разрушает его цвет на месте.

В дениме это долго делали гипохлоритом натрия и перманганатом калия. Оба дают результат, и оба оставляют счёт на полотне и на линии. Лакказа работает в том же направлении без хлора; два продукта этой группы стоят на странице ферменты лакказы.

Как лакказа осветляет индиго?

Лакказа относится к оксидоредуктазам. Она окисляет определённые ароматические структуры, используя кислород; в дениме её цель — центральная двойная связь молекулы индиго. Когда эта связь рвётся, молекула распадается на бесцветные фрагменты.

Разница с целлюлазой видна именно здесь. Целлюлаза отрывает несущее краситель волокно, и краситель уходит из полотна вместе с ванной. Лакказа уничтожает краситель там, где он сидит. Масса с изделия не уходит, потому что фермент не касается целлюлозы.

В большинстве применений фермент не достаёт до индиго напрямую. Между ними работает молекула-медиатор: лакказа окисляет медиатор, медиатор идёт к красителю и забирает электрон, затем возвращается к ферменту, чтобы снова окислиться. Осветляющая сила систем с медиатором заметно выше, чем у систем без него, и большая часть денимных применений строится именно так.

Фермент — белок, и его действие не идёт линейно с дозировкой. После определённой точки добавка фермента в ванну осветление не усиливает, потому что ограничивает не количество фермента, а подача кислорода и медиатора. Более надёжный рычаг настройки — время: дозировку держат постоянной, время ведут ступенями и с каждой ступени отбирают образец.

Третье условие — кислород. Реакция расходует растворённый в ванне кислород, то есть аэрация ванны определяет результат не меньше рецептуры. В закрытой, слабо перемешиваемой машине та же дозировка даёт меньше осветления. Эта разница пишется не на рецептуру, а на машину; при переносе рецептуры с машины на машину её проверяют заново.

Гипохлорит, перманганат, озон, лакказа: в чём разница?

Читать в таблице нужно правую колонку. С гипохлоритом счёт выставляется дважды. Первый раз на полотне: окислитель окисляет и целлюлозу, прочность на разрыв падает, и эта потеря не отыгрывается. Второй раз на линии: для восстановления остаточного хлора ставят отдельную ванну антихлора, иначе ошибка выходит наружу на изделии, которое лежит на складе.

С перманганатом основной груз — нейтрализация. Если окисление не остановить, полотно желтеет, а волокно слабеет, поэтому шаг с метабисульфитом входит в рецептуру. Очистные при этом разбираются с остатком марганца; эта строка видна не в химическом бюджете, а в счёте за сточную воду.

Разница озона лежит не в химии, а в вложениях. Нужны закрытая кабина, выработка озона на месте и порядок газовой безопасности; это не тот путь, который начинают, поставив продукт в уже имеющуюся стиральную машину.

Основание для вывода гипохлорита с линии чаще коммерческое, чем техническое. Если список ограниченных веществ марки-заказчика ограничивает хлорное отбеливание, прачечной приходится менять путь; в этой точке у поставщика запрашивают документ о соответствии применяемого препарата и кладут его в дело заказа. Техническое основание старше: падение прочности на разрыв и на раздирание в отбелённой партии возвращается расхождением швов в пошиве того же артикула.

Разница по сточной воде тоже читается на уровне класса. Ванна хлорного отбеливания несёт на очистные хлорорганическую нагрузку, перманганат оставляет марганцевый шлам, а из ванны лакказы выходят распавшийся краситель и остаток белка. Какая нагрузка окажется проблемой на конкретной площадке, зависит от типа очистных; сравнение делают вместе с отчётом собственной станции.

Конкретный выигрыш лакказы складывается из двух строк: шаг антихлора или метабисульфита уходит из рецептуры, и полотно не получает окислительной потери прочности. Взамен фермент медленный, и его нужно останавливать. Сравнение ведут не по «экологичному пути», а по тому, какой шаг уходит с линии и какой добавляется.

Какой эффект лакказа даёт, а какой нет?

Лакказа работает одновременно везде, куда доходит ванна. Её работа — осветление тона и очистка тона: ушедший в серость синий возвращается к более чистому синему, и отсюда выходит вид, который прачечные называют clean cast.

Двух работ она не делает. Первая — локальный эффект. Резкое осветление распылением на коленях и сиденье остаётся работой перманганата; лакказа участков на поверхности не выбирает. Вторая — тона, близкие к белому. Лакказа поднимает тон, но до белого полотно не доводит; если нужен такой уровень, окислительный путь отбеливания остаётся на столе.

Третий способ применения идёт не вместо истирания, а после него. Индиго, оставшееся после целлюлазной стирки в ванне и на неокрашенных частях изделия, при окислении обесцвечивается. Посинение мешковины карманов и швейной нитки отступает, и контраст, созданный истиранием, остаётся видимым. Обратное закрашивание — тема отдельной статьи; здесь нужно знать, что лакказа решает её не добавлением ещё одного препарата, а уничтожением красителя.

Силу эффекта настраивают по двум переменным вместе: время и подача кислорода в ванну. Две машины на одной дозировке и за одно время дают разный тон, если у них разные коэффициенты загрузки. Поэтому на артикуле, который идёт впервые, время ведут ступенями, отбирают образцы, и утверждение дают по образцу.

В каком порядке строится процесс?

1. Расшлихтовка и полоскание. Шлихта и щелочной остаток на изделии портят ферментную ванну.
2. Каменная или энзимная стирка. Контраст выходит на этом шаге, лакказа контраста не делает; как работает нейтральная целлюлаза, разобрано в статье стоунвош нейтральной целлюлазой.
3. Горячее полоскание. Индиго и фермент, перенесённые из целлюлазной ванны, в следующую ванну не входят.
4. Ванна лакказы. pH и температуру выставляют в рабочее окно продукта, ванну аэрируют, тон ведут по образцу.
5. Инактивация. pH и температуру выводят за пределы рабочего окна фермента.
6. Полоскание и умягчение.

Желание объединить две ферментные ванны возникает часто. Рабочие окна целлюлазы и лакказы совпадают не всегда, а окислительная среда вдобавок снижает активность целлюлазы. На практике ставят две отдельные ванны, а между ними горячее полоскание.

При наборе ванны упускают две детали. Первая — то, что изделие приносит с собой: щёлочь с расшлихтовки или из целлюлазной ванны выталкивает pH ванны лакказы за пределы окна, и этот сдвиг виден не при наборе ванны, а после окончания обработки. Вторая — окислительный остаток и жёсткость в водопроводной воде; измерение воды до набора ферментной ванны снимает разницу тона, причину которой потом не находят.

Есть и обратный порядок: сначала лакказа, потом лёгкий проход целлюлазы. Этот путь берут, чтобы оживить поверхность после осветления тона, и в производство его не ставят без утверждённого образца, потому что второй шаг снова двигает осветлённый тон.

Где лежит окно pH и температуры?

Общая рабочая область, приводимая в литературе для класса лакказ, лежит в слабокислой зоне, а само окно смещается в зависимости от используемого медиатора. Это описание класса, а не спецификация продукта. Для DK LCC и DK LCC S данные по pH, температуре, времени и медиатору приведены в TDS продукта и проверяются образцом по условиям конкретного процесса. Окна других ферментных групп сравниваются на странице категория ферментов.

Обе стороны окна дают разные признаки. Если уйти слишком далеко в кислую сторону или поднять температуру, фермент денатурирует и тон не осветляется вовсе; рефлекс смены — поднять дозировку, тогда как в ванну вошёл мёртвый фермент. При сдвиге в щелочную сторону фермент жив, но медленнее: время выходит, а тон остаётся на полпути.

Решение по тону принимают в лаборатории. Одна и та же рецептура оставляет разный тон на полотне с разной глубиной индиго, поэтому при смене ткани заказа рецептуру проверяют заново. Измерение делают на высушенном образце; цвет, прочитанный на мокром полотне, для производственного решения не используют.

Почему инактивацию нельзя пропустить?

Лакказа не останавливается, когда выходит время. После слива ванны оставшийся на изделии фермент продолжает окислять, а в стирке готовых изделий партия может лежать мокрой часами.

Искать результат в потере прочности — смотреть не туда. Лакказа не касается целлюлозы, поэтому риск здесь — сдвиг тона. Цвет, измеренный после сушки, читается светлее того, что измерили на выходе из машины. Разница между первым и последним изделием одной партии чаще всего рождается тоже отсюда: первая вещь идёт в сушку сразу, последняя ждёт мокрой.

Ванна умягчения увеличивает риск. Умягчители чаще набирают слабокислыми, то есть в области, где лакказа работает спокойно. Неостановленный фермент продолжает там свою работу, и сдвиг тона накапливается на последнем шаге стирки, там, где возврата уже нет.

Остановку делают pH вместе с температурой. Одного pH недостаточно, потому что его действие обратимо: когда вода полоскания возвращает pH в рабочую полосу фермента, активность возвращается. Какие значения достаточны, зависит от продукта и приведено в TDS. Как останавливают каждый класс ферментов, разобрано по отдельности в статье инактивация фермента.

Что идёт не так?

Тон уходит после сушки. Инактивация пропущена или сделана наполовину. Признак ясный: цвет, утверждённый на выходе из машины, после сушки читается светлее, и разброс внутри партии растёт.

Ванна не аэрируется. Дозировка и время верны, результат слабый. В закрытом барабане при высоком коэффициенте загрузки растворённый кислород расходуется быстро. Проверять первым делом надо не дозировку, а коэффициент загрузки и режим перемешивания.

От лакказы ждут контраста. Фермент участков не выбирает и поднимает тон целиком. Рецептура, которая ждёт эффекта истирания, добавкой лакказы не исправляется; не хватает самого шага истирания.

В ванну входит мёртвый фермент. Залив концентрата прямо в горячую ванну, дозирование у входа паровой линии или окислительный остаток в воде дают один и тот же результат. Признак один: дозировку поднимают, и ничего не меняется. Фермент задают разведённым и при работающей циркуляции.

Рецептура переносится без глубины индиго. На тёмном суровом дениме то же время осветляет меньше. Рецептуру переносят вместе с качеством ткани, а не саму по себе.

Путь отбеливания сменили, остальная рецептура осталась прежней. Когда уходит гипохлорит, из рецептуры уходит и ванна антихлора, а число полосканий меняется. Если шаги нового пути не построены с начала, пробелы старой рецептуры выходят на партии.

Работают с переносом ванны из целлюлазной стирки. Перенесённые фермент и свободное индиго делают тон ванны лакказы непредсказуемым. Без горячего полоскания между ними счёт двух ванн путается.