Фермент для расшлихтовки: какая амилаза, какой способ, какой контроль

Зачем нужна шлихта и почему её снимают

Основа на ткацком станке всё время испытывает трение и натяжение. Шлихта затягивает нить тонкой плёнкой, прижимает ворсистость и снижает число обрывов. Как только ткань снята со станка, работа этой плёнки закончена.

Если плёнку оставить, дальше ломается каждый переход. Шлихтующий состав не пропускает воду: ткань не смачивается, часть перекиси водорода в белильной ванне уходит на разрушение шлихты, краситель доходит до волокна неравномерно. Всё, что улучшено в предотделке, работает ровно настолько, насколько снят лежащий под ним слой шлихты.

На хлопковом суровье привес шлихты задают от нескольких процентов до примерно пятнадцати процентов от массы нити. Это диапазон класса, а не рецептурная величина: артикул, тип станка и собственный состав ткача определяют, где внутри диапазона окажется партия. Запрос рецептуры шлихтования у ткача сокращает число лабораторных проб в красильно-отделочном цехе.

Любую ли шлихту снимает фермент?

Нет. Альфа-амилаза разрывает α-1,4-гликозидную связь в крахмале в случайных точках. Цепи амилозы и амилопектина опускаются до водорастворимых декстринов и уходят с ткани при горячей промывке. На целлюлозу фермент не действует, поэтому при расшлихтовке о потере прочности речь не идёт, в отличие от обработки целлюлазой.

Всё, что не крахмал, остаётся за пределами этого механизма.

Значительная часть хлопковых тканей, вырабатываемых в Турции, идёт со смешанной шлихтой. Фермент забирает крахмальную долю, остальное обязана забрать промывка. Жалоба «фермент задали, а TEGEWA не сдвинулась» часто начинается именно здесь, и в ответ поднимают дозировку. Фермент добавляют против полимера, которого он не видит.

Если рецептуру от ткача получить не удаётся, в лаборатории прорабатывают три образца одной и той же ткани: один только с горячей щелочной промывкой, один только с ферментом, один с двумя переходами последовательно. Показания по шкале TEGEWA и капельный тест показывают, какая доля уходит каким путём.

Стандартная амилаза или высокотемпературная?

Ниже определённой температуры крахмальная плёнка не набухает. В ненабухшую плёнку фермент не проникает, работает с её поверхности и остаётся медленным. Поэтому температуру выбирают по доступности шлихты в той же мере, что и по термостойкости фермента.

Для стандартных амилаз из Bacillus в литературе приводят полосу pH 6-7,5 и 55-70 °C; высокотемпературные типы подбирают под работу в полосе 90-105 °C. И то и другое представляет собой диапазоны класса, а не спецификацию продукта. Ферменты для расшлихтовки серии DK DESIZE описаны на страницах продуктов, там же приведены их собственные значения: данные уточняются.

На практике фермент выбирает машина. На джиггере или при периодическом способе удержать 60-70 °C несложно, достаточно стандартного типа. На непрерывной линии, где ткань пропитывается на плюсовке и сразу идёт в запарную камеру, выдержка считается секундами, и в этом окне работу заканчивает только высокотемпературный тип. Обогреваемый пэд-ролл стоит на той же стороне.

Второй довод экономический. Высокотемпературный тип позволяет совместить расшлихтовку и предварительную промывку в одном проходе. Расчёт по пару и воде обычно сходится здесь, а не на цене фермента.

Что меняется между тремя способами нанесения?

Выдержка не единственное различие. При плюсовании с вылёживанием фермент ждёт вместе с тканью внутри закрытого рулона: ванны нет, циркуляции нет, и после окончания реакции поправить среду уже нечем. При вытяжном способе pH и температуру измеряют и правят по ходу обработки. На непрерывной линии момент, когда ошибку замечают, совпадает с моментом, когда через линию прошли метры ткани.

При плюсовании количество фермента, которое несёт ткань, задаёт привес раствора. Оператор, который держит концентрацию ванны и меняет давление валов, меняет дозировку, не зная об этом. Непрерывный способ не оставляет запаса вовсе: при замедлении линии получается переобработка, при ускорении недоснятая шлихта, и то и другое выходит в одной партии за одну смену.

Порядок составления рецептуры одинаков на всех трёх способах:

1. Проверить смачиваемость сурового полотна. При высокой нагрузке воска и масел выбор смачивателя идёт раньше выбора фермента.
2. Измерить жёсткость воды и её pH. Без этих двух значений количество комплексообразователя не назначают.
3. Собрать ванну: смачиватель, буфер и, если нужно, электролит. Вывести температуру на заданную.
4. Задать фермент разбавленным и при работающей циркуляции. Концентрат в горячую ванну напрямую не льют.
5. По окончании выдержки слить ванну горячей и первую промывку сделать горячей.
6. Снять показание по шкале TEGEWA и записать его в карту партии. Без этого показания к следующему переходу не идут.

Куда уходит снятая шлихта?

Фермент переводит шлихту в растворимое состояние, но с ткани её не снимает. Снимает промывка. На практике эту разницу упускают часто: выдержка верная, температура верная, а показание по шкале TEGEWA низкое, потому что промывной мощности не хватило.

Растворённая шлихта идёт в сток и одна несёт большую часть всей органической нагрузки хлопковой предотделки. На стороне очистных сооружений отдельный сбор расшлихтовочной ванны обычно дешевле, чем пропускать через очистку весь смешанный сток. Это статья, которой нет в химическом бюджете цеха и которая всегда есть в счёте за стоки.

На промывке решают три величины: температура воды, число промывных ступеней и противоточная схема подачи. Одна холодная промывка в один переход способна полностью стереть результат хорошо отработавшей ферментной ванны.

Зачем амилазе кальций и чем вредит сильный комплексообразователь

В молекуле альфа-амилазы есть структурный ион кальция, он держит белок в свёрнутой форме. Если кальций вытянуть, фермент заметно теряет устойчивость к нагреву.

Рефлекс красильного цеха состоит в том, чтобы связать жёсткость. Сильный комплексообразователь вместе с жёсткостью воды вытягивает и кальций фермента. Выглядит это как падение показателей расшлихтовки при том, что в рецептуре ничего не менялось, и виноватой обычно назначают амилазу.

Выходов три. Берут амилазу, менее зависимую от кальция; тип и количество комплексообразователя подбирают под фермент, а не задают «стандартную дозировку» вслепую; либо в ванну вводят контролируемое количество соли кальция. Что именно применимо, зависит от продукта: данные уточняются.

Та же осторожность относится к свободному хлору в водопроводной воде. Окислительный остаток убивает фермент в ванне, и эту потерю дозировкой не выкупить.

Как проверяют расшлихтовку?

Фиолетовая шкала TEGEWA сопоставляет синефиолетовую окраску, которую раствор йода и йодида калия даёт с крахмалом, с девятиступенчатой картой. 1 означает плотный остаток крахмала, 9 означает, что крахмал не проявляется.

Порядок измерения:

1. Промыть и высушить образец. На мокрой ткани окраска расплывается, и показание не заслуживает доверия.
2. Взять образцы с начала, середины и конца куска. Одна точка показанием не считается.
3. Нанести раствор каплей и выдержать время, указанное на карте.
4. Читать окраску при дневном свете, приложив карту к ткани.
5. За балл партии принять наименьший из трёх.

От ткани, идущей в крашение, обычно требуют 7 и выше; перед печатью и мерсеризацией ожидание выше. Это тоже ожидание на уровне класса; если есть спецификация заказчика, действует она.

У шкалы есть предел: она видит только крахмал. Ткань со шлихтой из ПВС читается на 9 и остаётся полной шлихты. Поэтому рядом со шкалой TEGEWA ставят капельный тест. Вместе два измерения несут смысл, по отдельности каждое вводит в заблуждение.

Что идёт не так?

Недоснятая шлихта после крашения выходит как неровнота окраски. Шлихта никогда не лежит на ткани равномерно; участки, где она осталась, берут меньше красителя, и разница становится видна только после сушки. К этому моменту в цехе разбираются с выравнивающим препаратом и рецептом крашения, хотя ошибку сделали двумя переходами раньше.

При остывании ванны шлихта садится обратно. Частично разрушенные декстрины по мере падения температуры снова соединяются и закрепляются на поверхности ткани. Единственная защита здесь состоит в том, чтобы слить ванну горячей и первую промывку сделать горячей. Партия, оставленная остывать в машине на выходные, это классический случай такой ошибки.

Фермент входит в ванну уже мёртвым. Концентрат, вылитый прямо в горячую ванну, дозирование рядом с паропроводом, щёлочь, занесённая суровым полотном, окислительный остаток в воде дают один и тот же результат. Признак один: дозировку поднимают, и ничего не меняется.

Рецептуру переносят, не пересчитав модуль ванны. Дозировка, подтверждённая при 1:8 вытяжным способом, при 1:5 того же действия не даёт. При переносе рецептуры выравнивают не массу ткани, а концентрацию фермента, которую видит ткань.

К следующему переходу идут, не сняв показание по шкале TEGEWA. Измерение занимает две минуты, снятие крашения с партии занимает смену. Записанный в карту партии балл избавляет и от сборки рецептуры с нуля, когда тот же артикул приходит во второй раз. В цехе, где записей не ведут, рецептуру собирают заново при каждом поступлении того же артикула.