Обоснование подбора ферментных препаратов для биохимических способов подготовки льняных текстильных материалов

• Автор: Неманова, Юлия Вячеславовна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 200 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕР АТУ РНОАНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Льняное волокно и технология его переработки

1.1.1. Строение комплексного льноволокна и влияние способа его выделения на содержание примесей

1.1.2. Технологические особенности облагораживания льняных текстильных материалов

1.2. Возможности использования биокатализаторов при подготовке льняных текстильных материалов

1.3. Особенности каталитического действия мультиэнзимных комплексов

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристика объектов исследования

2.2. Методы определения каталитических свойств ферментных препаратов

2.2.1. Определение пектннэстеразной активности

2.2.2. Определение эндополигалактуроназной активности
2.2.3. Определение экзополигалактуроназной активности
2.2.4. Определение целлюлазной активности
2.2.5. Определение протеолитической активности
2.2.6. Определение декстриногенной активности амилолитических препаратов
2.2.7. Определение осахаривающей активности ферментных препаратов
2.3. Методика обработки льняных материалов
2.4. Методы анализа волокнистых льняных материалов
. 2.4.1. Определение воскообразных веществ
2.4.2. Определение зольных веществ
2.4.3. Определение общего азота
2.4.4. Определение лигнина
2.4.4.1. Определение растворимого лигнина и полифе
нольных соединений
2АА.2. Определение нерастворимого лигнина
2.4.5. Определение полиуглеводов
2.4.5.1. Определение пектиновых веществ кальций
пектатным методом
2.4.5.2. Спектрофотометрический метод определения пектиновых веществ
2.4.5.3. Определение гемицеллюлоз
2.4.5.4. Определение целлюлозы
2.5. Методика ИКспектроскопичсских исследований пектино
вых веществ
2.6. Определение качества подготовки льняной ровницы к пряде
2.6.1. Определение потери массы волокна
2.6.2. Определение линейной плотности ровницы
2.6.3. Определение разрывной нагрузки ровницы
2.6.4. Метод определения показателя мацерации технического льняного волокна
2.7. Методы оценки качества подготовки тканей
2.8. Метод определения жесткости ткани
2.9. Методика определения степени разрушения целлюлозы
2 Методика растровой электронной микроскопии
2 Методы математической обработки результатов испытаний

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. Обоснование технологических задач ферментативной обработки при подготовке ровницы к прядению
3.1.1. Оценка состояния поверхности технического льняного волокна
3.1.2. Сравнительная оценка эффективности существующих химических и биохимических способов подготовки льняной ровницы
3.2. Выявление технологических требований к биокаталитическому расщеплению пектиновых примесей льняного волокна
3.2.1. Дифференциация вклада псктолитичсских ферментов в деструкцию пектиновых веществ технического льняного волокна
3.2.2. Оценка состояния карбоксильных групп пектиновых веществ льняного волокна
3.3. Обоснование подходов к формированию композиционного биокатализатора для биохимической подготовки льняной ровницы
3.3.1. Изучение совместимости ферментов различного микробиологического происхождения в композиционных препаратах
3.3.2. Подбор вспомогательных веществ для процессов ферментативной деструкции примесей льняного волокна
3.3.2.1. Влияние комплексообразующих соединений на каталитическую способность ферментов i i
3.3.2.2. Оценка взаимодействия ферментных препаратов и ПАВ в растворах и его влияния на эффективность биообработки льняной ровницы
. 3.3.3. Технологическая оценка эффективности применения специализированного полиферментного препарата Полифан МЛ для биохимической подготовки льняной ровницы
3.4. Разработка специализированного биопрепарата для решения задач биохимической подготовки льняных тканей и технологий его применения
3.4.1. Критерии подбора полиферментной композиции для разрушения полисахаридных примесей в тканых льняных полотнах
3.4.2. Разработка и производственная проверка эффективности биохимических технологий подготовки льняных и полульняных тканей
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Заключение ВКПМ о непатогенности штамма
2. Ориентировочный расчет допустимой стоимости полиферментного препарата Полифан МЛ
3. Акт производственных испытаний на ОАО Вологодский текстиль
АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена разработке научнообоснованных биохимических технологий подготовки льносодержащих материалов с использованием специализированных биокатализаторов, созданных в соответствии с обоснованными критериями их подбора для решения конкретизированных задач мацерации комплексного льняного волокна.
На основании проведенных систематических исследований влияния состава пектолитических мультиэнзимных композиций на процесс деструкции пектиновых веществ льняного волокна определены требования к ферментсодержащим текстильным вспомогательным веществам в биохимических технологиях подготовки льняной ровницы и ткани. Подтверждена целесообразность максимального повышения долевого содержания ферментов пектинэстеразы и полигалактуроназы в специализированных биопрепаратах. Оценено взаимное влияние молекул белковых катализаторов различного субстратного действия друг на друга, а также действие поверхностноактивных веществ и комплексообразующих соединений на энзимы при создании композиционного полиферментного препарата для эффективного разрушения нецеллюлозных примесей. Разработана ресурсосберегающая технология ферментативнопсроксидной подготовки льняной ровницы к прядению, обеспечивающая повышение прядильной способности полупродукта и снижение непроизводительных потерь сырья. Разработаны и апробированы в условиях ОАО Вологодский текстиль биохимические режимы беления льняных и полульняных тканей по полной и сокращенной схемам подготовки, устраняющие недостатки существующих химических способов облагораживания и обеспечивающие повышение качества и конкурентной способности выпускаемой продукции.
Основная часть диссертационной работы изложена на 0 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблицы и 3 приложения. Список литературы включает 8 источников.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


По мере созревания в клеточной стенке накапливается лигнин пространственный полимер, который пронизывает клеточную стенку и образует связи с гемицеллюлозами и пектиновыми веществами ,. Образованная в результате прочная поперечно связанная структура первичной клеточной стенки препятствует продольному перемещению фибрилл целлюлозы в процессе вытягивания и снижает прядильную способность волокон . Механическое поведение волокна в целом определяет структура вторичной клеточной стенки. Фибриллы целлюлозы ориентированы в ней преимущественно в виде кольчатой спирали, идущей вокруг клетки ,. Присутствующий во вторичной стенке лигнин взаимодействует с гемицеллюлозами, образуя редко сшитый лигноуглеводный комплекс. Он оказывает важное положительное действие на механические свойства целлюлозных волокон, повышает устойчивость к деформации, не снижая гибкости . Разрушение таких липюуглеводньтх сетчатых структур негативно сказывается на прядильных свойствах волокна . Поскольку элементарное льняное волокно, в отличие от хлопка, имеет меньшую длину, а главное не обладает характерной для хлопка извитостью, то в качестве сырья на текстильных предприятиях используют технические льняные волокна. Они представляют собой комплексы или пучки элементарных волокон, отделенные в процессе первичной переработки и чесания от окружающих растительных тканей. В стебле льна образуется . Длина пучков равна . Пучки в продольном направлении связаны между собой отдельными переходящими из пучка в пучок элементарными волокнами вклинивание или анастомоз. Однако при прочесе пучки отделяются друг от друга, образуя параллелизованные комплексы. В технической литературе по специальности обычно указывается, что соединение элементарных волокон в комплексах осуществляется посредством срединных пластинок. Вместе с тем представляется целесообразным учесть принятую у биологов градацию соединительных тканей в зависимости от массивности их отложения в структуре комплексного волокна. В соответствии с обозначениями на рис. Рис. Схема соединения растительных Рис. Как показано на рис. Их размер достигает 3. Вводимое уточнение распределения связующих веществ позволяет сделать предположение, имеющее важное значение для осмысления технологических задач использования биокатализаторов при переработке льняных волокнистых материалов в текстильном производстве. Для повышения прядильных свойств волокнистого материала, то есть для обеспечения способности полупродукта дробиться на более тонкие комплексы и получения тонкой и прочной пряжи, повидимому, необходимо разрушать массивные образования соединительных тканей, скрепляющих группу элементарных волокон. Вместе с тем клеящее вещество срединных пластинок целесообразно сохранять во избежание элементаризации сырья, то есть распада комплексов на отдельные элементарные волокна. Связующее вещество срединных пластинок можно рассматривать как матрицу первичной клеточной стенки без целлюлозной арматуры . При этом химический состав нецеллюлозных компонентов этих структурных элементов комплексного волокна очень близок. В некоторых срединных пластинках и межклетниках, особенно в комлевой части растения, наблюдается повышенное содержание лигнина, который располагается в виде локальных областей, несвязанных с полисахаридами. В таком состоянии лигнин представляет собой часто сшитую сетку, которая определяет жесткость комплексного волокна. В результате накопления лигнина происходит одревеснение срединных пластинок льняных волокон. Высокая степень одревеснения число волокон, связанных одревесневшими срединными пластинками приводит к повышению обрывности и неровноты льняной пряжи . Характеризуя химический состав льняного волокна, можно отметить, что основными примесями являются гемицеллюлозы ,1. Х азотсодержащие 1,9. Приведенные данные содержания примесей являются усредненными, поскольку качество и выход получаемого льняного волокна зависит от сорта льна, условий выращивания и сроков уборки растений. Кроме того, соотношение нецеллюлозных примесей существенно различается в зависимости от способа первичной переработки льняной соломы.