Обоснование подбора биокатализаторов для процессов приготовления крахмальной шлихты и расшлихтовки текстильных материалов

• Автор: Алеева, Светлана Владимировна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 191 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1 Л.Ферментативная конверсия полимеров в производстве текстильных материалов

1.2. Актуальные проблемы внедрения биохимических технологий

в текстильной промышленности

1.3. Регулирование каталитических свойств ферментных препаратов

2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 .Характеристика объектов исследования

2.2.Лабораторная установка для культивирования микроорганизмов

2.3.Методы определения каталитических свойств ферментных препаратов

2.3.1. Количественное определение общей амилолитической актив . ности по методу Бюхнера
2.3.2. Метод определения каталитической концепрации амилолитических ферментов по Каравею
2.3.3. Определение декстриногенной активности амилолнтическнх препаратов
2.3.4. Определение ссахариваюшей активности ферментных препаратов
2.4. Метод определения целлюлазной активности
2.5. Определение способности амилолитических ферментов к адсорбционным взаимодействиям с крахмальным субстратом
2.6.Способы приготовления шлихтующих композиций и нанесения
их на текстильный материал
2.7. Приготовление печатных составов и способы нанесения их на ткань
2.8.Технологические режимы расшлихтовки текстильного материала
.9. Методы определения технологических показателей качества крахмальных составов
2.9.1. Определение реологических свойств крахмальных композиций
2.9.2. Определение восстанавливающей способности крахмала
2.9.3. Определение степени расщепления крахмала
2.9.4. Определение истинного приклея
2 Определение содержания крахмала на текстильных материалах
2 Метод определения жесткости ткани
2 Метод определения степени повреждения целлюлозы
2 Методы оценки качества текстильных материалов
2 Методы математической обработки результатов испытаний
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ
РЕЗУЛЬТАТОВ 3 Влияние каталитической способности ферментов амилазного комплекса на кинетику биохимической расшлихтовки тканей
3.1.1. Анализ распределения шлихты в структуре пряжи по изотермам десорбции крахмала в раствор бнокатализатора
3.1.2.Дифференциация вклада дскстрнногенной и осахаривающей активности иолиферментных препаратов в процессе биорасшлихтовки
3.2.0ценка возможности целенаправленного регулирования амилолнтнческнх свойств при биосинтезе ферментов
3.2.1.Сопоставление свойств амилазного комплекса различных штаммов i ii
3.2.2.Изменение свойств иолиферментных амилолитических препаратов при варьировании условий их получения
З.З.Обоснование критериев отбора амилолитических препаратов для интенсификации удаления крахмалсодержащих составов с текстильных материалов
3.3.1.Оценка эффективности применения фильтратов культуральных жидкостей в процессах биохимической расшлихтовки тканей
3.3.2.Усовершенствованне биохимических технологий расшлихтовки целлюлозосодсржаишх тканей
3.3.2.1. Подбор биокатализатора для удаления шлихты при подготовке льняных тканей
3.3.2.2. Разработка непрерывных технологий беления хлопчатобумажных тканей с расшлихтовкой препаратами синергического действия
3.3.2.3. Разработка биохимической технологии расшлихтовки опаливаемых тканей
3.3.2.4. Разработка биохимической технологии регулируемого расщепления крахмальных загустителей печатных красок
3.4. Научнообоснованный подход к ферментативному катализу расшеплсния крахмальных зерен шлихтующих композиций
3.4.1.Влияние препаратов серии Амилан на свойства крахмального клейстера и результаты шлихтования
3.4.2.Разработка технологии биохимической модификации шлихты для целлюлозосодержащей пряжи
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
1. Заключение ВКПМ о непатогенности штамма
2. Акт производственных испытаний на АО Вологодский текстиль
3. Акт производственных испытаний на АО Зиновьевская мануфактура
4. Акт производственных испытаний на ОАО Кахматекстиль
АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена разработке научнообоснованных биохимических технологий модификации крахмальных систем в процессах переработки текстильных материалов с использованием специализированных биокатализаторов, созданных путем целенаправленного подбора микробиологических продуцентов и условий их культивирования для биосинтеза технологически значимых ферментов.
На основании проведенных систематических исследований влияния состава амилолитических мультиэнзимных композиций на процессы набухания крахмала в воде и гидролитического расщепления его пленок определены основные требования к ферментсодержапшм текстильным вспомогательным веществам в зависимости от специфики задач,решаемых при получении крахмалсодержащих составов с заданными технологическими свойствами, а также в биохимических технологиях удаления крахмалопродуктов с суровых и набивных тканей. Подтверждена целесообразность максимального повышения долевого содержания декстриногенных ферментов амилолитичсского действия в специализированных биопрепаратах для модификации крахмальных шлихтующих и загущающих композиции. Показана принципиальная возможность регулирования каталитических свойств полнферментных композиций за счет оптимизирования процессов культивирования микроорганизмов.
Разработаны и апробированы в условиях АО Зиновьевская мануфактура и АО Вологодский текстиль биохимические режимы подготовки хлопчатобумажных п льняных тканей, устраняющие недостатки существующих химикотехнологических процессов расшлихтовки и обеспечивающие повышение качества и конкурентной способности выпускаемой продукции.
Диссертационная работа содержит аннотацию, введение, литературный обзор, методическую часть, экспериментальную часть с обсуждением результатов, выводы, список литературы 8 наименований и 4 приложения. Основная часть диссертационной работы изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблицы.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Разделяя все многообразие ферментов на две группы по их способности катализировать расщепление или синтез веществ, нужно отметить, что применение вторых достойно большего внимания, но для текстильного производства сможет оказаться доступным лишь в отдаленном будущем. В современных технологиях, предусматривающих, например, синтез красителей или отделочных препаратов на волокне, находятся более доступные и достаточно эффективные химические катализаторы. В настоящее время имеется опыт использования в текстильных технологиях ферментов первой группы, например, гидролаз и лиаз. Основная ценность биокатализаторов общеизвестна, она заключается в селективности их действия на определенные виды соединении и связей. В отличие от традиционно применяемых в химикотехнологических процессах агрессивных химических реагентов кислоты, щелочи, окислители, восстановители, которые оказывают деструктируюшее влияние не только на примесные соединения, но и на волокнистые полимеры, отдельные группы ферментов разрушают только конкретные виды связей в определенном полимерном субстрате. Использование биокатапиза при переработке текстильных материалов имеет многовековую историю. Характерными примерами являются процессы росения и холодной мочки льна, биологической расшлихтовки и одновременного беления замоченной хлопчатобумажной ткани под действием солнечных лучей. В этих условиях на волокне развиваются культуры микроорганизмов, достаточно широко распространенных в природе, например, микроскопические грибы i, i или бактерии рода i, X и др. Однако, в продуцируемом мультиэнзимном комплексе, как правило, присутствуют и катализаторы расщепления основного волокнообразующего полимера , вследствие чего не достигается эффект избирательного воздействия только на примесные соединения. С развитием промышленного производства ферментов появилась возможность их целенаправленного подбора для активации расщепления конкретных видов примесей. Заимствованный термин биотехнологии стал традиционным и в случае применения в текстильном производстве процессов ферментации ,, хотя классическое понятие биотехнологии предусматривает непосредственную эксплуатацию микроорганизмов . Однако, поскольку ферментативные препараты не содержат по крайней мере, не должны содержать живых культур, а являются лишь продуктами жизнедеятельности последних ,, очевидно отсутствие биологических объектов в подобных системах и их участие в протекающих процессах. Изучение химической активности продуктов метаболизма живых организмов относится к области биохимии. В связи с этим представляется более правильным технологии, основанные на использовании ферментов, называть биохимическими или, еще точнее, энзимными. Основными примесными соединениями в льняном и хлопковом волокне валяются пектиновые соответственно 2,9. Кроме того, на нити основы наносится шлихта 4. Все эти соединения подвержены деградации, катализируемой соответствующими видами ферментов, классификационное распределение которых дано авторами ,. Совершенно справедливо, что для построения биохимических технологий облагораживания текстильных материалов практическое значение имеют главным образом представители трех из шести известных классов ферментов. Это гидролазы, ускоряющие процессы гидролиза, лиазы, способствующие реакциям элиминирования полимеров с разрывом или образованием двойных связей, и оксидоредуктазы, катализирующие окислительновосстановительные процессы. В литературе прижились родовые названия групп ферментовдеполимераз, воздействующих на один полимерный субстрат, например, целлюлазы или пектиназы. Однако эти понятия не следует отождествлять с тривиальными названиями отдельных ферментов. Например, фермент целлюлаза имеет классификационное название 1,4Р1глюканглюканогцдролаза или эндо1,4р глюканаза и классификационный номер по международной номенклатуре ферментов КФ 3. КФ 3. Необходимо подчеркнуть, что извлечение примесей из волокнистого материала осуществляется не одним фермегюм, а становится возможным, благодаря действию целого ферментного комплекса. КФ 3. СИ,ОН
1,
н он
Фсрмеггь экюпол иосгллактуронозидаза поли 1,4агашктозидурона дигалактуроноидролаза. КФ 3. Пгалактуронид галактуронопдролаза, КФ 3.