Разработка технологий биохимической модификации шерсти и материалов на ее основе

• Автор: Романова, Анна Николаевна
• Шифр специальности: 05.19.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

Введение
Глава 1 Инженерная энзимология в технологиях получения шерстяных материалов и утилизации отходов.

1.1 Шерстяное волокно как объект для биоконверсии ферментами

1.1.1 Строение и свойства шерстяного волокна

1.1.2 Особенности влияния протеолитических ферментов на шерстяное волокно

1.2 Биохимические методы в технологических процессах шерстяного производства

1.2.1 Характеристика процессов ферментативной обработки шерстяных материалов

1.2.2 Получение и свойства заводской ферментативной шерсти

1.2.3 Анализ возможностей биозащиты технических сукон.

1.2.4 Свойства и области использования ферментного препарата

i iii.
1.2.5 Образование неутилизируемых шерстосодержащих отходов и
возможности их биоконверсии микроорганизмами
1.3 Выводы к главе 1 и постановка задач исследования
Глава 2 Объекты и методы исследования.
2.1 Характеристика объектов исследования
2.1.1 Волокна, текстильные материалы, вторичное сырье и отходы
2.1.2 Биологические и химические материалы
2.2 Методы экспериментальных исследований.
2.2.1 Оценка геометрических характеристик шерстяного волокна .
2.2.2 Получение микрофотографий поверхности волокон методом СЭМ
2.2.3 Физикомеханические методы исследований.
2.2.4 Физикохимические методы исследований
2.2.5 Методы химических испытаний
2.2.6 Биотехнологические методы исследований.
2.3 Методы обработки результатов экспериментальных исследований.
Глава 3 Научное обоснование и разработка методов биохимической модификации шерстяного волокна ферментным препаратом i iii
3.1 Исследование влияния ферментативной обработки на химические
и физикомеханические свойства шерстяного волокна
3.2 Получение заводской ферментативной шерсти и оценка возможности ее переработки в смесовую пряжу
3.2.1 Исследование процесса ферментативного обезволашивания
лоскута овечьих шкур и шерстьшкурки.
3.2.2 Изучение свойств заводской ферментативной шерсти.
3.3 Выводы к главе 3.
Глава 4 Получение пряжи из смеси шерстяных и льняных волокон и исследование ее модификации ферментами целлюлазного комплекса .
4.1 Изучение возможности замены кроссбрсдиой шерсти на заводскую ферментативную шерсть в пряже кольцевого способа прядения
4.2 Разработка метода модификации шерстольняпой пряжи ферментами целлюлазного комплекса.
4.3 Выводы к главе 4
Глава 5 Применение биохимических методов для придания новых
свойств шерстяным сукнам и повышения их качества.
5.1 Разработка процесса получения шерстяных сукон с антимикробными свойствами с использованием ферментов и глутарового альдегида
5.2 Исследование возможности интенсификации процесса крашения шерстяных сукон кислотными красителями с использованием
ферментного препарата i iii
5.3 Выводы к главе 5
Глава 6 Исследование и разработка процесса микробной биоконверсии шерстосодержащих отходов
6.1 Исследование отходов переработки шерсти как объекта биоконверсии
6.2 Разработка способа биотехнологической утилизации отходов с применением базидиомицетов
6.3 Выводы к главе 6
Глава 7 Техникоэкономическое обоснование разработанных методов и технологий
7.1 Расчет экономической эффективности антимикробной отделки шерстяных сукон ферментами и глутаровым альдегидом
7.2 Расчет экономической эффективности утилизации невозвратных шерстосодержащих отходов
7.3 Преимущества применения биохимических методов при
совершенствовании технологических процессов.
Основные выводы по диссертационной работе.
Список использованных источников


Для шерстяных изделий технического назначения технические сукна важнейшим показателем является срок их эксплуатации, что обусловливает необходимость повышения их биостойкости при использовании в условиях повышенной влажности и контаминации микрооргнизмами. Еще одна важная проблема, которая затрагивается в диссертационном исследовании, связана с тем, что шерстяные отходы в частности, шерстяная пыль являются антропогенным загрязнителем окружающей среды, в связи с чем актуальны эффективные методы их утилизации. Диссертационная работа выполнена в соответствии с проектом x международной программы Наука ради Мира подпункт 3. ПИР Лентек 1. Разработка технологических основ предотвращения загрязнения окружающей среды сбросами, выбросами и твердыми отходами производств текстиля, кожи и меха при улучшении потребительских свойств, АВЦП Министерства образования и науки РФ Развитие научного потенциала высшей школы годы. Вышеизложенное свидетельствует об актуальности и важности для отечественной производственноэкономической сферы тех проблем и задач, которые определены в диссертационном исследовании. Цель работы состоит в научном обосновании и экспериментальной разработке ресурсосберегающих биохимических процессов обработки шерстяных волокон и материалов, обеспечивающих повышение их качества, расширение сырьевой базы шерстяной отрасли, более эффективную утилизацию отходов. Общая характеристика объектов и методов исследования. Объектами исследования являлись шерстосодержащие материалы с различных стадий переработки шерсти волокна, пряжи, ткани, сырьевые отходы и побочные продукты кожевенного производства. В процессах биохимической модификации изучаемых объектов использовали отечественные ферментные препараты и культуры базидиомицетов. Исследования проводили по стандартным и описанным в научной справочной литературе методикам, В работе использованы методы математического моделирования и оптимизации технологических процессов, компьютерная техника и пакеты прикладных программ x, vx. Инструментальные и аналитические методы соответствовали метрологическим нормам и правилам, обеспечивающим достоверность полученных результатов. Среднестатистическая погрешность измерений в стандартных условиях не превышала 5 7 . Исследования выполняли на кафедре инженерной химии и промышленной экологии и кафедре механической технологии волокнистых материалов СГ1ГУТД, в ООО Институт технических сукон. Принципиальная новизна разработок подтверждается 3 патентами РФ 4 РФ, 7 РФ, 7 РФ. Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены, обсуждены и получили положительную оценку на Международной конференции Ii xi г. Аахен, Германия, г. Москва, г. Всероссийской научнотехнической конференции студентов и аспирантов Дни науки СанктПетербург, г. X СанктПетербург, г. Международной научнотехнической конференции Волокнистые материалы XXI век СанктПетербург, г. Всероссийской научнотехнической конференции Проблемы экономики и прогрессивные технологии в текстильной, легкой и полиграфической отраслях промышленности СанктПетербург, г. Международной научной конференции, посвященной летию факультета прикладной химии и экологии СПГУТД СанктПетербург, г. Научнотехническом совете ООО Институт технических сукон и расширенном семинаре по технологии текстильных материалов кафедр инженерной химии и промышленной экологии, химической технологии и дизайна текстиля, механической технологии волокнистых материалов СПГУТД. Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе 3 патента, 2 статьи в журналах из перечня ВАК РФ, 5 тезисов докладов в сборниках трудов научнотехнических конференций. Структура и объем работы. Диссертация изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунка, таблиц, 9 наименований использованных источников, приложений. Общий объем диссертации составляет 0 страниц. Нативное шерстяное волокно является высокосбалансированной системой и имеет чрезвычайно сложную структуру . Схема тонкого мериносового волокна представлена на рисунке 1. Клеточномембранный комплекс
Рисунок 1. Важнейшими слоями в структуре шерстяных волокон являются наружный кутикула, внутренний кортекс и для грубых волокон сердцевинный медулла.