酶工程与纺织工业 汤兰彬16302010073 技术原理 生物技术是指利用生物学的各种研究方法和手段,生物技术的领域主要包 括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。其中酶工程是利用酶所具有的生 物催化功能,借助工程手段将相应的原料转化为所需物质的一种技术 当底物与之结合时 产物 底物 酶发生轻微改变 活性部位 → 底物进入酶的活性位点酶/底物复合物酶/产物复合物产物离开酶的催化位点 酶促反应的过程如图:酶作为催化化学反应的生物分子,首先与底物结合形 成底物-酶复合物,酶催化底物的化学反应,底物转化为产物继续与酶结合,反 应完成之后酶将产物释放,同时酶也可以再参与下一次的催化。 酶促反应最主要的特点是具有极高的效率以及极强的特异性,如同钥匙与 锁的关系一般,一种酶只能催化特定的底物。 (b) 钥匙 (作用底物)(酶分子) 钥匙-锁精确匹配 作用底物酶分子 酶-作用底物 精确结合 目前,已知的酶达3000多种,在纺织印染加工中使用较为广泛的酶制剂主 要是水解酶,如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等等,也有少量氧化还原酶,如过 氧化氢酶、葡萄糖氧化酶等等
酶工程与纺织工业 汤兰彬 16302010073 一、技术原理 生物技术是指利用生物学的各种研究方法和手段，生物技术的领域主要包 括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。其中酶工程是利用酶所具有的生 物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化为所需物质的一种技术。 酶促反应的过程如图:酶作为催化化学反应的生物分子，首先与底物结合形 成底物-酶复合物，酶催化底物的化学反应，底物转化为产物继续与酶结合，反 应完成之后酶将产物释放，同时酶也可以再参与下一次的催化。 酶促反应最主要的特点是具有极高的效率以及极强的特异性，如同钥匙与 锁的关系一般，一种酶只能催化特定的底物。 目前，已知的酶达 3000 多种，在纺织印染加工中使用较为广泛的酶制剂主 要是水解酶，如纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等等，也有少量氧化还原酶，如过 氧化氢酶、葡萄糖氧化酶等等
二、技术应用 酶工程在纺织工业中的织物整理中发挥着重要的作用,主要在以下方面: 1.织物风格整理利用纤维素酶对织物进行整理会得到特殊的效果,如使得 织物具有丝绸感、使得织物柔软、去除茸毛、通过牛仔服的“生物洗”使其达 到仿旧的效果等等。 2.蛋白质纤维的酶处理对蛋白质纤维的酶处理主要集中在羊毛和丝绸上 羊毛酶处理主要用于防毡缩、柔软丝光处理和降低染色温度等,是羊毛制品高 档化、高附加值有效途径之一。此外这种工艺可以节能节气、减少污染。 3.麻纤维的脱胶处理麻纤维属于韧皮纤维,其表面的韧皮组织必须在纺纱 前去除,称为脱胶。传统方法是用强酸或强碱在髙温条件下进行,成本髙、污染 严重、耗能高、纤维损伤严重;而用生物酶对麻纤维进行脱胶,纤维强力损失 小,纤维光洁柔软,成纱性能好,且生产效率高,能耗小。 4.染整工艺的前处理退煮漂的前处理加工是去除淀粉等浆料、多种非纤维 素杂质,为后续加工创造条件。生物酶在退浆、精炼、漂白、抛光、皂洗等工艺 中得到应用,取代了许多旧工艺,使得纺织业更朝着“绿色纺织”的方向前 技术优缺点 优点:1.生物酶是一种生物催化剂,它的化学本质大多为蛋白质,可以生 物降解。2.使用生物酶的新技术能有效减少纺织品印染加工对环境的污染以及 由此带来的成品中有害物质的残留,使得染整加工变得更加绿色环保。3.利用 生物酶对织物进行处理能够节约大量的能源、諴少排放、对环境更为友好。4. 酶工程在纺织业中的应用,产生了可观的经济效益与社会效益。 缺点:1.生物处理和化学处理相协同容易干扰生物试剂的处理效果。2.工 业中利用生物技术进行生产时往往对生物产品的性能了解不充分,不能发挥生 物制剂本身的优良性能。 参考文献 []王冉冉.简述生物技术在纺织工业中的应用[A].中国纺织科学研究院、纺织行业生产力 促进中心、北京纺织工程学会、北京服装学院、服装材料研发与评价北京市重点实验室 生物源纤维制造技术国家重点实验室、天津工业大学“改性与功能纤维”天津市重点实验 室、北京铜牛集团有限公司、中国阻燃学会铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会 论文集C中国纺织科学研究院、纺织行业生产力促进中心、北京纺织工程学会、北京服 装学院、服装材料研发与评价北京市重点实验室、生物源纤维制造技术国家重点实验室 天津工业大学“改性与功能纤维天津市重点实验室、北京铜牛集团有限公司、中国阻燃学 会北京纺织工程学会,2009:7 [2]李桂珍生物技术在麻纺织领域的开发与应用J]麻纺织技术,1998、(3)-14-18 [3]刘颖竹材纤维的性能研究与脱胶工艺探讨[D]北京:北京服装学院2005 [4]林志武柯家骥生物技术对生态纺织业的影响与展望小江苏纺织2001.10)18-20
二、技术应用 酶工程在纺织工业中的织物整理中发挥着重要的作用，主要在以下方面： 1.织物风格整理 利用纤维素酶对织物进行整理会得到特殊的效果，如使得 织物具有丝绸感、使得织物柔软、去除茸毛、通过牛仔服的“生物洗”使其达 到仿旧的效果等等。 2.蛋白质纤维的酶处理 对蛋白质纤维的酶处理主要集中在羊毛和丝绸上， 羊毛酶处理主要用于防毡缩、柔软丝光处理和降低染色温度等, 是羊毛制品高 档化、高附加值有效途径之一。此外这种工艺可以节能节气、减少污染。 3.麻纤维的脱胶处理 麻纤维属于韧皮纤维，其表面的韧皮组织必须在纺纱 前去除,称为脱胶。传统方法是用强酸或强碱在高温条件下进行,成本高、污染 严重、耗能高、纤维损伤严重；而用生物酶对麻纤维进行脱胶，纤维强力损失 小,纤维光洁柔软，成纱性能好,且生产效率高,能耗小。 4.染整工艺的前处理 退煮漂的前处理加工是去除淀粉等浆料、多种非纤维 素杂质,为后续加工创造条件。生物酶在退浆、精炼、漂白、抛光、皂洗等工艺 中得到应用，取代了许多旧工艺，使得纺织业更朝着“绿色纺织”的方向前 行。 三、技术优缺点 优点：1.生物酶是一种生物催化剂，它的化学本质大多为蛋白质，可以生 物降解。2.使用生物酶的新技术能有效减少纺织品印染加工对环境的污染以及 由此带来的成品中有害物质的残留，使得染整加工变得更加绿色环保。3.利用 生物酶对织物进行处理能够节约大量的能源、减少排放、对环境更为友好。4. 酶工程在纺织业中的应用，产生了可观的经济效益与社会效益。 缺点：1.生物处理和化学处理相协同容易干扰生物试剂的处理效果。2.工 业中利用生物技术进行生产时往往对生物产品的性能了解不充分，不能发挥生 物制剂本身的优良性能。 参考文献 [1]王冉冉. 简述生物技术在纺织工业中的应用[A]. 中国纺织科学研究院、纺织行业生产力 促进中心、北京纺织工程学会、北京服装学院、服装材料研发与评价北京市重点实验室、 生物源纤维制造技术国家重点实验室、天津工业大学“改性与功能纤维”天津市重点实验 室、北京铜牛集团有限公司、中国阻燃学会.铜牛杯第九届功能性纺织品及纳米技术研讨会 论文集[C].中国纺织科学研究院、纺织行业生产力促进中心、北京纺织工程学会、北京服 装学院、服装材料研发与评价北京市重点实验室、生物源纤维制造技术国家重点实验室、 天津工业大学“改性与功能纤维”天津市重点实验室、北京铜牛集团有限公司、中国阻燃学 会:北京纺织工程学会,2009:7. [2]李桂珍.生物技术在麻纺织领域的开发与应用[J].麻纺织技术,1998,(3):14 一 18 [3]刘颖.竹材纤维的性能研究与脱胶工艺探讨[D].北京:北京服装学院,2005 . [4]林志武,柯家骥.生物技术对生态纺织业的影响与展望[J].江苏纺织,2 001,(10):18 一 20