CN104141233B - 印染用同浴酶剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种印染用同浴酶剂，其组分含有：非离子渗透剂0.06%‑3%，非离子螯合分散剂1%‑10%，α‑淀粉酶5%‑10%，纤维素酶0.3%‑1%，余量补足100%的水；所述的百分比为各组分占组分总量的质量百分比，将各组分均匀混合得印染用同浴酶剂；一种制备印染用同浴酶剂的方法，包括如下步骤：将米曲霉菌（Aspergillus oryzae）以0.1～2.1%的量和黑曲霉菌（Aspergillus niger）以0.01～0.11%的量接种于发酵培养基中发酵，发酵的过程中添加非离子渗透剂0.05～3%和非离子螯合分散剂1～10%，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品。通过本发明印染用同浴酶剂的应用，印染过程中可以减排大量水，降低成本并且节能。
Description
技术领域
本发明涉及印染用同浴酶剂及其制备方法和应用。
背景技术
纺织品印染传统工艺中，前处理和染色分两步进行，但在实际生产中，由于前处理后的污水，除氧后的污水干扰了染色的顺利进行，故需要排放。在此过程中产生了大量的废水，给污水处理加大负担，并污染了环境。产生了大量的蒸汽，时间及其人工成本。因此寻求一种能令染色和前处理同时进行的产品，节约时间，保护环境。如在先发明专利申请《一种用于除氧抛光染色一浴法的酶制剂及其应用》申请号201210064266.3和《一种纺织和针织面料前处理工艺“煮漂一浴”精炼专用复合酶》申请号200610026534.7，在专利申请中公开了一种技术方案，提供了一些节能减排的方案，但仍然存在一些不足。前处理和除氧后的污水至少必须排放一项，即产生了大量污水，之后的进水升温附带的又浪费了蒸汽，电，时间和人力。
发明内容
本发明为了解决现有技术纺织品印染工艺中产生大量污水，前处理和染色节水省电不彻底，并且成本高的缺陷，提供了一种印染用同浴酶剂及其制备方法和应用。
本发明印染用同浴酶剂的组分含有：非离子渗透剂0.06%-3%，非离子螯合分散剂1%-10%，α-淀粉酶5%-10%，纤维素酶0.3%-1%，余量补足100%的水；所述的百分比为各组分占组分总量的质量百分比。
本发明中，所述的α-淀粉酶为本领域常规所说，是一种内切葡萄糖苷酶，属于淀粉酶的一种，市售可得。
本发明中，所述的纤维素酶为本领域常规所说，其为(1,4内切葡聚糖酶（EG）β-1,4-外切葡聚糖酶（CHB）和β-葡萄糖苷酶(BG)组成，即C1酶、Cx酶和β葡糖苷酶组成的复合酶，市售可得。
本发明中，所述的非离子渗透剂为本领域常规的非离子渗透剂。较佳的，所述的非离子渗透剂为聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯（吐温-61），烷基酚聚氧乙烯（7）醚（TX-7），脂肪醇聚氧乙烯醚C8-10O(CH2CH2O)4-8H(JFC)和异构十醇聚氧乙烯醚中的一种或几种。更佳的，所述的非离子渗透剂为异构十醇聚氧乙烯醚。
本发明中，所述的非离子螯合分散剂为本领域常规的非离子螯合分散剂。较佳的，所述的非离子螯合分散剂为C12～18O(CH2CH2O)15～20H（平平加O）和/或聚维酮K30。
本发明还提供一种制备前述印染用同浴酶剂的方法，将上述组分混合均匀即可。
本发明还提供另一种制备印染用同浴酶剂的方法，包括如下步骤：
将米曲霉菌（Aspergillus oryzae）以0.1～2.1%的量和黑曲霉菌（Aspergillusniger）以0.01～0.11%的量接种于发酵培养基中发酵，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品；其中，所述的发酵的过程中添加非离子渗透剂0.05～3%和非离子螯合分散剂1～10%；所述的百分比为各组分在发酵液总质量中占的质量百分比。
其中，所述的米曲霉菌（Aspergillus oryzae）为本领域常规使用的米曲霉菌菌种，一般有效活菌数约150亿/g；较佳的，所述的米曲霉菌（Aspergillus oryzae）为山东康源生物科技有限公司生产的米曲霉菌（Aspergillus oryzae）孢子粉。
其中，所述的黑曲霉菌（Aspergillus niger）为本领域常规的黑曲霉菌菌种，酶活约100000u/g；较佳的，所述的黑曲霉菌（Aspergillus niger）为沂源康源生物科技有限公司生产的黑曲酶菌粉。
其中，所述的非离子渗透剂和非离子螯合分散剂的种类和用量均为如前所述。
其中，所述的发酵的条件为本领域常规条件；所述的发酵的条件较佳的为温度10-35℃、pH值在5～7、发酵的时间为48～72h；更佳的，所述的pH值为6。
其中，较佳的，所述的非离子渗透剂控制在5-10min内添加完毕。
其中，较佳的，在所述的发酵的过程中以每6-8h分批等量加入非离子螯合分散剂。
其中，所述的发酵培养基为本领域常规的发酵培养基；所述的发酵培养基较佳的由下述方法制得：碳源3%，蛋白胨1%，酵母粉0.2%，葡萄糖1%，Mg2SO4·7H2O0.03%,牛肉膏0.5%，硫酸铵0.03%，NaCl1%，余量补足100%的水混合，并在pH7.0，温度121℃下灭菌20min制得。所述的百分比为各组分在发酵培养基总质量中占的质量百分比。
其中，所述的碳源按本领域常规，一般为木质生物质磨碎混匀，热水抽提后酸水解，水洗后干燥磨碎而得。较佳的，所述的木质生物质为木薯渣、棉壳纤维，玉米芯和秸秆等中的一种或多种。较佳的，所述的酸水解的条件为微沸水抽提1h，再加入质量浓度为2%的醋酸在120℃下水解反应3h。
其中，所述的离心分离较佳的在冷冻离心机中进行，所述的离心分离的速度为8000-15000r/min，所述的离心分离的速度较佳的为10000r/min。
本发明还提供前述另一种印染用同浴酶剂的制备方法制得的印染用同浴酶剂。
本发明还涉及前述印染用同浴酶剂在纺织品印染工艺中的应用。
所述的纺织品印染工艺为本领域常规工艺，一般包括如下步骤：在染机注水后加入前述印染用同浴酶剂，温度升至40℃运转20-60分钟，后加入染料，盐，碱，1-2℃/min升温至40-85度染色30～90min，后水洗，固色。
本发明使用时完全省略现有技术染色前的前处理，只需要在染色工艺前加入印染用同浴酶剂处理后直接进行染色，无需排水。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：传统的棉织物印染工艺的前处理和染色至少要排两次水，但通过本发明印染用同浴酶剂的应用，印染过程中可以减排大量水，降低成本并且节能。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
淀粉酶：上海瑞鹰化工有限公司W-280conc
纤维素酶：上海瑞鹰化工有限公司EC-101conc
异构十醇聚氧乙烯醚：上海瑞鹰化工有限公司K31
聚维酮K30：上海瑞鹰化工有限公司K30
米曲霉菌（Aspergillus oryzae）：山东康源生物科技有限公司生产的米曲霉菌粉；黑曲霉菌（Aspergillus niger）：沂源康源生物科技有限公司生产的黑曲酶菌粉。
实施例1
一种印染用酶剂，按质量百分比，其组分为:非离子渗透剂异构十醇聚氧乙烯醚（K31）:0.6%，非离子螯合分散剂聚维酮K30（K30）:6%，淀粉酶:5%，纤维素酶:0.8%。
将K31，K30，纤维素酶和淀粉酶分别以质量百分比0.6%，6%，5%，0.8%溶于蒸馏水中混合均匀，得到同浴酶剂。
实施例2
一种印染用酶剂，按质量百分比，其原料组分为:非离子渗透剂异构十醇聚氧乙烯醚（K31）:1%，非离子螯合分散剂聚维酮K30（K30）:5%，淀粉酶:8%，纤维素酶:0.5%。
将K31，K30，纤维素酶和淀粉酶分别以质量百分比1%，5%，8%，0.5%溶于蒸馏水中混合均匀，得到同浴酶剂。
实施例3
一种印染用酶剂，按质量百分比，其原料组分为:非离子渗透剂异构十醇聚氧乙烯醚（K31）:0.8%，非离子螯合分散剂聚维酮K30（K30）:8%，淀粉酶:10%，纤维素酶:0.3%。
将K31，K30，纤维素酶和淀粉酶分别以质量百分比0.8%，8%，10%，0.3%溶于蒸馏水中混合均匀，得到同浴酶剂。
实施例4
一种印染用酶剂，按质量百分比，其组分为:非离子渗透剂异构十醇聚氧乙烯醚（K31）:3%，非离子螯合分散剂聚维酮K30（K30）:1%，淀粉酶:10%，纤维素酶:0.7%。
将K31，K30，纤维素酶和淀粉酶分别以质量百分比3%，1%，10%，0.7%溶于蒸馏水中混合均匀，得到同浴酶剂。
实施例5
一种印染用酶剂，按质量百分比，其组分为:非离子渗透剂异构十醇聚氧乙烯醚（K31）:0.06%，非离子螯合分散剂聚维酮K30（K30）:10%，淀粉酶:6%，纤维素酶:1%。
将K31，K30，纤维素酶和淀粉酶分别以质量百分比0.06%，10%，6%，1%溶于蒸馏水中混合均匀，得到同浴酶剂。
实施例6
将米曲霉菌（Aspergillus oryzae）以2.1%的量和黑曲霉菌（Aspergillus niger）以0.06%的量接种于发酵培养基中发酵，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品；其中，发酵的过程中添加非离子渗透剂3%和非离子螯合分散剂1%；所述的百分比为各组分在发酵液总质量中占的质量百分比。所述的发酵培养基由下述方法制得：碳源3%，蛋白胨1%，酵母粉0.2%，葡萄糖1%，Mg2SO4·7H2O0.03%,牛肉膏0.5%，硫酸铵0.03%，NaCl1%和水混合，在pH7.0，温度121℃下灭菌20min。所述的碳源为木薯渣、棉壳纤维，玉米芯和秸秆磨碎混匀，热水抽提后酸水解，水洗后干燥磨碎而得。所述的酸水解的条件为微沸水抽提1h，再加入质量浓度为2%的醋酸在120℃下水解反应3h。所述的离心分离在冷冻离心机上进行，离心分离的速度为8000r/min。
实施例7
将米曲霉菌（Aspergillus oryzae）以1.0%的量和黑曲霉菌（Aspergillus niger）以0.11%的量接种于发酵培养基中发酵，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品；其中，发酵的过程中添加非离子渗透剂0.05%和非离子螯合分散剂10%；所述的百分比为各组分在发酵液总质量中占的质量百分比。所述的离心分离在冷冻离心机上进行，离心分离的速度为10000r/min。此实施例用的发酵培养基同实施例6中的发酵培养基。
实施例8
将米曲霉菌（Aspergillus oryzae）以1.1%的量和黑曲霉菌（Aspergillus niger）以0.01%的量接种于发酵培养基中发酵，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品；其中，发酵的过程中添加非离子渗透剂1%和非离子螯合分散剂5%；所述的百分比为各组分在发酵液总质量中占的质量百分比。所述的离心分离在冷冻离心机上进行，离心分离的速度为15000r/min。此实施例用的发酵培养基同实施例6中的发酵培养基。
效果实施例
将实施例3的印染用酶剂进行人工棉低碱染色工艺，并且与现有技术中常规工艺比对，具体如下：
本发明及对比例中的元明粉，碱剂，染料，纯碱，皂洗剂为市面上普通销售产品即可。
元明粉：江苏淮安市井元科技有限公司（用量70g/L）
碱剂：上海瑞鹰化工有限公司生产的新型碱剂：E-5（用量0.5g/L）
染料：吴江桃源染料有限公司
纯碱：宁波新之源化工有限公司（用量1g/L）
皂洗剂：浙江传化股份有限公司：209（用量1g/L）
本发明实施例3的应用工艺为：在染机注水后加入印染用同浴酶剂，温度升至40℃运转20分钟，后加入染料，盐，碱，1℃/min升温至80度染色40min，后水洗，固色。
现有技术的人工棉低碱染色工艺为：在染机注水后加热至40℃运转20分钟,然后加入纯碱与皂洗剂升温至80℃，运转20分钟，然后排液溢流水洗，重新注水加热至40℃运转20分钟，后加入染料，盐，碱，1℃/min升温至80度染色40min，后水洗，固色。
结果都成功染色，但是成本核算如下：
成本核算：
如下表所示：本发明的印染工艺，由于每缸布时间减少约50分钟，可间接提高产能。使用时完全省略现有技术染色前的前处理，只需要在染色工艺前加入印染用同浴酶剂处理后直接进行染色，无需排水。
Claims (12)
1.一种制备印染用同浴酶剂的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
将米曲霉菌(Aspergillus oryzae)以0.1-2.1％的量和黑曲霉菌(Aspergillusniger)以0.01～0.11％的量接种于发酵培养基中发酵，将得到的发酵液离心分离除菌体，取上清液，即得产品；其中，所述的发酵的过程中添加非离子渗透剂0.05～3％和非离子螯合分散剂1～10％；所述的百分比为各组分在发酵液总质量中占的质量百分比。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵的条件为温度10-35℃、pH在5～7、发酵48～72h；所述的离心分离在冷冻离心机中进行，所述的离心分离的速度为8000～15000r/min。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的pH值为6。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的离心分离的速度为10000r/min。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的米曲霉菌(Aspergillus oryzae)为山东康源生物科技有限公司生产的米曲霉菌(Aspergillus oryzae)孢子粉。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的黑曲霉菌(Aspergillus niger)为沂源康源生物科技有限公司生产的黑曲酶菌粉。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的非离子渗透剂控制在5-10min内添加完毕；所述的非离子螯合分散剂在发酵过程中以每6-8h/次，分批等量加入。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的发酵培养基由下述方法制得：碳源3％，蛋白胨1％，酵母粉0.2％，葡萄糖1％，Mg2SO4·7H2O0.03％,牛肉膏0.5％，硫酸铵0.03％，NaCl 1％，余量补足100％的水混合，并在pH 7.0，温度121℃下灭菌20min制得；所述的百分比为各组分在发酵培养基总质量中占的质量百分比。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的碳源为木质生物质磨碎混匀，热水抽提后酸水解，水洗后干燥磨碎而得；所述的木质生物质为木薯渣、棉壳纤维、玉米芯和秸秆中的一种或多种；所述的酸水解的条件为微沸水抽提1h，再加入质量浓度为2％的醋酸在120℃下水解反应3h。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备印染用同浴酶剂的方法制成的印染用同浴酶剂。
11.如权利要求10所述的印染用同浴酶剂在纺织品印染工艺中的应用。
12.如权利要求11所述的应用，其特征在于，所述的纺织品印染工艺包括如下步骤：在染机注水后加入所述的印染用同浴酶剂，温度升至40℃运转20-60分钟，后加入染料，盐，碱，1-2℃/min升温至40-85度染色30～90min，后水洗，固色。
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