發(fā)布時間：2015-12-23 點擊：

染整行業(yè)發(fā)展到今天，節(jié)能、減排、低碳、環(huán)保技術(shù)的發(fā)展越來越受到行業(yè)人士的關(guān)注。在新材料開發(fā)，新型染料、助劑的應(yīng)用，節(jié)能環(huán)保設(shè)備的開發(fā)利用等方面都取得了可喜的發(fā)展。

　　對染整產(chǎn)品生產(chǎn)來說，不管是漂白產(chǎn)品，還是染色印花產(chǎn)品，要保證良好的產(chǎn)品質(zhì)量，對前處理工藝的研究無疑是至關(guān)重要的。如何才能實現(xiàn)節(jié)能減排低碳環(huán)保的前處理工藝呢？

　　首先我們要先來認(rèn)識前處理工藝的特點。

　　一，染整前處理工序的特點及存在的主要問題：

　　前處理工序一般流程長、處理條件強(qiáng)烈（高溫、高濃度、強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑等）、工作環(huán)境差和排污量大、污水成分復(fù)雜且處理時間長、加工質(zhì)量難以控制，而且使用化學(xué)品污染嚴(yán)重、水資源耗量大，廢水處理負(fù)擔(dān)重。

　　前處理過程主要的污染源有以下幾個方面：

　　(1)在精練中所用的酸堿會導(dǎo)致廢水pH值不為中性

　　(2)由于部分精練工序在高溫下進(jìn)行，因而產(chǎn)生高溫廢水，不利于節(jié)能減排。

　　(3)廢水的高懸浮物主要來自退漿及精練工序所產(chǎn)生的毛屑、纖維及淀粉、膠、蠟等雜質(zhì)，使廢水中的COD值提高，常用的硫酸，醋酸，草酸等酸化劑也會提高BOD值.

　　(4)廢水的COD高主要來自PVA等化學(xué)漿料。

　　⑸滲透劑,精煉劑的添加對環(huán)境保護(hù)的影響.

　　⑹不同加工方式對節(jié)能減排的影響也不相同.

　　①連續(xù)式加工和間歇式加工影響不同;

　　②同樣是連續(xù)式加工,傳統(tǒng)工藝與高速高效連續(xù)加工不同;

　　③同為間歇式加工,溢流染色與氣流染色不同.

　　④不同廠家生產(chǎn)的設(shè)備對節(jié)能減排的影響也不同.等等.

　　從生態(tài)環(huán)保角度出發(fā)，應(yīng)用高效高速前處理設(shè)備，努力開發(fā)環(huán)保型型前處理劑，研發(fā)新型工藝技術(shù)，有利于實現(xiàn)前處理工序節(jié)能、節(jié)水、節(jié)堿，可以從根本上解決前處理污水的排放和處理問題，有效地實現(xiàn)節(jié)能減排。

　　　二,染整前處理節(jié)能減排技術(shù)分析

　　㈠短流程工藝和短流程前處理新設(shè)備

　　⒈短流程前處理工藝

　　高效短流程前處理工藝采取冷軋堆技術(shù)和退煮漂一浴技術(shù)，采用符合環(huán)保要求的綠色助劑，工藝流程短，效率高，耗能低，排污少。無堿（或少堿）冷軋堆前處理工藝，是適宜棉及其混紡織物的少污染工藝，使工藝流程更短，效率更高，消耗更少，可以很好地滿足節(jié)能減排的要求。

　　采用冷軋堆工藝，將傳統(tǒng)的退漿、煮練、漂白合為一道工藝，其質(zhì)量達(dá)到3道工序的水平，還節(jié)約了大量的能源和勞動力，減少廢水的排放，比傳統(tǒng)工藝節(jié)約用汽80﹪，節(jié)水75﹪，節(jié)約化工原料20﹪ 。

　　有研究報道，采用9201低溫高效精練劑后，綜合節(jié)能50﹪，COD降低了20﹪～30﹪，BOD降低了22﹪～50﹪ 。酶退漿和雙氧水漂白工藝的應(yīng)用，大大降低了廢料和殘液的污染源。

　　短流程一浴法與常規(guī)的退、煮、漂三步法相比，可節(jié)約水電氣能耗30﹪～50﹪，減少污水排放和提高生產(chǎn)效率。

　　⒉前處理新設(shè)備

　　用先進(jìn)的工藝和設(shè)備替代或改造傳統(tǒng)工藝和設(shè)備，以減少能源的消耗，降低污染，也是清潔生產(chǎn)的內(nèi)容之一。

　　1).短流程前處理設(shè)備

　　適于退漿、煮練、漂白三步前處理合為二步或一步工藝的短流程前處理設(shè)備：如Benninger公司的Ben-Bleach系統(tǒng)。這系統(tǒng)有Ben-Injecta退漿部分。退漿時無須預(yù)先使?jié){料溶脹，而是使用強(qiáng)力的蒸汽和水的噴射去除漿料。其他的組合部分有浸軋加工液的B-Impacta 、聯(lián)合蒸箱Ben-Steam及垂直式的Ben-Extracta水洗裝置。

　　另一種是Ramish Kleinwefers公司的Raco-Yet系統(tǒng)，將退漿、煮練、漂白結(jié)合操作。這系統(tǒng)主體部分包括給液裝置、儲存反應(yīng)單元及后水洗機(jī)械。類似的系統(tǒng)還有Bruguman公司的Brubo-matic系統(tǒng)。其主要單元是Brubo-sat,這部分包含加工液的給液裝置、計量進(jìn)料系統(tǒng)及蒸箱。

　　短流程前處理工藝的操作重點是浸軋，要求織物帶液率高，漿料及雜質(zhì)充分地降解，后道的高溫高效沖洗也很重要。效果的優(yōu)劣取決于設(shè)備、助劑及工藝，浙江印染機(jī)械有限公司等生產(chǎn)的平幅練漂聯(lián)合機(jī)具有高給液和高效水洗裝置，對實現(xiàn)退煮漂一浴短流程工藝提供了設(shè)備基礎(chǔ)。前處理工藝另一種新趨向是濕布軋液的加工工藝，可省去高耗能的烘干階段。例如，濕布絲光將會逐漸普及，Benninger公司的Ben-Dimensa 2000,是專為濕布絲光設(shè)計的。

　　2).用于針織物的高效前處理設(shè)備

　　Dornier公司的筒狀前處理生產(chǎn)線，包括濕布絲光、漂白以及后工序的去除金屬、皂洗和增白等工序。Santex公司的連續(xù)前處理系統(tǒng)，則采用軋液-汽蒸來達(dá)到漂白和水洗。而Kusters公司的連續(xù)平幅前處理線，組合了Vacu Wash-Applicator真空清洗高給液裝置，VibrotexⅡ水洗及松弛單元，Potoflush水洗機(jī)，steepmaster Ⅱ汽蒸反應(yīng)單元及較后部分的冷軋卷裝置。

　　為縮短處理時間，應(yīng)提倡高溫前處理工藝，如在溫度105 ～130℃的煮漂，但是，對手感和強(qiáng)力難免有輕微的影響。在浸染機(jī)械中做前處理有靈活性，若在超低浴比噴射染色機(jī)進(jìn)行，能更為顯著的降低成本。

　　3).其他節(jié)能高效前處理技術(shù)

　　德國和意大利開發(fā)了一種引人關(guān)注的工藝，該方法是將坯布粘附在開孔輥上，經(jīng)噴水，由凹凸的轉(zhuǎn)子引起水流波動來提高凈洗效果。另一正在普及的方法是，對卷成束狀的布以輻射狀環(huán)流處理液，使成批的束狀布高速旋轉(zhuǎn)，依靠產(chǎn)生的離心力提高處理效果。該裝置的特征是，僅用約布重6倍的水，進(jìn)行以水洗為主的前處理。如瑞士一家公司開發(fā)的ROTOWA　NV-４１型設(shè)備，世界各地已有５０臺以上的該機(jī)器在運轉(zhuǎn)，用于超細(xì)結(jié)構(gòu)機(jī)織物、針織物、非織造布的前處理。

　　４).逆流水洗技術(shù)

　　在印染加工中，水洗工序產(chǎn)生大量的廢水。節(jié)約用水，循環(huán)用水是減少水用量的基本方法，同時，提高水洗效率便可將水洗過程中的水量減少。先進(jìn)的逆流水洗技術(shù)可以有效地減少用水。在逆流水洗系統(tǒng)中，清潔水首先進(jìn)入較后的水洗槽，然后經(jīng)過一連串的水洗槽與布料逆流沖洗，由于布料移動方向與水流方向相反產(chǎn)生洗擦作用，可以提高水洗效率。在減少水洗用量方面，也有用分流式代替過去的溢流式水洗。

　　國際上一些大的紡織機(jī)械公司，開發(fā)了高效水洗、廢熱、廢堿回收及小浴比的新技術(shù)和新裝置，集節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保于一體。例如：配套在織物定型機(jī)的廢熱回收裝置，可以每小時節(jié)約19.2㎡的天然氣，按每天工作20ｈ、每年251個工作日計算，每年可以節(jié)約20萬元。還有公司設(shè)計生產(chǎn)的高效水洗、循環(huán)水清洗利用系數(shù)達(dá)到﹥40﹪的設(shè)備。

　　5).電化學(xué)漂白與絲光

　　美國加利福尼亞大學(xué)發(fā)明了一種電化學(xué)系統(tǒng)裝置，主要用于無污染的精練與漂白。其基本原理是利用電化學(xué)裝置的陰極釋放出的堿液進(jìn)行煮練、漂白和絲光，而陽極產(chǎn)生酸中和殘余的堿，杜絕廢液的排放。

　　(二）生物酶前處理技術(shù)

　　生物酶用于染整工業(yè)較早是從退漿開始的，目前酶在染整加工中的應(yīng)用主要有生物酶前處理和生物酶后整理技術(shù)，前處理技術(shù)主要應(yīng)用于退漿、精練和過氧化氫的漂白中。主要有淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和過氧化氫酶

　　1、生物酶退漿

　　采用酶法退漿，與傳統(tǒng)工藝相比具有退漿率高、廢水的pH值低、退漿廢水可生物降解，且無毒無害等特點。如用淀粉酶代替堿去除坯布中的淀粉漿料，退漿時，淀粉酶能將淀粉水解成可溶性低分子糖，而且用酶處理產(chǎn)生的水解物無毒性，需要注意的是這些分解物必須經(jīng)處理后再排放，否則后提高退漿廢水中的BOD（生物需氧量）。

　　1）.淀粉酶類

　　淀粉酶退漿是一直沿用的工藝，而且有替代傳統(tǒng)的堿退漿、酸退漿以及氧化劑退漿的趨勢，酶退漿具有不會造成纖維損傷，退漿率高，環(huán)境負(fù)荷小等優(yōu)點。

　　按淀粉酶作用方式分，有α-淀粉酶、β-淀粉酶、葡萄糖淀粉酶、支鏈淀粉酶和異淀粉酶等。其中，α-淀粉酶可以快速切斷淀粉分子鏈，降低淀粉的黏度，是較重要的一類淀粉酶。淀粉酶按來源分，有植物淀粉酶、細(xì)菌淀粉酶和真菌淀粉酶。細(xì)菌淀粉酶耐高溫，有堿存在的條件下也較穩(wěn)定，較佳適用pH值范圍（5～7.5）較溫和；真菌淀粉酶的耐熱性較差。中溫型酶在溫度高于75℃時即失活，高溫型酶當(dāng)溫度達(dá)到100℃時仍很穩(wěn)定，95℃時的活力是60℃（pH值為6.0和8.0）的4倍。近年來的發(fā)展方向是用過基因重組技術(shù)，開發(fā)能在較寬溫度范圍內(nèi)使用的酶，即寬溫酶，較佳使用溫度視產(chǎn)品而異。表4-1列出了部分退漿酶的使用溫度。

　　酶退漿后的紡織品比酸退漿和堿退漿的更柔軟，國內(nèi)外應(yīng)用較多，并在不斷擴(kuò)大。國內(nèi)酶制劑如BF-7658、胰酶等早在20世紀(jì)60年代已應(yīng)用，近年來有新型α-淀粉酶制品出現(xiàn)。

　　用BF-7658淀粉酶去除棉織物上的淀粉漿料正向高溫處理發(fā)展，這樣可以比目前使用的淀粉酶節(jié)約時間。胰酶一般從豬胰或牛胰中提取，成本高于BF-7658淀粉酶。

　　2）.其他退漿酶

　　黃麻織物或紗線常采用羅仁子粉（TKP Tarmrind Kernel Powder）作為上漿劑，這種漿料用堿退漿工藝復(fù)雜，若采用特定的淀粉酶退漿，效果良好。淀粉酶僅對淀粉和改性淀粉漿料有作用。實際應(yīng)用時應(yīng)根據(jù)漿料組成的不同，選用相應(yīng)的酶制劑，如羧甲酸纖維素（CMC）漿料選用纖維素酶。

　　3）.新型酶在退漿中的應(yīng)用

　　合成纖維應(yīng)用的漿料有聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯醇（PAA），這些高分子聚合物不能進(jìn)行生物分解和降解，造成環(huán)境的污染，目前研究人員正在研究、篩選具有某種功能的新菌種，通過基因改性成為高性能酶制劑；通過克隆、轉(zhuǎn)基因的基因工程菌，制出新的酶種；或根據(jù)化學(xué)生物結(jié)構(gòu)和酶學(xué)原理定向合成新型酶制劑等。目前較成功的酶有PVA分解酶，滌綸、錦綸分解酶等高聚合物的基因工程菌和合成酶等。

　　據(jù)報道，日本在研究開發(fā)用幾種微生物混合培養(yǎng)PVA分解酶，制成的酶能分解織物上的PVA漿料。現(xiàn)在使用的漿料中往往還加入了脂肪或油類潤滑劑，使?jié){料的潤濕變得困難，降低或削弱了退漿的效果。但當(dāng)漿料中使用的是甘油三酸酯類的潤滑劑時，可配合添加脂酶退漿，有利于油脂的分解。

　　2、生物酶精練

　　傳統(tǒng)的棉織物精練是在熱堿中進(jìn)行的，效果非常顯著，缺點是由于添加了潤濕劑、螯合劑等化學(xué)品，造成了印染廢水處理的沉重負(fù)擔(dān)，精練廢水含堿量大，pH值高，要耗用大量的酸中和，并用大量的水沖洗，消耗大量的化學(xué)試劑和水資源，而且使廢水中的COD／BOD的比率增高，污染了環(huán)境，據(jù)統(tǒng)計，印染廢水的70%來自于前處理中的煮練。

　　而且，如果在堿精練中工藝條件控制不嚴(yán)格，還易造成纖維素氧化損傷，強(qiáng)力下降。另外，由于在濃堿液中精練，致使棉織物的局部減濃度過高，產(chǎn)生較大的收縮，對后續(xù)加工的質(zhì)量帶來很大的影響。

　　近年來人們嘗試用生物酶進(jìn)行棉織物的精練，可在溫和的溫度及pH值條件下代替?zhèn)鹘y(tǒng)的堿精練是發(fā)展的趨勢，除了環(huán)保這一因素，還有經(jīng)濟(jì)上的因素。從經(jīng)濟(jì)的角度看，酶精練的實際成本并不高于傳統(tǒng)的堿精練，綜合考慮所節(jié)省的能源和水，有時可能更經(jīng)濟(jì)。

　　1）.精練酶的種類

　　棉織物精練的目的是去除果膠質(zhì)、含氮物質(zhì)、蠟狀物質(zhì)等天然雜質(zhì)，提高棉的吸濕性以利于后續(xù)的漂白、絲光、染色、印花、整理等加工過程。根據(jù)棉纖維的組成，精練可以使用果膠酶、脂肪酶、蛋白酶等，也有將這些酶劑配合使用，產(chǎn)生相互協(xié)同作用改善精練效果。果膠質(zhì)位于蠟質(zhì)與纖維之間，因此有人將它稱為“膠水”，它的作用相當(dāng)于將蠟質(zhì)粘合在纖維上，將果膠質(zhì)去除后，蠟質(zhì)暴露出來，可在隨后的高溫浴中乳化去除。現(xiàn)在使用的果膠酶有普通果膠酶、堿性果膠酶和原果膠酶。

　　目前桑蠶絲的精練方法主要有皂堿法、酶皂法（或洗滌劑）復(fù)合法等。酶皂法（或洗滌劑）復(fù)合法處理的織物茸毛少、手感柔軟，采用該工藝還可以節(jié)能、節(jié)汽、減少污染。

　　(1)纖維素酶：纖維素酶和其他酶一樣是一種具有催化作用的活性蛋白質(zhì)，能使纖維素長鏈大分子水解成低分子糖類或單分子葡萄糖。工業(yè)上應(yīng)用的纖維素酶種類較多，由于來源不同，性能各有差異，其中分解纖維素作用較強(qiáng)的來源于線狀菌（TrichocIerma）的纖維素酶.

　　纖維素酶是能切斷β-1,4-葡糖苷鍵的酶的總稱，它由內(nèi)切β-葡聚糖酶、外切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶組成。在這些酶的共同作用下，纖維素能被水解。纖維素酶是唯一在單獨使用時能改善織物潤濕性的酶，在溫和的機(jī)械攪拌作用下，纖維素酶的活性增大，但若用非常高的剪切力劇烈攪動，則可以使酶失活。可能是因為生物酶的三維空間結(jié)構(gòu)被破壞，從而破壞了這種酶所具有的專一性。由于在使用時，會不可避免的造成強(qiáng)力損失，因此在加工中必須調(diào)節(jié)纖維素酶的反應(yīng)速度，采用生物酶精練時，由于纖維素酶的反應(yīng)速度慢，所以容易調(diào)節(jié)，這是比使用堿法精練有利的一面。

　　纖維素酶使棉籽殼成為自由漂浮的殼屑，隨后再加以處理能去除纖維表面的棉籽殼，內(nèi)部棉籽殼也大大減少，白度提高。此外，也可以通過在精練時，采用不同酶的協(xié)同效應(yīng)，如纖維素酶、果膠酶、木質(zhì)素酶和半纖維素酶等，以及螯合劑（如EDTA）和機(jī)械攪拌的作用去除纖維上的雜質(zhì)。

　　表面活性劑對酶精練也有輔助功效，有實驗表明：隨著非離子表面活性劑的濃度增加，其活性也隨之增加；陰離子表面活性劑在低濃度時，可以適當(dāng)?shù)脑黾悠浠钚裕栯x子表面活性劑通常起著抑制劑的作用。

　　纖維素處理時，要從酶組分、濃度、設(shè)備選用和工藝等方面加以控制，處理結(jié)束，必須使纖維素酶在堿性（pH﹥9）或高溫（80℃以上）下失活，以減少織物的損傷和纖維強(qiáng)度下降。

　　（2）堿性果膠酶：用于棉精練的堿性果膠酶，適用溫度55℃左右，pH在9.5左右，使用條件溫和，穩(wěn)定性好，較主要的優(yōu)點是不破壞纖維素結(jié)構(gòu)。堿性果膠酶水解機(jī)理是在果膠質(zhì)／果膠酶復(fù)合體界面處迅速發(fā)生水解作用，產(chǎn)生水溶性產(chǎn)物而游離初生胞壁基質(zhì)，釋放出果膠酶，并能為其他果膠質(zhì)再吸附。這一過程周而復(fù)始的重復(fù)進(jìn)行著，直至酶因某種因素，如化學(xué)品、pH值、溫度等的變化而失活，終止反應(yīng)。以下是三種堿性果膠酶商品。

　　①BioPrep系列是諾維信公司推出的堿性果膠酶，是一種基因改性的芽孢桿菌微生物，經(jīng)發(fā)酵而制成的果膠酶，其使用溫度不高于65℃。通過去除棉纖維初生胞壁中的果膠質(zhì)，使露出的棉蠟在隨后的熱水清洗中容易洗除，提高織物的潤濕性。此工藝被稱為Bio-Preparation(生物前處理)，被處理織物的柔軟性較傳統(tǒng)工藝的好，并保持較高的強(qiáng)力，但白度較堿煮稍遜。當(dāng)結(jié)合含的磷酸鹽、碳酸鹽等作為緩沖劑，會提高BioPrep對果膠質(zhì)的去除能力；若與非離子表面活性劑聯(lián)用，可以獲得良好的潤濕性和乳化能力；若再加入少量的陰離子表面活性劑，將更有助于棉蠟的去除。BioPrep精練可用在在常規(guī)的濕加工設(shè)備中進(jìn)行，如浸軋設(shè)備J-型箱和噴射設(shè)備等。

　　②Scourzyme L是諾維信公司于2003年度推出的一種堿性果膠裂解酶，可用于棉、亞麻、大麻及其混紡織物的生物精練。使用Scourzyme L的工藝被稱為Bio-Scouring（生物精練）。與傳統(tǒng)工藝相比，清潔用水至少減了少50﹪，不僅節(jié)約了大量用水，同時節(jié)約了能源。從某種程度上講，其成本比傳統(tǒng)的化學(xué)精練更經(jīng)濟(jì)。Scourzyme L適用的pH值范圍較寬，較佳為7.5～9.5；溫度的選擇視pH值而定，pH值8.2～8.5較好使用55～60℃；當(dāng)用于連續(xù)工藝時建議在30～40℃浸軋。具體工藝的pH值、溫度和處理時間的選擇還應(yīng)視織物種類、類型以及設(shè)備而定。加入緩沖劑有利于果膠質(zhì)的去除。Scourzyme L的應(yīng)用工藝為：

　　Scourzyme L精練→乳化→熱水洗→冷水洗

　　Scourzyme L適用的設(shè)備同于Bioprep.

　　③拜耳公司（Bayer）公司的Baylase EVO也是一種生物精練用堿性果膠酶，它能與酶退漿聯(lián)用，適于連續(xù)和間歇式工藝，為獲得較佳效果，可加入非離子表面活性劑DIADAVIN ANE和DIADAVIN UN等。

　　（3）原果膠酶（PPase）是催化不溶性原果膠，分解出游離水溶性果膠質(zhì)的酶的總稱。根據(jù)PPase的作用機(jī)理，分為A、B兩種類型。A型PPase切斷原果膠質(zhì)中聚半乳糖醛酸部分；B型PPase則分解聚半乳糖醛酸以外的部分，使水溶性果膠質(zhì)游離出來。經(jīng)試驗表明，用PPase處理的棉紗可達(dá)到露出纖維素纖維的程度，精練效果（以吸水性評價）和堿精練相同。由于PPase對纖維素不起作用，因此不會引起處理后纖維強(qiáng)度的降低，處理后織物染色深度較堿精練法深。

　　（4）清棉師Scolase 100T: 清棉師Scolase 100T是一種高效綠色前處理劑。是由生物復(fù)合酶和螯合分散劑結(jié)合而成的陰離子型粉末狀固體，易溶于50～60℃水中，1%水溶液的pH值為11～12 。前處理時，原則上只需使用清棉師Scolase 100T和雙氧水，便可完成織物的退煮漂三合一連續(xù)式前處理加工，從而簡化了工藝流程，提高了生產(chǎn)效率和織物半成品質(zhì)量。該前處理工藝的作用機(jī)理是：90～100℃時，Scolase 100T使果膠、棉籽殼、蛋白質(zhì)迅速降解，并在雙氧水的協(xié)同作用下溶解于熱水。Scolase 100T連續(xù)式前處理工藝為：

　　化料→進(jìn)布浸軋→汽蒸→熱水洗（三道）→冷水洗→烘干

　　（5）煮練酶SKD系列：煮練酶SKD系列亦屬基因改性生物復(fù)合酶制劑，利用酶的專一性和高效性，準(zhǔn)確而徹底地分解纖維素共生物。煮練酶SKD系列產(chǎn)品可適用不同類型紡織品的前處理，棉機(jī)織物、亞麻織物、亞麻／棉和棉／毛織物、全棉毛巾織物、棉／彩棉散纖維前處理以及苧麻脫膠工藝。使用煮練酶SKD系列產(chǎn)品可有效去除纖維素共生物及其他雜質(zhì)，有利于后道染整加工，對纖維損傷少。

　　（6）半纖維素酶和木質(zhì)素酶：天然的纖維素纖維中均含有半纖維素和木質(zhì)素，尤其是麻類纖維含量較高，半纖維素和木質(zhì)素極度影響纖維的可紡性能，通過半纖維素酶和木質(zhì)素酶處理，可以大部分清除半纖維素和木質(zhì)素，但半纖維素酶和木質(zhì)素酶還沒有在紡織工藝中單獨使用，主要是和其他酶制劑，如果膠酶、纖維素酶等配合進(jìn)行纖維素處理。

　　2）.精練工藝

　　目前酶精練常常使用的是間歇式設(shè)備，如J-型箱、噴射染色機(jī)等，存在問題是效率太低。因而有待于開發(fā)適合于生物精練的連續(xù)式設(shè)備和工藝。

　　　(1)酶連續(xù)精練的基本工藝流程：

　　織物浸軋溫水→浸軋生物酶液（兩浸兩軋）→履帶箱汽蒸（45min,70～75℃）→去堿箱中熱水洗(80～85℃)→水洗槽熱水洗(80～85℃)→水洗槽溫水洗(60～65℃)→水洗槽常溫水洗→烘筒烘干→落布

　　(2)生產(chǎn)操作要求：

　　①在織物浸軋酶液時，需注意浸軋槽酶液的溫度穩(wěn)定性和織物帶液量的連續(xù)均勻性，保證織物浸軋時，軋輥壓力左中右均勻一致，且使其吸收酶液充分，并保證浸軋槽酶液高度保持穩(wěn)定。配制工作液時注意化料方法，酶液pH值，溫度，以防酶失活。

　　②履帶箱汽蒸時，需注意用直接蒸汽或間接蒸汽升溫和保溫時的連續(xù)穩(wěn)定性，保證汽蒸時間時間充足，避免履帶箱內(nèi)由于操作不當(dāng)造成絞布和氣壓過高使織物泛黃，影響產(chǎn)品質(zhì)量

　　③加強(qiáng)水洗效果，保持水洗槽噴淋常開，并且不斷更換槽內(nèi)沖洗下來含雜質(zhì)的水。織物落布保證布面干燥且不燙手，加強(qiáng)布面毛效檢測頻率和質(zhì)量，提高毛效檢測水平和方法，以保證織物潤濕效果的一致性，如有毛效質(zhì)量不合格的產(chǎn)品需再次返工回練，以便后道工序的正常運作。

　　(3)日本研發(fā)的連續(xù)式酶精練設(shè)備如圖所示。

　　

　　生物酶精練運用于染整加工的前處理工序，越來越受到大多數(shù)紡織印染企業(yè)的重視。在精練中，使用單一酶很難達(dá)到理想的精練效果，還有待于加強(qiáng)各種生物酶精練劑的復(fù)配，以更好的發(fā)揮生物酶精練的各種優(yōu)點，使工藝操作更加適用和高效。同時，酶精練中加入非離子表面活性劑有利于降低棉織物的表面張力，幫助酶向棉織物的微隙和裂縫中滲透，大大提高油蠟物質(zhì)的去除；攪拌及使用混合酶可以提高精練效果，提高棉織物的潤濕性能。

　　復(fù)合酶的應(yīng)用是一項新技術(shù)，在洗毛時采用包含脂肪酶、蛋白酶等的復(fù)合酶配置洗滌劑使用，可同時洗去多種雜質(zhì)，如羊脂、羊汗、蛋白質(zhì)屑等，不僅能提高洗滌效果，還可增加原毛的手感和白度。

　　3.生物化學(xué)復(fù)合精練

　　一般是生物酶精練后再氧漂，由于酶作用的溫和性以及專一性，對棉纖維上的雜質(zhì)的可及性和攻擊性不如高溫強(qiáng)堿處理，使織物的潤濕性仍不高。有研究用新的生物酶前處理工藝，即在酶處理前，織物先進(jìn)行氧化漂白處理，使棉纖維表面受到一定程度的破壞，再用生物酶精練，提高了酶的可及性，織物的潤濕性能有很大程度的提高，甚至超過傳統(tǒng)的堿前處理效果。因此，純棉織物生物酶前處理的工藝流程可采用：

　　織物熱水預(yù)處理→氧漂→水洗→酶精練→水洗→干燥

　　4.生物酶在其他前處理工藝中的應(yīng)用

　　果膠酶可以用作麻纖維的浸漬脫膠等。生物酶也可以用作織物的絲光——“生物拋光”，即用纖維素酶對棉織物在無張力狀態(tài)下處理，產(chǎn)品不僅與堿絲光效果相近，還賦予柔軟性新特點。

　　脂肪酶是分解天然油脂的酶，在紡織加工中主要用于絹紡原料脫脂處理。同時，脂肪酶在羊毛水洗時是較好的助洗劑，能去除羊毛附生雜質(zhì)、脂蠟，是羊毛獲得可紡性；對滌綸進(jìn)行處理，可改善滌綸表面的親水性。

　　羊毛炭化：可以用氧化酶取代硫酸用于羊毛的炭化工藝中。炭化屬于比較劇烈的工藝方法，目的是分解沾在羊毛上的植物纖維和雜質(zhì)，但它也會引起羊毛的損傷和降低染料的親和力。用酶可以使羊毛上玷污的植物去除，采用的酶有氧化酶、水解酶或果膠酶。

　　（三） 超聲波前處理技術(shù)

　　近代物理技術(shù)如：等離子體技術(shù)、離子濺射技術(shù)、微波技術(shù)、電子束技術(shù)、輻射技術(shù)及激光技術(shù)、電磁場技術(shù)等也滲入到了染整加工的各個方面，其中超聲波技術(shù)以其方便、迅速、有效、安全而尤為引人注目，超聲波技術(shù)在紡織上的應(yīng)用也越來越受到重視。

　　1、概述

　　　1）.超聲波及作用

　　通常把頻率為2×104 ～2×109 Hz的聲波叫做超聲波。超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍的聲波，它既是一種波動形式，又是一種能量形式。超聲波彈性振動具有分散、脫氣及擴(kuò)散功能。

　　前處理其目的是從纖維中除去天然和外來的雜質(zhì)，超聲波的使用會提高處理速度。在液體介質(zhì)中超聲波的振動可以粉碎前處理液中的雜質(zhì)粒子，增加洗滌劑的表面活性，改善乳化液和膠體溶液的穩(wěn)定性。在紡織品的退漿、精練、漂白和水洗等前處理加工中，應(yīng)用超聲波設(shè)備可提高化學(xué)藥劑的擴(kuò)散速度，活化和加快反應(yīng)進(jìn)行，有利于去除纖維上的雜質(zhì)，縮短前處理加工時間，降低環(huán)境污染，同時能保持并提高產(chǎn)品的質(zhì)量。

　　2）.作用原理

　　在超聲波傳播時，彈性介質(zhì)中的粒子產(chǎn)生擺動并沿傳播方向傳遞能量，從而產(chǎn)生機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)和聲空化。聲空化是液體中氣泡在聲場作用下所發(fā)生的一系列動力學(xué)過程，是超聲波機(jī)械效應(yīng)的一種特殊現(xiàn)象。

　　液體聲空化的過程是集中聲場能量并迅速釋放的過程。當(dāng)聲波負(fù)壓半周期的聲壓幅值超過液體內(nèi)部靜壓強(qiáng)時，存在于液體中的被稱為空化核的微小氣泡就會迅速增大，形成直徑可達(dá)500um的氣泡；而在相繼而來的聲壓正壓相中氣泡又被突然絕熱壓縮，直到“崩潰”或“爆炸”。崩潰瞬間，發(fā)生一個極短暫的強(qiáng)壓力脈動，在氣泡及其周圍微小空間內(nèi)出現(xiàn)“熱點”，形成高溫高壓區(qū)，溫度可達(dá)1900～5200K，壓力超過5.05×104 kPa，溫度的時間變化率可達(dá)109K／s，并伴有強(qiáng)大的沖擊波和時速達(dá)400km的射流以及放電發(fā)光瞬間過程，這些條件足以打開結(jié)合力強(qiáng)的化學(xué)鍵，并且促進(jìn)“水相快速” 反應(yīng)，為促進(jìn)和啟通化學(xué)反應(yīng)造成極端的物理環(huán)境。

　　　2、超聲波技術(shù)在精練工藝中的應(yīng)用

　　超聲波在煮練中的作用主要源于空化作用引起的分散、乳化、洗滌以及解聚等作用。超聲空化作用使粘附在纖維上的污物表面張力降低。因此在各個表面上和低凹處起著清潔作用，同時空化作用使污物和油垢得以乳化，有助于清潔油垢和污物。

　　　1）.棉精練

　　超聲波對果膠酶的精練也具有促進(jìn)作用。在果膠酶煮練棉坯布的過程中，應(yīng)用超聲波后，酸性和堿性果膠酶的性能有顯著提高，煮練后織物吸濕性、白度比未用超聲波的均有提高，其原因可能在于超聲波、酶分子和液體媒質(zhì)相互之間的多種物理和化學(xué)的作用。作用特點是：

　　（1）超聲波增加果膠酶分子通過液體界面層向纖維表面的擴(kuò)散速度；界面層果膠酶的擴(kuò)散速度是關(guān)鍵因素，它制約了整個反應(yīng)的速率。

　　（2）超聲波可以加速除去反應(yīng)區(qū)域內(nèi)雜質(zhì)的水解產(chǎn)物，提高反應(yīng)速率。

　　（3）超聲波有利于果膠酶分子進(jìn)入纖維內(nèi)部，從而使纖維素纖維的酶處理更加均勻。

　　（4）超聲波除去纖維毛細(xì)管和纖維交叉處溶解和包在液體中的空氣，而且在堿性果膠酶煮練時超聲波可以明顯減少廢水的排放，降低能耗以及生產(chǎn)的總成本。并且超聲波在酸性或堿性果膠酶處理織物時可以提高化學(xué)處理的速率。

　　　2）.麻精練

　　超聲波對原麻中膠質(zhì)成分的分散有促進(jìn)作用，且隨頻率、功率不同影響效果不同，這種作用使麻的膠質(zhì)與纖維分開，再利用超聲解聚作用將膠質(zhì)去除。超聲波脫膠比用酸處理效果好，且作用時間短，可采用流水線處理工藝。

　　　3）.絲精練

　　超聲波還可加速絲膠溶解。絹紡原料精練中，超聲波的除油、除膠效果明顯比常規(guī)處理好，尤其對含油量較高的原料，其處理效果更好，不僅不用進(jìn)腐化缸，且不用高溫、高pH值和長時間，在除膠保油的同時，對纖維損傷小，可根據(jù)不同的要求，保住不同程度的膠質(zhì)，且通過超聲波處理過的原料白度高，纖維松散，易于蠶蛹分離。

　　3、超聲波技術(shù)在漂白中的應(yīng)用

　　超聲波的空化作用可以使試劑與纖維充分接觸，一方面超聲波作用于纖維使纖維內(nèi)部的比表面積加大，從而增大了纖維吸附化學(xué)試劑的比表面，提高反應(yīng)速率；另一方面超聲波的空化作用有助于破壞發(fā)色體系，從而起到消色的作用。

　　用過氧化氫在冷漂、沸漂和超聲波法處理棉和亞麻紗的過程中，隨所用的方法不同，亞麻對過氧化氫的消耗也不同。其中，煮沸漂對過氧化氫的消耗比冷漂及超聲波處理都高，幾乎為它們的2倍。超聲波處理的溫度（45℃）與煮沸漂（100℃）相比顯著地降低。這種現(xiàn)象是由于超聲機(jī)械及空化作用、大量的振動能傳入液體內(nèi)并產(chǎn)生一些熱量，提高了分子動能和碰撞沖量，使反應(yīng)液與纖維充分接觸，從而加速了反應(yīng)速度，降低了反應(yīng)條件，漂白時間縮短，漂白后織物的強(qiáng)力介于過氧化氫冷漂和沸煮漂之間，處理后纖維的白度也優(yōu)于傳統(tǒng)的漂白方法，柔軟性有顯著的提高。

　　在超聲波環(huán)境下用雙氧水漂白棉織物，織物處理1h的雙氧水消耗比用冷漂（16 h）的高，但與煮沸法（2.5 h）相近，總效果顯著地比冷漂好，與常規(guī)法相似。但超聲波處理無須額外的能量，時間短，處理的織物吸水性與常規(guī)法一樣好。同時，用超聲波處理后的漂白棉織物有利于提高直接染料、活性染料的上染率，有利于活性染料染色時纖維—染料共價鍵的形成和穩(wěn)定。

　　4、超聲波技術(shù)對羊毛的作用

　　與傳統(tǒng)精練法相比，在中性或很弱的堿性浴中，使用超聲波精練羊毛纖維，纖維損傷程度降低，操作速度也有所提高。利用超聲波洗毛可以降低洗毛溫度，縮短時間，降低凈洗劑用量。且在一定條件下，不用凈洗劑或溫度低于羊毛脂熔點仍可達(dá)到洗凈毛質(zhì)量要求，所得洗凈毛的蓬松性好，羊毛纖維之間不發(fā)生糾纏，白度高，洗凈毛中幾乎無細(xì)小雜質(zhì)。超聲作用后，羊毛鱗片變光滑、尖部變鈍，降低了羊毛纖維之間摩擦效應(yīng)，而且作用時間越長鱗片摩擦效應(yīng)越小，從而改善羊毛纖維的氈縮性。由于超聲波對羊毛纖維的刻蝕作用，羊毛纖維細(xì)度更趨集中，長時間作用會使羊毛纖維直徑明顯變小，斷裂伸長增加，但對羊毛纖維強(qiáng)力無明顯損傷。

　　5、超聲波技術(shù)在前處理中的應(yīng)用前景與發(fā)展

　　超聲波輻射可以在較低的溫度下進(jìn)行，反應(yīng)溫和，有利于生產(chǎn)，高能超聲波可以加快紡織濕加工速度，該技術(shù)完全可以應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)，解決傳統(tǒng)染整技術(shù)不能解決的問題，替代某些傳統(tǒng)化學(xué)加工，解決環(huán)境污染問題，并開發(fā)新品種和高質(zhì)量的產(chǎn)品。因此超聲波在紡織品前處理中的應(yīng)用確實能起到明顯的效果。對于紡織品加工來說，前處理占據(jù)著舉足輕重的地位，對于其后的染色、后整理等工序有著重要的影響。

　　雖然超聲波可用于多種紡織品染整加工工藝，在染整加工中的使用顯示出許多優(yōu)點，但也存在不少問題，如加工成本、超聲波的方向性、噪聲等。而且由于超聲波設(shè)備的昂貴費用，限制工業(yè)大生產(chǎn)的應(yīng)用。但隨科技的發(fā)展、工藝技術(shù)的進(jìn)步和超聲波設(shè)備在其他工業(yè)領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，高性能超聲波設(shè)備的價格有望降低，超聲波技術(shù)在染整加工中的應(yīng)用將會越來越廣泛，使超聲波技術(shù)逐步走向?qū)嶋H應(yīng)用。總之，從解決環(huán)境污染、降低能源消耗、開發(fā)新型高質(zhì)量的產(chǎn)品等角度來考慮，超聲波在紡織品的前處理中以其獨有的特色引起更多的科研工作者的關(guān)注。

　　（四）、絲光

　　　1.松堆絲光

　　絲光對棉織物起著很重要的作用，目前一般采用緊式張力絲光，但絲光用堿濃度高，去堿用水量大，排放的廢水含堿量過高，回收負(fù)擔(dān)又過重。采用松堆絲光新工藝使堿濃度降為傳統(tǒng)工藝的1／3 。每100 m布節(jié)約燒堿19 kg，而得色率還可提高5﹪～10﹪，節(jié)省用汽，減少廢堿的排放。

　　國內(nèi)有用液氨處理的經(jīng)驗并能產(chǎn)生特殊效果，如棉織物用液氨處理代替燒堿絲光，處理后織物具有優(yōu)異的防皺和尺寸穩(wěn)定的效果，已受企業(yè)的關(guān)注。雖然液氨比堿絲光的成本稍高一些，但由于采用的密閉回收系統(tǒng)，所以能夠很好的防止環(huán)境污染，今后有望成為一種重要的絲光前處理加工。

　　國外有用尿素絲光的報道，這樣排放的廢水就是液體化肥。總之，尿素或液氨絲光分解的氨，氮氧化物可回收作為肥料，有待于進(jìn)一步開發(fā)和工業(yè)化研究。

　　2.羊毛無氯絲光

　　環(huán)保型羊毛無氯絲光、防縮技術(shù)很重要，現(xiàn)已用于生產(chǎn)實踐的無氯絲光法主要是高錳酸鉀法和蛋白酶法。高錳酸鉀的氧化能力很強(qiáng)，對鱗片層有一定的去除能力。但極其容易造成羊毛的損傷，并且會產(chǎn)生二氧化錳在羊毛上形成褐色沉積物，必須用還原藥劑去除，還原洗滌必須徹底，否則殘存在纖維內(nèi)部的正二價錳離子會被空氣中的氧氣再度氧化產(chǎn)生二氧化錳沉淀。這種方法成本比較大，并且不容易控制。

　　　（五）、 堿減量

　　滌綸織物的前處理采用苛性鈉溶液減量加工，以改善織物風(fēng)格，但由于存在堿廢液的問題，而且滌綸堿減量廢水中含對苯二甲酸、乙二醇、堿等，生物降解性差、產(chǎn)生環(huán)境污染。可以采用液堿代替固體堿，提高堿液的品質(zhì)；采用連續(xù)式堿減量設(shè)備代替間歇式堿減量機(jī)械；選用高效促進(jìn)劑，減少燒堿的用量；采用堿減量液自動測定及自動補(bǔ)加技術(shù)；滌綸織物堿減量工藝中的燒堿經(jīng)過濾后再回用等清潔生產(chǎn)方式。

　　三，紡織品前處理技術(shù)的發(fā)展與趨勢

　　紡織品前處理的發(fā)展今后將集中在新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用上：新纖維及新品種的加工工藝，無水加工技術(shù)和生化技術(shù)的擴(kuò)大應(yīng)用；提高節(jié)能和循環(huán)經(jīng)濟(jì)效益：減少染料、助劑及水的消耗，采用短流程前處理工藝、濕布加工工藝，減少耗水、耗能和其他天然資源的消耗；在環(huán)保及生態(tài)方面：減少對環(huán)境的污染，清潔生產(chǎn)符合生態(tài)要求和可降解產(chǎn)品綠色工藝的開發(fā)，多采用可再循環(huán)利用的能源、原料和物料。

　　在針織物的前處理中，實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)是針織物前處理的發(fā)展趨向，同時亦可將不同的工藝連貫起來。例如，絲光與漂白可聯(lián)合起來等。

　　無水加工技術(shù)亦可能應(yīng)用于紡織品的前處理方面，使用超臨界二氧化碳流體代替水，完全沒有污水排除。目前，較有機(jī)會普及應(yīng)用于前處理上的無水加工技術(shù)是等離子處理技術(shù)，尤其輝光放電類的等離子處理，可改變纖維表面的形態(tài)。有研究報告指出：在羊毛的加工中，等離子體處理能有效地替代氯化處理，并減少了幾步工序。織物處理后的毛效高，尤其適合提供印花使用。

　　隨著適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)要求的新型染整技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，必然要有適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)要求的新型高性能助劑來保證。主要集中在“一低﹑二高﹑一多”助劑的研發(fā)，即：低溫型助劑；高效能型助劑；高專用型助劑；多功能型助劑。低溫型助劑如：雙氧水低溫漂白活化劑，低溫練漂劑，低溫去油劑等等，高專用型助劑如：新型生物酶助劑果膠酶等。

　　就我國目前印染行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來說，實現(xiàn)低碳﹑環(huán)保﹑節(jié)能﹑減排，是一項非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，作為每一位印染行的研究人員，任重而道遠(yuǎn)。我堅信：在我們行業(yè)人士的共同努力下，中國印染行業(yè)的發(fā)展前景一定是美好的。

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