發(fā)布時(shí)間：2015-12-23 點(diǎn)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(lái)越受到行業(yè)人士的關(guān)注。在新材料開(kāi)發(fā)，新型染料、助劑的應(yīng)用，節(jié)能環(huán)保設(shè)備的開(kāi)發(fā)利用等方面都取得了可喜的發(fā)展。

　　對(duì)染整產(chǎn)品生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，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(duì)前處理工藝的研究無(wú)疑是至關(guān)重要的。如何才能實(shí)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(lái)認(rèn)識(shí)前處理工藝的特點(diǎn)。

　　一，染整前處理工序的特點(diǎn)及存在的主要問(wèn)題：

　　前處理工序一般流程長(zhǎng)、處理?xiàng)l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(shí)間長(zhǎng)、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(guò)程主要的污染源有以下幾個(gè)方面：

　　(1)在精練中所用的酸堿會(huì)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(lái)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(huì)提高BOD值.

　　(4)廢水的COD高主要來(lái)自PVA等化學(xué)漿料。

　　⑸滲透劑,精煉劑的添加對(duì)環(huán)境保護(hù)的影響.

　　⑹不同加工方式對(duì)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(duì)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(kāi)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(shí)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(wèn)題，有效地實(shí)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(wú)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(dòng)力，減少?gòu)U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(bào)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(shí)無(wú)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(chǔ)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(jì)量進(jìn)料系統(tǒng)及蒸箱。

　　短流程前處理工藝的操作重點(diǎn)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(duì)實(shí)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(huì)逐漸普及，Benninger公司的Ben-Dimensa 2000,是專為濕布絲光設(shè)計(jì)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(lái)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(shí)間，應(yīng)提倡高溫前處理工藝，如在溫度105 ～130℃的煮漂，但是，對(duì)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(guó)和意大利開(kāi)發(fā)了一種引人關(guān)注的工藝，該方法是將坯布粘附在開(kāi)孔輥上，經(jīng)噴水，由凹凸的轉(zhuǎn)子引起水流波動(dòng)來(lái)提高凈洗效果。另一正在普及的方法是，對(duì)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(kāi)發(fā)的ROTOWA　NV-４１型設(shè)備，世界各地已有５０臺(tái)以上的該機(jī)器在運(yùn)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(shí)，提高水洗效率便可將水洗過(guò)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(guò)一連串的水洗槽與布料逆流沖洗，由于布料移動(dòng)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(guò)去的溢流式水洗。

　　國(guó)際上一些大的紡織機(jī)械公司，開(kāi)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(shí)節(jié)約19.2㎡的天然氣，按每天工作20ｈ、每年251個(gè)工作日計(jì)算，每年可以節(jié)約20萬(wàn)元。還有公司設(shè)計(jì)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(guó)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(wú)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(yáng)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(kāi)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(guò)氧化氫的漂白中。主要有淀粉酶、蛋白酶、果膠酶和過(guò)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(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)。如用淀粉酶代替堿去除坯布中的淀粉漿料，退漿時(shí)，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(wú)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(shì)，酶退漿具有不會(huì)造成纖維損傷，退漿率高，環(huán)境負(fù)荷小等優(yōu)點(diǎn)。

　　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(lái)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(shí)即失活，高溫型酶當(dāng)溫度達(dá)到100℃時(shí)仍很穩(wěn)定，95℃時(shí)的活力是60℃（pH值為6.0和8.0）的4倍。近年來(lái)的發(fā)展方向是用過(guò)基因重組技術(shù)，開(kāi)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(guó)內(nèi)外應(yīng)用較多，并在不斷擴(kuò)大。國(guó)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(lái)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(shí)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(duì)淀粉和改性淀粉漿料有作用。實(shí)際應(yīng)用時(shí)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(guò)基因改性成為高性能酶制劑；通過(guò)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(bào)道，日本在研究開(kāi)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(rùn)滑劑，使?jié){料的潤(rùn)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(rùn)滑劑時(shí)，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(diǎn)是由于添加了潤(rùn)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(jì)，印染廢水的70%來(lái)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(guò)高，產(chǎn)生較大的收縮，對(duì)后續(xù)加工的質(zhì)量帶來(lái)很大的影響。

　　近年來(lái)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(shì)，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(shí)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(shí)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(guò)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(lái)，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(zhǎng)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(lái)源不同，性能各有差異，其中分解纖維素作用較強(qiáng)的來(lái)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(dú)使用時(shí)能改善織物潤(rùn)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(dòng)，則可以使酶失活。可能是因?yàn)樯锩傅娜S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(shí)，會(huì)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(shí)，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(guò)在精練時(shí)，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(duì)酶精練也有輔助功效，有實(shí)驗(yàn)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(shí)，可以適當(dāng)?shù)脑黾悠浠钚裕?yáng)離子表面活性劑通常起著抑制劑的作用。

　　纖維素處理時(shí)，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(diǎn)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(guò)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(guò)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(rùn)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(huì)提高BioPrep對(duì)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(rùn)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?jiān)O(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(shí)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(shí)建議在30～40℃浸軋。具體工藝的pH值、溫度和處理時(shí)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(lái)。經(jīng)試驗(yàn)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(píng)價(jià)）和堿精練相同。由于PPase對(duì)纖維素不起作用，因此不會(huì)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(shí)，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(jiǎn)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(shí)，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(duì)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(guò)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(méi)有在紡織工藝中單獨(dú)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(wèn)題是效率太低。因而有待于開(kāi)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(shí)，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(shí)，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(shí)注意化料方法，酶液pH值，溫度，以防酶失活。

　　②履帶箱汽蒸時(shí)，需注意用直接蒸汽或間接蒸汽升溫和保溫時(shí)的連續(xù)穩(wěn)定性，保證汽蒸時(shí)間時(shí)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(guò)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(kāi)，并且不斷更換槽內(nèi)沖洗下來(lái)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(cè)頻率和質(zhì)量，提高毛效檢測(cè)水平和方法，以保證織物潤(rùn)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(yùn)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(yùn)用于染整加工的前處理工序，越來(lái)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(diǎn)，使工藝操作更加適用和高效。同時(shí)，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(rùn)濕性能。

　　復(fù)合酶的應(yīng)用是一項(xiàng)新技術(shù)，在洗毛時(shí)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(shí)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(duì)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(rùn)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(rùn)濕性能有很大程度的提高，甚至超過(guò)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(duì)棉織物在無(wú)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(diǎn)。

　　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(shí)，脂肪酶在羊毛水洗時(shí)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(duì)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(huì)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(chǎng)技術(shù)等也滲入到了染整加工的各個(gè)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(lái)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(tīng)覺(jué)范圍的聲波，它既是一種波動(dòng)形式，又是一種能量形式。超聲波彈性振動(dòng)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(lái)的雜質(zhì)，超聲波的使用會(huì)提高處理速度。在液體介質(zhì)中超聲波的振動(dòng)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(shí)間，降低環(huán)境污染，同時(shí)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(shí)，彈性介質(zhì)中的粒子產(chǎn)生擺動(dòng)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(chǎng)作用下所發(fā)生的一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)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(guò)程是集中聲場(chǎng)能量并迅速釋放的過(guò)程。當(dāng)聲波負(fù)壓半周期的聲壓幅值超過(guò)液體內(nèi)部靜壓強(qiáng)時(shí)，存在于液體中的被稱為空化核的微小氣泡就會(huì)迅速增大，形成直徑可達(dá)500um的氣泡；而在相繼而來(lái)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(gè)極短暫的強(qiáng)壓力脈動(dòng)，在氣泡及其周圍微小空間內(nèi)出現(xiàn)“熱點(diǎn)”，形成高溫高壓區(qū)，溫度可達(dá)1900～5200K，壓力超過(guò)5.05×104 kPa，溫度的時(shí)間變化率可達(dá)109K／s，并伴有強(qiáng)大的沖擊波和時(shí)速達(dá)400km的射流以及放電發(fā)光瞬間過(guò)程，這些條件足以打開(kāi)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(gè)表面上和低凹處起著清潔作用，同時(shí)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(duì)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(guò)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(diǎn)是：

　　（1）超聲波增加果膠酶分子通過(guò)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(gè)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(shí)超聲波可以明顯減少?gòu)U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(shí)可以提高化學(xué)處理的速率。

　　　2）.麻精練

　　超聲波對(duì)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(kāi)，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(shí)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(duì)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(zhǎng)時(shí)間，在除膠保油的同時(shí)，對(duì)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(guò)超聲波處理過(guò)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(guò)氧化氫在冷漂、沸漂和超聲波法處理棉和亞麻紗的過(guò)程中，隨所用的方法不同，亞麻對(duì)過(guò)氧化氫的消耗也不同。其中，煮沸漂對(duì)過(guò)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(dòng)能傳入液體內(nèi)并產(chǎn)生一些熱量，提高了分子動(dòng)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(shí)間縮短，漂白后織物的強(qiáng)力介于過(guò)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(wú)須額外的能量，時(shí)間短，處理的織物吸水性與常規(guī)法一樣好。同時(shí)，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(shí)纖維—染料共價(jià)鍵的形成和穩(wěn)定。

　　4、超聲波技術(shù)對(duì)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(shí)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(diǎn)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(wú)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(shí)間越長(zhǎng)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(duì)羊毛纖維的刻蝕作用，羊毛纖維細(xì)度更趨集中，長(zhǎng)時(shí)間作用會(huì)使羊毛纖維直徑明顯變小，斷裂伸長(zhǎng)增加，但對(duì)羊毛纖維強(qiáng)力無(wú)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(wèn)題，替代某些傳統(tǒng)化學(xué)加工，解決環(huán)境污染問(wèn)題，并開(kāi)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(shí)能起到明顯的效果。對(duì)于紡織品加工來(lái)說(shuō)，前處理占據(jù)著舉足輕重的地位，對(duì)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(diǎn)，但也存在不少問(wèn)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(fèi)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(jià)格有望降低，超聲波技術(shù)在染整加工中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)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(kāi)發(fā)新型高質(zhì)量的產(chǎn)品等角度來(lái)考慮，超聲波在紡織品的前處理中以其獨(dú)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(duì)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(guò)高，回收負(fù)擔(dān)又過(guò)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?gòu)U堿的排放。

　　國(guó)內(nèi)有用液氨處理的經(jīng)驗(yàn)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(guó)外有用尿素絲光的報(bào)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(kāi)發(fā)和工業(yè)化研究。

　　2.羊毛無(wú)氯絲光

　　環(huán)保型羊毛無(wú)氯絲光、防縮技術(shù)很重要，現(xiàn)已用于生產(chǎn)實(shí)踐的無(wú)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(duì)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(huì)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(jià)錳離子會(huì)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(wèn)題，而且滌綸堿減量廢水中含對(duì)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(dòng)測(cè)定及自動(dòng)補(bǔ)加技術(shù)；滌綸織物堿減量工藝中的燒堿經(jīng)過(guò)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(shì)

　　紡織品前處理的發(fā)展今后將集中在新技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用上：新纖維及新品種的加工工藝，無(wú)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(duì)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(kāi)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(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)是針織物前處理的發(fā)展趨向，同時(shí)亦可將不同的工藝連貫起來(lái)。例如，絲光與漂白可聯(lián)合起來(lái)等。

　　無(wú)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(méi)有污水排除。目前，較有機(jī)會(huì)普及應(yīng)用于前處理上的無(wú)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(bào)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(lái)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(guó)目前印染行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)低碳﹑環(huán)保﹑節(jié)能﹑減排，是一項(xiàng)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(jiān)信：在我們行業(yè)人士的共同努力下，中國(guó)印染行業(yè)的發(fā)展前景一定是美好的。

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