بیوتکنولوژی (زیست‌فناوری)، تلفیق روندهای زیست‌شناختی و فناوری است که پیشرفتهای سریع در نوآوری‌های آن طی سال‌های اخیر منجر به ایجاد راهحلهای مؤثر و کم‌هزینه در فرآیندهای نساجی شده است. تجربیات موجود، نشان‌دهنده مزایای کاربرد روش‌های بیولوژیک در صنعت نساجی بوده و امروزه گسترش بیوتکنولوژی در صنعت نساجی در کشورهای پیشرفته رو به افزایش است. در این مقاله، زمینه‌های مختلف کاربرد بیوتکنولوژی در صنعت نساجی به‌صورت کلی بررسی می‌شوند:
مقدمه:
۱- ابزارهای کنترل و شناسایی ۱-۱- پادتن‌های منوکلونال ۱-۲- ردیاب‌های DNA ۱-۳- زیستحسگرها ۲- کاربردهای بیوتکنولوژی در عملیات تکمیلی نساجی ۲-۱- حفاظت محیط‌زیست ۲-۲- اصلاح مواد خام و یا تولید مواد جدید ۳- فرآیندهای آنزیمی ۳-۱- کاربرد آنزیم‌ها در آماده‌سازی الیاف ۳-۲- کاربرد آنزیم‌ها در آماده‌سازی پارچه ۳-۳- کاربرد آنزیم‌ها در تکمیل کالای نساجی ۳-۴- مراقبت‌های بعدی منسوجات
مقدمه کاربرد بیوتکنولوژی در صنعت نساجی، از حدود ۱۰۰ سال قبل، با بکارگیری آنزیم‌های آمیلاز استخراج شده از مالت برای زدودن آهارهای نشاسته‌ای آغاز شد. امروزه با پیشرفت بیوتکنولوژی، راهحلهای کم‌هزینه و مؤثر فزاینده‌ای در فرآیندهای نساجی بوجود آمده است. با پیشرفتهای صنعت نساجی، کاهش هزینه در تولید انبوه ضروری به‌نظر می‌رسد. بیوتکنولوژی می‌تواند در هر مرحله از تولید و فرآیندهای تکمیلی آن، از مواد اولیه الیاف تا مرحله تصفیه پساب، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها شود. این فناوری، علاوه بر کاهش هزینه، با کاهش مضرات زیست‌محیطی ناشی از شوینده‌ها و مواد شیمیایی، منجر به ایجاد صنعت دوست‌دار محیط‌زیست می‌گردد. از طریق بیوتکنولوژی و استفاده از مواد جایگزین با آثار جانبی کمتر به جای مواد شیمیایی رایج در صنعت نساجی، نه تنها مشکل آلودگی زیست‌محیطی حل می‌شود، بلکه کیفیت و پایداری عملیات نیز بهتر می‌گردد. زمینه‌های کاربرد بیوتکنولوژی در صنعت نساجی بطور مختصر در جدول ۱ بیان شدهاند که در ادامه به تشریح هر یک از آنها پرداخته می‌شود. البته کاربردهای عملی امروزی عمدتاً شامل بکارگیری آنزیم‌ها به ویژه آمیلازها در آهارگیری، سلولازها در زیست‌پرداخت کالاهای سلولزی و سنگ‌شویی کالاهای‌جین، پروتئازها در عمل‌آوری پشم و ابریشم و بالاخره آنزیم‌ها در شوینده‌ها می‌باشد. دورنمای استفاده از بیوتکنولوژی در سایر زمینه‌ها نیز مورد توجه محققان بوده و در حال پیشرفت است.
آیا میدانستید مجله نساجی کهن تنها مجله تخصصی فرش ماشینی و نساجی ایران است؟ نسخه پی دی اف آخرین مجلات از اینجاقابل دریافت است.
۱- ابزارهای کنترل و شناسایی روش‌های آنالیزی و کنترلی، جنبه‌های غیرمتداول کاربرد بیوتکنولوژی در نساجی هستند که امید می‌رود با پیشرفتهای در حال انجام، به سوی بکارگیری متداول و عمومی سوق یابند. ۱-۱- پادتن‌های منوکلونال (Monoclonal Antibodies)
این مواد دارای مولکول‌های پروتئینی با قابلیت فوق‌العاده برای شناسایی مواد (حتی در غلظت‌های خیلی کم) هستند که در داروسازی، پزشکی و اخیراً برای علامت‌دار کردن بکار می‌روند. این مواد به مولکول‌های موردنظر متصل شده و جهت شناسایی، رنگ قابل رویت ایجاد می‌کنند. این مواد در نساجی جهت علامت‌دارکردن جین‌های مارک‌دار بکار برده می‌شوند. ۱-۲- ردیاب‌های DNA آزمون‌های دی‌ان‌آ که به انگشت‌نگاری ژنتیکی در انسان‌ها شبیه است، یک فناوری حاصل از تحقیقات مهندسی ژنتیک می‌باشد. این تکنیک برای شناسایی الیاف گران‌بها مثل کشمیر از پشم و سایر الیاف مویی بز بکار می‌رود. اکنون ردیاب‌های مشابهی برای شناسایی پنبه و سایر الیاف گیاهی شناخته شدهاند.
۱-۳- زیستحسگرها (Biosensors) زیستحسگرها یکی دیگر از ابزارهای کنترل در سیستم‌های بیولوژیکی، هستند. این حس‌گرها، شناساگرهای سریع و مؤثر آلودگی می‌باشند که می‌توانند راهحلهای کم هزینه و سریع برای فرآیندهای شناسایی و کنترل (بر خلاف نتایج آزمایشگاهی پرهزینه و کُند) فراهم کنند. در این زمینه، روی قارچ‌هایی که قادر به جذب یونهای فلزی سنگین مثل سرب، مس و کادمیم هستند کار شده است که از تغییر در هدایت و خواص دی‌الکتریک قارچ‌ها استفاده شده است؛ استفاده از آنها ارزان بوده و در مقیاس بزرگتر برای تصفیه فاضلاب‌های حاوی این مواد استفاده می‌شوند. کاربردهای دیگر آنها برای تولید صافی‌ها و پوشش‌های محافظ در نساجی است.
۲- کاربردهای بیوتکنولوژی در عملیات تکمیلی نساجی مهمترین کاربردهای بیوتکنولوژی در این زمینه شامل اصلاح مواد خام و تولید مواد جدید، فرآیندهای آنزیمی و بهبود حفاظت محیط‌زیست می‌باشد که در ادامه به تشریح موارد کاربردی هر یک از آنها پرداخته می‌شود: ۲-۱- حفاظت محیط‌زیست چندین سال است که فرآیندهای طبیعی میکروبی برای بازیابی پسماندها و تصفیه پساب‌ها در صنعت نساجی استفاده شده است. نه‌تنها برطرف‌کردن رنگ از پساب رنگ‌زاها و جابجایی ضایعات سمی شامل PCPها و حشره‌کش‌ها و فلزات سنگین با روش سنتی یا تصفیه شیمیایی مشکل است، بلکه روش‌های فوق سبب سمی‌شدن سیستم‌های بکار رفته برای تصفیه آنها می‌شوند. ۲-۱-۱- رنگ‌زدایی تصفیه رنگ‌های راکتیو (reactive) با روش‌های متداول دشوار است؛ زیرا آنها جذب جرم‌های فاضلاب می‌شوند. اخیراً راه‌حلی برای این مشکل پیدا شده است که شامل حمله مستقیم میکروبی به پیوندهای آزوری رنگ‌زاهای آلی است که منجر به تخریب کامل و حل آنها می‌شود. روش‌های دیگری از قبیل استفاده از مواد فعال بیولوژیک نظیر chitin برای جذب رنگ معرفی شده است. در بعضی کشورها، محققین از منابع ارزان و قابل دسترس محلی توده زیستی (biomass) نظیر خمیر کاه و حتی باقی‌مانده‌های حاصل از راکتورهای biogas استفاده کرده‌اند.
۲-۱-۲- برطرف کردن مواد سمی و فلزات (Metal and Toxin Removal)
قارچ‌هایی برای جذب فلزات سنگین از پساب‌ها بکار می‌روند که عملکرد آنها مشابه قارچ تولیدکننده لیگنیناز تخریب‌کننده چوب است. این قارچ‌ها در صنعت خمیر چوب و کاغذ برای از بین بردن پیوندهای لیگنین کلرینه بکار می‌روند. همچنین بر روی بی‌فنیل‌ها، هیدروکربن‌های آروماتیک و ترکیبات کلرینه شده نظیر PCP و DDT مؤثر هستند. قارچ‌های دیگری برای برطرف کردن مواد خیلی سمی از پساب‌های دباغ‌خانه‌ها استفاده شدهاند. روشی نو برای ایجاد تخریب هوازی در مرداب‌های آلوده و جلوگیری از گسترش بوهای نامطلوب و فرایندهای غیرهوازی ناخوشایند در آلمان بوجود آمده است. این کشف بر اساس حصیر تک‌فیلامنت پلی‌استر تریکوبافی شده توسط شرکت هوخست برای حفظ از ریزسازواره‌ها به ثبت رسیده است. حصیر در برابر فشار، پایدار و مقاوم بوده و ساختمان مشبک لجن غیرهوازی ایجاد شده در ته مرداب را خنثی می‌کند.
۲-۲- اصلاح مواد خام و یا تولید مواد جدید مهندسی ژنتیک برای اصلاح فاکتورهای رشد و خواص الیاف طبیعی، تولید الیاف جدید و یا مواد دیگر قابل استفاده در فرآیندهای نساجی بکار گرفته شده است که در زیر به برخی از آنها اشاره می‌شود:
۲-۲-۱- اصلاح ارگانیزم‌های تولید الف) اصلاح پنبه تحقیقات مهندسی ژنتیک روی گیاه پنبه در زمینه‌های زیر صورت می‌گیرد: ۱- بالا بردن مقاومت در برابر حشرات، بیماری‌ها و سموم علف‌کش
۲- اصلاح خواص و کارآیی لیف کاربرد حشره‌کش‌های زیستی به جای حشره‌کش‌های سنتزی و یا تولید پنبه تراریخته مقاوم به حشرات و بیماری‌ها توسط روش‌های مهندسی ژنتیک سبب کاهش مقدار آلودگی‌های شیمیایی حاصل از شستشوی نخ‌ها و پارچه‌های پنبه‌ای، طی عملیات پخت و سفیدگری می‌شود. دستکاری ژن‌های مسئول تشکیل لیف نیز می‌تواند موجب بهبود خواص آن شود. مهندسی ژنتیک قادر به تولید الیاف رنگی پنبه برای مثال پنبه آبی با رنگ عمیق برای تولید جین می‌باشد. حتی احتمال بدست آوردن پلی‌استرهای طبیعی بصورت پلی‌هیدروکسی بوتیرات (PHB) برای رشد در داخل کانال توخالی مرکزی لیف پنبه، امیدبخش بوده است. بنابراین تولید همزمان پنبه و پلی‌استر طبیعی امکان‌پذیر می‌باشد.
ب) اصلاح پشم تحقیقات در مورد گوسفند و بز با هدف فراهم کردن روش‌های تغذیه مناسب، مقاومت در برابر آفت، الیاف ظریفتر و نرمتر و حتی روشی برای چیدن بیولوژیکی پشم انجام شده است. با تزریق پروتئین ویژه‌ای، رشد مو قطع می‌شود و بعد از ۴ تا ۶ هفته، شکست طبیعی در پایه لیف پشم گوسفند ظاهر می‌شود که باعث جداشدن لیف از گوسفند می‌گردد و این روش باعث افزایش تولید پشم می‌شود. این فناوری هنوز در مرحله آزمایش است و نیاز به تحقیقات بیشتری دارد. تحقیقات روی تولید پشم ظریفتر از گوسفندهای مختلف که بتواند مثل کشمیر و موهر و ویکونا موفق باشد، متمرکز شده است. ج) اصلاح کرم ابریشم در این زمینه، تحقیقات در چین و سایر کشورها در رابطه با وابستگی زندگی کرم ابریشم به درخت توت، افزایش مقاومت به ویروس و بهبود استحکام و ظرافت ابریشم انجام می‌گیرد. ۲-۲-۲- تولید الیاف جدید چند نوع از منابع تولید الیاف جدید به شرح زیر وجود دارند:
بیوپلیمرها: راه‌های مختلفی برای تولید بیوپلیمرها وجود دارد. شرکت زنکا (Zeneca) با استفاده از تخمیر باکتریایی شکر، یک پلی‌استر طبیعی (PHB) تولید نموده و بنام تجارتی Biopol نامگذاری کرده است. این پلیمر تحت شرایط معمولی، پایدار بوده، اما در هر محیط میکروبی بطور کامل تخریب می‌شود. Biopol برای کاربردهای نساجی گران‌قیمت است. اما برای استفاده در پزشکی به‌عنوان نخ بخیه بکار برده شده و سازگار با محیط‌زیست می‌باشد. بیوپلیمرهای دیگر شامل پلی‌استات‌ها و پلی‌کاپرولاکتان‌ها، برای کاربردهای پزشکی استفاده می‌شوند.
سلولز باکتریایی: شرکت‌های ژاپنی، کاغذهای ویژه و منسوجات بی‌بافت را تولید کرده‌اند که از الیاف سلولزی تولید شده بوسیله باکتری‌ها تشکیل شدهاند. این مواد، ظریف و کشسان هستند و برای دیافراگم هدفون‌های استریو بکار می‌روند. در فیلترهای مخصوص، جاذب‌های بو و مخلوط‌های مقاوم به آرامایدها نیز قابل استفاده می‌باشند.
الیاف پروتئینی: از طریق اصلاح ژنتیکی، ریزسازواره‌هایی به‌دست آمده‌اند که با راندمان زیاد قادر به تولید محصول جدید مورد استفاده در نساجی می‌باشند. برای مثال، تحقیق در مورد انتقال دی‌ان‌آ از عنکبوت به باکتری به منظور تولید پروتئین‌هایی با استحکام و کشسانی تار عنکبوت برای استفاده در جلیقه‌های ضدگلوله ابتدا در انگلیس و سپس در آمریکا انجام شده است. ۲-۲-۳- رنگ‌زاها و مواد واسطه سنتز باکتریایی اندیگو (همانند پیگمنت‌های قارچی) برای استفاده در صنعت نساجی یکی از مثال‌های مواد رنگ‌زا می‌باشد. تحقیقات نشان داده است که میکروقارچ‌ها قادر هستند بیش از ۳۰ درصد بیوماس (biomass) خود را به پیگمنت (ماده‌رنگی) تبدیل کنند. ۳- فرآیندهای آنزیمی آنزیم‌ها درگیاهان، حیوانات و ریزسازواره‌ها نقش بسیار مهمی در سلول ایفا می‌کنند و واکنش‌های خاصی را روی یک سوبسترای ویژه انجام می‌دهند. علاوه بر این‌ها، آنزیم‌ها در صنایع مختلف و از جمله صنایع غذایی، دارویی و نساجی نیز کاربرد دارند. برخی از آنزیم‌های مورد استفاده در صنعت نساجی در جدول ۲ بیان شدهاند.
۳-۱- کاربرد آنزیم‌ها در آماده‌سازی الیاف ۳-۱-۱- کربونیزاسیون پشم تحقیقی برای جایگزین‌کردن عملیات کربونیزاسیون اسیدی پشم، با مخلوط سلولازها و پکتینازها انجام گرفته است. در این فرآیند، تخریب مواد سلولزی و مواد لیگنین گیاهی به مواد محلول در آب صورت گرفته و این مواد به آسانی از پارچه برطرف می‌شوند. این فرآیند برای الیاف پشمی بی‌ضرر بوده و نیاز به هزینه‌های عملیات کمتری دارد، ولی هنوز برای رسیدن به سرعت قابل قبول، نیاز به تحقیق بیشتر دارد. یادآوری می‌شود که کربونیزه شدن (فرآیند شیمیایی برای زدودن مواد سلولزی از کالای مخلوط سلولزی ـ پروتئینی) از طریق هیدرولیز شیمیایی مواد سلولزی توسط اسید سولفوریک غلیظ صورت می‌گیرد. ۳-۱-۲- آماده‌سازی الیاف گیاهی سلولازها برای نرم کردن الیاف گیاهی نظیر کتان، کنف و رامی بکار می‌روند. این آنزیم‌ها، علاوه بر اینکه خواص مکانیکی پارچه این الیاف را بهبود می‌بخشند و باعث افزایش انعطاف‌پذیری پارچه و حفظ مقاومت کششی آن می‌شوند، فرایندهای صنعتی آنها را نیز آسان می‌سازند. عمل‌آوری کنف با مخلوط سلولازها و زایلاناز (Xylanas) قبل از سفیدگری با پراکسید، باعث بهبود قابل توجه در شفافیت الیاف شده و پراکسید لازم برای سفیدگری را کاهش می‌دهد.
۳-۲- کاربرد آنزیم‌ها در آماده‌سازی پارچه پس از بافت پارچه، فرایندهای مختلفی جهت بهبود فرایندهای پایین دستی جهت کارآیی و پایداری پارچه انجام می‌شود. نشان داده شده است که در بعضی از این فرایندها نظیر پخت و سفیدگری از آنزیم‌ها استفاده می‌شود. عمل‌آوری با آنزیم سلولاز بجای پرزسوزی در کالاهای سلولزی می‌تواند بکار رود. گلوکزاکسیداز، پراکسیداز و سلولاز در سفیدگری مؤثر می‌باشند. البته این فرآیند‌ها هنوز به صورت انبوه انجام نمی‌شوند.
تحقیق در این زمینه‌ها ادامه دارد. ۳-۲-۱- پخت پارچه‌های پنبه‌ای
اثر آنزیم سلولاز به همراه پکتیناز، پروتئاز و لیپاز برای بهبود قدرت تر‌شوندگی پارچه‌های پنبه‌ای بررسی شده است (۱۹۹۸،Michlle). در این تحقیق، برطرف کردن آنزیمی ناخالصی‌ها از پارچه‌های پنبه‌ای براساس کاهش وزن انجام شده است. لیپازها، پروتئازها و سلولازها در این فرایند، به ترتیب برای هیدرولیز واکس‌ها و چربی‌ها، پروتئین‌ها، پکتین‌ها و سلولز روی الیاف پنبه بکار می‌روند.
۳-۲-۲- آهارزدایی پارچه در تولید پارچه، دوک نخ در طی بافت تحت فشار مکانیکی زیادی قرار دارد. استفاده از چسب، نشاسته یا آهارزنی، نخ دوک را محکم کرده، از پاره شدن نخ در اثر فشار ماشین بافندگی و همچنین از ایجاد الکتریسیته ساکن جلوگیری می‌کند. با این وجود، برای فراوری بعدی پارچه (رنگ‌آمیزی، شستشوی شیمیایی و پرداخت زدن) نشاسته باید کاملاً زدوده شود. امروزه آنزیم‌های آمیلاز در عملیات آهارگیری بکار برده می‌شوند. آنزیم‌های آمیلاز، آهار نشاسته را بدون آسیب به سلولز تجزیه می‌کنند. روش‌های آهارزدایی مداوم که به پایداری آلفا آمیلازها در دمای بالا بستگی دارد، شیوه‌ای اساسی برای زدودن آهار است. لازم به یادآوری است که در روش‌های دیگر آهارگیری، از مواد اکسیدکننده و یا اسید استفاده می‌شود که در استحکام کالای پنبه‌ای اثر منفی می‌گذارد. تجزیه کامل نشاسته به کمک آمیلاز منجر به تشکیل گلوکز می‌شود که قابل حل در آب است.
۳-۲-۳- حذف پراکسید هیدروژن اضافی از پارچه بعد از فرآیند سفیدگری بعد از سفیدگری کالای نساجی می‌بایست پراکسید هیدروژن اضافی، برطرف گردد تا از ایجاد اثر نامطلوب در رنگرزی جلوگیری شود. روش معمولی برای برطرف کردن پراکسید اضافی، آبکشی ساده است. آبکشی بویژه در مناطقی که کمبود آب دارند، با مشکل مواجه بوده است. این امر باعث جستجو برای یافتن راه‌های دیگر شده است که یکی از آنها استفاده از مواد احیاکننده است، که بیشتر بر اساس مواد گوگردی بوده و دارای معایب زیاد می‌باشد. استفاده از کاتالازها شیوه کاملاً جدیدی است که در آن نمک تشکیل نمی‌شود؛ بلکه آب و اکسیژن ایجاد می‌شود. این روش دارای مزایای زیر می‌باشد:
- اثر نامطلوب نداشتن روی رنگ‌ها - انجام آن در دمای پایین - قبل از رنگرزی به آبکشی نیاز نیست - عدم احتمال خطر مصرف بیشتر - تشکیل نشدن نمک در پساب
۳-۳- کاربرد آنزیم‌ها در تکمیل کالای نساجی در این زمینه می‌توان به عمل‌آوری الیاف پروتئینی توسط پروتئازها و الیاف سلولزی توسط سلولازها اشاره نمود. در کاربردهای امروزی عمدتاً آنزیم‌ها بویژه آمیلازها در آهارگیری، سلولازها در زیست‌پرداخت کالاهای سلولزی و سنگ‌شویی کالاهای جین و پروتئازها در عمل‌آوری پشم و ابریشم و بالاخره آنزیم‌ها در شوینده‌ها بکار می‌روند. دورنمای استفاده از آنها در سایر زمینه‌ها نیز مورد توجه محققان بوده و در حال پیشرفت می‌باشد:
۳-۳-۱- عمل‌آوری الیاف پروتئینی توسط پروتئازها پروتئازها، دسته‌ای از آنزیم‌ها هستند که هیدرولیز پیوند پپتید در پروتئین را کاتالیز می‌کنند. این آنزیم‌ها به دو گروه عمده زیر تقسیم می‌شوند: ۱) اندوپپتیدازها که پیوندهای پپتیدی را از داخل زنجیره هیدرولیز می‌کنند. ۲)کربوکسی پپتیدازها یا آمینو پپتیدازها که پیوندهای پپتیدی را از انتهای زنجیر هیدرولیز می‌کنند. از مهمترین کارهای انجام گرفته در زمینه استفاده از پروتئازها در نساجی می‌توان به ضدآب‌رفتگی، سفیدگری پشم، صمغ‌گیری ابریشم و نیز آماده‌سازی چرم اشاره کرد.
۳-۳-۱-۱- عمل‌آوری پشم ژعمل‌آوری پشم با آنزیم‌های پروتئاز سبب افزایش راحتی (کاهش احساس خارش و افزایش نرمی) و نیز بهبود ظاهر سطح و خاصیت ضدپیلی در پشم می‌شود. عملیات ضد آب‌رفتگی بر پایه اکسیدکردن و شکستن پیوندهای عرضی دی‌سولفید می‌باشد و با استفاده از یک پروتئاز، کوتیکول لیف بطور کامل از بین رفته و لیف ضدنمدی می‌شود. با استفاده از سرین پروتئاز، خاصیت آب‌دوستی پشم بهتر شده و سفیدی آن بیشتر می‌شود
۳-۳-۱-۲- صمغ‌گیری ابریشم بخش قابل ملاحظه‌ای از صمغ سیریسین موجود در رشته‌های ابریشم در حین فرایند پخت پیله ابریشم برطرف می‌شود. اما باقیمانده سیریسن، رسوب می‌کند و محکم بهم می‌چسبد به طوریکه براحتی نمی‌توان آن را بازیابی کرد. روش‌های سنتی عملیات صمغ‌زدایی توسط مواد قلیایی و شوینده نیز کم‌تأثیر است. زدودن صمغ سیریسین از ابریشم به کمک آنزیم‌ها امکان‌پذیر است و بدین ترتیب هیچگونه رسوبی روی کالا باقی نمی‌ماند. این عملیات منجر به زیست‌پرداخت ابریشم می‌شود که در واقع به مفهوم از بین بردن صمغ سریسین بطور کامل است و در نتیجه شفافیت ابریشم افزایش می‌یابد.
۳-۳-۲- عمل‌آوری الیاف سلولزی توسط سلولازها زیست‌پرداخت کالاهای سلولزی و سنگ‌شویی کالای جین به کمک سلولازها از جمله عمده‌ترین فرایندهای آنزیمی در نساجی می‌باشند سلولازهای تجارتی که اخیراً در صنعت نساجی استفاده می‌شوند، مجموعه‌ای از چند آنزیم هستند. براساس مطالعات انجام گرفته، سلولز تنها با یک آنزیم هیدرولیز نمی‌شود؛ بلکه هیدرولیز سلولز با مشارکت مجموعه آنزیم‌های سلولاز از قبیل اندوگلوکونازها، اگزوگلوکانازها و بتاگلوکزیدازها صورت می‌گیرد.
۳-۳-۳- زیست‌پرداخت آنزیمی (Biopolishing) زیست‌پرداخت، یک عمل‌آوری آنزیمی است و برای بهبود کیفیت پارچه به کار می‌رود که در نتیجه آن پرزهای سطحی پارچه زدوده شده، نرم‌شده و ظاهر جذاب و تمیز پیدا می‌کند. با عمل زیست‌پرداخت، الیاف کوچک بیرون زده از پارچه در اثر هیدرولیز آنزیمی، تضعیف شده و با عملیات مکانیکی از پارچه جدا می‌شوند و به این ترتیب از تشکیل پرزدانه جلوگیری می‌شود.
اثرات مثبت زیست‌پرداخت شامل موارد زیر می‌باشد: ۱- عدم تمایل به تشکیل پرزدانه ۲- شفاف‌تر شدن سطح پارچه در اثر کاهش پرزدانه ۳- قابلیت آویزش بهتر ۴- عدم ایجاد خطرات زیست‌محیطی ۵- پایداری اثر فرایند ۶- نیاز به تجهیزات کمتر در طی فرایند ۳-۳-۴- سنگ‌شویی (Stonewashing) کالای جین
برای ایجاد ویژگی‌های مختلف روی کالای جین از روش‌های مختلف شستشو و تکمیل استفاده شده است. با بکارگیری این تکمیل‌ها، اثرات ویژه و ظاهر شسته شده خوبی با نرم شدن زیردست و ثبات ابعادی حاصل می‌شود که ایجاد این اثرات با فرایندهای دیگر مشکل می‌باشد. سنگ‌شویی، متداولترین فرایند تکمیلی کالای جین است. معمولاً تباین رنگ آبی و سفید در این مرحله ایجاد می‌شود و سپس رنگ‌زدایی در مرحله سفیدگری صورت می‌گیرد. سنگ‌های ساینده یکی از مهمترین عوامل در تولید جین سنگ‌شویی شده می‌باشند. آنها مواد سبک وزن و متخلخل هستند که در آب شناور می‌باشند و به علت سایش سطح پارچه باعث ایجاد اثر سنگ‌شویی در سطح پارچه با تباین رنگ و نرمی زیر دست می‌گردند. اصول بنیادی در فرآیند سنگ‌شویی به این صورت است که موقع سنگ‌شویی، الیاف سطح پارچه شکسته شده و برطرف می‌شود و چون نخهای تار جین به صورت حلقه‌ای (ring dyeing) رنگ شده است، الیاف سفید مرکزی نخ ظاهر می‌شود و تباین رنگ سفید و آبی نمایان می‌گردد. با افزایش نسبت سنگ به پارچه در فرآیند سنگ‌شویی، تغییرات رنگی و نرمی کالا افزایش می‌یابد. اما از سوی دیگر مقدار زیاد سنگ باعث اشغال ظرفیت ماشین شده و راندمان تولید را کاهش می‌دهد. ذرات سنگ با ایجاد گرد و غبار سبب آلودگی محیط شستشو و نیز رسوب گل و لای در پساب می‌گردد. علاوه بر کاهش استحکام کالا، ذرات سنگ باقیمانده در پارچه، شستشوهای مکرر بعد از عملیات سنگ‌شویی را ضروری می‌سازد. تحت شرایط عملیات مناسب، سلولاز باعث تخریب و شکسته شدن الیاف سطح پارچه می‌شود که در اثر عملیات مکانیکی و سایش پارچه به پارچه و پارچه به ماشین بر طرف می‌گردند. این کار سبب تمیزتر و صاف‌ترشدن سطح پارچه و سایر اهداف عملیات سنگ‌شویی می‌گردد.
۳-۳-۵- آماده‌سازی چرم آنزیم‌های پروتئاز در فرایند تبدیل پوست به چرم، بویژه برای حذف مو و پشم و افزایش نرمی چرم (bating) بکار می‌روند. برای حذف مو از پوست گاو در روش شیمیایی قدیمی، از هیدروکسید کلسیم (آهک) و برای نرم‌کردن پوست از سولفید سدیم استفاده می‌شود. این روش با وجودی که موثر و ارزان است، بدلیل تولید گاز سمی سولفید هیدروژن در طول فرایند، رضایت‌بخش نیست. سولفید را می‌توان با آنزیم پروتئاز حاصل ازگونه‌های Bacillus که در محیط قلیایی پایدار است، جایگزین کرد. این آنزیم با تجزیه پروتئین کراتین موجود در مو، حذف مو را آسان می‌کند
به خاطر جلوگیری از وارد آمدن خسارت به پشم با کیفیت بالا که می‌توان آن را بصورت نخ پشمی ارزشمندی درآورد، فراوری روی پوست گوسفند آهسته‌تر انجام می‌شود. پروتئازهای مایع از قبیل شیره‌‌های حاوی تریپسین و کیموتریپسین لوزالمعده، درقسمت بشره پوست گوسفند استفاده می‌شوند. پروتئازها تارهای پشمی را با کمترین خسارت جدا می‌کنند. دباغی و پرداخت (bating) چرم به منظور قابل استفاده نمودن و نرم کردن بیشتر آن، از ۷۰ سال پیش با استفاده از کود گاوی یا اسبی که محتوی چندین پروتئاز لوزالمعده‌ای از قبیل تریپسین و کیموتریپسین می‌باشد، انجام می‌شد. چنین کاری با وجود خطر بالای آلودگی، نامطبوع و مخاطره‌آمیز بود. پی بردن به منشاء آنزیم‌های موجود در کود منجر به ایجاد روش کنونی استخراج مستقیم آنزیم‌ها از لوزالمعده خوک‌ها و گاوهای مرده گردید. ۳-۴- مراقبت‌های بعدی منسوجات آنزیم‌ها بطور وسیع از سال ۱۹۶۰ در شوینده‌های خانگی استفاده شدهاند که بعضی از دسته‌های عمده آنها در زیر آمده است.
استفاده از سلولازها در محصولات شوینده خانگی برای اهداف پاک‌کنندگی، برطرف کردن مواد فیبریلی آسیب‌دیده، بهبود ظاهر سطح پارچه، نرمی و درخشانی رنگ می‌باشد. سلولازها بیشتر به همراه پروتئازها و لیپازها استفاده می‌شوند. پروتئازها برای برطرف کردن لکه‌های پروتئینی از پوشاک، مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که لیپازها برای برطرف کردن مواد چربی می‌باشند. نکته: تجربیات موجود، نشان‌دهنده مزایای کاربرد روش‌های بیولوژیک در صنعت نساجی بوده و امروزه پیشرفت بیوتکنولوژی در صنعت نساجی در کشورهای پیشرفته رو به فزونی است. امید است که در ایران نیز روش‌های بیولوژیک هر چه بیشتر جایگزین شیوه‌های رایج در صنعت نساجی شود. مآخذ: ۱ـ حاجی زاده، افرا. محبی کلهری، داود، ۱۳۸۱، کاربرد بیوتکنولوژی در فرایندهای نساجی در زمان حال و آینده، هفتمین کنگره مهندسی شیمی ایران، دانشکده فنی دانشگاه تهران، آبان ۱۳۸۱.
۲ـ پوررحیم، رضا، ۱۳۸۱، جزوه آموزشی کاربرد بیوتکنولوژی آنزیمی در صنایع، سازمان گسترش و نوسازی صنایع ایران، مرکز تحقیقات گسترش، واحد بیوتکنولوژی.
اشتراک رایگان سالانه مجله کهن
جهت دریافت اشتراک رایگان سالانه مجله نساجی و فرش ماشینی کهن در فرم زیر ثبت نام کنید
