PAMUKLU MALLARDA PEKTİNAZ ENZİMİ KULLANIMI VE HİDROFİLİTE
Pamuk Liflerinin Yapısı
l Pamuk lifleri yaklaşık olarak %92-96 selüloz ve %4-8 yabancı madde içermektedirler.
l Başlıca selülozik olmayan safsızlıklar; yağ ve mumlar,pektinler,protein ve minerallerdir.Bu komponentler lifleri büyüme ve gelişimleri ile liflerin işlenmesi esnasında hidrofobik bir tabaka kurarak korumaktadır.
Hidrofilite Nedir?
l Su emme yeteneğidir.
l Materyalin suyu sevme derecesidir.
l Özellikle yaş terbiye işlemlerinde hidrofilite bizim için oldukça önemlidir.Çünkü buradaki işlemler suyla gerçekleştirildiğinden dolayı bu işlemlerin etkinliği için liflerin belli bir hidrofiliteye sahip olması istenir.
l Pamuğun hidrofilliği ile ilgili TS 866 ve TS 4786 gibi belirli standartlar mevcuttur.
Hidrofilite Ölçme Yöntemleri
l Hidrofilite ölçümüyle ilgili birçok yöntem bulunmaktadır.
¡ Su Damlası Yöntemi;
Yöntem,üzerine damlatılan su damlalarının pamuklu tekstil malzemesi tarafından emilme süresinin ölçülmesine dayanır.
Deney TS 240 da belirtilen sıcaklık ve nem şartları altında tutulan bir odada yapılır.
Her cins malzeme için 10 deney yapılır.Sonuçların aritmetik ortalaması alınır ve en yakın 0,1 saniyeye yuvarlatılarak gösterilir.
Deney için gerekli olan malzemeler kasnak(15 cm veya daha büyük çaplı),büret(1 ml suyu 15-25 damlada damlatabilen) ve kronometre(1/10 saniye bölüntülü) dir.
İşlem; Numune kasnak üzerine gergin bir şekilde yerleştirilir.Kasnak büretin ucundan 1 cm aşağıda düz bir yere konur.Bir damla su kumaşa damlatılır ve kronometre çalıştırılır.Damlanın,kumaş üzerinde ıslak bir nokta bırakarak kaybolduğu anda kronometre durdurulur.
Kronometreden okunan süre su damlasının pamuklu tekstil malzemesi tarafından emilme süresidir.
Suyun emilme süresi ne kadar küçükse pamuklu tekstil malzemesinin su emme özelliği o kadar iyidir.5 saniyeden daha kısa süreler iyi bir su emme özelliği olarak kabul edilir
l Suya Batırma Yöntemi;
Yöntem,su üzerine bırakılan pamuklu tekstil mamulünün suyu tamamen emerek suya batma süresinin tayinine dayanır.
Deney için gerekli olan malzemeler beher(5 litrelik ağzı geniş,tel sepet(0,4 mm çapında bakır tellerden 15-20 mm aralıklı olarak yapılmış,50 mm çapında,80 mm yüksekliğinde, 3,7±0,3 g lık silindirik bir sepet) ve kronometre(1/10 saniye taksimatlı) dir.
İşlem;65± 2°C nemlilik ve 21±1°C sıcaklıkta olan standard atmosferde yapılır.
Behere su konulur.Lif deney numuneleri tel sepetle birlikte,kumaş deney numuneleri ise belirli bir yükseklikten beher içindeki suya bırakılır.
Suya değdikleri anda kronometre çalıştırılır.Deney numunelerinin suyu tamamen emerek battığı anda,kronometre durdurularak batma süreleri ölçülür.
Her cins malzeme için en az 5 deney yapılır.Sonuçların aritmetik ortalaması alınır ve en yakın 0,1 saniyeye kadar yuvarlatılarak gösterilir.
Suya batma süresi ne kadar kısaysa pamuklu tekstil malzemesinin su emme özelliği o kadar iyidir.
TS 4786 ya göre hidrofil pamuğun tamamiyle batma süresi 10 saniyeden fazla olmamalı ve hidrofil pamuk gram kütlesi başına en az 23 g su tutmalıdır.
¡ Yükselme Derecesi Yöntemi;
%1 lik potasyum kromat çözeltisi hazırlanır ve 3×25 cm boyutunda kesilmiş kumaş çözeltiye daldırılır.
Kronometre yardımıyla 5,15,30,60,90 saniye sonrasında çözeltinin yükselmeleri cm biriminde ölçülür.
Yükselme ne kadar fazlaysa suyu emme derecesi o kadar yüksektir.
Hidrofilite-Pektinaz ilişkisi
l Tekstil materyalinin yaş kimyasal işlemlerde gerekli hidrofilliğinin sağlanabilmesi için hidrofob yapıların uzaklaştırılması gerekir.Bunun içinde enzimlerle kaynatma işlmemi uygulanır.
l Pamuklu mamullerde selülozla yağ ve mumlar arasında pektinler vardır ve bu pektinler mumları ve yağları selüloza bağlarlar; pektinaz enzimleride pektinleri parçalayarak yağ ve mumların ekstrakte olmasını sağlarlar.
Pektinaz
l Pektinik materyalleri hidrolizleyebilen pektinazlar genellikle esteraze ve depolimeraze enzimlerini ihtiva eden enzim komponentleridir.
l Bunların aktivitelerinin optimum aralığı zayıf asidik pH (pH 8-9) ve 50oC civarındadır.
l Geleneksel kostik kaynatmasında pektinlerin tamamıyla uzaklaştırılması özellikle de kalsiyuma bağlı oldukları durumlarda mümkün olmamaktadır.Fakat bu enzimler kullanıldığında büyük oranda pektin uzaklaştırılması sağlanmaktadır.
l Pektinaz ile işlem görmüş pamuk lifleri kostik kullanılarak işlenmiş liflere nazaran daha yumuşaktır.
l Tutumdaki bu yumuşamanın sebebi pamuk lifleri tarafından faydalı vaksların büyük kısmının tutulmasıdır.
l Bazı araştırmacılar pektinazın tek başına kullanılmasıyla iyi sonuçlar elde ederken bazıları hidrofillikte az bir gelişmenin sağlandığını belirtmişlerdir.
l Ancak bir kısım araştırmacı pektinazın tek başına kullanılmasıyla hidrofillikte bir gelişme algılayamamıştır.Bunun nedeni olarak kullanılan enzimin enzim-substrat spesifikliğinden,saflık ve diğer faktörlerden dolayı etkili olamadığı öne sürülmektedir.
l Pektinaz,selüloza zarar vermeden pamuk liflerinin primer hücre çeperlerindeki pektat tuzlarının parçalanmasını katalizlemektedir.
l Bu esnada liflerin mukvemetine herhangi bir negatif etkileri olmamaktadır.
l Biyolojik tutkalın (pektat) , primer hücre çeperinde parçalanmasıyla alkali pektinaz pamuk vakslarının sonraki sıcak durulamalarla uzaklaştırılmasını kolay hale getirmektedir.
İyon tutucuların etkisi
l Pektinlerin uzaklaştırılması fosfat,silikat gibi kalsiyum bağlı tamponların veya karbonatlı iyon tutucu maddelerinin kullanılmasıyla artmıştır.
l EDTA da pektin uzaklaştırılmasını arttırmasına rağmen bu madde dikkatlice uygulanmalıdır,çünkü metal iyonlarını bağlamak için gerekli miktarın fazlası enzimleri inaktive etme eğiliminde olacaktır.
l Yeterli ısalanabilirlik ve emülsiye olabilirlik kapasitesini koruyabilmek için alkali pektinaz non-iyonik ve anyonik yüzey aktif maddelerle beraber uygulanırlar.
l Bu yüzey aktif maddeler optimum vaks uzaklaştırılmaısnı sağlarlar.
l Enzimler protein benzeri yapılarından dolayı denature olmaya karşı hassastır.Yani sıcaklık,iyonize yayılım,ışık,asit,alkali ve biyolojik efektler enzimleri parçalayabilirler.
l Çoğu enzim saklanma sıcaklıklarına bağlı olarak kademe kademe aktivitelerini zaman içinde kaybederler.Bu nedenle serin depolama koşulları tavsiye edilmektedir.
l 25oC de kapalı kutularda saklandığında alkali pektinaz en az 3 ay aktivitesini korur.
l Ters saklama koşulları ise örneğin;yüksek sıcaklık daha yüksek dozajlarda gereksinimlere yol açabilmektedir.
Kaynatma için kullanılan enzimler
l Enzimatik kaynatma için pektinaz,lipaz,selülaz ve proteaz gibi çeşitli enzimler kullanılabilmektedir.
l Enzimatik kaynatılmış pamuklu kumaşların hidrofilliği incelendiğinde;tekstil materyallerinin hidrofilliğinin pektinazın,lipaz ve selülaz ile kombine edildiği durumlarda oldukça geliştiği görülmektedir.
l Ancak bu enzimler kıyaslandığında; pektinaz ve selülaz enzimleri,proteaz ve lipaza göre daha çok etkilidirler.Bu nedenle pamuğun enzimatik kaynatılmasında genellikle selülaz,pektinaz veya bu iki enzimin karışımı kullanılmaktadır.
Farklı hidrolazların etkisiyle pamuklu dokuma kumaşta meydana gelen kütle kayıpları,üretici önerilerine uygun olarak enzim miktarı,pH değeri ve temperaürde,etki süresi 3 saat,flotte oranı 1:10
Selülaz/Pektinaz
l Selülazlar belli bir seviyeye kadar pektinazların etki değerini arttırmakta ve pamuklu kumaşlara yumuşaklık kazandırmaktadırlar.Ancak selülazın selülozları parçalaması nedeniyle ağırlık ve mukavemet kaybına neden olmaktadır.Genellikle bunlar pektinaza düşük miktarlarda eşlik ederler.
Tablo 1:Rutenyum kırmızısı ile yapılan boyama sonuçları
Örnekler Boyama solüsyonunun absorpsiyonu Boyama Efekti
Derinlik Düzgünlük
Ham Az Açık Düzgünsüz
Pektinaz ile Çok iyi Çok donuk Düzgün
Selülaz ile Çok iyi Çok donuk Düzgün
Pek+Sel ile Çok iyi Çok donuk Düzgün
Rutenyum kırmızısı,moleküllerinde bulunan karboksil gruplarına dayanarak pektik maddeleri ve proteinleri boyar.Tablo 1’de ham pamukta bulunan mum nedeniyle boyarmadde absorpsiyonunun zayıf olduğu görülmektedir.Bu nedenle açık ve düzgünsüz bir boyama meydana gelmiştir.Pektinaz kullanılmış,selülaz kullanılmış ve pektinaz+selülaz kullanılmış olanlar çok iyi emiciliğe sahip ve zayıf boyandıklarından anlaşılmaktadır ki pamuktan pektik ve proteinsel maddeler giderilmiştir.
Tablo 2:Congo kırmızısı ile yapılan boyama sonuçları
Örnekler Boyama solüsyonunun absorbsiyonu Boyama efekti
(derinlik)
Ham Az Açık
Pektinaz ile Çok iyi Derin
Selülaz ile Çok iyi Derin
Pek+Sel ile Çok iyi derin
Congo kırmızısı bir direkt boyarmaddedir ve selüloza afinitesi vardır.Tablo 2’de görüldüğü üzere üzerinde bulunan kütikula tabakasından dolayı emiciliği az olan ham pamuk kötü bir emiciliğe sahiptir ve açık tonda boyanmıştır.Bunun yanı sıra enzimatik muamele görmüş liflerde kütikula tabakasının giderilmesinden dolayı direkt olarak boyanmıştır.
Pektinaz ile Enzimatik Kaynatma
l Pektinaz,sulu solüsyonlarında yüzeydeki yarıklardan ve mikroporlardan kütikulaya nüfuz ederek pektik maddelerle temas eder.
l Pektik maddeler pektinazın yardımıyla hidroliz olurlar.Bunun sonucunda da kütikulanın tamamı veya bir kısmı uzaklaştırılmış olur yada kütikulanın bütünlüğü kırılır.
l Reaksiyon derecesi işlem koşullarına bağlıdır.
Pektinaz+Selülaz ile Kaynatma
l Pektinaz ve selülaz birbirinden farklı hareket etmektedirler.
l Selülaz; aradaki bağı selüloz tarafından kırarken pektinaz kütikula tarafından kırar.
l Selülaz pektik madde katmanında pektinaz sindirimi için daha fazla yer oluştururken pektinaz da selülaz için ön çeperde yer oluşturur.Bu sinerjinin sonucu hem hız hem de işlemin düzgünlüğü açısından daha etkili bir kaynatma elde edilmiş olmaktadır.
Biyokaynatma uygulamaları
l Pektinaz enziminin etkinliği diğer enzimlerde de olduğu gibi 3 değişkene bağlıdır: zaman,sıcaklık ve pH.
l Bu değişkenler göz önünde bulundurulduğunda karşımıza birçok uygulanabilir yöntem çıkmaktadır.
l Bu yöntemleri örme ve dokuma kumaşlar için ayrı ayrı ele alabiliriz.
l Örme Kumaşlar için Uygulama:
Pamuk ve karışımlarının örgü mallarına bu enzim prosesi çektirme yöntemi ile uygulanır.Çektirme aleti olarak da genellikle bir jet kullanılır.
l Dokuma Kumaşlar için Uygulamalar:
Dokuma kumaşlar için en çok uygulanan yaş işlem yöntemleri;
¡ Pad-Batch,
¡ Çektirme ve
¡ Kontinü çalışma işlemleridir.
Pad-Batch Biyokaynatma; kumaş emdirilir,sıkma
silindirlerinden geçirilip oda sıcaklığında 12-24 saat beklemeye bırakılır.
Tekneye ıslatıcı ve emülsiye edici maddeler konularak kumaşın kolay ıslanması ve yıkama esnasında vaksların kolay uzaklaştırılması sağlanır.
Ayrıca bir iyon tutucu emdirme teknesine veya ilk yıkama teknesine ilave edilerek istenmeyen sabunların oluşması engellenmiş olur.
Eğer kumaş nişasta ile haşıllanmışsa amilazın ilk yıkama teknesine ilave edilmesi tavsiye edilir.
Böylece haşıl sökme,kaynatma işlemleri aynı anda yapılmış olur.
Yalnız amilaz seçilirken amilazın pH 8,5-9,5 arasında çalışmaya uygun olmasına dikkat edilmelidir.
Çektirme Yöntemi; dokuma kumaşların çektirme
makinelerinde bu işleme tabi tutulması örgü mallarındaki yöntemle aynıdır.
Bu işlem bütün jigerler,haspeller ve softflow jetler gibi çektirme makinelerine adapte edilebilir.
Örmedekiyle arasındaki tek fark nişasta haşılının uzaklaştırılması için amilazın da ilave edilmesinin gerekmesidir.
Dokumaların Kontinü Biyokaynatması;J-Box gibi tek
basamaklı kontinü sistemlerde geleneksel prosedürlere önemli modifikasyonlar yapılmaksızın mükemmel haşıl sökme ve kaynatmanın gerçekleştirilmesi mümkündür.
Bu prosedürde işlem süresi etkinliğini maksimize etmek için termal olarak stabil amilaz kullanılması tavsiye edilmektedir.
Emdirme flottesi ıslatıcı,emülgatör,tampon çözelti,amilaz ve pektinaz içerir.İyon tutucu ilk sıcak yıkama teknesine daha sonra ilave edilir.
Bu tip makine parkları doğal görünüş için kumaşların kaynatılmasında ve havlular gibi hidrofilliğinin geliştirilmesi gerektiği ipliği boyalı kumaşların kaynatılmasında çok verimli bir şekilde kullanılabilirler.
Sonuç:
Çevre bilincinin gittikçe gelişmesiyle beraber terbiye işlemlerinde çevre dostu işlemlerin önemi her geçen gün artmaktadır.
Bu nedenle çevre yükü olmayan bileşiklerin kullanıldığı enzimatik işlemler bizim için önemli bir yer tutmaktadır.Aslında bu işlemler sadece haşıl sökme ve biyokaynatma ile sınırlı değildir.
Bu durum ise çevre ve sektör açısından çok büyük avantajlar sağlamaktadır.
tekstilbilgi.com
