پخت زيست محيطي يا بايو پخت چيست و چه مزيتهايي دارد؟

بایوپختBioscouring
پارچه یا نخ پنبه­ای قبل از اینکه رنگرزی شود، چندین فرآیند را در کارخانه نساجی سپری می­کند. یکی از مهمترین فرآيندها، پخت می­باشد که سبب حذف جزیی یا کامل ترکیبات غیر سلولزی و ناخالصی­هایی مانند روغنهای ماشین می­گردد
پنبه خام حاوی حدود 10% مواد غیرسلولزی (واکس، پکتین، پروتئین، پلی ساکارید غیر سلولزی غیرآلی، ناخالصی لیگنین، مواد رنگی و غیره) كه با توجه به شرایط کشت و برداشت اين مقدار متفاوت است
ویژگی هیدروفوبی لیف پنبه­ای اساساً به دلیل خصوصیات کوتیکل است. پکتین یکی از ترکیبات غیرسلولزی لیف پنبه است که اساساً در کوتیکل دیواره اولیه قرار دارد. پکتین همانند شبکه­ای عمل می­کند که مولکولهای هیدروفوب کوچکتر در کوتیکل مانند واکس را در خود حبس می­کند. ویژگی هیدروفوبی این لایه بایستی طی تولید پارچه پنبه­ای برای دستیابی به فرآيندهای تکمیلی مؤثرتر حذف گردد
عملیات پخت، به پارچه خواص نفوذپذیری و رطوبت پذیری بالایی می­دهد تا بتواند به خوبی سفیدگری یا رنگرزی شود. امروزه مواد شیمیایی قلیایی نظیر هیدروکسید سدیم در پخت استفاده می­شود. این مواد شیمیایی علاوه بر اينكه مواد ناخالصی را حذف می­کنند و به سلولز نیز حمله می­کنند و سبب کاهش استحکام و افت وزن پارچه می­گردند. علاوه بر این باعث ايجاد فاضلاب با محتوی نمک [1]CODو BOD[2]می­گردند
اخیراً، فرآيند پخت آنزیمی تحت عنوان بایوپخت در فرآيندهای مرطوب نساجی استفاده شده که ترکیبات ناخالصی غیرسلولزی از پنبه را به صورت جزئی یا کامل حذف می­کند. پس از این عملیات بایوپخت، پنبه دارای ساختار سلولزی دست نخورده با افت وزن و استحکام اندکی می­باشد و پارچه دارای خصوصیات مرطوب شوندگی و نفوذپذیری بهتری می­گردد و فرآیند سفیدگری بعدی آسان­تر و جذب رنگ بهتر می­شود
پخت آنزیمی پنبه به عنوان بایوپخت با مقدمات آماده­سازی زیستی شناخته شده و ادعای سازگاری با محیط زیست بیشتری نسبت به پخت قلیایی داغ در آماده سازی پنبه­ای دارد. با این وجود چندین نوع آنزیم از قبیل پکتیناز، سلولاز، پروتئاز، لیپاز و زایلاناز در این زمینه مطالعه شده است. پکتیناز تاثیر بیشتر و مناسب­تری در بایوپخت پنبه­ای داشته است. مکانیسم پخت پکتیناز، تخریب و حذف پکتین گزارش شده است که سبب آزادسازی واکس و سهولت در حذف با سطح فعال و تلاطم مکانیکی می­گردد. این عمل موجب می­شود که پنبه آبدوستی بهتری را بدون تغییر در فرم لیف را کسب کند.
در بایوپخت می­توان همزمان از آنزیم پکتیناز برای تخریب مواد پکتینی، پروتئاز برای تخریب پروتئین، لیپاز برای حذف چربی، استفاده کرد. این آنزیم­ها بر ساختار سلولز اثر نداشته و در نتیجه صدمه­ای به لیف سلولز وارد نمی­کنند
در تحقیقی عنوان شده که می­توان فرآیند پخت و سفیدگری پنبه را در یک مرحله انجام داد که طی آن ابتدا حمام را بهPH:8 رسانده و از آنزیم پکتیناز قلیایی در غلظت معین استفاده کرده و سپس تتراسدیم­پیرو­فسفات به منظور بهبود عملیات اضافه شده و از پراستیک­اسید به عنوان عامل سفیدگری استفاده گردید که نتایج حاصله مطلوب بود
آنزیمهای مختلفی از قبیل Pectinesterase (EC.3.1.1.11) می­توانند پکتین را تخریب کنند. این آنزیمها باند متیل استر گالاکترونیک اسید را هیدرولیز می­کنند و پکتین با گروه­های کربوکسیل آزاد را ایجاد می­کنند. پلی گالاکتروناز (EC.3.2.1.15) آنزیمی از طبقه هیدرولاز است که هیدرولیز اتصال آلفا- 4،1، گالاکترونیک اسید را تسریع می­بخشد
در مطالعات و تحقیقات نشان داده شده است که EDTA،فعالیت آنزیم­های تجاری از قبیل زایلاناز و پکتیناز را در بایوپخت پنبه افزایش می­دهد و به تسریع تخریب و حذف ناخالصی­ها کمک می­کند. نتایج نشان داده شده که به کار بردن EDTA در هر مقداری با اساس فعالیت آنزیم تداخل ندارد.
فرآیند جدیدBiopretreatment به دلیل کاهش مصرف آبکشی در مقایسه با فرآيندهای تجاری از اهمیت خاصی برخوردار شده است. این یک مزیت ویژه­ای است، زیرا آب داغ مرحله آبکشی را کاهش داده، بعبارتی میزان قابل توجهی در انرژی صرفه­جویی می­کند.عدم تخریب ساختار سلولزی، عدم افت وزن و استحکام و کاهش آب مصرفی در حدود 25% ، همچنین منسوج نرمتر از مزیت­های پخت آنزیمی است

[1] Chemical Oxygen Demand

[2] Biological Oxygen Demand

[3] Galante

[4] Ossala