Enzyme wie Cellulasen, Katalase und Laccase werden in der Textilindustrie häufig eingesetzt. Diese Enzyme dienen der Entfernung von Stärke, dem Abbau von überschüssigem Wasserstoffperoxid, dem Bleichen von Textilien sowie dem Abbau von Lignin. Aufgrund ihrer hochspezifischen, effizienten, nicht toxischen und umweltfreundlichen Eigenschaften nimmt der Einsatz von Enzymen in der Textilindustrie rasch zu. Zu den jüngsten kommerziellen Fortschritten zählen der Einsatz von Cellulasen für die Denim-Ausrüstung sowie von Laccasen zur Entfärbung von Textilabwässern und zum Textilbleichen. Darüber hinaus führt der Enzymeinsatz zu verkürzten Prozesszeiten, Energie- und Wassereinsparungen, einer verbesserten Produktqualität sowie zu Potenzialen für eine Prozessintegration.

Eigenschaften von in Textilien eingesetzten Enzymen

Erstens beschleunigt das Enzym die Reaktion, indem es die Aktivierungsenergie senkt, und bleibt am Ende der Reaktion als Katalysator unverändert. Zweitens arbeiten Enzyme unter milderen Bedingungen. Enzyme können in katalytischen Konzentrationen bei niedrigen Temperaturen und bei pH-Werten nahe dem Neutralbereich eingesetzt werden. Drittens sind Enzyme die beste Alternative zu toxischen, gefährlichen und umweltbelastenden Chemikalien. Viertens wirken Enzyme nur auf spezifische Substrate; so greifen beispielsweise beim Entschlichten eingesetzte Enzyme die Cellulose nicht an, sodass keine Festigkeitsverluste der Baumwolle auftreten. Fünftens sind Enzyme leicht zu steuern, da ihre Aktivität von optimalen Bedingungen abhängt. Sechstens sind Enzyme biologisch abbaubar. Am Ende der Reaktion, in der Enzyme eingesetzt wurden, kann die verbleibende Lösung einfach abgelassen werden, da Enzyme biologisch abbaubar sind und beim Abbau keine toxischen Abfälle erzeugen; folglich entsteht keine Umweltbelastung.

In der Textilverarbeitung eingesetzte Enzyme

• Enzymatisches Entschlichten

Amylasen werden zur Entfernung stärkehaltiger Schlichten eingesetzt, um eine verbesserte und gleichmäßige Nassverarbeitung in der Textilindustrie zu ermöglichen. Ein Amylase-Enzym kann für Entschlichtungsprozesse bei niedrigen Temperaturen (30–60 ºC) eingesetzt werden; der optimale pH-Wert liegt bei 5,5–6,5. Der Vorteil dieser Enzyme besteht darin, dass sie spezifisch für Stärke sind und diese entfernen, ohne das Trägergewebe zu schädigen.

• Enzymatisches Kochen (Scouring)

Beim Kochen (Scouring) werden nicht-cellulosische Bestandteile entfernt, die auf der Oberfläche der Baumwolle vorhanden sind. In der Regel werden Cellulase und Pectinase kombiniert und für das Bio-Scouring eingesetzt. Dabei zerstört die Pectinase die Struktur der Baumwollkutikula, indem sie Pektin verdaut und die Verbindung zwischen Kutikula und dem Körper der Baumwollfaser löst, während die Cellulase die Kutikulastruktur durch den Abbau der primären Zellwand-Cellulose unmittelbar unter der Baumwollkutikula beeinträchtigen kann.

• Enzymatisches Bleichen

Das Ziel des Baumwollbleichens ist die Entfärbung natürlicher Pigmente und die Erzielung eines reinweißen Erscheinungsbildes der Fasern. Für die Farbe der Baumwolle sind hauptsächlich Flavonoide verantwortlich. Das in der Industrie am häufigsten verwendete Bleichmittel ist Wasserstoffperoxid. Die konventionelle Baumwollvorbereitung erfordert große Mengen alkalischer Chemikalien; infolgedessen entstehen erhebliche Spülwassermengen. Zudem können radikalische Reaktionen von Bleichmitteln mit der Faser zu einer Verringerung des Polymerisationsgrades und damit zu schweren Schädigungen führen. Daher würde der Ersatz von Wasserstoffperoxid durch ein enzymatisches Bleichsystem nicht nur zu einer besseren Produktqualität aufgrund geringerer Faserschädigung führen, sondern auch zu erheblichen Einsparungen beim Waschwasser, das zur Entfernung von Wasserstoffperoxid benötigt wird. Eine Alternative ist der Einsatz einer Kombination geeigneter Enzymsysteme. Dabei werden Amyloglucosidasen, Pectinasen und Glucoseoxidasen ausgewählt, die hinsichtlich ihres aktiven pH- und Temperaturbereichs kompatibel sind.

• Biopolishing

Biopolishing ist ein Ausrüstungsverfahren, das die Gewebequalität verbessert, indem es vor allem die Fusselbildung und die Pillingneigung cellulosischer Fasern reduziert. Ziel des Prozesses ist die Entfernung von Mikrofibrillen der Baumwolle durch die Wirkung des Cellulase-Enzyms. Die Biopolishing-Behandlung verleiht dem Gewebe eine sauberere Oberfläche, einen kühleren Griff, Glanz und ein weicheres Handgefühl.

Referenz

Verwandte Dienstleistungen

Industrielle Enzymproduktion

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1. Mojsov K. Application of enzymes in the textile industry: a review [J]. 2011.