Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris industria textil. Mostrar tots els missatges
Es mostren els missatges amb l'etiqueta de comentaris industria textil. Mostrar tots els missatges

dimarts, 22 de desembre del 2009

Biostoning

Husam Dabbagh i Fiona Peris. Curs 2009-2010.

Todos nos habremos preguntado alguna vez cómo se consigue el efecto desgastado en la ropa tejana. Esta práctica fue introducida en Europa en los años 80, y su objetivo principal era modificar la estética de la prenda otorgándole un aspecto usado. El método clásico consistía en introducir piedras pómez en las lavadoras industriales junto con las prendas vaqueras recién teñidas. Al girar el tambor de la lavadora, se produce una fricción entre la piedra pómez y el tejido vaquero. Al igual que una lija, la piedra provoca un desprendimiento de partículas de tinte de la superficie de la prenda, obteniendo así el efecto deseado. Sin embargo, el uso de piedras pómez en este proceso presenta varios inconvenientes.
  • El proceso de abrasión es difícil de controlar (con poca cantidad de piedra no obtendremos la apariencia de interés, y un exceso de piedra puede provocar daños en el tejido).
  • Reducción de la calidad del producto.
  • Deterioro de botones, remaches, máquinas industriales, etc.
  • Toxicidad del polvo generado por la piedra pómez.

Una de las alternativas propuestas es el lavado con ácido. Sin embargo, a los inconvenientes anteriores se suman la contaminación de aguas residuales y el incremento de los costes de producción.

El biostoning fue introducido en Europa en el año 1989. Se trata de una técnica basada en el uso de enzimas, concretamente celulasas neutras y ácidas, que modifica selectivamente la superficie del tejido en cuestión. La enzima fue aislada por primera vez del hongo Trichoderma reesei. Sin embargo, hoy en día, además de obtenerse de éste, también puede aislarse de otros hongos y bacterias como Penicillium, Aspergillus o Clostridium, respectivamente. Con el objetivo de incrementar la productividad de la proteína, el gen suele ser insertado en bacterias.

Las celulasas son enzimas hidrolíticas que, en presencia de agua, participan en la degradación de los enlaces glicosídicos β-1,4 presentes en los polisacáridos de celulosa.

La transformación de la celulosa a glucosa por vía enzimática implica la acción de un sistema multienzimático; el complejo celulasas, constituido básicamente por 3 enzimas. Para el proceso de biostoning no es necesaria una hidrólisis completa con lo cual la β-glucosidasas no es requerdia durante el lavado de los vaqueros, quedando las enoglucanasa y exoglucanasas únicas enzimas implicadas en el proceso:
  • Endoglucanasas (3.2.1.4) que degradan al azar enlaces β-1,4 glicosídicos internos de la cadena de celulosa.

  • Exoglucanasas (3.2.1.91) que actúan sobre el extremo no reductor de la cadena generando unidades de celobiosa.
  • β-glucosidasas (3.2.1.21) que hidrolizan específicamente la celobiosa dando lugar a monómeros de glucosa.

Las celulasas pueden ser utilizadas juntamente con piedras pómez o pueden reemplazarlas totalmente.
El procedimiento general consiste en:
  • Introducir las prendas vaqueras en las lavadoras industriales.
  • Ajustar las condiciones del baño de tratamiento (5,5 < pH < 6, 50 < T < 60ºC)
  • Añadir la enzima y controlar las condiciones de reacción (tiempo, temperatura, pH y agitación).
  • Interrumpir la reacción agregando carbonato sódico y/o aumentando la temperatura hasta 80ºC durante 10 minutos.

Las principales ventajas del biostoning son:
  • Incremento de productividad en un 30-50% (poca cantidad de enzima en vez de kilos de piedra pómez)
  • Ausencia de polvos tóxicos
  • Creación de amplia gama de tonos y efectos de acabado
  • Reducción de daños en las telas y menor desgaste de las máquinas de trabajo
  • Reutilización de las enzimas

Sin embargo, también existen inconvenientes:
  • Limitación a la hora de producir enzima en cantidades industriales
  • Inestabilidad enzimática frente a factores externos como la temperatura, la fuerza iónica o el pH
  • Pérdida de actividad enzimática con el tiempo
  • Posible inhibición enzimática debido a algún sustrato o producto concreto

Anualmente se venden más de 200 millones pares de vaqueros en Europa, y 450 millones en Estados Unidos. A modo de anécdota, los ingleses compraron sólo en 2007 casi 86 millones de pares de jeans, lo que supone un incremento del 40% respecto a datos del año 2002. El mercado de los jeans supone un ingreso anual mundial de 700 millones de dólares. Por lo tanto, el biostoning es la manera más económica y ecológica de tratar la tela vaquera.

dimarts, 27 d’octubre del 2009

Enzims utilitzats en la indústria tèxtil

Des de fa molts anys els enzims s'utilitzen en la indústria de l'adob de les pells i més recentment s'utilitzen en la indústria tèxtil.

Adobar les pells significa: donar a les pells o els cuirs el tractament o els tractaments adequats per tal de transformar-los en una matèria que, a més de no ésser putrescible, posseeixi les propietats i l'aspecte necessaris per a l'aplicació pràctica a què vagin destinats. També es pot definir com: Estabilitzar el teixit col·lagènic de la pell per tal de fer-lo imputrescible i menys hidrolitzable.

L'adobat de les pells és un procés químic i enzimàtic que consisteix en reforçar l'estructura proteica del col·lagen de la capa de la dermis, eliminant els altres compostos presents, com pèls, lípids i proteïnes solubles. El sistema més antic per adobar el cuir o les pells consisteix en utilitzar extractes vegetals rics en tanins. Aquest procés però pot tardar diverses setmanes o mesos. Al segle XIX es va introduir l'adobat químic que utilitza sulfat de crom. Abans, però, d'aquest procés calen altres passos (curing, soaking i dehairing) on s'utilitzen diversos enzims. Els principals enzims utilitzats són les proteases que ens ajudaran a degradar els pèls de la pell i altres proteïnes dels animals i les lipases per treure el greix. S'aconsegueix així augmentar la qualitat del producte final i reduir l'impacte mediambiental del procés:




Les fibres tèxtils abans de teixir-les han de ser reforçades per a què no es trenquin. Per això s'afegeixen compostos que s'adhereixin a les fibres. El midó, combinat amb petites quantitats d'altres substàncies com gelatina i carboximetilcel·lulosa (cel·lulosa tractada per fer-la soluble en aigua), és un dels compostos més utilitzats.
Després de teixir cal treure aquest midó i en aquest procés anomenat desizing és on ara s'utilitzen les alfa-amilases (els preparats que es venen per fer aquest procés, a part d'activitat amilasa, també tenen activitats proteasa i cel·lulasa). Abans s'utilitzaven tractaments amb àcids o bases que a part dels efectes negatius dels residus que s'originaven sobre el medi ambient, eren tractaments més agressius amb les fibres dels teixits.

En la indústria tèxtil moderna s'utilitzen cada cop més els enzims en l'acabament dels productes. El principal component del cotó és la cel·lulosa que es troba organitzada en fibres. Mentre que moltes de les fibres són allargades i rectes, algunes petites fibres poden formar estructures protuberants. La correcta aplicació de cel·lulases pot treure aquestes protuberàncies donant lloc a productes més suaus i amb un color més intens. Aquests tècnica anomenada Biopolishing és el mateix principi bàsic d'acció de les cel·lulases dels detergents. En la llana, aquest procés s'anomena Biopolishing de la llana (Biopolishing of wool) i s'utilitzen proteases.

En l'acabat dels pantalons texans s'utilitzen també cel·lulases. Tradicionalment els texans anomenats Stonewashed jeans eren rentats amb pedra pòmez per destenyir-los i aconseguir el color desitjat . Des del 1992 s'ha estès l'ús de les cel·lulases per fer aquest procés, ara anomenat Biostoning. Les cel·lulases trenquen les fibres de cel·lulosa descolorint els pantalons. Si controlem l'acció d'aquestes cel·lulases aconseguirem no trencar els texans i aconseguir el color desitjat. Els avantatges d'aquest procés respecte al mètode tradicional són que els texans duren més perquè el tractament és menys agressiu i que s'utilitza una quantitat molt inferior d'aigua. Les cel·lulases que s'utilitzen solen ser cel·lulases àcides (amb un pH òptim d'activitat al voltant de 4.5) i cel·lulases neutre (amb un pH òptim d'activitat de 7.0). Aquesta aplicació s'ha convertit en un dels mercats de ventes més grans per a les cel·lulases.

Altres enzims utilitzats en la indústria tèxtil són: pectinases (per eliminar les pectines en el procés de Bioscouring), catalasa, peroxidasa i lacasa en els processos de blanquejar i tenyir.


dijous, 4 de desembre del 2008

Les Lacasses

Anna Borrull Riera i Maria Gibert Ricart Curs 2008-2009

1. CARACTERÍSTIQUES
-Nom comú de l’enzim: Lacassa
-Codi enzimàtic (EC): 1.10.3.2, família de les oxidoreductases.

2. CONDICIONS ÒPTIMES
-Temperatura : 55-70ºC
-pH: 4.0-7.0
-Temps d’actuació: de 10 a 30 minuts

Podeu veure un exemple de lacassa comercial a la web de “Productos Químicos S.A".

3. APLICACIONS
Les lacasses son uns enzims que pertanyen al grup de les oxidoreductases (EC 1.10.3.2) produïdes per fongs de polpa blanca, per exemple Trametes versicolor i Pleurotus ostreatus entre molts altres, i que degraden els compostos fenòlics de la lignina. Aquests fongs de polpa blanca secreten extracel•lularment la lacassa, cosa que en facilita la seva purificació en el procés de producció d’aquest enzim.
Entre les nombroses aplicacions de la lacassa hi ha la decoloració de la polpa de paper, decoloració i detoxificació d’aigües residuals o efluents en la indústria tèxtil i la decoloració de teixits (ex. la roba texana). L’alternativa a l’ús de les lacasses en aquests processos és un tractament químic agressiu i tòxic o utilitzar tècniques electroquímiques. A més, l’ús de les lacasses presenta una sèrie d’avantatges: és un enzim estable, en la indústria tèxtil té pocs efectes en la resistència de la tela i dóna una millor reproductibilitat del to obtingut en la decoloració de la tela.

4. MILLORES DE L’ENZIM
En una investigació realitzada l’any 2007 es va aconseguir dissenyar un enzim lacassa mutant que és potencialment la base de nous fàrmacs i biocombustibles

Un equip del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC), junt amb científics de la Universitat de Lund (Suecia) i de l’Institut Tecnològic de Californi (EEUU), ha dissenyat un enzim amb alta resistència a dissolvents orgànics. Cal tenir en compte que les lacasses són pèptids i que, per tant, són molècules polars que no es solubilitzaran en solvents orgànics, els quals són poc polars. La lacaza mutant R2 ha estat creada per evolució artificial o dirigida, aquesta técnica simula els passos de l’evolució natural però redueix el temps en què es produeixen de milers d’anys a mesos o setmanes.

En el treball publicat en l’últim numero de “Chemistry & Biology” s’indica que podrien tenir aplicacions en l’eliminació de contaminants ambientals, producció de biocombustibles o creació de nous fàrmacs. Amb aquest sistema d’evolució dirigida s’ha dissenyat un enzim resistent a elevades concentracions de dissolvents orgànics i que pot reutilitzar-se conservant la máxima eficiència, cosa que és necessària per solubilitzar contaminants ambientals. A més, aquest mutant està probat per la síntesi de molècules amb activitat neuroprotectora, amb posibles aplicacions sobre la malaltia del Alzheimer.

A la taula 1 es veuen les diferents variants de proteïnes mutants i la seva tolerància, activitat i estabilitat en diferents solvents orgànics.

Taula 1. a) Activitats de la lacassa. b) Ratio entre l’activitat de la proteïna mutant corresponent respecte a la soca salvatge. c) Tolerància als solvents orgànics (%). d) Percentatge residual d’activitat després d’incubar l’enzim en un solvent orgànic durant 24 hores.

El mutant R2 (l’últim de la taula anterior) és l’escollit per les millores aportades.